Лампа металлогалогенная разгорается и тухнет: технические характеристики, как проверить лампу, схема подключения

Разбираемся, почему у вас перегорают галогеновые лампочки

Источники света разрабатываются с таким расчетом, чтобы служить дольше, светить ярче и потреблять меньше энергии. Если со вторым и третьим показателями все обстоит достаточно хорошо, то первый иногда проявляется себя совершенно с обратной стороны. В чем же дело? В статье мы на конкретном примере разберем ситуацию и поговорим о том, почему перегорают галогеновые лампочки в доме.

Что происходит и как это устранить?

Несколько слов об устройстве: галогеновые (хотя правильнее произносить «галогенные») источники света выполнены таким образом, что в конструкцию внесены определенные химические вещества, повышающие яркость горения и при этом снижающие износ, так сказать, рабочих деталей.

Суть в том, что происходящие при нагреве нити химические процессы при охлаждении имеют обратное действие, частично восстанавливая эту самую нить.

Так почему же устройства, предназначенные для длительного использования, быстро выходят из строя?

Причины можно условно разделить на две категории – общие и частные.

Общие причины характерны для всех электроприборов:

• некачественное изготовление;
• халатный монтаж;
• нестабильное напряжение в сети;
• неисправность электропроводки;
• частные характерны именно для изделий данной категории – большая сила тока в момент включения и прикосновение руками к колбе лампы.

Поговорим о причинах более предметно, но заранее скажем, что ремонт в данном случае невозможен, изделие после поломки подлежит замене.

Итак, чтобы избежать общих проблем, рекомендуется:

1. Приобретать товары только у проверенных и хорошо зарекомендовавших себя производителей. Как говорится, пусть немного дороже, зато качественнее. Сэкономьте свое время и закажите нужные лампы онлайн.
2. При установке тщательно проверять все соединения и контакты.
3. Неплохо бы измерить тестером напряжение в сети и при необходимости установить стабилизатор.
4. «Прозвонить» цепь не предмет отсутствия короткого замыкания.

Относительно частных проблем так же есть решения:

• В цепь от выключателя к лампе (лампам) последовательно вмонтировать блок защиты, который при включении подает ток не резко, а с нарастающей силой на протяжении пары секунд, снижая тем самым «ударную» стартовую нагрузку на нить лампы.
• Не касаться колбы руками. Если игнорировать данное правило, лампа, увы, не просто перегорит, а может взорваться при включении.

В последнее время развивается тенденция оборудования помещения альтернативными источниками света, поэтому и все чаще возникает вопрос, почему перегорают галогеновые лампочки в точечных светильниках.

В основном, причины те же, что и указанные выше, но есть еще несколько моментов: неточность расчетов мощности оборудования и перегрев ламп.

Первый фактор заключается в следующем: часто для подобных светильников используются лампы напряжением 12 вольт вместо 220.

Поэтому вариантов монтажа два:

1. Последовательный, с подбором количества ламп до общей величины номинального напряжения в сети, то есть 20 штук по 12 вольт общим напряжением 240 вольт.
2. Параллельный, с использованием понижающего трансформатора.

Оба варианта имеют право на существование, но есть и недостатки. В частности, при последовательном соединении в момент выхода из строя одной лампы (например, вследствие резкого скачка напряжения) перестанут функционировать все светильники в цепи.

В случае применения второго варианта нужно позаботиться о хорошем охлаждении понижающего трансформатора, поскольку его работа сопровождается ощутимым нагревом.

Относительно перегрева ламп можно сказать, что проблема является следствием банального несоблюдения технологий производства светильников, когда лампа расположена на недопустимо близком расстоянии от рассеивателя и, тем самым, лишена естественного воздушного охлаждения.

Как происходит процесс сгорания, демонстрирует ролик ниже. Обязательно его посмотрите.

Если вы планируете ремонт и задумались, какое освещение сделать, то рекомендуем обратиться к нашим специалистам за советом и расчетом стоимости работ. Форма для бесплатной консультации находится внизу справа.

Указания по эксплуатации металлогалогенных ламп. — 16 Января 2012 — Консультации

Устройство металлогалогенной лампы ДРИ

Металлогалогенная лампа — это не что иное, как ртутная лампа высокого давления. Обычно сердцем лампы является кварцевая колба, однако в последнее время её все чаще делают из специальной керамики, так как последняя обладает гораздо более серьезной устойчивостью к температурам. Эта колба всегда выполняет функцию горелки, вокруг которой есть еще одна колба, внешняя. Она работает светофильтром, который обрезает большую часть жесткого ультрафиолетового излучения, а также призвана сократить теплопотери лампы, так как лампа для работы должна быть горячей. В хороших металлогалогенных лампах внешнюю колбу делают из боросиликатного стекла, так как оно имеет маленький коэффициент теплового расширения и очень хорошие свойства как световой фильтр, преломляя ненужное ультрафиолетовое излучение. Именно оксид бора, добавленный при изготовлении этого стекла, придает ему эти чудесные свойства.

Существует масса вариантов исполнения металлогалогенных ламп. Они отличаются как по форме, так и по цоколю. Есть даже такие металлогалогенные лампы, которые выпускаются без внешней колбы, это обусловлено необходимостью ультрафиолетового излучения при некоторых видах освещения. Для зажигания металлогалогенных ламп, как правило, используют специальную пускорегулирующую аппаратуру.

Принцип работы

Сама по себе горелка заполнена не только стандартными для газоразрядных ламп инертными газами, такими как аргон, но и примесями галогенидов металла. Аргон имеет буферную функцию, то есть способствует прохождению электрической дуги. Галогенидами метала входящими в состав газов горелки являются йодид натрия и йодид скандия, и они нужны для того, чтобы лампа выдавала полный спектр излучения, так как светящаяся ртуть дает не все цвета. В выключенном, холодном состоянии, ртуть и галогениды конденсируются очень тонким слоем на стенках горелки. В связи с этим лампе нужно какое-то время чтобы разгореться. При включении лампы через горелку начинает проходит электрическая дуга, которая ее разогревает до огромных температур. В этот момент жидкая ртуть и галогениды начинают испаряться, выдавая свечение. А внешняя колба не дает конструкции остывать и продлевает срок службы горелки. Иногда внешняя колба может быть покрыта люминофором, но это большая редкость и делается только при специальном применении лампы.

Цветовая температура горения металлогалогенной лампы максимально приближенна к солнечному свету. Также эти чудесные лампы имеют потрясающий индекс цветопередачи, который составляет более 90 Ra.

Выбор металлогалогенной лампы

Теперь о том, как выбирать металлогалогенную лампу. На самом деле никаких хитростей тут нет. У таких ламп встречаются характеристики цветности, если вам интересно об этом почитать, то это можно сделать здесь. Далее, исходя из места применения металлогалогенных источников света, нужно подобрать правильный цоколь, а это не самая легкая задача. Конечно, постоянные читатели нашего блога прекрасно знают, как выбрать цоколь, но металлогалогенные лампы это маленькое исключение из правил. Их бывает огромное множество, от прожекторов до софитных ламп и уличных светильников. Также существуют одно- и двухцокольные исполнения. Если у вас есть вопросы по подбору цоколя, пишите в комментариях, мы вам поможем.

Но теперь нужно определиться еще и с мощностью, а это тоже задача не из легких. Самое интересное в этой задаче знаете что? А то, что световая отдача металлогалогенных ламп равна светодиодным. Да-да, вы не ослышались и в одном и другом случае, световая отдача на уровне 100 лм на Вт. Но у металлогалогенных ламп есть один неоспоримый плюс — диапазон мощностей. Металлогалогенные лампы выпускают от 70 Вт до 20 кВт. Да, я не ошибся, специальные лампы достигают мощности в 20 кВт. Ну а популярные варианты мощности заканчиваются на 2 000 Вт. Так что вам не составит труда найти именно то, что вам нужно.

Резюмируем

Ни в коем случае, не стоит экономить на металлогалогенных лампах. Ведь это недешевые устройства, а плохое качество лампы способно в несколько раз сократить ее ресурс. Плюс, не стоит забывать, что лампа содержит в себе настоящую ртуть. Не пары, как в линейной люминесцентной лампе, а настоящую ртуть. И хрупкая некачественная лампа способна кого-нибудь отравить. Не стоит шутить со своим здоровьем. Металлогалогенная лампа не только имеет место быть, но это незаменимый игрок на рынке электротехники.

Наши менеджеры компании ГК ПрофЭлектро окажут специализированную помощь и помогут подобрать необходимый для вас товар. Чтобы сделать заказ или узнать стоимость звоните по телефону +7 499 707 14 60 или оставляйте заявку anastasiyaz@p-el.ru и мы Вам перезвоним сами!

