Metalo halogenido lempos: skleidžiančių metalų plotas

Straipsnis skirtas metalo halogenido lempoms, jų projektavimo, veikimo ir taikymo ypatybėms.

Susitikimas su kadencija "Metalo halogenido lempa", dauguma turi ryšių su kaitrine lempa, jos halogeno ciklo įvairovė. Dabar tai yra labiausiai paplitusi klaidinga nuomonė. Ypač tada, kai po chemikų protestų jie pakeitė jau nusistovėjusį pavadinimą „metalo halogenidas“ į „metalo halogenidas“. Nesigilindami į kalbinius ginčus, sutariame, kad kalbėsime apie vieną iš išlydžio lempų atstovų.

Šis atstovas yra gana kaprizingas, brangus ir pavojingas. Nepaisant to, daugiau nei keturis dešimtmečius tokius šviesos šaltinius plačiame asortimente gamino pirmaujančios apšvietimo kompanijos. Vien OSRAM per metus pagamina daugiau nei 10 milijonų metalinių halogenidų lempų. Jei į šį kiekį pridėsime „General Electric“ ir „Philips“ gaminius, paaiškės, kad tokių lempų paklausa yra didelė.

Kuo ypatinga šio tipo lempos, jei vartotojas susiduria su aukšta kaina ir operacijos sudėtingumu? Atsakymas paprastas: kai naudojamos metalo halogenido lempos, spalvotas vaizdas perduodamas kuo mažiau iškraipymų, arba, kaip sako apšvietimo technikai, lempos turi aukštą spalvų perteikimo indeksą.

Žiūrėdami televizijos programas negalvojame apie tai, kiek gudrybių reikia, kad vaizdas spalvotame ekrane atrodytų natūraliai. Žmogaus akis turi skirtingą jautrumą skirtingoms spektro dalims. Televizijos kamerų fotodetektoriai turi netiesinį spektrinį jautrumą. Jei pridėsite dar vieną šviesos šaltinį, kurio spalvų perteikimas prastas, tada vaizdo inžinieriai studijose gali suklysti. Galų gale, net ir dabar visi žmonės yra sukurti taip, kad neišgautų natūralios odos spalvos.

Galimybė skleisti šviesą matomame regione, kuris yra artimas saulės spinduliams, užtikrino metalo halogenido lempų būtinumą. Tokių lempų dizainas yra panašus į įprastų DRL (gyvsidabrio fluorescencinių) arba natrio (keraminių degiklių atveju). Bet radiacijos mechanizmai yra šiek tiek sudėtingesni.

Prieš pereidami prie darbo bruožų, trumpai apžvelgiame dizaino ypatybes metalinės halogenidinės lempos (MGL). Lempos širdis yra iškrovos kamera, pagaminta iš optinio kvarco stiklo arba keramikos. Keramikos atveju naudojamas polikororas. „Polycor“ yra polikristalinė aliuminio oksido keramika, atspari aukštai temperatūrai ir agresyviems šarminiams metalams.

Išpylimo kamera (degiklis) dedama į išorinę kolbą, pagamintą iš volframo stiklo, kuri leidžia maksimaliai suderinti srovės įėjimo medžiagos temperatūros koeficientą su TCR stiklu. Išorinių lempučių forma yra tokia pati, kaip ir lempų dangtelių rūšių. Paprastai kolbų geometriją lemia šviestuvo, kuriame bus naudojamas MGL, dizainas. Įprasti elipsės formos ir cilindriniai kolbos, vadinamosios prožektoriaus konstrukcijos.

Perjungimo schemos būdingos išlydžio lempoms. Bet MGL, be elektromagnetinių ar elektroninių balastų, reikalingas ir padegėjas. Bandymai realizuoti MGL uždegimo grandinę su kvarco degikliu naudojant pagalbinius elektrodus nepavyko. Po pirminio technologinio degiklių atkaitinimo, jį užpildę priedai kondensavosi papildomoje elektrodo erdvėje, o uždegimo grandinė buvo nutraukta. Todėl MGL perjungimo grandinė yra panaši į natrio lempų.

