Lampes aux halogénures métalliques: zone d'émission de métaux

L'article est consacré aux lampes aux halogénures métalliques, aux caractéristiques de leur conception, de leur fonctionnement et de leur application.

Rencontrer le terme "Lampe aux halogénures métalliques", la plupart sont associés à une lampe à incandescence, son variété de cycle halogène. Maintenant, c'est l'idée fausse la plus courante. Surtout quand, après les protestations des chimistes, ils ont changé le nom déjà établi «halogénure métallique» en «halogénure métallique». Sans entrer dans des disputes linguistiques, nous convenons que nous parlerons d'un des représentants des lampes à décharge.

Ce représentant est plutôt capricieux, cher et dangereux. Néanmoins, depuis plus de quatre décennies, ces sources lumineuses ont été produites dans un large assortiment par les principales sociétés d'éclairage. La production annuelle de lampes aux halogénures métalliques par OSRAM représente à elle seule plus de 10 millions d'unités. Si nous ajoutons les produits de General Electric et Philips à ce montant, il deviendra clair que ces lampes sont en forte demande.

Qu'est-ce qui est remarquable pour ce type de lampe si le consommateur supporte le prix élevé et la complexité de fonctionnement? La réponse est simple: lors de l'utilisation de lampes aux halogénures métalliques, une image couleur est transmise avec une distorsion minimale ou, comme le disent les éclairagistes, les lampes ont un indice de rendu des couleurs élevé.

En regardant des programmes télévisés, nous ne pensons pas au nombre d'astuces nécessaires pour donner à l'image sur l'écran couleur un aspect naturel. L'œil humain a une sensibilité différente à différentes parties du spectre. Les photodétecteurs des caméras de télévision ont leur sensibilité spectrale non linéaire. Si vous ajoutez une autre source de lumière avec un mauvais rendu des couleurs, les ingénieurs vidéo des studios peuvent devenir fous. Après tout, même maintenant, tout le monde est composé pour obtenir une couleur de peau naturelle.

La capacité d'émettre de la lumière dans la zone visible, qui est proche du spectre du soleil, a assuré le caractère indispensable des lampes aux halogénures métalliques. La conception de ces lampes est similaire à celle des lampes conventionnelles du type DRL (fluorescent au mercure) ou sodium (dans le cas des brûleurs en céramique). Mais les mécanismes de rayonnement sont un peu plus compliqués.

Avant de passer aux caractéristiques du travail, nous considérons brièvement les caractéristiques de conception lampes aux halogénures métalliques (MGL). Le cœur de la lampe est une chambre à décharge, qui est en verre de quartz optique ou en céramique. Dans le cas de la céramique, le polycor est utilisé. Polycor est une céramique d'alumine polycristalline résistante aux températures élevées et aux métaux alcalins agressifs.

La chambre de décharge (brûleur) est placée dans un ballon externe en verre de tungstène, ce qui permet une coordination maximale du coefficient de température de dilatation du matériau des entrées de courant avec du verre TCR. La forme des ampoules extérieures est aussi variée que les types de culots de lampes. En règle générale, la géométrie des flacons est dictée par la conception de la lampe dans laquelle le MGL sera utilisé. Les flacons de forme elliptique et cylindrique, ce que l'on appelle le design du projecteur, sont courants.

Les schémas de commutation sont typiques pour les lampes à décharge. Mais pour MGL, en plus des ballasts électromagnétiques ou électroniques, un dispositif pyromane est également requis. Les tentatives de réalisation d'un circuit d'allumage dans un MGL avec un brûleur à quartz utilisant des électrodes auxiliaires ont échoué. Après le recuit technologique initial des brûleurs, les additifs qui le remplissaient se condensaient dans l'espace d'électrode supplémentaire et le circuit d'allumage était shunté. Par conséquent, le circuit de commutation MGL est similaire à celui des lampes au sodium.