5 причин почему перегорают лампочки (и как с этим бороться)

Наверх

• Рейтинги
• Обзоры
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры и ноутбуки
  • Комплектующие
  • Периферия
  • Фото и видео
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Техника для дома
  • Программы и приложения
• Новости
• Советы
  • Покупка
  • Эксплуатация
  • Ремонт
• Подборки
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Фото и видео
  • Программы и приложения
  • Техника для дома

Лампа металлогалогенная: особенности

Лампа металлогалогенная относится к классу газоразрядных ламп. В своей работе такие приспособления используют газовый разряд, а не тепловое свечение нити накаливания. Такие лампы можно назвать сравнительно молодыми источниками света, история которых насчитывает не более пятидесяти лет. Их рождение связано с целым рядом экспериментов ученых по усовершенствованию газоразрядных ртутных ламп. С точки зрения начинки их отличительной особенностью является использование в качестве рабочей смеси паров ртути, композиции солей и газов. Состав соляной смеси оказывает влияние на оттенок излучаемого света. Лампа металлогалогенная может излучать свет голубоватого или красноватого оттенков. Внутри колбы газ находится под очень высоким давлением.

Особенности работы устройств

Лампы металлогалогенные включаются точно так же, как люминесцентные, а также другие газоразрядные. Для поджига они требуют подсоединения к сети посредством специальной пуско-регулирующей аппаратуры. При ее включении в светильнике сначала происходит разряд в аргоне, запускающий электрическую дугу между электродами колбы лампы. В выключенной лампе ртуть и соли оседают на стенках колбы в виде частичек. После запуска электрическая дуга моментально разогревает колбу, испаряя твердые частицы, после чего разряд продолжается уже в парах солей и ртути. Первые минуты температура очень сильно возрастает, как и яркость излучения. Лампа металлогалогенная при работе разогревается до температуры, которая превосходит тысячу градусов, именно поэтому прожекторы, в которых такие приспособления используются, настолько большие. Для их охлаждения необходима большая металлическая поверхность прожектора.

Лампа металлогалогенная Philips работает гораздо эффективнее, чем люминесцентные, так как почти 24 процента потребляемой энергии в данном случае превращается в свет. Такая продукция выпускается в достаточно широком диапазоне мощностей – 20-20000 ватт, что позволяет найти ей применение повсеместно. Особенности конструкции изменяются в соответствии с мощностью лампы.

Сферы применения

Лампа металлогалогенная небольшой мощности может использоваться там же, где и традиционная галогенная – в приборах для офиса, дома, рекламы, внутри музейных экспозиций и магазинов. Она гораздо экономичнее и эффективнее, чем галогенная, однако нуждается в установке дополнительных балластов.

Металлогалогенная лампа 150w пригодится для освещения большой комнаты или для светильника во дворе частного жилища. Приборы высокой мощности подходят для профессионального осветительного оборудования – мощных прожекторов, театральных софитов, фото- и киноосветительной аппаратуры, а также для проекторов некоторых типов.

Интересной сферой использования металлогалогенных ламп может стать освещение теплиц и аквариумов. Они обладают спектром излучения, благоприятным для роста растений и кораллов.

Такие приборы могут производиться с двумя колбами – наружной и внутренней. Считается, что такой вариант обладает улучшенными цветовыми характеристиками.

Интернет-кампус ZEISS Microscopy | Металлогалогенные лампы

Введение

Металлогалогенные источники освещения быстро становятся серьезным препятствием для применения ртутных и ксеноновых дуговых ламп для исследований во флуоресцентной микроскопии. Эти источники света оснащены высокоэффективной дуговой разрядной лампой, размещенной в эллиптическом отражателе, который фокусирует выходной сигнал в жидкий световод для подачи на оптическую цепь микроскопа. Усовершенствованные версии также содержат внутренние фильтры для выбора длины волны, заслонки и фильтры нейтральной плотности для управления интенсивностью.Металлогалогенные лампы, которые наиболее полезны для микроскопии, имеют выход излучения с расширенными давлением версиями видных спектральных линий ртутной дуги в дополнение к более высоким уровням излучения в непрерывных областях между линиями (см. Рисунок 1). В результате металлогалогенные лампы обычно дают гораздо более яркие изображения флуорофоров с полосами поглощения, попадающими в спектральные области между линиями ртути, включая усиленный зеленый флуоресцентный белок ( EGFP ), флуоресцеин, Cy2 и Alexa Fluor 488.Поскольку внепиковые интенсивности в металлогалогенных лампах примерно на 50 процентов выше, чем у ртутных дуговых ламп, эти источники становятся фаворитом для экспериментов по визуализации живых клеток с использованием EGFP. Кроме того, металлогалогенные лампы производят более равномерное излучение, чем ртутные лампы (как в пространстве, так и во времени), что делает эти источники гораздо более надежными для количественных анализов. Коммерческие металлогалогенные источники света, разработанные для микроскопии, имеют увеличенный срок службы дуговых ламп (до 2000 часов по сравнению с 200 часами для ртутных ламп) и устраняют традиционные проблемы с юстировкой, обеспечивая равномерное освещение по всему полю обзора.

Подобно их аналогам с ртутной дугой, металлогалогенные лампы имеют несколько выступающих линий излучения в ультрафиолетовой, фиолетовой, синей, зеленой и желтой спектральных областях, которые значительно ярче, чем при непрерывном усредненном выходе (как показано на рисунке 1). Почти 90 процентов электроэнергии, подаваемой в металлогалогенные лампы, эффективно преобразуется в излучение. Остальное в основном теряется из-за резистивного нагрева. Приблизительно 75 процентов потребляемой мощности излучается разрядной дугой, в то время как около 15 процентов излучается электродами и горячей оболочкой (см. Процентное соотношение преобразования энергии галогенидов металлов на рисунке 4).Из света, излучаемого дугой, более половины (около 55 процентов) приходится на ультрафиолетовые и видимые длины волн от 350 до 700 нанометров. Спектральные линии в металлогалогенных лампах (возникающие в результате переходов элементарных возбужденных состояний в парах ртути) имеют длину 365, 405, 436, 546 и 579 нанометров, что позволяет этим источникам света быть достаточно эффективными при использовании для изображения флуорофоров, которые были разработаны специально для возбуждение ртутными дуговыми лампами. К ним относятся DAPI (4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндол; линия 365 нм), Alexa Fluor 405 (линия 405 нм), Cy3 и родамин (линия 546 нм) и MitoTracker Red (линия 579 нм).Кроме того, в эту категорию попадают несколько наиболее полезных флуоресцентных белков (Cerulean, тандемный димер Tomato и Kusabira Orange). Более высокие уровни излучения в непиковых областях в сочетании с превосходной временной стабильностью металлогалогенных ламп делают эти источники более полезными, чем ртутные дуговые лампы, для визуализации флуорофоров, возбуждаемых в диапазоне от 480 до 500 нанометров. Металлогалогенные лампы также более подходят, чем ртутные лампы, для количественной визуализации ратиометрических красителей.

Оптическая сила металлогалогенных ламп

¹ Фильтры ZEISS ² Фильтры Semrock

Стол 1

В таблице 1 представлены значения оптической выходной мощности типичного (ZEISS HXP) 150-ваттного металлогалогенного источника света после прохождения через оптическую цепь микроскопа и выбранные наборы флуоресцентных фильтров.Мощность (в милливатт / см ² ) измерялась в фокальной плоскости объектива микроскопа (40-кратный сухой флюорит, числовая апертура = 0,85) с помощью радиометра на основе фотодиода. Для проецирования света через объектив на датчик радиометра использовалось либо зеркало с коэффициентом отражения более 95% от 350 до 800 нанометров, либо стандартный набор флуоресцентных фильтров. Потери пропускания света в системе освещения микроскопа могут варьироваться от примерно 50 до 99 процентов входной мощности, в зависимости от механизма связи источника света и количества фильтров, зеркал, призм и линз в оптической цепи.Например, для типичного инвертированного микроскопа исследовательского уровня, подключенного к внешнему металлогалогенидному источнику освещения, менее 20 процентов света, выходящего из жидкого световода на входе в систему коллимирующих линз, доступно для возбуждения флуорофоров, расположенных на объектив фокальной плоскости. Аналогичный диапазон потерь света имеет место с традиционными ксеноновыми и ртутными дуговыми газоразрядными лампами, прикрепленными непосредственно к осветителю через фонарный столб.

В отличие от ксеноновых и ртутных дуговых ламп, металлогалогенные лампы, используемые в микроскопии, оснащены эллиптическими отражателями, в которые колба встраивается на заводе во время производства.Лампы предназначены для создания концентрированного светового пятна на заданном расстоянии перед отражателем (фокусное расстояние лампы; см. Рисунок 2). Одно из основных преимуществ предварительно собранных ламп с отражателем (которые производятся с очень жесткими допусками) заключается в том, что каждый раз при замене лампы отражатель также устанавливается в фиксированное положение внутри фонарного светильника, что устраняет жесткие и громоздкие требования к юстировке. ртутных и ксеноновых дуговых ламп. Отражатели металлогалогенных ламп покрыты несколькими слоями фильтров с дихроматической интерференцией, которые позволяют большей части теплового (инфракрасного) излучения проходить через отражатель, в то время как ультрафиолетовые и видимые длины волн концентрируются в фокусированном пятне.Типичная конфигурация металлогалогенной лампы для микроскопии представлена ​​на рисунке 2. Пуск в жидкий световод управляется полым алюминиевым конусом (или аналогичным коллектором), соединенным с держателем лампы, который служит для размещения лампы в непосредственной близости от световода. входная апертура. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение силы света и цветовой температуры от светового пятна в световод.

