Fémhalogén lámpák - típusok, jellemzők, alkalmazások, előnyök. Fémhalogén lámpák. Típusok és készülékek. Működés és alkalmazás Fém halogén lámpa
A halogénlámpák a közönséges izzólámpák sokfélesége, egy jelentős különbséggel - ha a nagy vákuumfok alapvető a hagyományos lámpákban, akkor bizonyos mennyiségű gázt vezetnek be a halogénlámpákba - bróm- vagy jódgőzt. Mi ennek a változásnak a lényege? Az izzólámpa működési elve egy wolfram izzószál elektromos árammal történő felmelegítése. Az élettartam során a fém egy része elpárolog a spirál felületéről, ami egyes területeken a menet vastagságának csökkenéséhez, ennek következtében pedig ezen területek ellenállásának növekedéséhez vezet. A megnövekedett ellenállás a hőmérséklet növekedéséhez és ismételten a párolgás növekedéséhez vezet. Ez a folyamat lavinaszerű, ami végső soron a spirál kiégéséhez vezet. Ezenkívül az elpárolgott fém leülepszik az izzó belső felületére, ami miatt az elsötétül és csökkenti a fényáteresztést. A halogéngőzök bevezetése lehetővé teszi az úgynevezett halogén ciklus megszervezését. A halogéngőzök és az elpárolgott fém kölcsönhatásának kémiai reakcióján alapul. Ez a vegyület nem stabil, és magas tekercs hőmérsékletnek kitéve fémre és halogénre bomlik. Az ilyen reakció sajátossága, hogy a bomlás a spirál legmelegebb szakaszai közelében megy végbe, vagyis ott, ahol a legkisebb a vastagság. A halogén ciklus használata jelentősen megnövelheti az élettartamot, növelheti a spirál hőmérsékletét, ami a fényáram minőségének növekedéséhez vezet. A halogén lámpák kisebbek, mint az izzólámpák.
A működés jellemzői.
A halogén lámpa burájának felülete magas hőmérsékletű és speciális kvarcüvegből készül. Működés közben tilos kézzel megérinteni az üvegfelületet. A legkisebb zsírnyomok magas hőmérsékleten kiégnek, és a felületen elfeketednek, ami a szennyezett területek helyi túlmelegedéséhez és a halogénlámpa meghibásodásához vezet. Ennek elkerülése érdekében a beszerelés után az üveglombikot alkohollal le kell öblíteni egy olyan ruhával, amely nem hagy szöszszemcséket a felületen.
A magas hőmérséklet a tűzbiztonsági követelményeket is szigorítja.
A halogén lámpák fényerő-szabályozóval együtt történő bekapcsolása csökkenti a hőmérsékletüket. Ez a halogénciklus megzavarásához és a belső felületen fémlerakódáshoz vezet. Ennek elkerülése érdekében rendszeresen fel kell kapcsolni a lámpát teljes izzással több tíz percig.
A nagy fényteljesítmény és a halogénlámpák kis mérete lehetővé teszi, hogy sikeresen használják őket autók fényszóróiban. 
Halogén lámpák alacsony feszültséghez.
Különféle feszültségű lámpák állnak rendelkezésre. A kisfeszültségű (általában 12 V-os) lámpák világításként való használata lecsökkentő transzformátorok használatát igényli. A halogén lámpák transzformátora hagyományosan, fém magon (elektromágneses transzformátor) és rádióelektronikai elemek felhasználásával (elektronikus transzformátor) is elkészíthető. A maximális teljesítményre vonatkozó követelmények teljesítésekor az elektromágneses transzformátorok nagyon nagy megbízhatósággal, ugyanakkor nagy tömeggel rendelkeznek, amely a teljesítmény növekedésével növekszik. Az elektronikus transzformátorok mentesek ettől a hátránytól. Gyenge teljesítmény esetén azonban erős rádióinterferencia forrásként szolgálhatnak. Mindenesetre a halogénlámpák transzformátorának rendelkeznie kell bizonyos teljesítménytartalékkal.
Fémhalogén lámpák.
Teljesen más működési elv a fémhalogén lámpákhoz. Ezekben a lámpákban a fényforrás egy gázközegben lévő elektromos kisülés. A fémhalogén lámpák (MHL) a nagynyomású kisülési lámpák fejlesztésének további szakaszát jelentik. Ezek DRL (arc higanyfluoreszcens) néven ismertek. E lámpák működésének alapja a higanygőzben és inert gázban történő elektromos kisülés. Mivel az ilyen kisülés főként ultraibolya sugárzást termel, az izzó belső felületét foszforréteggel vonják be, amely az ultraibolya sugárzást látható fénnyé alakítja. A bevonat eltérő összetételével különböző árnyalatú fényt kaphat. 
Az adalékanyagok bevezetése különféle fémek halogénekkel alkotott vegyületei formájában lehetővé teszi az MGL színjellemzőinek megváltoztatását foszforok használata nélkül. Ezenkívül a halogénvegyületek bevezetése lehetővé teszi a DRL olyan hátrányának szinte teljes megszabadulását, mint az éppen kikapcsolt lámpa nehéz gyújtása, mivel a felmelegített higanygőz nagy nyomása nem teszi lehetővé a kisülést.
Ebben a videóban láthatja, hogyan gyújtják meg az MGL-t.
MGL kivitel.
A fő különbség a legtöbb fémhalogén lámpa és más típusok között két üvegkörte jelenléte. A külső lombik lehetővé teszi a környezeti hőmérséklettől való függés csökkentését, ami fontos az MHL fényparamétereinek stabilitása szempontjából.
A működés jellemzői.
Mivel a hideg MGL-ek higanyt tartalmaznak, különleges követelmények vonatkoznak rájuk az űrben való elhelyezkedésükre. Az MGL-ek függőleges és vízszintes telepítéshez egyaránt rendelkezésre állnak.
Ha ezeket a követelményeket nem tartják be, az MHL normál működése nem garantált. A kéttalpú lámpákat széles körben használják spotlámpákban, és csak vízszintes telepítést tesznek lehetővé. Az MHL bizonyos típusai különböző pozíciókban telepíthetők.
MGL csatlakozás.
