Метални халогенни лампи: площ от излъчващи метали

Статията е посветена на металогенидните лампи, особеностите на техния дизайн, работа и приложение.

Посрещане на термина "Метална халидна лампа", повечето имат асоциации с лампа с нажежаема жичка, нейната разнообразие от халогенен цикъл, Това е най-честото погрешно схващане. Особено, когато след протестите на химиците, те променят вече утвърденото име „металогенид“ на „металогенид“. Без да навлизаме в езикови спорове, ние се съгласяваме, че ще говорим за един от представителите на разрядни лампи.

Този представител е доста капризен, скъп и опасен. Независимо от това, повече от четири десетилетия такива източници на светлина се произвеждат в широк асортимент от водещи компании за осветление. Годишното производство на металохалидни лампи само от OSRAM е повече от 10 милиона единици. Ако към това количество добавим продуктите на General Electric и Philips, ще стане ясно, че подобни лампи са в значително търсене.

Какво е забележителното за този тип лампи, ако потребителят се примири с високата цена и сложността на работа? Отговорът е прост: когато използвате металогенни лампи, цветното изображение се предава с минимално изкривяване или, както казват осветителните техници, лампите имат висок индекс на цветопредаване.

Гледайки телевизионни програми, не се замисляме колко трика са необходими, за да изглежда картината на цветния екран естествено. Човешкото око има различна чувствителност към различни части на спектъра. Фотоприемниците на телевизионните камери имат своята нелинейна спектрална чувствителност. Ако добавите друг източник на светлина с лошо цветопредаване, тогава видеоинженерите в студията могат да полудеят. В крайна сметка, дори и сега всички хора са длъжни да се гримират, за да получат естествен цвят на кожата.

Способността да излъчва светлина във видимия район, който е близък по спектър до слънцето, гарантира незаменимите лампи от металогениди. Конструкцията на такива лампи е подобна на обичайните лампи от типа DRL (живачен флуоресцентни) или натрий (в случай на керамични горелки). Но радиационните механизми са малко по-сложни.

Преди да преминем към характеристиките на работата, разгледаме накратко характеристиките на дизайна метални халогенни лампи (MGL). Сърцето на лампата е разтоварваща камера, която е изработена от оптично кварцово стъкло или керамика. В случай на керамика се използва поликор. Polycor е поликристална алуминиева керамика, която е устойчива на високи температури и агресивни алкални метали.

Изпускателната камера (горелката) се поставя във външна колба, изработена от волфрамово стъкло, което позволява максимално координиране на температурния коефициент на разширяване на материала на текущите входове с TCR стъкло. Формата на външните крушки е толкова разнообразна, колкото и видовете капачки на лампата. По правило геометрията на колбите се диктува от дизайна на осветителното тяло, в което MGL ще работи. Копи с елипсовидна форма и цилиндрична форма, така нареченият дизайн на прожекторите, са често срещани.

Схемите за превключване са типични за разрядните лампи. Но за MGL, освен електромагнитни или електронни баласти, е необходимо и устройство за палежи. Опитите за реализиране на верига за запалване в MGL с кварцова горелка с помощта на помощни електроди се провалиха. След първоначалното технологично отгряване на горелките добавките, които го пълнят, се кондензират в пространството с допълнителен електрод и веригата на запалване се прекъсва. Следователно веригата за превключване на MGL е подобна на тази за натриевите лампи.

В ръководството за инструкции за тях източници на светлина често се изисква изискване за ориентация на лампи с кварцова горелка с чучура на припоя. Обикновено това изискване се прилага за лампи за използване в особено взискателни условия и с две гнезда. Гнездата с резба тип E27 и E40 не могат да осигурят тази ориентация.

Смисълът на това изискване е, че щепселът (тръбата, през която горелките се изпомпват и дозират) след разтваряне стърчи над повърхността и има по-ниска температура от основната повърхност на кварцовата горелка. Дори такова леко нарушение на геометрията може да повлияе на процесите в разряда и да промени цветните параметри на лампите.

При производството на горелката, освен живак и аргон, се дозира таблетка, състояща се от смес от три метални йодида. Съединенията на индий, талий и натрий с ярки емисионни линии в синята, зелената и жълтата спектрални области водят до топла бяла светлина.

Но само при едно условие: температурата на най-студената точка на горелката трябва да бъде строго определена по време на експлоатационния живот, за да се осигури парциалното налягане на всеки компонент в разряда.

Тази температура (и основните електрически параметри на изпускателната дъга) се определя от количеството живак, което се дозира в горелката. Дъговото изхвърляне възниква при ненаситени живачни пари (всички живачни изпарения) и наситени пари от излъчващи примеси. При такива условия най-малкото отклонение в геометрията на горелките или количеството живак причинява промяна в температурата на студената зона на горелката. Концентрацията на всеки метал в разряда и съответно спектърът на лампата са нарушени.

Високият индекс на цветопредаване на метална халогенна лампа е резултат от баланса „на острието на ножа“: щом се наруши взаимното съотношение на всеки компонент, лампата става неподходяща за по-нататъшно използване в критични приложения. Осветяването на пътища или производствени площи с такива лампи е скъпо.

В кои зони не може да се направи без метални халогенни лампи? На първо място, това е студийната осветителна, печатната и текстилната индустрия. Ако вземем предвид пълния набор от приложения, тогава това е обличане на прозорци, осветление на художествени галерии и музеи. Горната граница на капацитета е прожекторните системи. Те се използват за архитектурно осветление на сгради и конструкции, стадиони, осветление за кариерно развитие. Мощността на лампата варира от 20 до 18000 W, захранващото напрежение е 220 и 380 V.

Би било интересно да се използват метални халидни лампи в фаровете на автомобила. Способността да се коригира спектърът от топло бяло до жълто ги сравнява благоприятно с разряда на ксенона със своя хладен бял цвят. Но препятствието е доста дълго време за достигане на работния режим на лампите. „Времето за усилване“ се определя от периода на загряване на студената точка на горелката и варира от няколко до десет минути, в зависимост от мощността на лампата.

В заключение на историята за този тип лампи, искам да направя предупреждение. MGL лампите не се използват за битово осветление поради сложността на силовите вериги. Но има и друга причина, поради която те никога не трябва да се използват във вътрешния сектор. Съставът на горелки, освен живак, включва и съединение от талий, чиято токсичност значително надвишава живак. Талият и неговите съединения са най-силната отрова, която засяга нервната система, бъбреците и др.

Затова трябва да бъдете изключително внимателни в случаите, когато непознат тип лампа попадне в ръцете ви. Поради разпространението на MGF тази възможност е голяма, а последствията могат да бъдат тъжни.