Световой поток — это величина, которая соответствует свету, излучаемому металлогалогенной лампой во всех направлениях, и напрямую зависит от входной мощности.Та часть светового потока, которая доступна для освещения образца, в значительной степени определяется используемой оптической системой, но обычно доступно только около 60 процентов даже с компонентами самого высокого качества. Эффективность системы (полезный световой поток системы; см. Рисунок 2), который является индикатором количества света, фактически доступного микроскопу, еще ниже. В случае металлогалогенных ламп, размещенных в эллиптических отражателях, эффективность светового потока является бессмысленной величиной, поскольку свет излучается только в одном направлении.Скорее, используемый световой поток, который направляется в пятно освещения на входе в световод, является более точным определением света, доступного для транспортировки в оптическую систему микроскопа. Следует отметить, что дополнительные оптические компоненты, установленные в систему, такие как фильтры тепловой защиты и линзы фокусирующего конденсатора, уменьшают световой поток, попадающий в световод. Таким образом, более полезным термином для описания мощности освещения металлогалогенных ламп является световой поток системы , который определяется как количество света, фактически выходящего из внешнего фонарного светильника и доступного для микроскопа.

На Рисунке 2 схематично показана диаграмма следа лучей типичной металлогалогенной дуговой лампы, помещенной в эллиптический отражатель того типа, который обычно используется в флуоресцентной микроскопии. Большая часть общего светового потока, излучаемого лампой, эффективно собирается собирающим отражателем (обозначенным красным каркасом на рисунке 2) и фокусируется на входной плоскости жидкостного световода. Свет, сфокусированный собирающим зеркалом, называется используемым световым потоком отражателя, и большая часть этого света проходит через тепловой (инфракрасный) фильтр, чтобы отвести как можно больше тепла.Небольшой процент полезных длин волн видимого света отражается от поверхности фильтра и, возможно, от других компонентов в ламповом домике. В результате часть используемого светового потока от отражателя теряется. Свет, который успешно попадает в жидкий световод, скремблируется, чтобы удалить пространственные и временные неоднородности, а затем передается на расширитель луча на входном порте микроскопа. Этот свет часто называют используемым световым потоком системы, как описано выше.

В металлогалогенных лампах с короткой дугой ярко выраженная область максимальной яркости (называемая горячей точкой ) возникает очень близко к концам каждого электрода и постепенно уменьшается к центру дуги. В результате самые высокие значения освещенности обнаруживаются у ламп с наименьшими межэлектродными промежутками (при фиксированной мощности лампы). В вертикальном рабочем положении распределение яркости в дуге осесимметрично, но из-за неоднородного теплового распределения внутри дуги на небольшом расстоянии перед верхним электродом имеется точка максимальной яркости.В горизонтальном рабочем положении (как и у большинства металлогалогенных ламп, используемых в микроскопии) две точки максимальной яркости примерно одинаковы. Однако общая геометрия дуги слегка отклоняется вверх в горизонтальных лампах из-за конвекционных токов в окружающем заполняющем газе. Таким образом, оптическая система должна быть спроектирована с учетом преимущества области максимальной яркости, ближайшей к электродам. В металлогалогенных лампах, помещенных в эллиптический отражатель, эта область расположена во внутренней фокусной точке рядом с основанием отражателя (см. Рисунок 2).Точное расположение лампы внутри рефлектора определяется путем измерения средней яркости вдоль оси лампы и по всей длине дуги.

При проектировании оптических систем для оптимальной работы с металлогалогенными лампами на основе отражателя необходимо учитывать распределение силы света вокруг лампы. Эта величина определяется как направленный световой поток и представляет собой комбинированное измерение отдельных значений силы света в различных направлениях, которые должны быть собраны в фокальной точке отражателя и спроецированы в пятно освещения для передачи в оптическую систему микроскопа.Пространственное распределение силы света металлогалогенной лампы широко варьируется в зависимости от конструкции лампы (фактически, односторонняя или двусторонняя) и рабочего положения. Самый удобный метод изучения этих распределений — это нанести интенсивность на полярную диаграмму для определенной плоскости, окружающей лампу (см. Рисунок 3). Карты распределения полярной интенсивности часто называют индикатрисами . На рисунке 3 представлены карты распределения полярной интенсивности, построенные во всех трех измерениях ( x , y , z ) для типичной двухцокольной металлогалогенной лампы.Обратите внимание на симметричное распределение, которое происходит вокруг лампы в горизонтальной ( x ) плоскости. Напротив, дефект наконечника стержня, расположенный наверху лампы, вызывает возмущения в картах интенсивности (около 180) для двух других осей. Из-за значительной потери интенсивности в областях, окружающих пятно, конструкции рефлекторных систем должны иметь возможность компенсировать, чтобы обеспечить равномерное поле освещения. Некоторые из новых конструкций ламп (известные как без наконечников ) устраняют дефект, обеспечивая более равномерное распределение интенсивности.

Отражающие металлогалогенные лампы, предназначенные для микроскопии, обычно оснащены фокусирующими зеркалами эллиптической формы, но другие версии имеют отражатели, которые образуют параллельные световые пучки. Эллиптические рефлекторы обладают характеристикой силы света, которая значительно изменяется в зависимости от расстояния от передней фокальной плоскости, но многие из этих коллекторов могут собирать до 85 процентов всего излучаемого света. К сожалению, однако, проецируемый пучок лучей может быть нарушен темным центральным пятном, где волновые фронты закрыты концом плазменной трубки (см. Полярные карты на рисунке 3).Фокусные расстояния для высокоэффективных коллекторных ламп эллиптической формы составляют примерно от 24 до 45 миллиметров (измеряется от переднего края рефлектора). Параболические и сферические отражатели создают параллельные волновые фронты, которые позволяют отображать источник в бесконечности, и поэтому обычно не используются во внешних лампах, которые передают свет на микроскоп через оптоволоконные кабели или жидкие световоды. Важнейшим элементом рефлекторных ламп является проверка общих критериев конструкции, чтобы гарантировать, что только минимальное количество излучения (фактически, наименьшее возможное количество) отражается обратно к самой лампе.Неправильная задняя подсветка вызывает чрезмерное количество тепла в областях, окружающих трубку и стержни, что является потенциально серьезным артефактом, который может нанести значительный ущерб физической целостности, характеристикам и стратегии охлаждения лампы.

Оптически совершенные металлогалогенные эллипсоидные рефлекторные лампы излучают поле волнового фронта, которое разделяет различные области дуги в радугу цветовых температур, начиная от голубовато-белого (с цветовой температурой примерно 6500 K) в центральной фокальной области до более красноватых оттенков на периферии (от 4500 до 5000 К).Однако для микроскопии смесь этих компонентов с разной длиной волны желательна для формирования однородного и однородного цветового баланса, который может быть дополнительно уточнен с помощью выбранных интерференционных фильтров для оптимального возбуждения флуорофора. На практике решение состоит в том, чтобы тщательно спроектировать эллиптические отражатели, содержащие три поворотных перестановки с разными радиусами кривизны для достижения наилучшего возможного смешения различных цветовых компонентов дуги на входной плоскости жидкостного световода.Металлогалогенная лампа Operation

Металлогалогенные лампы запускаются кратковременным подачей триггера высокого напряжения (в диапазоне от 5 до 30 киловольт) на электроды с использованием специальной цепи зажигания. Импульс напряжения ионизирует наполняющий газ аргон (иногда называемый стартовым газом ) и инициирует последовательность горения, которая впоследствии приводит к испарению и ионизации компонентов элементарной ртути и галогенидов металлов по мере того, как температура и давление лампы начинают расти.Металлогалогенные лампы не достигают своего полного цветового спектра и характеристик стабильности излучения, пока не достигнут заданной рабочей температуры, периода времени, который может составлять до пяти минут. Когда лампа полностью заработает, испаренные соли галогенидов металлов диссоциируют под действием дуги и переходят в более высокие энергетические состояния, из которых они излучают спектральные линии. По мере того, как они диффундируют ближе к более холодным внутренним стенкам оболочки, редкоземельные металлы рекомбинируют с галогеном, чтобы повторить цикл возбуждения.Выбор редкоземельных металлов, добавляемых в заливку оболочки, влияет на спектральные свойства излучения лампы (индекс цветопередачи ), а также на световую отдачу. Соли галогенидов металлов имеют более низкое давление пара, чем элементарная ртуть, добавляемая в колбу, которая также служит буферным газом для определения рабочего напряжения лампы. Таким образом, ртуть контролирует вольт-амперные характеристики лампы, в то время как соли галогенидов металлов вносят основной вклад в количество светоотдачи и спектральный состав после прогрева лампы.Йодидные соли обычно используются в металлогалогенных лампах, поскольку они менее стабильны (легче диссоциируют), чем хлориды и бромиды. Во многих случаях йодид таллия добавляют в металлогалогенные лампы для регулировки выходной цветовой температуры. На спектральный выход и эффективность преобразования энергии, а также на общие характеристики металлогалогенной лампы (суммированные на Рисунке 4) также могут влиять колебания в источнике питания, а также производственные изменения.