A fémhalogén lámpák működésének jellemzői speciális berendezések használatát igénylik. Az elektromos kisülés fellépése megnövekedett feszültséget igényel, ugyanakkor a gázhalmazállapotú kisülés fizikája nagymértékben függ az áramló áramtól a tápfeszültségtől, ami áramkorlátozó elemek alkalmazását kényszeríti ki. Az áram indítására és korlátozására szolgáló berendezést start-vezérlő berendezésnek - PRA - nevezik. Vannak megnövelt mágneses disszipációjú elektromágneses transzformátorokon alapuló transzformátorelőtétek és elektronikusak is. Az utóbbiak mérete és súlya sokkal kisebb. Az elektronikus lámpavezérlő egységeknek szigorúan meg kell felelniük a használt lámpa típusának.
Az MGL-ről szóló információkat jól lefedi a videó:
Felhasználási területek.
A megnövelt fénykibocsátás, a hatékonyság és a kis méretek lehetővé teszik a fémhalogén lámpák használatát különféle világítóberendezésekben. A világító spotlámpák többségében MGL-eket használnak.
A jelenleg széles körben elterjedt autók xenon fényszórói is az MHL-hez tartoznak. A xenon jelenléte elsősorban a kisülés kezdeti előfordulására szolgál. Ezenkívül a működés során a kisülés higanygőzben és halogénekben történik.
Az MGL-eket gyakran helytelenül fémhalogenidnek nevezik. Ez a név nem felel meg a nyelvi normáknak. Szintén helytelen a "fémhalogenid" elnevezés. Ezt a nevet néha a „fémhalogén lámpa” angol elnevezés olvasatának eredményeként használják.
Manapság a világítási piac sokszínűbb, mint valaha. Ezért néha bizonyos nehézségek merülnek fel, amikor fényforrást választanak lakásához vagy házához.
Sokan inkább fémhalogén- és halogénlámpákat használnak fényforrásként.
Ez a cikk segít egy ilyen nehéz választásban, és elmondja, mik ezek a lámpák, és miért olyan népszerűek.
Egy kicsit a termékekről
A halogén lámpa egyfajta izzólámpa. Belül egy ilyen lámpa magán az izzószálon kívül egy pár halogént is tartalmaz. A króm, a jód, a fluor vagy a bróm halogénként működhet.
Az ilyen lámpa működési elve az, hogy az izzószálon keresztül érkező elektromos töltés kémiai reakcióba lép az izzószál halogén- és volfrámatomjaival. Ugyanakkor magas hőmérséklet jelenlétében az ilyen vegyület lebomlik. Ennek eredményeként a wolframrészecskék túlnyomó többsége leülepedik az izzószál testén. Ez megakadályozza a részecskék lerakódását a lombik belsejében. Az izzószál „visszanyerésének” elve ezen a folyamaton alapul. Ezt a reakciót a regeneratív típusú volfrám-halogén ciklusnak nevezik.
Az ilyen regeneratív reakció jelenléte miatt a halogénlámpák élettartama jelentősen megnőtt más világítóberendezésekhez képest. Ezek a lámpák akár 12 000 órát is bírnak. Ugyanakkor az ilyen lámpa fő előnye az energiahatékonyság, valamint magának az izzónak a méretének csökkenése.
Általában az ilyen termékek esetében a következő pozitív pontokat lehet megkülönböztetni:
- hosszú munkaidő;
- kompakt méretek;
- energiaköltségek csökkentése;
- kiváló színvisszaadás;
- a színspektrum 2800-3000K tartományba esik;
- meleg vagy semleges árnyalatú ragyogás.
Ráadásul, mint minden másnak a világon, a halogén típusú lámpáknak is vannak hátrányai. Ezek tartalmazzák:
- tűzveszély, amely annak a ténynek köszönhető, hogy a lámpa izzója akár 500 ° C-ra is felmelegszik;
- a feszültségesésekre való érzékenység jelenléte;
- Az izzó érzékeny a zsíros szennyeződésekre. Ezért csak szalvétán vagy védőkesztyűn keresztül lehet lecsavarni és becsavarni.
De a hiányosságok ellenére az ilyen lámpák ma meglehetősen gyakoriak.
Fajta
A halogén lámpák egyik fajtája a fémhalogén lámpák. HID lámpáknak is nevezik őket.
Fémhalogén lámpák
A gázkisüléses fényforrások csoportjába tartoznak. Itt inert gázt (argon és xenon), bizonyos fémek halogenidjeit vagy higanyt használnak töltőanyagként, amellyel a kisülőcsövet megtöltik. Az izzók optikai sugárzásának forrása az íves elektromos kisülésből származó plazma. Ez a plazma a fémhalogenidek vagy higanyrészecskék elpárolgásából eredő ionizáció eredménye. Az ionizáció viszont elektromos áram hatására jelenik meg.
Ez a működési elv lehetővé teszi, hogy egy meglehetősen világos és erős fényáram forrását kapja. Ugyanakkor a színvisszaadás meglehetősen magas szinten marad.
A fémhalogén izzóknak ugyanazok az előnyei és hátrányai vannak, mint a halogén társaiknak.
Jegyzet! A fémhalogén lámpák élettartama valamivel hosszabb, mint az egyszerű halogén fényforrásoké. Körülbelül 10000-15000 óra.
Hatékonyság szempontjából a fémhalogén fényforrások lényegesen felülmúlják a halogénlámpákat. Ugyanakkor nincs szükség speciális előtétekre a felszerelésükhöz.
De csak az ilyen típusú fényforrásoknak vannak hátrányai is:
- kissé meghosszabbodott bekapcsolási idő. Az ilyen izzók esetében a maximális fényerő csak 5-10 perccel a bekapcsolás után érhető el;
- az újraindítás minimális időköze körülbelül 10-15 perc.
Ezeket a termékeket meglehetősen széles teljesítménytartományban gyártják: 20 W és 20 000 W között.
Ezenkívül a fémhalogén lámpák eltérő színspektrummal rendelkezhetnek:
- nappali fehér;
- Kék szín;
- piros szín stb.
Különböző halogenidek (sók) felhasználásával különböző színkombinációk érhetők el.
