Volframske halogenne svetlobe

Leta 1958 sta E.G. Fridrich in E.H. Wiley razvila vložčno halogeno svetilko z uvedbo halogenega plina (v bistvu joda) v svetilko s vložkom. V bistvu brez halogenega plina se postopoma zmanjša učinkovitost žice s vložkom zaradi njene izparevanje pri višji temperaturi delovanja. Izparjeni volfram iz žice običajne svetilke s vložkom se postopoma naslaja na notranjo površino ampulke. Tako so lumeni preprečeni, da bi se iz ampulke izpustili. Zato se učinkovitost, tj. lumen/watt svetilke s vložkom, postopoma zmanjša. Vstavljanje halogenega plina v svetilko s vložkom pa te težave prepreči in prinaša še druge prednosti. Ker ta vstavljen halogeni plin pomaga, da se izparjeni volfram pretvori v volframni halid, ki se nikoli ne naslaja na notranjo površino ampulke pri temperaturi površine ampulke med 500K in 1500K. Torej lumeni niso preprečeni. Zato se lumen/watt svetilke ne zmanjša. Še dodatno, zaradi vstavljanja podtlačenega halogenega plina se zmanjša stopnja izparevanja žice.

Delovanje halogenih svetilk

Delovanje halogenih svetilk temelji na regenerativnem ciklu halogenov.

V svetilki s vložkom se zaradi visoke temperature izpari volframski vložek med delovanjem. Zaradi konvekcijskega pretoka plina znotraj ampulke se izparjeni volfram odstrani od vložka. Površina ampulke je relativno hladna. Torej se izparjeni volfram naslaji na notranjo površino ampulke. To ni primer, ko se v ampulkni posodi uporablja halogen, kot je jod. Temperatura vložka halogenih svetilk se ohranja okoli 3300K. Tudi tu se bo izparil volfram iz vložka svetilke. Zaradi konvekcijskega pretoka plina znotraj ampulke se izparjeni atomi volframa odstranijo od vložka do relativno nižje temperature, kjer se združijo z jodnim parom in tvorijo volframni jodid. Temperatura, potrebna za združitev volframa in joda, je 2000K.

Nato isti konvekcijski pretok plina znotraj ampulke nosi volframni jodid na steno relativno nižje temperature. Ampulka pa je tako oblikovana, da temperatura stene iz črke ostane med 500K in 1500K, pri kateri temperatura volframni jodid ne prilepi na steno ampulke. Vrneta se nazaj proti vložku zaradi istega konvekcijskega pretoka plina znotraj ampulke. Spet, v bližini vložka, kjer je temperatura večja od 2800K, se volframni jodid razbije na volfram in jodni par. Ker je to potrebna temperatura za razbijanje volframnega jodida na atome volframa in joda >2800K.

Nato se ti atomi volframa nadaljujejo in ponovno naslajo na vložek, da kompenzirajo prej izparjen volfram. Nato se spet izpari zaradi visoke temperature vložka in postanejo prosti, da pridobijo jod, da tvorijo jodid. Ta cikel se ponavlja znova in znova. Torej se vložek ne izpari trajno, zato se lahko temperatura vložka ohranja na zelo visoki ravni v primerjavi z običajno svetilko s vložkom, kar jo naredi bolj učinkovito, tj. z višjo oceno lumen/watt. Ker ni trajnega izparevanja vložka, se življenjska doba vložčnih halogenih svetilk zelo podaljša z jasnostjo osvetlitve. Kemijska enačba je

Gradnja halogenih svetilk

V primerjavi z halogenskimi svetilkami lahko svetilka s vložkom zagotovi le 80% svojih lumenov na koncu življenja, ker se jasnost stene iz črke zmanjša zaradi naslajanja volframa na njej, medtem ko vložčna halogena svetilka lahko zagotovi več kot 95% svojih lumenov na koncu življenja. Prej so bile za izdelavo ampulke halogenske svetilke uporabljene borosilikatna ali aluminosilikatna stekla. Ker imajo višjo možnost vzdrževanja temperature in njihov koeficient termalne ekspanzije je zelo nizak. Toda danes se široko uporablja kvarc za izdelavo stekla halogenskih svetilk. Kvarc je prosojno siliko in čist dioksid silika. Je zelo močan in vzdržuje višjo temperaturo v primerjavi s borosilikatnimi ali aluminosilikatnimi stekli. Kvarčna ampulka lahko postane mehka material nad 1900K. Ponovno mora biti okoli vložka ohranjena temperatura 2800K, da bi bil zanesljiv cikel halogenov. Torej mora biti razdalja med vložkom in steno ampulke tako, da stena ampulke doseže temperaturo pod 1900K. Stena ampulke mora biti močna in manjša v prostornini, tako da svetilko lahko uporabljamo pri notranjem tlaku več atmosfer. Višji tlak znotraj ampulke zmanjša stopnjo izparevanja vložka. Določena količina dušika in argona je dodana poleg halogenega plina znotraj ampulke, da se vzdrži ta višji tlak plina znotraj. Tako se svetilko lahko uporabljajo pri višji temperaturi in z višjo luminarno učinkovitostjo dolgo časa. Večina svetilk danes vsebuje brom namesto joda. Brom je bezbarven, medtem ko ima jod purpurno barvo.

Uporaba vložčnih halogenih svetilk

Vložčne halogene svetilke lahko imajo več oblik, a najpogosteje so valjkaste z vložkom, usmerjenim osno. Ponudbe so na voljo v dveh stranskih in enostranskih tipih. Dva tipa so prikazana spodaj.
Dva tipa so prikazana spodaj.

Vložčne halogene svetilke zagotavljajo povezan temperaturni ton, odlično vzdrževanje lumenov in razumno življenjsko dobo. Vložčne halogene svetilke so primerni za uporabo pri zunanjem osvetlitvi. Posebej se lahko uporabljajo za osvetlitev športnih dogodkov, gledališč, studij in televizijske osvetlitve itd. Njihovi vložki so običajno mehansko stabilni in postavljeni z višjo natančnostjo. Vložčne halogene svetilke se široko uporabljajo kot reflektorji, filmovi projektorji in znanstveni instrumenti. V trgu so tudi različne vrste vložčnih halogenih svetilk z nizkim napetostni volframskim vložkom. Na voljo so v 12, 20, 42, 50 in 75 vatih, ki delujejo med 3000K in 3300K. Njihova življenjska doba sega od 2000 do 3500 ur.

Ker se halogenske svetilke običajno uporabljajo za optične projekcijske opreme, se danes široko uporabljajo tudi za osvetlitev izpostavljanja.
Glavni del vložčne halogene svetilke je majhen vložčni kapsular. On je cementiran v eno celoto, vse steklene reflektorji so kot facete za optično kontrolo žarka. MR-16 svetilka ima multifacetni reflektor s premerom 2 palca. Ima malo višjo luminarno učinkovitost kot standardne napetostne svetilke s vložkom. Njihova velikost je manjša in omogoča kompaktno opremo.

Izjava: Spoštujte original, dobre članke so vredni deljenja, če pride do kršitve avtorskih pravic, se za brisanje obvestite.