Рабочая температура металлогалогенной лампы имеет решающее значение для оптимальных характеристик лампы, при этом резкие колебания часто приводят к нежелательным характеристикам излучения или, в худшем случае, к преждевременному выходу из строя оболочки или уплотнения.Как правило, при нормальной работе температура термобаллона находится в диапазоне от 800 до 1000 ° C. Превышение этих температур приводит к расстеклованию кварцевой оболочки, что обычно снижает светоотдачу и увеличивает вероятность разрыва. При более низких температурах меньшее испарение солей галогенидов ртути и металлов приводит к изменению электрических характеристик, которое сдвигает спектральное распределение, снижает выход светового потока и вызывает почернение стенок оболочки. Температуру уплотнений лампы также следует поддерживать в пределах диапазона, рекомендованного производителем.При высоких температурах возможность ускоренного окисления ставит под угрозу целостность уплотнения, что может привести к выходу из строя из-за разрушения под напряжением между металлом и кварцевым стержнем. В металлогалогенных лампах с источником питания постоянного тока анодное уплотнение работает при значительно более высокой температуре, чем катод, и в большинстве конфигураций ламповых домов должно быть снабжено радиатором или вентилятором.

Ориентация металлогалогенной лампы во время работы может существенно повлиять на ее характеристики, поэтому всегда следует соблюдать рекомендации производителя.В большинстве случаев предпочтительная ориентация размещает длинную ось газоразрядной трубки горизонтально, независимо от конструктивных параметров лампы. Горизонтальная ориентация позволяет металлогалогенным лампам демонстрировать почти симметричные термодинамические характеристики, при которых происходит равномерное изменение температуры от двух горячих точек около электродов до концов валов. В вертикальном положении электроды часто имеют неравномерный температурный баланс, что ухудшает характеристики лампы. Другим важным аспектом ориентации лампы является положение выступа на конверте штока насоса ( PST ).Это область, в которой трубка наполняющего газа была закрыта во время изготовления лампы. Загвоздка приводит к искажению геометрии колбы и может быть обнаружена как холодное пятно (по отношению к остальной части оболочки) на тепловизионных картах ламп во время работы. Металлогалогенные лампы, устанавливаемые в горизонтальном положении, должны иметь PST, обращенный вверх (вверху колбы), и это делается на заводе для ламп, встроенных в отражатели. Такое расположение предотвращает конденсацию компонентов заполнения в области PST.

Металлогалогенные лампы часто требуют охлаждения для обеспечения правильной работы. Одной из наиболее критических областей являются уплотнения штока, где молибденовая фольга встроена в кварц и подвержена окислению атмосферными компонентами при чрезмерных температурах. В большинстве случаев максимально допустимая температура на внешних концах вала составляет 350 ° C, что можно легко поддерживать с помощью простых сценариев охлаждения. Принудительное охлаждение с помощью бесщеточного вентилятора постоянного тока — это метод, который предпочитают производители вторичного рынка источников света для микроскопии.Помимо стержней, важным фактором конструкции металлогалогенных ламп является температура отражателя. Температура поверхности отражателя не должна превышать 250 ° C, чтобы избежать отслаивания слоев дихроичной тонкой пленки. Охлаждение отражателей требует немного большего внимания, чтобы минимизировать температурный градиент, создаваемый по поверхности отражателя. Большие перепады температур могут вызвать напряжение в лампе и вызвать трещины в отражателе. Независимо от стратегии охлаждения отдельных компонентов лампы, следует отметить, что холодный воздух никогда не должен попадать прямо на газоразрядную трубку.Степень успеха в поддержании надлежащей рабочей температуры металлогалогенных ламп оказывает определенное положительное влияние на срок службы лампы, особенно с точки зрения предотвращения расстеклования и поддержания полезных уровней светового потока.

После пуска металлогалогенной газоразрядной лампы необходимо дать ей полностью прогреться до рекомендуемых рабочих параметров (температуры и давления) перед выключением. Во многих случаях лампы полностью готовы к работе через минуту или две, но это значение зависит от конструкции и технических характеристик лампы.После зажигания компоненты наполнителя лампы (ртуть, галогениды и редкоземельные элементы) испаряются последовательно, в то время как напряжение лампы, электрическая мощность и световой поток постепенно увеличиваются, пока не достигнут установившегося рабочего режима. Редкоземельные элементы испаряются последними из наполняющих газов, так что металлогалогенные лампы генерируют спектральное распределение со смещением в синий цвет, пока не завершится прогрев. Остановка — это процесс, обратный запуску, когда первыми конденсируются редкоземельные элементы.Преждевременное прекращение работы лампы может привести к быстрому износу электродов и потемнению внутренних стенок оболочки, что ухудшит рабочие характеристики лампы в будущем. Фактически, если лампа случайно выключается слишком быстро на этапе запуска, компоненты наполнителя (галогениды ртути и редкоземельных элементов) часто откладываются на внутренних стенках оболочки и на электродах. Этот артефакт можно визуализировать как темное непрозрачное покрытие и он может отрицательно повлиять на повторное зажигание (в редких случаях навсегда).Кроме того, количество запусков лампы оказывает значительное влияние на срок службы, при этом более частые зажигания приводят к сокращению срока службы независимо от того, позволяли ли лампе достигать надлежащей рабочей температуры при каждом запуске перед отключением питания.

Металлогалогенные лампы подвержены подобным артефактам нестабильности, которые поражают другие источники света дугового разряда (в основном ртуть и ксенон). Термины, используемые для описания нестабильности дуги, многочисленны и включают такие слова, как мерцание , дрожание , колебание и дрожание , которые все относятся к колебаниям яркости.В отличие от традиционных дуговых ламп, некоторые разновидности металлогалогенных ламп работают с дроссельной цепью, в результате чего частоты в диапазоне от 50 до 60 герц передаются непосредственно в лампу. Следовательно, лампа гаснет и снова загорается со скоростью 100–120 раз в секунду, что может мешать высокоскоростным цифровым камерам снимать чрезвычайно высокую частоту кадров, но, как правило, слишком быстро, чтобы повлиять на большинство детекторов микроскопа. Новые схемы электронных ламп, использующие источники питания постоянного тока, смягчают это явление, а также обеспечивают гораздо лучшие общие характеристики стабильности.Однако из-за собственных колебаний яркости, присущих всем конструкциям дуговых ламп, разновидности галогенидов металлов демонстрируют краткосрочную нестабильность с точки зрения износа электродов и конвективных токов внутренней лампы.

Электроды в металлических дуговых лампах со временем медленно деградируют, так как наконечники приобретают деформацию и увеличиваются в большем радиусе, что приводит к уменьшению тока, протекающего возле наконечника катода, а также к увеличению уровня мощности, необходимого для поддержания дуги. Три наиболее распространенных артефакта, связанных с износом электродов, называются блужданием , вспышкой и флаттером (см. Рисунок 5).Блуждание дуги происходит, когда точка присоединения дуги на кончике катода перемещается в новое место, часто следуя круговой схеме по окружности электрода. Блуждание сопровождается вспышкой дуги, что относится к мгновенному изменению яркости, когда дуга перемещается в новую область на электроде с более высоким излучательным характером, чем предыдущая точка присоединения. Колебание возникает, когда конвекционные токи в наполняющем газе, создаваемые разницей температур между дугой и огибающей, вызывают быстрое боковое смещение столба дуги.В совокупности эти источники нестабильности вносят значительный вклад в плохие характеристики ламп, но достижения в конструкции источников питания для металлогалогенных ламп позволяют создавать новые системы, которые демонстрируют гораздо лучшую временную и пространственную стабильность как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Процесс старения кварцевых колб в металлогалогенных лампах обычно известен как девитрификация (или рекристаллизация ) и проявляется в появлении молочно-белого покрытия на внутренних стенках газоразрядной трубки, которое фактически является физическим изменением. в самой кварцевой структуре.Чрезвычайно высокие рабочие температуры и давления, которым газоразрядная трубка подвергается в течение своего срока службы, медленно приводят к регрессивному переупорядочению аморфного кварца в полукристаллическое состояние в некоторых областях оболочки. Белый налет состоит из оксидов кремния, что сопровождается потерей плотности и прочности. Когда срок службы дуговых ламп заканчивается, большая часть газоразрядной трубки полностью расстеклована и подвергается повышенному риску взрыва. Помимо очевидных угроз безопасности, расстеклованные газоразрядные трубки также демонстрируют сниженные фотометрические свойства, и их следует заменять новыми лампами.Конструкция металлогалогенных дуговых ламп

В конструкции металлогалогенных ламп используется большое количество разнообразных дизайнерских мотивов, но те, которые используются в флуоресцентной микроскопии, ограничиваются заказными версиями с короткой дугой, помещенными в эллиптические отражатели. Газоразрядная трубка изготовлена ​​из плавленого кварца или кварца, которая охватывает электродную систему и содержит наполняющие газы и соли металлов. Разрядная дуга горит в области между кончиками катода и анода (называемая межэлектродным зазором ).Плавленый кварц — один из немногих материалов, способных выдерживать экстремальные механические нагрузки и термические нагрузки, предъявляемые к металлогалогенным лампам, которые должны выдерживать длительную работу при температурах, приближающихся к 950 C, и давлениях до 40 атмосфер. В некоторых высокоэффективных лампах толщина кварцевой оболочки может достигать 5 миллиметров. Во время производства электроды герметично закрываются в валах ламп и электрически соединяются с цоколями с помощью молибденовой фольги и штырей (см. Рисунок 6 (b)).Цоколи лампы обеспечивают подключение к внешнему источнику питания, а также используются для механической поддержки. В лампах, соединенных с дихроичными отражателями, длинная ось кварцевого стержня ориентирована параллельно оптической оси эллиптического отражателя (рисунки 2 и 6 (а)), так что зазор между электродами может быть точно совмещен в фокусной точке. Один конец стержня лампы зацементирован в керамическом основании отражателя, а другой конец выступает в центр отражателя и электрически соединен с источником питания с помощью кабеля.