Csatlakozási jellemzők
A HID fényforrások esetében érdemes megjegyezni, hogy az elektronikus előtétekhez (vagy előtétekhez - előtétekhez) való csatlakozásukat nagyfeszültségű kábellel végzik. Ebben az esetben a kábelnek legalább 6 kV áttörési feszültséggel kell rendelkeznie a szigeteléshez. Ennek eredményeként az elektronikus előtét gyújtásához szükséges kimeneti feszültség 5 kV lesz.
Jegyzet! Az elektronikus előtétek (előtétek) másodlagos áramköréhez háztartási hálózati kábelek nem megengedettek.
A lámpa bekötési rajza
Ezek az eszközök szükségesek ahhoz, hogy az izzó működési módját a kívánt szinten tartsák. Ezért a világítás és a fényáram minősége közvetlenül attól függ, hogy a vezérlőberendezés melyik modelljét használta a csatlakozási diagramban.
Minden egyéb tekintetben a bekötési rajz nem sokban különbözik más típusú világítótestektől. Az árnyalatok megjelennek a telepítés típusában.
A telepítés típusától függően a fémhalogén lámpatestek többféle típusúak:
- beágyazott. Itt a világítóeszköz beágyazásának elvét alkalmazzák. Így lehetséges a lámpa rögzítése álmennyezeti szerkezetre;
- felső. Ebben a helyzetben a telepítés elve magában foglalja az eszköz egyszerű „ráhelyezését” a munkafelületre;
- nyomon követni. Az ilyen lámpák speciális reflektorokkal rendelkeznek. Használhatók kiemelő vagy általános világításra;
- felfüggesztett.
A választott lámpatest típusától függően a beszerelésük egy bizonyos séma szerint történik.
Ugyanakkor a fémhalogén izzók egyszerűen becsavarhatók a spotlámpákba. Ezt a módszert tekintik a legegyszerűbbnek.
Jegyzet! Ilyen lámpát csak védőkesztyűben vagy ruhával lehet felszerelni.
Ez kötelező, mert az anyag, amelyből az izzó készült, reakcióba lép a kéz zsírrétegével, és további használat esetén a világítóberendezés felrobbanásához vagy meghibásodásához vezethet.
Más esetekben ballasztot kell használni. Ugyanakkor egyes gyártók ezt a berendezést szétszerelt formában gyártják. Ezért további nehézségek merülnek fel az eszköz önszerelésében. A világítóberendezés-készlet általában a következő összetevőket tartalmazza:
- a világítóberendezés teste;
- fémhalogén lámpa;
- PRA vagy ballaszt.
Jegyzet! Amikor az izzót az alapba csavarja, ügyeljen arra, hogy azok tökéletesen érintkezzenek. Ha legalább egy rés marad, akkor a lámpa hamarosan kiéghet. Ebben az esetben a telepítés előtt ellenőrizze magának az alapnak a minőségét, mivel annak hiányosságai kiégéshez is vezethetnek.
A minőségi világítás érdekében csak jóváhagyott, engedéllyel rendelkező berendezéseket és fényforrásokat használjon. Jobb, ha olyan jól ismert gyártók termékeit vásárolja meg, akik régóta dolgoznak a világítási piacon.
célja
Fémhalogén és halogén lámpákat használnak főleg ebben a helyzetben amikor szükség van a következő tulajdonságok kombinációjára:
- erő;
- jövedelmezőség;
- tömörség.
fény a lámpából
Ugyanakkor ez a termék használható világítás létrehozására, mind otthon, mind az utcán. Az ilyen fényforrások használata lehetővé teszi a világítás létrehozását nyílt terekben. Ezért gyakran használják világításra:
- ipari üzletek;
- személyes telkek;
- színházak és múzeumok;
- tágas szobák házakban és apartmanokban.
Alacsony teljesítmény mellett az ilyen izzókat irodai vagy reklámvilágításra használják. Mindezek mellett üvegházakban, üvegházakban, sőt akváriumokban is megtalálhatók ilyen lámpák.
Ezenkívül az ilyen típusú izzókat a zöld tájban aktívan használják bizonyos tervezési ötletek díszítésére és hangsúlyozására. Ilyen világítással a kertje igazi műalkotássá válik.
Mint látható, a fémhalogén- és halogénlámpákat manapság széles körben használják. Tulajdonságaik és tagadhatatlan előnyei miatt sokféle célra használják őket.
Hogyan készítsünk lámpát bambuszból
Miért érdemes odafigyelni a lámpák vezeték nélküli változatára
1964-ben az amerikai General Electric cég a New York-i World Expo 64 pavilonjainak megvilágítására először használt új típusú lámpát - fémhalogént (MHL). 1969 óta az ilyen lámpák gyártását a Philips és az Osram, a 70-es években a Szovjetunióban lévő Saransk elektromos lámpagyár sajátította el.
A készülék szerint az MGL-ek hasonlóak a nagynyomású higanylámpákhoz, de a külső burájukat nem foszfor borítja, hanem átlátszó vagy (sokkal ritkábban) matt üvegből készül. Az elsődleges sugárforrás, akárcsak a DRL lámpákban, egy inert gázzal és higannyal töltött kvarc vagy polikristályos alumínium-oxid égő. De ha foszfort használnak a DRL lámpákban a színek korrigálása és a fénykibocsátás növelése érdekében, akkor be fémhalogén lámpák ugyanerre a célra speciális fénykibocsátó adalékokat használnak: különféle fémek halogénvegyületei (leggyakrabban nátrium és szkandium, valamint gallium, indium, tallium és ritkaföldfém elemek - diszprózium, holmium, tulium stb.).
Ahhoz, hogy a fémhalogén lámpákban a fénykibocsátó adalékok gőznyomása kellően magas legyen, az égőt magasabb hőmérsékletre kell felmelegíteni, mint a DRL lámpákban, és a benne lévő „induló” inert gáz nyomásának magasabbnak kell lennie. Egy ilyen egyszerű megoldás a kisülés meggyújtására, mint a DRL-ben (gyújtóelektródák felszerelése a fő elektródák közelében), már nem elég: ha a DRL-ben a kisülés a hálózat alatti feszültségnél történik, akkor MGL-ben ehhez 3 feszültség szükséges. 5 kilovoltig.
