Metallhalogenlampor: område för utsläpp av metaller

Artikeln ägnas åt metallhalogenlampor, funktionerna i deras design, drift och tillämpning.

Uppfyllning av termen "Metallhalogenidlampa", de flesta har föreningar med en glödlampa, dess halogencykelvariation. Nu är detta den vanligaste missuppfattningen. Särskilt när de efter kemisternas protester ändrade det redan etablerade namnet "metallhalogenid" till "metallhalogenid". Utan att gå in i språkliga tvister, håller vi med om att vi kommer att prata om en av företrädarna för urladdningslampor.

Denna representant är ganska lunefull, dyr och farlig. I mer än fyra decennier har sådana ljuskällor producerats i ett brett sortiment av ledande belysningsföretag. OSRAM ensam årlig produktion av metallhalogenlampor är mer än 10 miljoner enheter. Om vi ​​lägger till produkterna från General Electric och Philips till detta belopp kommer det att bli tydligt att sådana lampor är i betydande efterfrågan.

Vad är anmärkningsvärt för denna typ av lampa om konsumenten klarar av det höga priset och komplexiteten i driften? Svaret är enkelt: vid användning av metallhalogenlampor överförs en färgbild med minimal distorsion, eller, som belysningstekniker säger, lampor har ett högt färgåtergivningsindex.

När vi tittar på tv-program tänker vi inte på hur många knep som krävs för att bilden på färgskärmen ska se naturlig ut. Det mänskliga ögat har olika känslighet för olika delar av spektrumet. TV-kamerans fotodetektorer har sin olinjära spektralkänslighet. Om du lägger till en annan ljuskälla med dålig färgåtergivning kan videotekniker i studion bli galna. När allt kommer omkring är alla människor sammansatta utan att misslyckas med att få en naturlig hudfärg.

Möjligheten att avge ljus i det synliga området, som ligger nära spektrumet till solen, garanterade oundviklighet för metallhalogenlampor. Utformningen av sådana lampor liknar konventionella lampor av typen DRL (kvicksilver fluorescerande) eller natrium (för keramiska brännare). Men strålningsmekanismerna är något mer komplicerade.

Innan vi går vidare till funktionerna i arbetet överväger vi kort designfunktionerna metallhalogenlampor (MGL). Lampans hjärta är en urladdningskammare, som är tillverkad av optiskt kvartsglas eller keramik. När det gäller keramik används polycor. Polycor är en polykristallin aluminiumoxidkeramik som är resistent mot höga temperaturer och aggressiva alkalimetaller.

Urladdningskammaren (brännaren) placeras i en yttre kolv tillverkad av volframglas, vilket möjliggör maximal koordinering av temperaturutvidgningskoefficienten för materialet i strömingångarna med TCR-glas. Formen på de yttre glödlamporna är lika varierande som lamporna. Som regel dikteras kolvenas geometri av utformningen av armaturen i vilken MGL kommer att användas. Kolvar med elliptisk form och cylindrisk, den så kallade spotlight-designen, är vanliga.

Växlingsscheman är typiska för urladdningslampor. Men för MGL, förutom elektromagnetiska eller elektroniska förkopplingar, krävs också en brandstiftare. Försök att realisera en tändkrets i en MGL med en kvartsbrännare med hjälp av hjälpelektroder misslyckades. Efter den initiala tekniska glödgningen av brännarna kondenserades tillsatserna som fyller den i det extra elektrodutrymmet och tändningskretsen växlades in. Därför är MGL-omkopplingskretsen lik den för natriumlampor.

I bruksanvisningen för dessa ljuskällor ofta ställs ett krav för orientering av lampor med en kvartsbrännare med lödpluggens pip. Normalt gäller detta krav lampor för användning i särskilt krävande förhållanden och med två uttag. Uttag med gängade typer E27 och E40 kan inte ge denna orientering.

Betydelsen av detta krav är att pluggen (röret genom vilken brännarna pumpas ut och doseras) efter avlödning sticker ut ovanför ytan och har en lägre temperatur än kvartsbrännarens huvudyta. Även en sådan liten kränkning av geometri kan påverka processerna i urladdningen och ändra lampans färgparametrar.

Vid tillverkningen av brännaren, förutom kvicksilver och argon, doseras en tablett bestående av en blandning av tre metalljodider. Föreningar av indium, talium och natrium, med ljusa emissionslinjer i de blå, gröna och gula spektrala regionerna, resulterar i varmt vitt ljus.

Men endast under ett tillstånd: temperaturen på den kallaste punkten på brännaren måste fastställas strikt under livslängden för att säkerställa partiellt tryck för varje komponent i urladdningen.

Denna temperatur (och de viktigaste elektriska parametrarna för urladdningsbågen) bestäms av mängden kvicksilver som doseras i brännaren. Bågeutladdning sker i omättad kvicksilverånga (allt kvicksilver förångas) och mättad ånga som släpper ut föroreningar. Under sådana förhållanden orsakar den minsta avvikelsen i brännarnas geometri eller mängden kvicksilver en förändring i temperaturen i brännarens kalla zon. Koncentrationen av varje metall i urladdningen och följaktligen lampans spektrum störs.

Ett högfärg-återgivningsindex för en metallhalogenlampa är resultatet av balansen "på knivbladet": så snart det ömsesidiga förhållandet för varje komponent bryts blir lampan olämplig för vidare användning i kritiska applikationer. Att tända upp vägar eller produktionsområden med sådana lampor är dyrt.

I vilka områden kan man inte göra utan metallhalogenlampor? Först och främst är detta studiobelysning, tryckning och textilindustri. Om vi ​​överväger hela utbudet av applikationer, är detta fönsterkläder, belysning av konstgallerier och museer. Den övre kapacitetsgränsen är strålkastarsystem. De används för arkitektonisk belysning av byggnader och strukturer, stadioner, utveckling av belysningskarriär. Lampkraften sträcker sig från 20 till 18000 W, matningsspänningen är 220 och 380 V.

Det skulle vara intressant att använda metallhalogenlampor i bilstrålkastare. Möjligheten att korrigera spektrumet från varmvit till gul jämför dem fördelaktigt med xenon-urladdningen med sin svala vita färg. Men hinderet är ganska lång tid för att nå lampans driftsläge. "Boostertid" bestäms av uppvärmningsperioden för brännarens kalla punkt och sträcker sig från flera till tio minuter, beroende på lampans effekt.

Avsluta historien om denna typ av lampa, jag vill varna. MGL-lampor användes inte för hushållsbelysning på grund av strömkretsarnas komplexitet. Men det finns en annan anledning till att de aldrig ska användas i den inhemska sektorn. Sammansättningen av brännare innefattar förutom kvicksilver en förening av tallium, vars toxicitet väsentligt överstiger kvicksilver. Thallium och dess föreningar är det starkaste giftet som påverkar nervsystemet, njurarna etc.

Därför måste du vara extremt försiktig i fall där en okänd lampa faller i dina händer. På grund av förekomsten av MGF är denna möjlighet stor och konsekvenserna kan vara sorgliga.