Электроды в металлогалогенных лампах изготовлены из легированных вольфрамовых сплавов и имеют идентичную форму для версий, предназначенных для использования с переменным током ( AC ). Эти лампы, предназначенные для работы на постоянном токе ( DC ), содержат более массивный анод и меньший заостренный катод (аналогично электродам в ксеноновых дуговых лампах). В общем, электроды, используемые в металлогалогенных лампах, делятся на две категории: электроды pin и катушки (см. Рисунок 6 (c)).Катушечные электроды — это более тонкие версии штыревых электродов, но они имеют тонкую вольфрамовую проволоку, намотанную на концы в один или два слоя. Конструкция электрода оказывает сильное влияние на температурный профиль вольфрамового стержня, начиная от кончика и заканчивая областью, которая встроена в кварцевый стержень. В металлогалогенных лампах конфигурация электродов должна соответствовать форме колбы (переходная область между колбой и стержнем), а также химическим веществам для наполнения и внутреннему объему колбы колбы.Конструкция электродов должна также учитывать устранение потенциальных тепловых гнезд (области с более высокой температурой, чем их окружение) и должна обеспечивать дугу стабильную основу, где может иметь место оптимальная активность электронной эмиссии. Лучшие электроды достаточно стабильны, чтобы лампа могла надежно работать в течение всего срока службы.

Металлогалогенные валы ламп обеспечивают механические и электрические соединения между колбой и цоколем лампы. Большинство ламп, используемых в микроскопии, изолированы от внешней среды с помощью метода, известного как защемление , которое включает сжатие нагретого, податливого кварцевого стержня между двумя металлическими зажимами.По сравнению с другими металлами вольфрам имеет относительно низкий коэффициент теплового расширения, но он все же примерно в десять раз больше, чем у кварца. В результате вольфрамовый электрод не может быть непосредственно прикреплен к кварцевому валу без разрушения лампы из-за теплового расширения во время обычной эксплуатации. Решение этой проблемы достигается путем направления энергии на кварцевые валы с помощью молибденовой ленты (или фольги), края которой имеют остро протравленные края, которые могут впиваться в кварц, не вызывая его разрушения во время нагрева.Тонкая молибденовая фольга (размером примерно 20 микрометров на 2-4 миллиметра) приварена к подводящим проводам для подключения к источнику питания на одном конце и к вольфрамовому электроду на другом конце. Эти фольги, в зависимости от толщины, способны проводить во время работы ток до 100 ампер. В лампах большой мощности часто необходимо несколько слоев фольги, чтобы выдержать большие токовые нагрузки.

Качество света, излучаемого металлогалогенной лампой, в первую очередь определяется компонентами fill .В зависимости от области применения металлогалогенные лампы могут быть заполнены любым количеством (до 10) различных компонентов, которые выполняют критические функции, продиктованные их химическими и физическими свойствами, в процессе генерации света. Одним из компонентов, присутствующих во всех металлогалогенных лампах, является инертный стартовый газ , обычно аргон или ксенон, который не вступает в реакцию с другими компонентами заполнения и проявляет желаемые свойства зажигания. Лампы, используемые в микроскопии, также содержат жидкие пары ртути и галогены.Концентрация ртути в первую очередь влияет на рабочее давление лампы и определяет требования к напряжению, как обсуждалось выше. Галогены, наиболее широко используемые в металлогалогенных лампах, — это йод и бром, которые реагируют со следовыми количествами редкоземельных металлов с образованием галогенидных солей. Эти соли обладают более высоким давлением пара, чем одни металлы, что позволяет инженерам точно настраивать плотность частиц редкоземельных элементов в дуге для корректировки цветовой температуры и других характеристик излучения.

В большинстве случаев оболочки металлогалогенных ламп заполнены избытком газообразного галогена для проведения цикла регенерации галогена , который служит для предотвращения осаждения испаренного вольфрама с электродов на внутренних стенках оболочки.Редкоземельные металлы, используемые в металлогалогенных лампах, относятся к группе лантаноидов и обычно представляют собой диспрозий ( Dy ), тулий ( Tm ) и / или гольмий ( Ho ). Варьируя комбинацию и концентрацию этих металлических элементов, можно использовать для модуляции спектрального распределения излучения, чтобы соответствовать целевому применению лампы. В общем, редкоземельные элементы выбираются для обеспечения непрерывного спектрального излучения дневного света с высокой светоотдачей. При комнатной температуре металлогалогенные лампы существуют при давлении окружающей среды или ниже, но во время работы внутреннее давление может составлять от 10 до 40 атмосфер, в зависимости от компонентов заполнения.

Цоколь лампы является важным компонентом, который выполняет двойную функцию: обеспечивает механическую опору и электрическое соединение с источником питания. В двухцокольных лампах цоколь состоит из металлических гильз (часто называемых гильзами ), приклеенных к концам валов ламп. В некоторых случаях втулки представляют собой конические цилиндры, которые могут быть оснащены резьбой или тросом. Металлогалогенные лампы, разработанные для флуоресцентной микроскопии, требующие жидкостного световода (см. Рисунки 2 и 6), по сути, работают как однотактные лампы с керамическим основанием, соединенным с эллиптическим отражателем.В зависимости от конструкции лампы катодный или анодный конец лампы можно прикрепить к основанию, а другой конец соединить перемычкой с электрическим соединением в корпусе отражателя с помощью тонкого металлического кабеля, приваренного к выступающему молибденовому штырю. Основания ламп участвуют в отводе тепла от блока во время работы через металлическую контактную поверхность (обычно гильзу). Базовая температура в точке контакта между гильзой и патроном не должна превышать примерно 350 C во время работы, что требует от производителей послепродажного обслуживания включения радиаторов, больших площадей контакта, вентиляторов или других компенсирующих элементов в конструкции своих приборов.

Производство металлогалогенных ламп для микроскопии с высокотехнологичными оптическими системами требует жестких геометрических допусков для ламп. В рефлекторных лампах точное позиционирование колбы имеет решающее значение, поскольку отклонения всего в несколько миллиметров могут привести к значительному снижению равномерности освещения. Микроскопия — это сложное приложение, в котором свет, исходящий от отражателя, должен быть очень точно сфокусирован, чтобы максимизировать входной поток в жидкий световод.По этой причине рефлекторные металлогалогенные лампы, используемые в флуоресцентной микроскопии, строго выравниваются внутри эллиптического рефлектора во время изготовления. Кроме того, необходимо тщательно контролировать допуски на оболочку и стержень лампы, которые, естественно, сильно отличаются от других изделий из расплавленного стекла, чтобы обеспечить точное расположение дугового промежутка относительно задней фокальной точки отражателя. Точные допуски также необходимы для компенсации небольших отклонений электродов от оси лампы.В совокупности многочисленные требования к точному изготовлению ламп вполне укладываются в возможности современных процессов производства ламп, так что текущая линейка коммерческих металлогалогенных ламп часто удовлетворяет и даже превышает требования флуоресцентной микроскопии.

В заключение отметим, что номенклатура идентификации лампы сильно различается в зависимости от производителя, и пока нет универсального стандарта. Металлогалогенные лампы, используемые в микроскопии, объединены Osram в семейство HTI , где H — это сокращение от символа ртути ( Hg или Hydragyrum ), T — это немецкий термин для обозначения дневного света. ( Tageslicht ) и I указывает на присутствие галогенных соединений (йодидов и бромидов).Другие обозначения, используемые Osram: M или R для редкоземельных металлов, S для безопасных ламп с внешней колбой, окружающей колбу, P для проекционных ламп и C для кабелей с кабелем. Металлогалогенные лампы Ushio продаются под торговым наименованием EmArc с кодовым префиксом SMH , аббревиатурой от галогенида металла с короткой дугой. У других производителей аналогичная запутанная номенклатура, поэтому их каталоги продукции следует внимательно изучать, чтобы выбрать правильный выбор лампы для конкретного применения.Лампы и блоки питания

Требования к источникам питания для металлогалогенных ламп несколько отличаются от требований к источникам питания ртутных и ксеноновых дуговых ламп. Источники питания как переменного, так и постоянного тока ( AC и DC ) могут использоваться с металлогалогенными лампами (в зависимости от конструктивных параметров лампы), но оба типа должны иметь аналогичные функции, включая цепи зажигания и балласта, стабилизацию мощности и правильный профиль тока во время фазы запуска лампы.Металлогалогенные блоки питания требуют охлаждения, обычно с помощью вентиляторов и радиаторов. Поскольку все дуговые лампы обычно требуют высокого напряжения для инициирования горения, их источники питания обычно состоят из двух ступеней, основной цепи питания и модуля зажигания. Во время фазы запуска основной источник питания обычно выдает напряжение в диапазоне от 200 до 350 вольт на воспламенитель, который увеличивает выходную мощность до уровня от 5 до 30 киловольт для зажигания, в зависимости от способности лампы перезапускать при горячем зажигании.После запуска лампы напряжение может упасть до рабочего диапазона от 20 до 100 вольт. Одним из обязательных требований к металлогалогенным источникам питания является то, что все электрические соединения должны быть хорошо изолированы друг от друга, а также от потенциала земли во избежание возникновения дуги.

