Metāla halogenīdu lampas: izstarojošo metālu laukums

Raksts ir veltīts metāla halogenīdu lampām, to dizaina, darbības un pielietojuma īpatnībām.

Sanāksme termiņā "Metāla halogenīdu lampa", lielākajai daļai ir asociācijas ar kvēlspuldzi, tā halogēna cikla dažādība. Tagad tas ir visizplatītākais nepareizs priekšstats. Īpaši tad, kad pēc ķīmiķu protestiem viņi mainīja jau izveidoto nosaukumu “metāla halogenīds” uz “metāla halogenīds”. Neiedziļinoties valodu strīdos, mēs piekrītam, ka runāsim par vienu no izlādes spuldžu pārstāvjiem.

Šis pārstāvis ir diezgan kaprīzs, dārgs un bīstams. Neskatoties uz to, vairāk nekā četras desmitgades šādus gaismas avotus plašā sortimentā ražo vadošie apgaismes uzņēmumi. OSRAM vien metālhalogenīdu lampu produkcija gadā ir vairāk nekā 10 miljoni vienību. Ja šai summai pievienosim General Electric un Philips produktus, kļūs skaidrs, ka šādām lampām ir ievērojams pieprasījums.

Kas ir ievērojams šāda veida lukturiem, ja patērētājs samierinās ar augsto cenu un darbības sarežģītību? Atbilde ir vienkārša: ja tiek izmantotas metāla halogenīdu lampas, krāsu attēls tiek pārraidīts ar minimāliem traucējumiem, vai, kā saka apgaismes tehniķi, lukturiem ir augsts krāsu atveidošanas indekss.

Skatoties televīzijas programmas, mēs nedomājam par to, cik daudz triku ir nepieciešami, lai attēls krāsainajā ekrānā izskatās dabiski. Cilvēka acij ir atšķirīga jutība pret dažādām spektra daļām. Televīzijas kameru fotodetektoriem ir nelineārā spektrālā jutība. Ja pievienojat citu gaismas avotu ar sliktu krāsu atveidi, tad studijās esošie videoinženieri var kļūt traki. Galu galā pat tagad visi cilvēki tiek veidoti bez dabiskas ādas krāsas iegūšanas.

Spēja izstarot gaismu redzamajā apgabalā, kura spektrs ir tuvu saulei, nodrošināja metāla halogenīdu lampu neaizstājamību. Šādu lampu dizains ir līdzīgs parasto DRL (dzīvsudraba fluorescējošā) vai nātrijs (keramikas degļu gadījumā). Bet radiācijas mehānismi ir nedaudz sarežģītāki.

Pirms pāriet pie darba īpašībām, mēs īsi apsveram dizaina iezīmes metālu halogenīdu lampas (MGL). Lampas sirds ir izlādes kamera, kas ir izgatavota no optiska kvarca stikla vai keramikas. Keramikas gadījumā tiek izmantots polycor. Polycor ir polikristāliska alumīnija oksīda keramika, kas ir izturīga pret augstām temperatūrām un agresīviem sārmu metāliem.

Izlādes kamera (deglis) ir ievietota ārējā kolbā, kas izgatavota no volframa stikla, kas ļauj maksimāli koordinēt pašreizējo ieeju materiāla temperatūras koeficientu ar TCR stiklu. Ārējo spuldžu forma ir tikpat daudzveidīga kā lukturu vāciņu veidi. Parasti kolbu ģeometriju nosaka apgaismes ierīces dizains, kurā darbosies MGL. Bieži sastopamas elipses formas un cilindriskas kolbas, tā sauktais starmešu dizains.

Pārslēgšanas shēmas ir raksturīgas izlādes spuldzēm. Bet MGL papildus elektromagnētiskajiem vai elektroniskajiem droselēm ir nepieciešama arī iededzināšanas ierīce. Neizdevās mēģināt realizēt aizdedzes ķēdi MGL ar kvarca degli, izmantojot palīgelektrodus. Pēc sākotnējās degļu tehnoloģiskās atlaidināšanas piedevas, kas to piepildīja, kondensējās papildu elektrodu telpā un aizdedzes ķēde tika manevrēta. Tāpēc MGL komutācijas shēma ir līdzīga nātrija lampām.

