Vooluva halogeenlampid

1958. aastal arendasid E.G. Fridrich ja E.H. Wiley Tungsti-Halogeenlambi lisades halogeenkaasu (peamiselt joodi) päästiklambi sisse. Tavaliselt ilma halogeenkaasuta päästiklambi filameent kaotab oma toimivuse filameendi evapoorimise tõttu kõrgemas käitamistemperatuuril. Evapoorunud tungst filameendist tavapärasest päästiklambist deponeerub lambi sisemusesse aeglaselt. Seetõttu takistatakse lümeenide väljumist lambist. Nii laskub päästiklambi efektiivsus, st lümeenide/vati suhe. Halogeenkaasu lisamine päästiklambi sisse ületab selle probleemi lisaks mitmetele muudele eeliste. Lisatud halogeenkaas aitab evapoorunud tungstile moodustuda tungsti-halogeenide, mis ei deponeeru lambi sisemusele temperatuuridel 500K kuni 1500K vahel. Seega lümeenid ei takistata. Lümeenide/vati suhe ei hevita. Lisaks pressuriseeritud halogeenkaasu lisamisel väheneb filameendi evapoorimise kiirus.

Halogeenlambi tööpõhimõte

Halogeenlambi tööpõhimõte põhineb halogeeni taastuvuslikul tsüklil.

Päästiklambis evapooruneb tungsti filameent kõrge temperatuuri tõttu käitamisel. Gasi konvektioonilise vooga lambi sees transportitakse evapoorunud tungst kaugemale filameendist. Lambi sein on suhteliselt külm. Seega jäädakse evapoorunud tungst lambi sisemusele kinni. See ei ole nii, kui kasutatakse halogeeni nagu joodi. Halogeenlambi filameendi temperatuur hoidetakse umbes 3300K. Seega evapooruneb tungst siin ka filameendist. Gasi konvektioonilise vooga lambi sees transportitakse evapoorunud tungsti aatomiteid kaugemale filameendist suhteliselt madalamatele temperatuurile, kus nad siduvad joodikaasuga ja moodustavad tungsti-joodi. Tungsti ja joodi kombinatsioon nõuab 2000K temperatuuri.

Seejärel transportitakse sama gasi konvektioonilise vooga tungsti-joodi lambi seinale, mille temperatuur on suhteliselt madal. Kuid lamb on nii disainitud, et klaasiseini temperatuur jääb 500K kuni 1500K vahel, kus tungsti-jood ei praktiliselt deponeeruks lambi seinale. See tagastub filameendi suuna, samas gasi konvektioonilise vooga lambi sees. Filameendi lähedal, kus temperatuur on rohkem kui 2800K, murdub tungsti-jood uuesti tungsti ja joodi aatomiteks, kuna see on vajalik temperatuur tungsti-joodi murdmiseks tungsti ja joodi aatomiteks.

Siis need tungsti aatomid jätkavad edasi ja deponeeruvad uuesti filameendile, kompenseerides varasemalt evapoorunud tungsti. Seejärel evapoorunevad need uuesti kõrge filameendi temperatuuri tõttu ja saavad vabad joodi aatomitega tungsti-joodide moodustamiseks. See tsükkel kordub uuesti ja uuesti. Seega evapooruneb filameent mitte püsivalt, mistõttu saab filameendi temperatuuri hoida väga kõrge tasemel võrreldes tavapärase päästiklambi kanssa, mis teeb selle efektiivsemaks, st suurema lümeenide/vati suhtega. Kuna filameenti evapoorumine ei ole püsiv, on Tungsti-Halogeenlambide eluiga palju pikem selgema valgusega. Keemiline võrrand on

Halogeenlambi ehitus

Võrreldes halogeenlambiga, suudab päästiklamb pakkuda ainult 80% oma lümeenidest elu lõpus, kuna klaasiseina selgus langab tungsti deponeerumise tõttu. Tungsti-Halogeenlamb suudab pakkuda üle 95% oma lümeenidest elu lõpus. Varem kasutati borosiliika või aluminosiliika klaasi halogeenlambi valmistamiseks. Need on paremad kõrge temperatuuri vastupidavuse ja madala termilise laienemise koefitsiendi poolest. Kuid tänapäeval kasutatakse laialdaselt kvartsit halogeenlambi klaasi valmistamiseks. Kvarts on läbipaistev silikaat ja puhas siliksidiooksid. See on väga tugev ja kannab kõrget temperatuuri võrreldes borosiliika või alumini-siliika klaasidega. Kvartsi klaas võib olla peen materjal üle 1900K. Filameendi lähedal peab hoidma 2800K, et saada pidev halogeenitsükkel. Seega tuleb hoida filameendi ja kvartsi klaasi seinavahelist vahemaad sellisena, et kvartsi klaasi seinale jääks temperatuur alla 1900K. Klaasisein peaks olema tugev ja väike mahus, et lamp saaks töötada mitme atmosfääri sisemise surve all. Kõrge sisemine surve lambi sees vähendab tungsti filameendi evapoorimise kiirust. Lambi sees on lisaks halogeenkaasule mõningane nitroogeni ja argooni segune, et hoida seda kõrget gaasi survet. Nii saab lamp töötada kõrgemal temperatuuril ja suuremal valguse efektiivsusega pikem aeg. Enamik tänapäeva lampe kasutab bromi asemel joodi. Brom on värvitu, samas kui jood on purpuuniline.

Tungsti-halogeenlambide rakendused

Tungsti-halogeenlambid võivad olla mitmesuguseid kuju, kuid neid leidub enamasti tüüblikult tüüberlikud, kus filameend on teljestikku orienteeritud. Neid on saadaval nii kahekordsete kui ka ühekordsete tüüpides. Allpool on näidatud kaks tüüpi.
Kaks tüüpi on näidatud allpool.

Tungsti-halogeenlambid annavad korreleeritud värvi temperatuuri, suurepärase lümeenide säilitamise ja mõistliku eluaja. Tungsti-halogeenlambid on sobivad välimvalgustuse rakenduste jaoks. Eriti kasutatakse neid spordialadel, teatril, stuudios ja televisioonivalgustuses. Nende filameendid on tavaliselt mehaaniliselt stabiilsed ja paigutatud suure täpsusega. Tungsti-halogeenlambid kasutatakse laialdaselt punktlambidena, filmiprojektorites ja teaduslikus seadmetes. Turgul on saadaval ka madalvoltaga tungsti filameendiga lambid. Need on saadaval 12, 20, 42, 50 ja 75 vatil, töötades 3000K kuni 3300K vahel. Nende eluiga ulatub 2000 tunnist 3500 tunnini.

Kuna optilised projektsiooniseadmed kasutavad tavaliselt halogeenlambi, kasutatakse neid tänapäeval laialdaselt ka näitusevalgustuses. Tungsti-Halogeenlambi peamine osa on väike tungsti-halogeenkapsel. See on kleepitud ühte tükki, kõik klaasised peeglid on kontrollimiseks optilisi lõike. MR-16 lampa multifacetiline peegel on 2 tolli diameetril. Sellel on veidi suurem valguse efektiivsus kui standardsetel pingega päästiklambidega. Nende suurus on väiksem ja lubavad kompakta valgustit.

Declaration: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.