Metallihalogenidilamput: säteilevien metallien alue

Artikkeli on omistettu metallihalidilampuille, niiden suunnittelun, käytön ja käytön piirteille.

Kokouksen termi "Metallihalogenidilamppu", useimmilla on assosiaatio hehkulamppuun, sen halogeenisyklilajike. Nyt tämä on yleisin väärinkäsitys. Varsinkin kun kemistien mielenosoitusten jälkeen he muuttivat jo vakiintuneen nimen “metallihalogenidi” nimeksi “metallihalogenidi”. Tutkimatta kielellisiä kiistoja, olemme yhtä mieltä siitä, että puhumme yhdestä purkauslamppujen edustajasta.

Tämä edustaja on melko omituinen, kallis ja vaarallinen. Siitä huolimatta, yli neljä vuosikymmentä, johtavia valaistusyrityksiä on tuottanut tällaisia ​​valonlähteitä laajassa valikoimassa. Pelkästään OSRAM: n vuosituotanto metallihalidilamppuista on yli 10 miljoonaa yksikköä. Jos lisäämme General Electricin ja Philipsin tuotteet tähän määrään, käy selväksi, että tällaisilla lampuilla on huomattavaa kysyntää.

Mikä on merkittävää tämäntyyppisille valaisimille, jos kuluttaja sietää korkean hinnan ja toiminnan monimutkaisuuden? Vastaus on yksinkertainen: metallihalogenidilamppuja käytettäessä värikuva siirretään mahdollisimman vähän vääristymää tai, kuten valaistusteknikot sanovat, lampuilla on korkea värintoistoindeksi.

Televisio-ohjelmia katsomalla emme ajattele kuinka monta temppua tarvitaan, jotta värinäytön kuva näyttää luonnolliselta. Ihmisen silmällä on erilainen herkkyys spektrin eri osille. Televisiokameroiden valodetektoreilla on epälineaarinen spektriherkkyys. Jos lisäät toisen valonlähteen, jolla on huono värientoisto, studioiden videosuunnittelijat voivat hulluksi. Loppujen lopuksi jo nyt kaikki ihmiset ovat muodostuneet ilman, että he saavat luonnollisen ihonvärin.

Mahdollisuus emittoida valoa näkyvälle alueelle, joka on lähellä auringon spektriä, varmisti metallihalogenidilamppujen välttämättömyyden. Tällaisten lamppujen rakenne on samanlainen kuin tavanomaisten DRL - tyyppisten (elohopeafluoresenssilamppujen) tai natrium (keraamisten polttimien tapauksessa). Mutta säteilymekanismit ovat jonkin verran monimutkaisempia.

Ennen kuin siirrymme teoksen ominaisuuksiin, pohdimme lyhyesti suunnitteluominaisuuksia metallihalogenidilamput (MGL). Lampun sydän on purkauskammio, joka on valmistettu optisesta kvartsilasista tai keraamisesta. Keramiikan tapauksessa käytetään polykorkkia. Polycor on monikiteinen alumiinioksidikeramiikka, joka kestää korkeita lämpötiloja ja aggressiivisia alkalimetalleja.

Poistokammio (poltin) sijoitetaan ulkoiseen pulloon, joka on valmistettu volframilasista, mikä mahdollistaa virratulojen materiaalin lämpötilakertoimen maksimaalisen koordinoinnin TCR-lasin kanssa. Ulomman polttimon muoto on yhtä monipuolinen kuin tyyppiset lampun kannet. Pullojen geometria määräytyy pääsääntöisesti sen valaisimen suunnittelun perusteella, jossa MGL: tä käytetään. Elliptisen muodon ja lieriömäiset kolvit, ns. Spotlight-malli, ovat yleisiä.

Kytkentäkaaviot ovat tyypillisiä purkauslampuille. Mutta MGL: lle tarvitaan sähkömagneettisten tai elektronisten liitäntälaitteiden lisäksi myös tulipalolaite. Yritykset toteuttaa sytytyspiiri MGL: ssä kvartsipolttimella apuelektrodien avulla epäonnistuivat. Polttimien alustavan teknisen hehkutuksen jälkeen sitä täyttävät lisäaineet tiivistyivät ylimääräiseen elektroditilaan ja sytytyspiiri katkaistiin. Siksi MGL-kytkentäpiiri on samanlainen kuin natriumlamppujen.