Lietošanas instrukcijā šiem gaismas avoti bieži tiek izvirzīta prasība par lukturu orientāciju ar kvarca degli ar lodmetāla aizbāzni. Parasti šī prasība attiecas uz lukturiem, kurus paredzēts izmantot īpaši prasīgos apstākļos un ar divām rozetēm. Ligzdas ar vītņotiem E27 un E40 tipiem nespēj nodrošināt šo orientāciju.

Šīs prasības nozīme ir tāda, ka kontaktdakša (caurule, caur kuru tiek izsūknēti un dozēti degļi) pēc atdalīšanas izvirzīta virs virsmas, un tai ir zemāka temperatūra nekā kvarca degļa galvenajai virsmai. Pat tik mazs ģeometrijas pārkāpums var ietekmēt izlādes procesus un mainīt lukturu krāsas parametrus.

Degļa ražošanā papildus dzīvsudrabam un argonam tiek dozēta tablete, kas sastāv no trīs metālu jodīdu maisījuma. Indija, talija un nātrija savienojumi ar spilgtām emisijas līnijām zilajā, zaļajā un dzeltenā spektrālajā apgabalā rada siltu, baltu gaismu.

Bet tikai ar vienu nosacījumu: ekspluatācijas laikā ir stingri jānosaka degļa aukstākā punkta temperatūra, lai nodrošinātu katras izlādes sastāvdaļas daļēju spiedienu.

Šo temperatūru (un galvenos izlādes loka elektriskos parametrus) nosaka pēc dzīvsudraba daudzuma, kas tiek ievadīts degli. Loka izlāde notiek nepiesātinātos dzīvsudraba tvaikos (viss dzīvsudrabs iztvaiko) un piesātinātajos tvaikos, kas izdala piemaisījumus. Šādos apstākļos vismazākā novirze degļu ģeometrijā vai dzīvsudraba daudzums izraisa degļa aukstās zonas temperatūras izmaiņas. Tiek traucēta katra metāla koncentrācija izlādei un attiecīgi lampas spektrs.

Augsts krāsu halogenīdu lampas krāsu atveidošanas indekss ir līdzsvara “uz naža asmeņa” rezultāts: tiklīdz sabojājas katra komponenta savstarpējā attiecība, lukturis kļūst nepiemērots turpmākai izmantošanai kritiskos gadījumos. Ceļu vai ražošanas zonu apgaismošana ar šādām lampām ir dārga.

Kurās jomās nevar iztikt bez metāla halogenīdu lampām? Pirmkārt, tas ir studijas apgaismojums, poligrāfija un tekstilrūpniecība. Ja mēs ņemam vērā visu lietojumu klāstu, tad tas ir logu rotājums, mākslas galeriju un muzeju apgaismojums. Jaudas augšējā robeža ir prožektoru sistēmas. Tos izmanto ēku un būvju, stadionu arhitektūras apgaismošanai, karjeras veidošanai. Lampas jauda svārstās no 20 līdz 18000 W, barošanas spriegums ir 220 un 380 V.

Būtu interesanti automašīnu lukturos izmantot metāla halogenīdu lampas. Spēja labot spektru no silti baltas līdz dzeltenai salīdzina tos ar ksenona izdalījumiem ar vēsu balto krāsu. Bet šķērslis ir diezgan ilgs laiks, lai sasniegtu lampu darbības režīmu. Palielināšanas laiku nosaka pēc degļa aukstuma iesildīšanās perioda, un tas svārstās no vairākām līdz desmit minūtēm, atkarībā no lampas jaudas.

Noslēdzot stāstu par šāda veida lampām, es gribu izteikt brīdinājumu. MGL lampas netika izmantotas mājas apgaismojumam barošanas ķēžu sarežģītības dēļ. Bet ir vēl viens iemesls, kāpēc tos nekad nevajadzētu izmantot vietējā sektorā. Degļu sastāvā papildus dzīvsudrabam ietilpst arī talija savienojums, kura toksicitāte ievērojami pārsniedz dzīvsudrabu. Talijs un tā savienojumi ir spēcīgākā inde, kas ietekmē nervu sistēmu, nieres utt.

Tādēļ jums jābūt īpaši uzmanīgam gadījumos, kad nepazīstams luktura tips nonāk jūsu rokās. MGF izplatības dēļ šī iespēja ir lieliska, un sekas var būt bēdīgas.