Šių instrukcijose šviesos šaltiniai dažnai reikalaujama, kad lempos, turinčios kvarco degiklį, orientuotųsi lydmetalio kištuko snapeliu. Paprastai šis reikalavimas taikomas lempoms, naudojamoms ypač reikliose sąlygose ir su dviem lizdais. Lizdai su srieginiais E27 ir E40 tipais negali užtikrinti šios orientacijos.

Šis reikalavimas reiškia, kad kaištis (vamzdis, per kurį ištraukiami ir dozuojami degikliai) dozavimo būdu išsikiša virš paviršiaus ir yra žemesnės temperatūros nei pagrindinis kvarco degiklio paviršius. Net toks nedidelis geometrijos pažeidimas gali paveikti iškrovos procesus ir pakeisti lempų spalvos parametrus.

Gaminant degiklį, be gyvsidabrio ir argono, dozuojama tabletė, susidedanti iš trijų metalų jodidų mišinio. Indio, talio ir natrio junginiai su ryškiomis emisijos linijomis mėlynojoje, žaliojoje ir geltonojoje spektrinėse zonose lemia šiltą baltą šviesą.

Bet tik esant vienai sąlygai: eksploatavimo metu būtina griežtai nustatyti degiklio šalčiausio taško temperatūrą, kad būtų užtikrintas dalinis kiekvieno išleidimo komponento slėgis.

Ši temperatūra (ir pagrindiniai išlydžio lanko elektriniai parametrai) nustatoma pagal gyvsidabrio kiekį, kuris patenka į degiklį. Lankos išmetimas vyksta nesočiuose gyvsidabrio garuose (visas gyvsidabris išgaruoja) ir sočiuose išskiriamų priemaišų garuose. Esant tokioms sąlygoms, mažiausias degiklių geometrijos nuokrypis ar gyvsidabrio kiekis lemia temperatūros pokyčius degiklio šaltoje zonoje. Sutrikdyta kiekvieno metalo koncentracija išlydžio metu ir atitinkamai lempos spektras.

Didelis metalo halogenido lempos spalvų perteikimo indeksas yra pusiausvyros „ant peilio ašmenų“ rezultatas: kai tik nutrūksta kiekvieno komponento santykis, lempa tampa netinkama toliau naudoti kritinėse situacijose. Apšviesti kelius ar gamybos zonas tokiomis lempomis yra brangu.

Kokiose vietose negalima išsiversti be metalinių halogenidų lempų? Visų pirma, tai studijos apšvietimas, spausdinimas ir tekstilės pramonė. Jei apsvarstysime visas taikymo sritis, tai langų dekoravimas, meno galerijų ir muziejų apšvietimas. Viršutinė talpos riba yra prožektorių sistemos. Jie naudojami architektūriniam pastatų ir konstrukcijų apšvietimui, stadionams, apšvietimo karjeros plėtrai. Lempos galia svyruoja nuo 20 iki 18000 W, maitinimo įtampa yra 220 ir 380 V.

Įdomu būtų naudoti metalinius halogenidinius žibintus automobilių priekiniuose žibintuose. Galimybė pataisyti spektrą nuo šiltos baltos iki geltonos juos palankiai palygina su ksenono išmetimu su jo vėsia balta spalva. Tačiau kliūtis yra gana ilgas laikas pasiekti lempų veikimo režimą. „Stiprintuvo laikas“ nustatomas atsižvelgiant į degiklio šalto taško įšilimo periodą ir svyruoja nuo kelių iki dešimties minučių, atsižvelgiant į lempos galią.

Baigdamas pasakojimą apie šio tipo lempas, noriu įspėti. Dėl maitinimo grandinių sudėtingumo MGL lempos nebuvo naudojamos namų apšvietimui. Tačiau yra dar viena priežastis, kodėl jie niekada neturėtų būti naudojami namų sektoriuje. Degiklių sudėtyje, be gyvsidabrio, taip pat yra talio junginys, kurio toksiškumas žymiai viršija gyvsidabrį. Talis ir jo junginiai yra stipriausias nuodas, veikiantis nervų sistemą, inkstus ir kt.

Todėl tais atvejais, kai į rankas patenka nepažįstamas lempos tipas, turite būti ypač atsargūs. Dėl MGF paplitimo ši galimybė yra puiki, o pasekmės gali būti liūdnos.