A fénykibocsátó adalékok összetételének változtatásával a sugárzás színe széles tartományban változtatható - a meleg fehértől 7Cv = 3000 K mellett a nappali fényig 7Cv = 6500 K mellett, valamint színes lámpák létrehozása is lehetséges.
Ma a világon több mint 250 féle fémhalogén lámpát gyártanak 20 és 3500 W közötti teljesítménnyel.
Fémhalogén lámpák nagyobb fénykibocsátással rendelkezik, mint a DRL, és jobb a színvisszaadás (Ra 90-ig). Tekintettel arra, hogy az MHL-ben a fényforrás egy kis méretű égő, és nem egy külső izzó, fényáramukat sokkal könnyebben el lehet osztani a térben reflektorok vagy lencsék segítségével. Ez a tulajdonság lehetővé tette mélyen sugárzó lámpák és reflektorok létrehozását nagyon keskeny fénysugárral, ami DRL használata esetén a világítótest nagy méretei miatt lehetetlen.
Fémhalogén lámpák paraméterei a DRL-hez hasonlóan kevéssé függenek a környezeti hőmérséklettől, sokkal inkább - a hálózati feszültség ingadozásától. Ebben az esetben gyakran megfigyelhető egy érdekes jelenség - a feszültség változása még viszonylag kis határok között (± 5%) is észrevehető változást okoz a sugárzás színében. A színváltozás spontán módon is bekövetkezik a lámpák működése során, és a lámpák különböző eseteiben eltérő módon (ún. "színszóródás"). Ez különösen észrevehető a többlámpás világítási rendszerekben, amikor a berendezés üzembe helyezésekor minden lámpa egyformán világít, és egy idő után a világítás „többszínűvé” válik. A különböző országok szabványai szerint a fémhalogén lámpák élettartama alatti emissziójának színhőmérséklete 500 K-vel változhat, azaz a Hzv = 3500 K ("fehér") lámpa "meleg fehérré" válhat. Hzv = 3000 K vagy „fényes fehér” Hzv = 4000 K mellett. Ennek oka az a tény, hogy a fénykibocsátó adalékok eltérően lépnek kölcsönhatásba a kvarccal és a volfrámmal, és ennek köszönhetően a töltés összetétele fokozatosan változik a lámpa működése során.
Figyelembe kell venni, hogy egyes fémhalogén lámpák sugárzásának színe a lámpák működési helyzetétől is függ, ezért a lámpákat csak abban a helyzetben szabad üzemeltetni, amelyet az egyes típusokra vonatkozó dokumentáció szabályoz.
A fémhalogén lámpák gyártása nagyon munkaigényes, és rendkívül magas gyártási kultúrát igényel. A lámpák gyártása során különös nehézségek merülnek fel az égők hermetikus hegesztésével kapcsolatban, mivel a perselyekbe préselés jelenlegi technológiája nem biztosít kellő pontosságot az égők méreteinek betartásában.
A fémhalogén lámpák paramétereinek stabilitásának javítása érdekében a Philips és az Osram 1998 óta nem kvarcból, hanem polikristályos alumínium-oxidból, AI2O3-ból kezdett égőket gyártani. Kémiai összetételét tekintve a polikristályos alumínium-oxid teljesen azonos az értékes zafírral és rubinnal, valamint a közönséges agyaggal. A különböző országok, elsősorban az USA és a Szovjetunió technológusai űrprogramjaik keretein belül már rég megtanulták ezt az anyagot nagyon jó minőségben elkészíteni, és jó pontossággal adott átmérőjű csöveket készíteni belőle. A nyersdarabokból szigorúan tartós hosszúságú csőszegmenseket készíthet. A kémiai és hőállóság szempontjából a polikristályos alumínium-oxid felülmúlja a kvarcot, ezért nagyon alkalmas nagynyomású kisülőlámpák égőinek létrehozására, amelyekben a kvarctól eltérően minden geometriai méretet nagyon nagy pontossággal megtartanak. Az ilyen égők létrehozásának problémája az volt, hogy biztosítsák a jelenlegi perselyek tömítettségét, amelyek képesek magas hőmérsékleten működni meglehetősen agresszív halogén világító adalékok környezetben. De 1998-ra ezt a problémát is sikeresen megoldották. Jelenleg a vezető elektromos lámpagyártók nagy mennyiségben gyártják az MHL-t polikristályos alumínium-oxidból készült égőkkel vagy, ahogyan gyakran nevezik, kerámiaégőkkel.
Az égők precízen megtartott méretei és a kerámiák nagy vegyszerállósága jelentősen növelte az MGL fényparamétereinek stabilitását. A kerámiaégős lámpák élettartamának végére a színhőmérséklet változása nem haladja meg a ± 200 K értéket, a fényáram csökkenése 4000 óra alatt nem haladja meg a 20%-ot. Eddig az ilyen lámpákat csak kis teljesítménnyel (20-150 W) gyártják.
A fémhalogén lámpák fő alkalmazási területe a színes televíziós riportok világítása, filmezés és nagy sportcsarnokok világítása. A kis teljesítményű lámpák létrehozása, különösen kerámiaégőkkel, széles utat nyitott az MHL bevezetésére a belső világításban - kereskedelmi padlók, kirakatok, kiállítási pavilonok, egyes adminisztratív épületek stb.
A modern fémhalogén lámpák bizonyos típusainak élettartama eléri a 15 000 órát. A lámpák különböző színű sugárzással és eltérő színvisszaadási minőséggel készülnek.
Mivel a fémhalogén lámpában a kisülés meggyújtásához több kilovolt feszültség szükséges, a lámpákat csak speciális gyújtókkal kapcsolják be. ábrán. Az 1. ábra egy tipikus áramkört mutat fémhalogén lámpák bekapcsolására. Mint minden gázkisüléses lámpát, a fémhalogén lámpát is csak előtétfojtóval lehet üzemeltetni, amely fáziseltolódást hoz létre az áram és a feszültség között. Ezért teljesítménytényező korrekcióra van szükség, vagyis kompenzáló kondenzátor beépítésére.
Rizs. 1.