На рис. 7 показан вид в разрезе внутренних компонентов типичного послепродажного металлогалогенного светильника, спроектированного с жидкостным световодом для применения во флуоресцентной микроскопии.Практически во всех современных внешних лампах используются световоды (оптоволоконные или жидкостные) для установки горячей лампы на безопасном расстоянии от чувствительных компонентов микроскопа, что снижает теплопередачу и обеспечивает более высокий уровень термической стабильности для длительных экспериментов. Металлогалогенная лампа и блок отражателя крепятся с помощью зажимов для точного позиционирования фокального пятна на входной апертуре световода. В некоторых светильниках между лампой и входом в световод помещают фильтр, блокирующий ультрафиолетовое и инфракрасное излучение (см. Рисунки 7 и 8).Установка жидкостного световода осуществляется путем вставки входного разъема в переднее или заднее крепление на фонаре, пока он не будет надежно закреплен (так называемый защелкивающийся и быстроразъемный соединитель ). Другой конец световода соединен со специализированной системой линз расширения, которая индивидуальна для каждой конструкции микроскопа. Металлогалогенные лампы оснащены источниками питания как переменного, так и постоянного тока с установленными внутри запальниками и балластами и обычно включают небольшой электрический вентилятор под цоколем лампы для обеспечения принудительного воздушного охлаждения.Поскольку лампы выровнены со своими отражателями с очень жесткими допусками на заводе, замена — это просто вопрос удаления отработанной лампы и установки новой.

Чтобы избежать возможного теплового повреждения светового скремблера (и микроскопа), инфракрасное излучение, а также другие потенциально опасные длины волн излучения, генерируемые лампой, должны быть удалены до того, как они попадут в волокно или световод, и это наиболее удобно сделать с помощью th

определение metal_halide_lamp и синонимов metal_halide_lamp (английский)

Колба металлогалогенной лампы

Металлогалогенная лампа обеспечивает освещение для бейсбольного матча колледжа на стадионе Olsen Field в Колледж-Стейшн, штат Техас, США.Обратите внимание на различные цвета лампочек, когда они нагреваются.

Металлогалогенная лампа — это электрический свет, излучающий свет от электрической дуги через газовую смесь испаренной ртути и галогенидов металлов ^{[1] [2]} (соединения металлов с бромом или йодом). Они относятся к семейству газоразрядных ламп высокой интенсивности (HID). ^[1] Разработанные в 1960-х годах, они похожи на ртутные лампы, ^[1] , но содержат дополнительные соединения металлов в дуговой трубке, которые улучшают эффективность и цветопередачу (белизну) света.

Металлогалогенные лампы имеют высокую светоотдачу, составляющую около 75-100 люмен на ватт, ^[2] примерно вдвое эффективнее, чем у ртутных ламп, и в 3-5 раз больше, чем у ламп накаливания, ^[1] лампы среднего срока службы ( От 6000 до 15000 часов, что немного меньше, чем у ртутных ламп) ^{[2] [3]} и дает интенсивный белый свет. Галогениды металлов, являясь одним из наиболее эффективных источников белого света с высоким индексом цветопередачи, являются наиболее быстрорастущим сегментом осветительной промышленности. ^[1] Они используются для верхнего освещения больших площадей. ^[2] коммерческих, промышленных и общественных мест, таких как автостоянки, спортивные арены, фабрики и магазины розничной торговли, ^[1] , а также жилых охранное освещение и автомобильное освещение.

Лампы состоят из небольшой дуговой трубки из плавленого кварца или керамической дуги, содержащей газы и дугу, заключенной в большую стеклянную колбу, имеющую покрытие для фильтрации производимого ультрафиолетового света. ^{[3] [1]} Как и другие лампы HID, они работают под высоким давлением (от 4 до 20 атмосфер) ^[1] и требуют специальных приспособлений для безопасной работы, а также электрического балласта.Им также требуется период прогрева в течение нескольких минут для достижения полной светоотдачи, ^[2] , поэтому они обычно не используются для освещения жилых помещений, которое часто выключается и включается.

использует

Металлогалогенные лампы используются как для общего освещения, так и для очень специфических применений, требующих определенного ультрафиолетового или синего света. Из-за своего широкого спектра они используются для выращивания в помещениях, в спортивных сооружениях и довольно популярны среди рифовых аквариумистов, которым нужен источник света высокой интенсивности для своих кораллов.

Металлогалогенные лампы используются в автомобильном освещении, где используются газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID), известные как «ксеноновые фары» из-за использования в лампе ксенона вместо аргона.

Еще одно широко распространенное использование таких ламп — это фотографическое освещение и осветительные приборы для сцены, где они широко известны как лампы MSD и обычно используются с номинальной мощностью 150, 250, 400, 575 и 1200 Вт, особенно для интеллектуального освещения.

В видеопроекторах

3LCD и DLP в качестве источника света используются металлогалогенные лампы.

Спектр металлогалогенной лампы.

Операция

Как и другие газоразрядные лампы, такие как очень похожие ртутные лампы, металлогалогенные лампы излучают свет, создавая электрическую дугу в смеси газов. В металлогалогенной лампе компактная дуговая трубка содержит смесь под высоким давлением аргона или ксенона, ртути и различных галогенидов металлов, таких как йодид натрия и иодид скандия, ^[4] . Смесь галогенидов будет влиять на природу производимого света, влияя на коррелированную цветовую температуру и интенсивность (например, делая свет более синим или красным).Газ аргон в лампе легко ионизируется и облегчает зажигание дуги между двумя электродами, когда на лампу впервые подается напряжение. Тепло, генерируемое дугой, затем испаряет ртуть и галогениды металлов, которые производят свет при повышении температуры и давления.

Обычные рабочие условия внутри дуговой трубки: 5-50 атм или более ^[5] (70-700 фунтов на квадратный дюйм или 500-5000 кПа) и 1000-3000 ° C. ^[6] Как и все другие газоразрядные лампы, металлогалогенные лампы требуют дополнительного оборудования для обеспечения надлежащего пускового и рабочего напряжения и регулирования тока в лампе.Около 24% энергии, используемой металлогалогенными лампами, производят свет (65–115 лм / Вт) ^{[ цитата необходима ]} , что делает их значительно более эффективными, чем лампы накаливания.

Компоненты

Металлогалогенные лампы состоят из дуговой трубки с электродами, внешней колбы и цоколя.

Дуговая трубка

Внутри дуговой трубки из плавленого кварца два вольфрамовых электрода, легированных торием, запаяны с каждого конца, и ток пропускается к ним через уплотнения из молибденовой фольги в плавленом кварце.Фактически свет создается внутри дуговой трубки.

Помимо паров ртути, лампа содержит йодиды, а иногда и бромиды различных металлов. Скандий и натрий используются в некоторых типах, таллий, индий и натрий — в европейских моделях Tri-Salt , а в более поздних типах диспрозий используется для получения высокой цветовой температуры, а олово — для более низкой цветовой температуры. Гольмий и тулий используются в некоторых очень мощных моделях освещения для кино. Галлий или свинец используются в специальных моделях с высоким УФ-А для печати.Смесь используемых металлов определяет цвет лампы. В некоторых типах для праздничного или театрального эффекта используются почти чистые йодиды таллия для зеленых ламп и индия для синих ламп. Щелочной металл (натрий или калий) почти всегда добавляют для уменьшения импеданса дуги, что позволяет сделать дуговую трубку достаточно длинной и использовать простые электрические балласты. Благородный газ, обычно аргон, вводится в дуговую трубку в холодном состоянии под давлением около 2 кПа, чтобы облегчить запуск разряда.Лампы с аргоновой нитью обычно запускаются довольно медленно, для достижения полной силы света требуется несколько минут; ксеноновая нить накаливания, используемая в автомобильных фарах, имеет гораздо лучшее время запуска.

Концы дуговых трубок часто покрываются снаружи белым силикатом циркония или оксидом циркония, отражающим инфракрасное излучение, для отражения тепла обратно на электроды, чтобы они оставались горячими и излучали термоэмиссию. Некоторые лампы имеют люминофорное покрытие на внутренней стороне внешней лампы для улучшения спектра и рассеивания света.