Näiden käyttöohjeissa valonlähteet usein vaaditaan kvartsipolttimella varustettujen lamppujen suuntausta juotospistoksen nokka ylöspäin. Tyypillisesti tämä vaatimus koskee valaisimia, joita käytetään erityisen vaativissa olosuhteissa ja joissa on kaksi pistorasiaa. Pistorasiat, joissa kierretyypit E27 ja E40, eivät pysty tarjoamaan tätä suuntausta.

Tämän vaatimuksen tarkoitus on, että tulppa (putki, jonka läpi polttimet pumpataan pois ja annostellaan) irrotuksen jälkeen työntyy pinnan yläpuolelle ja sen lämpötila on matalampi kuin kvartsipolttimen pääpintaa. Jopa niin pieni geometrian rikkominen voi vaikuttaa purkautumisprosesseihin ja muuttaa lamppujen väriparametreja.

Polttimen valmistuksessa annostellaan elohopean ja argonin lisäksi tablettia, joka koostuu kolmen metallijodidin seoksesta. Indiumin, talliumin ja natriumin yhdisteet, joilla on kirkkaat säteilyviivat sinisellä, vihreällä ja keltaisella spektrialueella, johtavat lämpimään valkoiseen valoon.

Mutta vain yhdellä ehdolla: Polttimen kylmimmän pisteen lämpötila on määritettävä tiukasti käyttöiän aikana, jotta varmistetaan jokaisen purkauksessa olevan osan osapaine.

Tämä lämpötila (ja purkauskaarin tärkeimmät sähköiset parametrit) määräytyy polttimeen annostetun elohopean määrän perusteella. Kaari purkautuu tyydyttymättömistä elohopeahöyryistä (kaikki elohopea haihtuu) ja säteilevien epäpuhtauksien tyydyttyneistä höyryistä. Tällaisissa olosuhteissa pienin poikkeama polttimien geometriassa tai elohopean määrä aiheuttaa muutoksen polttimen kylmän alueen lämpötilassa. Kunkin metallin konsentraatio purkauksessa ja vastaavasti lampun spektri häiriintyvät.

Metallihalogenidilampun korkea värintoistoindeksi on seurausta tasapainosta "veitsen terässä": heti kun kunkin komponentin keskinäinen suhde on rikki, lampusta tulee sopimaton jatkokäyttöön kriittisissä sovelluksissa. Teiden tai tuotantoalueiden valaistus tällaisilla lampuilla on kallista.

Millä alueilla ei voi tehdä ilman metallihalogenidilamppuja? Ensinnäkin tämä on studiovalaisin, painatus ja tekstiiliteollisuus. Jos tarkastellaan kaikkia sovelluksia, niin kyse on ikkunoista, taidegallerioiden ja museoiden valaistamisesta. Kapasiteetin yläraja on valonheitinjärjestelmät. Niitä käytetään rakennusten ja rakennusten arkkitehtoniseen valaistukseen, stadioneihin, uran valaistukseen. Lampun teho on välillä 20 - 18000 W, syöttöjännite on 220 ja 380 V.

Olisi mielenkiintoista käyttää metallihalogenidilamppuja auton ajovaloissa. Kyky korjata spektriä lämpimästä valkoisesta keltaiseksi vertaa niitä suotuisasti ksenonipurkaukseen sen viileällä valkoisella värillä. Mutta este on melko pitkä aika päästä lamppujen toimintatilaan. Booster-aika määritetään polttimen kylmän pisteen lämpenemisjakson mukaan ja vaihtelee useista kymmeneen minuuttiin lampun tehosta riippuen.

Lopuksi tarinan tämän tyyppisistä lampuista haluan tehdä varoituksen. MGL-lamppuja ei käytetty kotitalousvalaistukseen virtapiirien monimutkaisuuden vuoksi. Mutta on toinen syy, miksi niitä ei koskaan tulisi käyttää kotitaloussektorilla. Polttimien koostumus sisältää elohopean lisäksi talliumyhdisteen, jonka myrkyllisyys ylittää merkittävästi elohopean. Tallium ja sen yhdisteet ovat voimakkain myrkky, joka vaikuttaa hermostoon, munuaisiin jne.

Siksi sinun on oltava erityisen varovainen tapauksissa, joissa vieraat lamput joutuvat käsiisi. MGF: n yleisyyden vuoksi tämä mahdollisuus on suuri, ja seuraukset voivat olla surullisia.