Az elmúlt években számos cég kezdett el olyan elektronikus eszközöket gyártani, amelyek kis teljesítményű fémhalogén lámpákat kapcsolnak be. A nagynyomású lámpák nagyfrekvenciás táplálása nem kínálja ugyanazokat az előnyöket, mint a fénycsöveknél, ráadásul instabil kisüléshez (ún. „akusztikus rezonanciához”) vezet. Ezért a fénycsövekkel ellentétben a fémhalogén lámpákat nem nagyfrekvenciás árammal, hanem 100-150 Hz frekvenciájú téglalap alakú feszültséggel táplálják az ilyen eszközökön. A fémhalogén lámpák bekapcsolására szolgáló elektronikus eszközök sokkal (3-4-szer) könnyebbek, mint a fojtótekercsek, és ezen felül kombinálják az előtét és a gyújtó, valamint néha a kompenzáló kondenzátor funkcióit. A kerámiaégős lámpák általában ajánlottak elektronikus eszközökhöz.
A fémhalogén lámpák hátrányai a következők: magas költség (többször drágább, mint a DRL, különösen a kerámiaégős lámpák); hosszú felmelegedési idő (akár 10 perc); a fényáram nagy pulzálási mélysége (ritkaföldfém elemekkel rendelkező lámpákhoz, amelyek a legjobb színvisszaadással rendelkeznek, akár 100%); a forró lámpa újbóli bekapcsolásának lehetetlensége, miután az legalább a másodperc töredékére kialszik; gyújtók használatának szükségessége.
Mivel nagy teljesítményű fémhalogén lámpákat használnak a nagyszámú, nagyszámú sportesemények megvilágítására, a lámpák meghibásodása pánikot okozhat a nézőkben, nem beszélve a sportesemény megzavarásáról. Az ilyen jelenségek kizárása érdekében a sportpályák megvilágítására szolgáló projektorokban a hagyományos gyújtókon kívül a lámpák azonnali újragyújtásának egységeit is használják - összetett, nehéz és nagyon drága eszközöket, amelyek automatikusan adják a lámpát, amikor kialszik, impulzusokat 50 kV-ig terjedő feszültség, amely akár forró lámpát is képes meggyújtani. Az ilyen blokkokhoz tervezett lámpák speciális kialakításúak - az egyik elektródát az alapon, a másikat a külső izzó alappal ellentétes oldalán vezetik ki.
Munkájuk során az ilyen eszközök gázkisülést használnak, nem pedig egy izzószál hőfényét. Az ilyen lámpákat viszonylag fiatal fényforrásoknak nevezhetjük, amelyek története nem több, mint ötven éves. Születésükhöz számos tudós kísérlet kapcsolódik a gázkisüléses készülékek fejlesztésére, a töltés szempontjából megkülönböztető vonásuk a higanygőz, a só és a gázösszetételek munkakeverékként való felhasználása. A sókeverék összetétele befolyásolja a kibocsátott fény árnyalatát. A fémhalogén lámpa kékes vagy vöröses fényt bocsáthat ki. A lombik belsejében a gáz nagyon nagy nyomás alatt van.
A készülék jellemzői
A fémhalogén lámpákat ugyanúgy kapcsolják be, mint a fénycsöveket, valamint más gázkisüléses lámpákat. A gyújtáshoz speciális indító- és vezérlőberendezéseken keresztül csatlakozni kell a hálózathoz. Amikor a lámpában be van kapcsolva, először kisülés lép fel az argonban, ami elektromos ívet indít el a lámpabura elektródái között. A kikapcsolt lámpában a higany és a sók részecskék formájában leülepednek a lombik falán. Indítás után azonnal felmelegíti a lombikot, elpárologtatja a szilárd részecskéket, majd a kisülés só- és higanygőzben folytatódik. Az első percekben a hőmérséklet nagyon megemelkedik, ahogy a sugárzás fényereje is. Működés közben egy fémhalogén lámpa ezer fokot meghaladó hőmérsékletre melegszik fel, ezért olyan nagyok a reflektorok, amelyekben az ilyen eszközöket használják. Hűtésükhöz a reflektor nagy fémfelületére van szükség.
A Philips fémhalogén lámpa sokkal hatékonyabban működik, mint egy fénycsöves lámpa, mivel ebben az esetben az elfogyasztott energia közel 24 százaléka alakul fénnyé. Az ilyen termékeket meglehetősen széles teljesítménytartományban állítják elő - 20-20000 watt, ami lehetővé teszi, hogy mindenhol használhatók. A tervezési jellemzők a lámpa teljesítményétől függően változnak.
Alkalmazások
A kis teljesítményű fémhalogén lámpa ugyanott használható, mint a hagyományos halogén lámpa - irodai, otthoni, reklámeszközökben, múzeumi kiállításokon és üzletekben. Sokkal gazdaságosabb és hatékonyabb, mint a halogén, de további előtétek felszerelését igényli.
A 150 W-os fémhalogén lámpa nagy szoba megvilágításához vagy egy magánház udvarán lévő lámpához hasznos. A nagy teljesítményű lámpatestek alkalmasak professzionális világítóberendezésekhez - nagy teljesítményű spotlámpákhoz, színházi reflektorokhoz, fotó- és mozivilágító berendezésekhez, valamint bizonyos típusú projektorokokhoz.
A fémhalogén lámpák érdekes felhasználási területe lehet az üvegházak és akváriumok világítása. Olyan sugárzási spektrummal rendelkeznek, amely kedvez a növények és a korallok növekedésének.
Az ilyen eszközöket két lombikkal lehet előállítani - külső és belső. Úgy gondolják, hogy ez a lehetőség jobb színjellemzőkkel rendelkezik.
fémhalogén lámpa
DRI 250 lámpa
Fém halogén lámpa(MGL) - az egyik típusú gázkisülési lámpák (GRL) nagynyomású. Abban különbözik a többi GRL-től, hogy a higanygőzben történő ívkisülés spektrális jellemzőinek korrigálására speciális sugárzó adalékokat (ID-ket) adagolnak, amelyek egyes fémek halogenidjei, az MGL égőbe.