В середине 1980-х годов был разработан новый тип металлогалогенной лампы, в которой вместо кварцевой (плавленого кварца) дуговой лампы, которая использовалась в ртутных лампах и предыдущих конструкциях металлогалогенных ламп, используется дуговая трубка из спеченного оксида алюминия, аналогичная к тому, что было использовано в натриевой лампе высокого давления. Эта разработка снижает эффект ползучести ионов, который поражает дуговые трубки из плавленого кварца. В течение их срока службы из-за сильного УФ-излучения и ионизации газа натрий и другие элементы имеют тенденцию мигрировать в кварцевую трубку, что приводит к истощению светоизлучающего материала и, следовательно, к циклическому циклу.Дуговая трубка из спеченного оксида алюминия не позволяет ионам проникать внутрь, сохраняя более постоянный цвет в течение всего срока службы лампы. Их обычно называют керамическими металлогалогенными лампами или лампами CMH.

Колба внешняя

Большинство типов оснащены внешней стеклянной колбой для защиты внутренних компонентов и предотвращения потери тепла. Внешняя колба также может использоваться для блокирования части или всего УФ-света, генерируемого разрядом паров ртути, и может состоять из плавленого кварца со специальной присадкой «УФ-стоп».Ультрафиолетовая защита обычно используется в моделях с одним концом (с одним основанием) и моделях с двумя цоколями, которые обеспечивают освещение для использования людьми поблизости. Некоторые модели с высокой мощностью, особенно модели со свинцово-галлиевой УФ-печатью и модели, используемые для некоторых типов освещения стадионов, не имеют внешней лампы. Использование дуги без оболочки может обеспечить пропускание ультрафиолетового излучения или точное позиционирование в оптической системе светильника. Защитное стекло светильника можно использовать для защиты от ультрафиолета, а также может защитить людей или оборудование, если лампа выйдет из строя в результате взрыва.

База

Некоторые типы имеют металлическую основу с винтом Эдисона для различных номинальных мощностей от 10 до 18 000 Вт. Другие типы являются двухсторонними, как показано выше, с основаниями R7s-24, состоящими из керамики, а также с металлическими соединениями между внутренней частью дуговой трубки и внешней стороной. Они изготовлены из различных сплавов (таких как железо-кобальт-никель), коэффициент теплового расширения которых соответствует коэффициенту расширения дуговой трубки.

Балласты

Электрическая дуга в металлогалогенных лампах, как и во всех газоразрядных лампах, имеет свойство отрицательного сопротивления; Это означает, что по мере увеличения тока через лампочку напряжение на ней уменьшается.Если лампа питается от источника постоянного напряжения, например, напрямую от проводки переменного тока, ток будет увеличиваться до тех пор, пока лампа не разрушится; поэтому галогенидные лампы требуют электрических балластов для ограничения тока дуги. Есть два типа.

Во многих светильниках используется индуктивный балласт, аналогичный тем, которые используются с люминесцентными лампами. Он состоит из индуктора с железным сердечником. Катушка индуктивности имеет сопротивление переменному току. Если ток через лампу увеличивается, индуктор снижает напряжение, чтобы ограничить ток.

Электронные балласты легче и компактнее. Они состоят из электронного генератора, который генерирует ток высокой частоты для возбуждения лампы. Поскольку они имеют более низкие резистивные потери, чем индуктивный балласт, они более энергоэффективны. Однако работа на высоких частотах не увеличивает КПД лампы в отличие от люминесцентных ламп.

Металлогалогенные лампы с импульсным запуском не содержат пускового электрода, который зажигает дугу, и требуют, чтобы воспламенитель генерировал импульс высокого напряжения (1–5 кВ при холодном зажигании, более 30 кВ при повторном зажигании) для запуска дуга.Электронные балласты включают в себя схему воспламенителя в одном корпусе. Стандарты системы балласта для ламп Американского национального института стандартов (ANSI) устанавливают параметры для всех металлогалогенных компонентов (за исключением некоторых более новых продуктов).

Цветовая температура

Спектр излучения типичной металлогалогенной лампы.

Из-за более белого и естественного света металлогалогенные лампы изначально предпочитались голубоватым ртутным лампам. С появлением специализированных смесей галогенидов металлов теперь доступны металлогалогенные лампы с коррелированной цветовой температурой от 3000 K до более 20000 K.Цветовая температура может незначительно отличаться от лампы к лампе, и этот эффект заметен в местах, где используется много ламп. Поскольку цветовые характеристики лампы имеют тенденцию меняться в течение срока службы лампы, цвет измеряется после 100 часов горения лампы (выдержки) в соответствии со стандартами ANSI. Более новая металлогалогенная технология, называемая «импульсным запуском», улучшила цветопередачу и более контролируемую дисперсию кельвина (от ± 100 до 200 кельвинов).

На цветовую температуру металлогалогенной лампы также могут влиять электрические характеристики электрической системы, питающей лампу, и производственные различия в самой лампе.Если у металлогалогенной лампы недостаточно мощности из-за более низкой рабочей температуры, ее световой поток будет голубоватым из-за испарения одной только ртути. Это явление можно увидеть во время прогрева, когда дуговая трубка еще не достигла полной рабочей температуры и галогениды полностью не испарились. Обратное верно для лампы с избыточным током, но это состояние может быть опасным, что может привести к взрыву дуговой лампы из-за перегрева и избыточного давления.

Запуск и прогрев

Металлогалогенная лампа 400 Вт вскоре после включения

«Холодная» (ниже рабочей температуры) металлогалогенная лампа не может сразу начать производить свою полную световую мощность, потому что температура и давление во внутренней дуговой камере требуют времени для достижения полного рабочего уровня.Запуск начальной аргоновой дуги иногда занимает несколько секунд, а период прогрева может длиться до пяти минут (в зависимости от типа лампы). В это время лампа приобретает разные цвета, так как различные галогениды металлов испаряются в дуговой камере.

Если питание прерывается, даже на короткое время, дуга в лампе гаснет, а высокое давление в трубке с горячей дугой предотвращает повторное зажигание дуги; с обычным запальным устройством потребуется 5–10 минут для охлаждения перед повторным запуском лампы, но с помощью специальных воспламенителей со специально разработанными лампами дуга может быть немедленно восстановлена.В светильниках без возможности мгновенного повторного включения кратковременная потеря мощности может означать отсутствие света в течение нескольких минут. По соображениям безопасности многие металлогалогенные светильники имеют резервную вольфрамово-галогеновую лампу накаливания, которая работает во время охлаждения и повторного зажигания. Как только галогенид металла снова загорится и нагреется, лампа безопасности выключается. Теплой лампе также требуется больше времени для достижения полной яркости, чем лампе, которая запускается полностью холодной.

Большинство подвесных потолочных светильников имеют пассивное охлаждение с использованием комбинированного балласта и светильника; немедленное восстановление питания горячей лампы до ее повторного зажигания может увеличить время повторного зажигания из-за потребляемой мощности и нагрева балласта с пассивным охлаждением, который пытается повторно зажечь лампу.

Поведение в конце жизненного цикла

По окончании срока службы металлогалогенные лампы демонстрируют явление, известное как циклическое изменение . Эти лампы можно запускать при относительно низком напряжении, но по мере их нагрева во время работы внутреннее давление газа внутри дуговой трубки возрастает, и для поддержания дугового разряда требуется все больше и больше напряжения. По мере того как лампа стареет, поддерживающее напряжение дуги в конечном итоге повышается и превышает напряжение, обеспечиваемое электрическим балластом. Когда лампа нагревается до этой точки, дуга гаснет, и лампа гаснет.В конце концов, когда дуга гаснет, лампа снова остывает, давление газа в дуговой трубке снижается, и балласт может снова вызвать зажигание дуги. Это заставляет лампу некоторое время светиться, а затем снова и снова гаснуть. В редких случаях лампа взрывается по истечении срока службы. ^[7]

Современные конструкции электронного балласта обнаруживают циклическое движение и прекращают попытки запустить лампу после нескольких циклов. Если питание отключено и подано повторно, балласт сделает новую серию попыток запуска.

Риск взрыва лампы

Прочность всех трубок для HID-дуги ухудшается в течение срока службы из-за различных факторов, таких как химическое воздействие, термическое напряжение и механическая вибрация. По мере старения лампы дуговая трубка меняет цвет, поглощает свет и нагревается. Трубка будет становиться все слабее, пока в конечном итоге не выйдет из строя, что приведет к разрыву трубки.

Хотя такой отказ связан с окончанием срока службы, дуговая трубка может выйти из строя в любое время, даже если она новая, из-за невидимых производственных дефектов, таких как микроскопические трещины.Однако это бывает довольно редко. Производители обычно «приправляют» новые лампы для проверки на производственные дефекты до того, как лампы покинут помещение производителя.

Поскольку металлогалогенная лампа содержит газы под очень высоким давлением, выход из строя дуговой лампы неизбежно является серьезным событием. Фрагменты дуговой трубки разлетаются с большой скоростью во всех направлениях, ударяя по внешней колбе лампы с силой, достаточной для ее разрушения. Если прибор не имеет вторичной защиты (например, линзы, чаши или экрана), то очень горячие частицы мусора упадут на людей и имущество под источником света, что может привести к серьезным травмам, повреждению и, возможно, вызвать крупный пожар в здании, если легковоспламеняющийся материал присутствует.