Dans le manuel d'instructions de ces sources lumineuses souvent une exigence est donnée pour l'orientation des lampes avec un brûleur à quartz avec le bec du bouchon de soudure vers le haut. Généralement, cette exigence s'applique aux lampes destinées à être utilisées dans des conditions particulièrement exigeantes et avec deux douilles. Les douilles avec les types filetés E27 et E40 ne peuvent pas fournir cette orientation.

La signification de cette exigence est que le bouchon (le tube à travers lequel les brûleurs sont pompés et dosés) après le dessoudage dépasse de la surface et a une température inférieure à la surface principale du brûleur à quartz. Même une légère violation de la géométrie peut affecter les processus de décharge et modifier les paramètres de couleur des lampes.

Dans la fabrication du brûleur, en plus du mercure et de l'argon, un comprimé composé d'un mélange de trois iodures métalliques est dosé. Les composés d'indium, de thallium et de sodium, avec des raies d'émission lumineuses dans les régions spectrales bleues, vertes et jaunes, produisent une lumière blanche chaude.

Mais seulement sous une condition: la température du point le plus froid du brûleur doit être strictement déterminée pendant la durée de vie pour assurer la pression partielle de chaque composant dans le refoulement.

Cette température (et les principaux paramètres électriques de l'arc de décharge) est déterminée par la quantité de mercure qui est dosée dans le brûleur. La décharge d'arc se produit dans la vapeur de mercure insaturé (tout le mercure s'évapore) et dans la vapeur saturée des impuretés émettrices. Dans de telles conditions, la plus petite déviation de la géométrie des brûleurs ou de la quantité de mercure provoque un changement de température de la zone froide du brûleur. La concentration de chaque métal dans la décharge et, par conséquent, le spectre de la lampe sont perturbés.

Un indice de rendu des couleurs élevé d'une lampe aux halogénures métalliques est le résultat de l'équilibre «sur la lame du couteau»: dès que le rapport mutuel de chaque composant est rompu, la lampe devient impropre à une utilisation ultérieure dans des applications critiques. L'éclairage de routes ou de zones de production avec de telles lampes coûte cher.

Dans quels domaines ne peut pas se passer de lampes aux halogénures métalliques? Il s'agit tout d'abord de l'éclairage de studio, de l'impression et de l'industrie textile. Si nous considérons la gamme complète des applications, il s'agit de l'habillage des fenêtres, de l'éclairage des galeries d'art et des musées. La limite supérieure des capacités est les systèmes de projecteurs. Ils sont utilisés pour l'éclairage architectural des bâtiments et des structures, des stades, le développement de carrière d'éclairage. La puissance de la lampe varie de 20 à 18000 W, la tension d'alimentation est de 220 et 380 V.

Il serait intéressant d'utiliser des lampes aux halogénures métalliques dans les phares de voiture. La possibilité de corriger le spectre du blanc chaud au jaune les compare favorablement à la décharge de xénon avec sa couleur blanche froide. Mais l'obstacle est assez long pour atteindre le mode de fonctionnement des lampes. Le «temps de surpression» est déterminé par la période de réchauffement du point froid du brûleur et varie de plusieurs à dix minutes, selon la puissance de la lampe.

Pour conclure l'histoire de ce type de lampe, je veux faire un avertissement. Les lampes MGL n'ont pas été utilisées pour l'éclairage domestique en raison de la complexité des circuits électriques. Mais il y a une autre raison pour laquelle ils ne devraient jamais être utilisés dans le secteur domestique. La composition des brûleurs, en plus du mercure, comprend un composé de thallium, dont la toxicité dépasse considérablement le mercure. Le thallium et ses composés sont le poison le plus puissant qui affecte le système nerveux, les reins, etc.

Par conséquent, vous devez être extrêmement prudent dans les cas où un type de lampe inconnu tombe entre vos mains. En raison de la prévalence de la MGF, cette possibilité est grande et les conséquences peuvent être tristes.