Terminológia
Az 1970-es évek közepéig. a háztartási világítástechnikában a "fémhalogén lámpa" kifejezést használták, ami a periódusos rendszer VII. csoportjába tartozó kémiai elemek - "halogenidek" elnevezéséből adódik. A kémiai nómenklatúrában ennek a kifejezésnek a használatát helytelennek ismerték el, mivel a görögből szó szerint lefordított „halogén” „sószerű”, a „halogén” szó pedig szó szerint „só”, jelezve ezek magas kémiai aktivitását. anyagok és a velük való reakciókban fémsók képződése. Ezért jelenleg az orosz nyelvű "fémhalogén lámpa" kifejezést használják, amely szerepel a CIE Nemzetközi Világítási Szótár orosz kiadásában. Az angol „metal halide lamp” („fémhalogenid”, „fémhalogenid”) szóbeli nyomorékok használata elfogadhatatlan.
Alkalmazás
Az MGL egy kompakt, nagy teljesítményű és hatékony fényforrás (IS), amelyet széles körben használnak világítási és fényjelző eszközökben különféle célokra. Főbb felhasználási területek: közhasznú, dekoratív és építészeti kültéri világítás, ipari és középületek világítóberendezései (OU), színpad- és stúdióvilágítás, OU nagy szabad terek (pályaudvarok, kőbányák stb.) megvilágítására, sportlétesítmények világítása stb. A technológiai célú DU-kban az MGL-ek a látható és közeli ultraibolya sugárzás erőteljes forrásaként használhatók. Az MGL világítótestének kompaktsága nagyon kényelmes IC-vé teszi a projektor típusú, katoptriás és katadioptriás optikájú világítóberendezésekhez.
Működési elve
Az MGL világítóteste egy nagynyomású íves elektromos kisülésű plazma. Ebben az MGL hasonló más típusú radarokhoz. Az MHL kisülési csövének (DT) töltésének fő elemei inert gáz (általában argon Ar) és Hg. Rajtuk kívül néhány fémhalogenid (ID) is jelen van a töltőgáz közegében. Hideg állapotban az ID vékony film formájában lecsapódik az RT falaira. Az ívkisülés magas hőmérsékletén ezek a vegyületek elpárolognak, a gőzök az ívkisülési oszlop tartományába diffundálnak, és ionokra bomlanak. Ennek eredményeként az ionizált fématomok gerjesztődnek, és optikai sugárzást (OR) hoznak létre.
Az MHL RT-jét kitöltő inert gáz fő funkciója, mint a többi higany RL-ben, a puffer, vagyis a gáz elősegíti az elektromos áram áramlását az RT-n keresztül alacsony hőmérsékletén, azaz olyan időpontban, amikor a higany nagy része, és különösen az ID , még folyékony vagy szilárd fázisban van, és parciális nyomásuk nagyon kicsi. Mivel az RT árammal felmelegszik, a higany és az ID elpárolgása következik be, ezzel összefüggésben mind a lámpa elektromos, mind fényparaméterei jelentősen megváltoznak - az RT elektromos ellenállása, a fényáram és az emissziós spektrum.
Az azonosítót úgy választják ki, hogy kitöltse a higanykibocsátási spektrum „réseit”, hogy megkapja a szükséges lámpaspektrumot. Így az általános és helyi megvilágításra használt MGL-eknél kompenzálni kell a vörös és sárga fény hiányát a higany spektrumában. A színes MGL-eknél szükség van a sugárzási hozam növelésére egy adott szűk spektrális tartományban. A fotokémiai vagy fotofizikai folyamatokban használt MGL-ek esetében általában növelni kell a sugárzás intenzitását a közeli ultraibolya tartományban (UV-A) és a közvetlenül szomszédos látható RI (ibolya) régióban. Az MGL működési elvét C. Steinmetz javasolta 1911-ben, bár a történelmi analógiákat levonva analógia látható a kerozin- és gázfényforrások fénykibocsátásának növelésére használt "Auer-sapkák" kialakításában (IS). ).
A többi radartípushoz hasonlóan az MHL is speciális eszközöket igényel a kisülés elindításához. Ezekként vagy segéd (gyújtó) elektródákat használnak, amelyek kialakítása általában hasonló a DRL lámpák elektródáihoz, vagy az egyik elektródát előmelegítik a termikus emisszió hőmérsékletére, vagy külső impulzusos gyújtóberendezéseket (IZU). A tápegység és a lámpa paramétereinek (feszültségjellemzők, I-V karakterisztika) összehangolása előtét (előtét) segítségével történik, amelyet általában előtétnek neveznek.
Szabályozóberendezésként általában fojtótekercset használnak, néha megnövelt mágneses disszipációval rendelkező lépcsős transzformátort, amely biztosítja a külső CVC beesési jellegét. Az utóbbi esetben az MGL kisülését a transzformátor nagy nyitott feszültségének hatására más gyújtóberendezés használata nélkül meggyújtják. Az MGL-ek spektrális és elektromos jellemzőinek széles variációjának lehetősége, a széles teljesítménytartomány és a magas fényhatásfok hozzájárul a különféle világítási rendszerekben való egyre szélesebb körű elterjedéséhez. Az MGL a DRL lámpák egyik legígéretesebb helyettesítője, és az emberi érzékelés szempontjából kedvezőbb sugárzási spektrum miatt a nátrium RVD (NLVD) is.
Tervezés
Az MGL alapja az RT (égő), általában kvarcüvegből készül. Az utóbbi években egyre inkább elterjedtek a speciális kerámiából készült RT-vel ellátott MGL-ek. A kerámia égők előnye a nagyobb hőállóság.
A legtöbb MGL kivitelben az égőt egy külső lombikba helyezik, ami kettős szerepet tölt be. Először is, a külső lombik biztosítja az RT normál hőkezelését, csökkentve a hőveszteséget. Másodszor, a lombik üvege fényszűrőként működik, amely erősen levágja az égő kemény UV-sugárzását. A külső MGL-lombikok gyártásához boroszilikát üveget használnak, amely mechanikailag és hőstabil, a lineáris tágulási együttható (TCLE) szerint a volfrámüvegek csoportjába tartozik.