Риск «непассивного отказа» дуговой трубки очень мал. Согласно информации, собранной Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (www.nema.org), только в Северной Америке насчитывается около 40 миллионов металлогалогенных систем, и имели место лишь очень немногие случаи непассивных отказов. Хотя невозможно предсказать или исключить риск взрыва металлогалогенной лампы, есть несколько мер предосторожности, которые можно предпринять для снижения риска:

• Использование только хорошо разработанных ламп от известных производителей и исключение ламп неизвестного происхождения.
• Осмотр ламп перед установкой на предмет неисправностей, таких как трещины в трубке или внешней лампе.
• Замена ламп до истечения срока их службы (т. Е. Когда они работали в течение количества часов, указанного производителем как номинальный срок службы лампы).
• Для непрерывно работающих ламп, позволяя отключать на 15 минут каждые 7 дней непрерывной работы.
• Перезагрузите светильники как группу. Точечная замена ламп не рекомендуется.

Кроме того, существуют меры, которые могут быть приняты для уменьшения ущерба в случае сильного выхода лампы из строя:

• Убедитесь, что в светильнике есть кусок усиленного стекла или полимерного материала между лампой и освещаемой областью.Он может быть встроен в чашу или линзу приспособления.
• Использование ламп с усиленным стеклянным экраном вокруг дуговой трубки для поглощения удара летящих обломков дуговой трубки и предотвращения разрушения внешней колбы. Такие лампы безопасно использовать в «открытых» светильниках. Эти лампы имеют маркировку «O» на упаковке, отражающую стандарты Американского национального института стандартов (ANSI).

Прочие меры безопасности

Глаза

Несмотря на то, что это отличный источник освещения для рифового аквариума, некоторые аквариумисты высказывали опасения по поводу потенциальных вредных последствий близкого контакта с металлогалогенным освещением, которое требуется для хобби.Некоторые люди замечают временное затуманивание зрения даже после очень короткого воздействия металлогалогенного освещения. Это затуманивание зрения может быть связано с фотокератитом (снежной слепотой) — результатом незащищенного воздействия ультрафиолетового (УФ) излучения. ^{[ требуется ссылка ]}

Предупреждения FDA

Известно, что сломанные и неэкранированные металлогалогенные лампы высокой интенсивности вызывают травмы глаз и кожи, особенно в школьных спортзалах. См. Следующую статью FDA: Ожоги ультрафиолетовым излучением от высокоинтенсивного металлогалогенного освещения и освещения с парами ртути остаются проблемой для общественного здравоохранения.См. Также: Фотокератит и ожоги УФ-излучением, связанные с поврежденными металлогалогенными лампами.

Коды балласта ANSI

См. Также

Список литературы

• Уэймут, Джон (1971). ^{a b c d e}
  

  05

  05 h Hordeski, Майкл Ф. (2004). Словарь технологий энергоэффективности . США: CRC Press. С. 175-176. ISBN 0-8247-4810-7. http: // книги. ^{a b c d e} Grondzik, Walter T .; Элисон Г. Квок, Бенджамин Штайн, Джон С. Рейнольдс (2009). Механическое и электрическое оборудование зданий, 11-е изд. . США: John Wiley & Sons. С. 555-556. ISBN 0-470-57778-9. http://books.google.com/books?id=EL4nt2VFTZIC&pg=PA555&dq=%22metal+halide+lamp%22&hl=en&sa=X&ei=Pp11T6OdGeKhiAKzo7GnDg&ved=0CFsQ6AEwAQ#v=one20page=0CFsQ6AEwAQ#v=one20lidelide=02d02fsq6AEwAQ#v=one20page&hl=en ^{a b} Свет справа: руководство для практикующего инженера по энергоэффективному освещению . Флеш, Питер (2006). Газоразрядные лампы высокой интенсивности (НАСА)

Дополнительная литература

• Raymond Kane, Heinz Sell Революция в лампах: хроника 50-летнего прогресса (2-е изд.) , Fairmont Press, Inc. 2001 ISBN 0-88173-378-4

Halide 1.7 добавляет расширенный портретный режим, глубину AR и многое другое в приложение камеры iPhone

Halide был запущен как великолепное приложение для iPhone на основе жестов почти год назад, и приложение камеры продолжает получать важные обновления и новые функции.Сегодняшний выпуск Halide 1.7 включает в себя расширенный портретный режим, средство просмотра глубины AR и многое другое.

Поддержка

Halide портретной фотографии использует комбинацию обнаружения лица и распознавания возражений, чтобы сфокусироваться на нужном объекте и мгновенно сделать глубинный снимок, что Halide называет первым для приложений App Store. Приложение также сохраняет исходный снимок, поэтому вы можете выбирать между версией глубины или оригиналом, сохраняя при этом возможность играть с эффектами.

Пользователи iPhone X

также могут снимать селфи в Halide с примененными эффектами глубины — и реализация очень мощная, как и следовало ожидать от приложения.

Снимки в портретном режиме как с задней, так и с передней камеры выигрывают от новых инструментов глубины, которые включают просмотр карты глубины, портретный предварительный просмотр для просмотра эффектов, применяемых перед съемкой, и пиковую глубину для просмотра приложения, сканированного для определения глубины в реальном времени. Вы даже можете экспортировать карту глубины после съемки кадра для просмотра в формате PNG в других приложениях.

Halide 1.7 также включает в себя всплеск дополненной реальности. Вот как они описывают свои функции дополненной реальности:

Глубинные снимки — это, по сути, трехмерные снимки.Чтобы преодолеть ограничения средства просмотра двухмерных 3D-фотографий, Halide теперь позволяет пользователям размещать снимки с включенной глубиной, как изображения, снятые в портретном режиме в AR. Пользователи могут прогуливаться по отснятым сценам и видеть глубину так, как никогда раньше не видели в фотографии.

И это их демо:

Halide также рекламирует постоянное улучшение скорости и отзывчивости в каждой новой версии. Halide 1.7 — бесплатное обновление для существующих клиентов и 2,99 доллара США в App Store для новых клиентов.Новая версия выходит сегодня.

, должно быть, является серьезной проблемой для Apple, у нас до сих пор нет сообщений о том, что обновление доступно где-либо на Земле. Будьте терпеливы, извините 🙁

— Halide (@halidecamera) 6 марта 2018 г.

Похожие истории:

---

Подпишитесь на 9to5Mac на YouTube, чтобы получать больше новостей Apple:

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки для получения дохода. Подробнее.

---

Посетите 9to5Mac на YouTube, чтобы узнать больше новостей Apple:

Что такое металлогалогенные лампы?

Металлогалогенные лампы — это газоразрядные источники света, которые обеспечивают освещение путем прохождения электрической дуги через смесь аргона, ртути и металлогалогенидов под высоким давлением.Подобно люминесцентным и ртутным лампам, металлогалогенные лампы отличаются высокой светоотдачей и разным цветовым оттенком. Благодаря относительно небольшому размеру и высокой номинальной мощности, эти лампы широко используются в освещении стадионов, фабрик, складов и в системах наружного освещения. Металлогалогенные лампы доступны в довольно широком диапазоне номинальных мощностей, которые обычно включают варианты от 150 до 1200 Вт. Для правильной работы этих ламп требуется специальный балласт, стоимость которого обычно оправдывается длительным сроком службы и отличными характеристиками.

Worker

Газоразрядные лампы относятся к семейству источников освещения, известных как газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID). Эти лампы хорошо подходят для применений, где необходим высокий световой поток, поскольку они особенно мощны для своих размеров.Они также полезны там, где требуется определенный цветовой оттенок, потому что каждый тип имеет определенную соль металла, добавленную во внутреннюю часть, которая дает разные оттенки света. Металлогалогенные лампы работают, пропуская электрическую дугу высокого напряжения через сжатую смесь аргона и газообразной ртути, к которой добавлены галогениды металлов. Галогениды металлов — это ионные галогенидные соли, которые включаются в смесь, чтобы влиять на конкретную цветовую температуру или оттенок лампы.

Обширные открытые площадки и большие внутренние пространства — это среда, в которой значительно выигрывают от использования металлогалогенных ламп.Типичные области применения этого типа лампы включают освещение спортивных объектов, наружное охранное освещение, склады и фабрики. Цветовой оттенок ламп также может быть адаптирован для имитации дневного света. Другие распространенные применения включают освещение в театрах, фотостудиях и съемках фильмов. Рифовые аквариумисты также используют металлогалогенные лампы в качестве источника света высокой интенсивности для выращивания кораллов.

Эти лампы доступны в широком ассортименте номинальной мощности, наиболее популярными из которых являются варианты мощностью 150, 250, 400, 575 и 1200 Вт.Для правильной работы металлогалогенных ламп требуется специальный фитинг, поскольку их дуга высокого напряжения требует включения балласта в фитинг. Однако любые дополнительные затраты адекватно компенсируются хорошими характеристиками освещения и длительным сроком службы. Это семейство ламп не может полностью раскрыть свой световой потенциал при температуре ниже определенной рабочей и имеет характерный период «прогрева», когда каждая из них тускло светится и меняет цвет. Металлогалогенные лампы в идеале следует использовать с закрытыми фитингами при подвешивании над участками с интенсивным движением, поскольку выход из строя дуговой трубки может иногда привести к разрушению внешней трубки.

.