A technológiai folyamatokban való felhasználásra szánt MGL-ek általában nem rendelkeznek külső lombikkal, ami az UV-sugárzás hatékony felhasználásának szükségessége miatt következik be. Az ózonképződés csökkentése érdekében esetenként ózonmentes kvarcüveget használnak az ilyen MGL-ekhez, ami jelentősen gyengíti a 185 nm-es higanyrezonancia-vonal kimenetét.
Az MHL egy- és kétvégű (sofit) kivitelben is gyártható (ez utóbbiak csak vízszintes helyzetben történő működésre készültek). A felhasznált talpak választéka rendkívül széles, és folyamatosan bővül az új, speciális alkalmazásokra tervezett lámpamodellek fejlesztésének köszönhetően. Egyes lámpamodellek, amelyeket elsősorban a DRL lámpák helyettesítésére terveztek, a külső izzó belsejében foszforréteg található.
Az MGL begyújtásának megkönnyítése érdekében egyes RT kialakítások egy vagy két segéd (gyújtó) elektróda beépítését teszik lehetővé - hasonlóan a DRL típusú lámpák kialakításához. Ennek a módszernek az MHL-ben való alkalmazása azonban több okból is nehézkes, az RT töltet kémiai összetételének sajátosságai miatt. A gyújtóelektródával felszerelt MGL-ekben általában az utóbbi tápellátását hőérintkezővel kapcsolják ki a fő kisülési égőben történő gyújtás és felmelegedés után. Az MGL IZU segítségével történő gyújtását szélesebb körben használják.
Az elektromos hálózatba való beépítés sémái
Előtétek Helvartól
Helvar elektronikus hajtómű
Az MGL-áram éles függése a rajta lévő feszültségtől megköveteli egy áramkorlátozó elem (PRA) beépítését a lámpával sorba. A legtöbb MGL-t úgy tervezték, hogy a megfelelő teljesítményű DRL-lámpák soros előtétjével működjön (ha nincs speciális gyújtó a lámpakörben, akkor az ilyen áramkörökben IZU-beállítás szükséges). Léteznek MGL-ek a DRL és HPS előtétekkel való munkához. Léteznek speciális kialakítású előtétek is, amelyek fokozó autotranszformátorral vagy megnövelt mágneses disszipációval rendelkező transzformátorral vagy beépített IZU-val rendelkeznek, kombinálva az áramkorlátozó és a lámpa gyújtásindítási funkcióit.
Az MHL felmelegedésének és működési módba lépésének folyamatát a lámpaáram és a rajta lévő feszültség jelentős változásai kísérik, és speciális követelmények vonatkoznak az előtét és az IZU kialakítására, amelyek jelentősen eltérnek az előtétek követelményeitől. DRL és nagynyomású nátriumlámpák. Az MGL melegítése során bekövetkező ID párolgás valószínűsíti, hogy a lámpa kialszik a nem kellően magas feszültség miatt.
Az MHL-re rendkívül veszélyes az akusztikus rezonancia (AR), amely akkor fordul elő, ha a lámpát egy bizonyos frekvenciájú váltóáram táplálja (az akusztikus tartományban). Az AR előfordulásának oka, hogy az áram áramlási irányának megváltozásakor az ív kialszik, és a feszültség növekedésével újra világít. Ebben az esetben a kisülési területen a nyomás éles változása miatt akusztikus hullám keletkezik, amely visszaverődik az égő falairól. Egy bizonyos frekvenciaértéknél rezonanciajelenség lép fel. Az AR frekvencia a lámpa égőjének geometriai méreteitől és a benne lévő hangsebességtől (vagyis a pillanatnyi nyomástól) függ. Az akusztikus rezonancia következményei a lámpa instabilitása, spontán kialudása és a legrosszabb esetben az égő fizikai tönkretétele. Ez a jelenség megnehezíti az MGL-ekhez való nagyfrekvenciás elektronikus előtétek tervezését. Az AR elleni küzdelem egyik módszereként véletlenszerű jellel történő frekvenciamodulációt alkalmaznak. Kis teljesítményű lámpák esetén az egyenirányított (pulzáló) áramot sikeresen használják.
Az áramellátás rövid távú megszakadása miatt az MGL kialszik. Az erős vibráció ugyanilyen eredményhez vezethet, különösen veszélyes hosszú ívű, vízszintes helyzetben működő lámpák esetén. Az újragyújtáshoz az MGL-nek le kell hűlnie, hogy a benne lévő gőznyomás és ennek megfelelően az RT áttörési feszültsége csökkenjen. A különösen kritikus objektumok megvilágítására, ahol a megszakítások elfogadhatatlanok, gyors újragyújtású előtéteket használnak. Ezekben a forró MGL gyújtását erősebb, akár 30–60 kV amplitúdójú gyújtóimpulzusok biztosításával érik el. Ez az üzemmód jelentősen felgyorsítja a lámpaelektródák megsemmisülését, ráadásul az áramot vezető részek erősebb szigetelését igényli, ezért ritkán használják.
Égő színhőmérséklet
Kezdetben MGL-eket használtak higanylámpák helyett azokon a helyeken, ahol jellemzőiben a természeteshez közeli fényt kellett létrehozni, mivel ezek a lámpák fehér fényt bocsátanak ki (a higanylámpák nagy kék fénykeverékkel bocsátanak ki fényt). ). Jelenleg azonban az ilyen típusú lámpák spektruma közötti különbség nem olyan jelentős. Egyes fémhalogén lámpák nagyon tiszta fehér nappali fényt képesek kibocsátani 90-nél nagyobb színvisszaadási index mellett.
Az MGL-ek 2500 (sárga fény) és 20 000 K (kék fény) közötti relatív égési hőmérsékletű fényt képesek kibocsátani. Bizonyos típusú speciális lámpákat hoztak létre a növények (üvegházakban, üvegházakban stb.) vagy állatok (akváriumok megvilágításában) szükséges spektrum kibocsátására. Figyelembe kell azonban venni, hogy a lámpák gyári gyártásánál előforduló tűrések és szórások miatt a lámpák színjellemzői nem adhatók meg 100%-os pontossággal. Ezenkívül az ANSI szabványok szerint a fémhalogén lámpák színjellemzőit 100 óra égés (ún. expozíció) után mérik. Ezért ezeknek a lámpáknak a színjellemzői nem felelnek meg a megadottnak, amíg a lámpát nem tették ki ennek a hatásnak.
A legerősebb eltérések a megadott specifikációs adatokkal szemben az „előmelegítés” indítási technológiájú (±300 K) lámpáknál jelentkeznek. A legújabb "impulzusindítás" technológiával gyártott lámpák javították a deklarált jellemzőknek való megfelelést, aminek következtében az eltérés 100-200 K. A hálózat elektromos jellemzői, valamint a lámpák eltérései maguk is befolyásolhatják a lámpák színhőmérsékletét. Abban az esetben, ha a lámpa teljesítménye nem elegendő, akkor alacsonyabb lesz a fizikai hőmérséklete, és a fénye "hideg" lesz (több kék fénnyel, ami nagyon hasonlít a higanylámpákhoz). Ez a jelenség annak a ténynek köszönhető, hogy a nem kellően magas hőmérsékletű ív nem képes teljesen elpárologni és ionizálni az ID-t, ami meleg árnyalatot ad a lámpa fényének (sárga és piros színek), aminek következtében a világító spektruma az ionizált higany dominál a lámpa spektrumában. Ugyanez a jelenség figyelhető meg a lámpa felmelegedése során is, amikor a lámpa izzója még nem érte el az üzemi hőmérsékletet, és az ID-k nem ionizálódnak teljesen.
A túl nagy feszültséggel működő lámpák esetében ennek az ellenkezője igaz, de ez a helyzet veszélyesebb, mivel a belső izzó felrobbanhat a túlmelegedés és a benne lévő túlnyomás miatt. Ezenkívül fémhalogén lámpák használatakor színjellemzőik gyakran idővel változnak. A fémhalogén lámpákat használó nagy világítási rendszerekben gyakran az összes lámpa színjellemzői jelentősen eltérnek.
Típusok és megnevezésük
Az MGL teljesítménytartománya több tíz watttól kezdődik és eléri a 10-20 kW-ot. A legnépszerűbbek a kültéri világításban használt lámpák (egyvégű 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 W és spotlámpák 70 és 150 W).
Az egyvégű lámpákat az SE (single-ended), a kétoldalas lámpákat a DE (kétvégű) rövidítés jelöli. Az egyoldalas talpú lámpákat általában az aljzatba csavarják az alapon lévő menettel (az úgynevezett Edison alapjuk van). A kétoldalas talpú lámpákat a használt lámpatest mindkét oldalán található aljzatokba kell helyezni.
Az MGL ív plazmájában a fémhalogenidek konvekciós áramlásai a gravitáció irányától függenek, és jelentősen befolyásolják az MGL égőt elhagyó energiaáram eloszlását. Ezért a fémhalogén lámpák érzékenyek a beépítési helyzetre. A lámpákat csak meghatározott irányban történő működésre tervezték. Az "univerzális" jelzéssel ellátott lámpák azonban bármilyen helyzetben üzemeltethetők, bár ha nem függőleges helyzetben üzemeltetik, az élettartam és a fénykibocsátás csökken. A legjobb teljesítmény elérése érdekében lámpa használatakor, ha annak tájolása előre ismert, nem univerzális lámpát kell választani, hanem egy megfelelő lámpát ehhez a pozícióhoz.
Különféle kódok jelzik a lámpa javasolt irányát, amelyben üzemeltetni kell (pl. U = univerzális, BH = vízszintes alap, BUD = alap fel/le stb.). Vízszintes helyzetű lámpák használata esetén a legjobb, ha a belső izzó tömítőcsövét (ún. nipple) felfelé irányítjuk.
Osram MGL
Az ANSI rendszerben az MHL jelölés "M" betűvel kezdődik, amelyet a lámpa elektromos jellemzőit, valamint a megfelelő típusú előtétet jelző numerikus kód követ (a "H" betű a higanykisülő lámpák jelölésére szolgál). , és az "S" betű a nátriumlámpák jelölésére szolgál "). A numerikus kódolást két betű követi, amelyek a szín kivételével jelzik a lámpa méretét, alakját, valamint a bevonat típusát stb. Ezt a jelölést követően a gyártó opcionálisan bármilyen numerikus vagy alfabetikus kódot hozzáadhat az ANSI jelölési rendszer által nem megjelenített információk megjelenítéséhez, mint például a lámpa teljesítménye és színe. Az előtét kiválasztásához csak az "M" betű és a következő numerikus kódolás a fontos. Például az M59-PJ-400 ANSI kódolás olyan lámpát jelöl, amely csak M59 típusú előtétekkel működik. Az európai gyártók lámpáit európai szabványok szerint gyártják, amelyek bizonyos esetekben kissé eltérnek az ANSI szabványoktól.
Az MGL kiválasztásakor gyakran előforduló másik elnevezés a HQI rövidítés. Ez a rövidítés az OSRAM védjegye, és a cég által gyártott speciális lámpatípusra utal. De idővel ezt a rövidítést bármely gyártó MGL-jének nevezték, beleértve a kétoldalas alappal rendelkezőket is. Az európai MGL-ek nem felelnek meg pontosan az ANSI szabványoknak, és eltérő áram- és feszültségértékeken működnek. A legtöbb esetben az ANSI lámpa közvetlen európai analógja nem használható az amerikai előtéttel, ezért az ilyen típusú lámpákkal való munkavégzéshez ki kell választani a megfelelő, HQI jelzésű előtétet. Például az M80 és M81 előtétek szintén HQI jelöléssel rendelkeznek, és 150 W-os, illetve 250 W-os lámpákkal használják.
lombikok
A lombikok jelölése egy betűből/betűkből áll, amelyek az alakjukat jelzik, és egy számkódból, amely nyolcad hüvelykben jelzi a lombik lehetséges legnagyobb átmérőjét. Például az E17 jelölés azt jelzi, hogy a lámpa ellipszoid, maximális átmérője 17/8 vagy 2 1/8 hüvelyk.
Lombik betűi: BT (Bulbous Tubular) - bulbous tubular, E vagy ED (Ellipsoidal) - ellipszoid, ET (Ellipsoid Tubular) - ellipszoid cső alakú, PAR (Parabolic) - parabolic, R (Reflector) - reflex, T (Tubular ) - tubular .
