Цветовая температура горения
Первоначально металлогалогеновые лампы использовались вместо ртутных ламп в тех местах, где необходимо было создать свет, по своим характеристикам приближающийся к естественному, по причине того, что данные лампы излучают белый свет (ртутные лампы излучают свет с большой примесью синего цвета). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый свет, имеющий индекс цветопередачи в районе 80
С созданием специальных смесей галоидных солей, металлогалогеновые лампы способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 3000 (жёлтый свет) до 20 000 К (синий свет). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д) или животных (используются в освещении аквариумов). Однако следует учитывать то обстоятельство, что вследствие присутствия допусков и стандартных отклонений при фабричном производстве ламп, цветовые характеристики ламп не могут быть указаны со 100 % точностью. Более того, по стандартам ANSI цветовые характеристики металлогалогеновых ламп измеряются после 100 часов их горения (т. н. выдержка). Поэтому цветовые характеристики данных ламп не будут соответствовать заявленным в спецификации до тех пор, пока лампа не будет подвергнута данной выдержке
Наиболее сильные расхождения с заявленными спецификационными данными имеют лампы с технологией пуска «предварительный прогрев» (±300 К). Выпущенные по новейшей технологии «импульсного старта» лампы улучшили соответствие заявленным характеристикам, вследствие чего расхождение составляет от 100 до 200 К. На цветовую температуру горения ламп могут влиять также электрические характеристики питающей сети, а также вследствие отклонений в самих лампах. В том случае, если подaваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего цвета, что будет делать их очень сходными с ртутными лампами). Данное явление происходит по причине того, что дуга с недостаточно высокой температурой не сможет полностью испарить и ионизировать галоидные соли, которые и придают свету лампы тёплый оттенок (жёлтые и красные цвета), из-за чего в спектре лампы будет доминировать спектр легче ионизирующейся ртути. Это же явление наблюдается также во время прогрева лампы, когда колба дуги еще не достигла рабочей температуры и галоидные соли ионизировались не полностью
Для ламп, запитанных от чрезмерно высокого напряжения, верна обратная картина, но такая ситуация является более опасной, вследствие возможности взрыва внутренней колбы из-за её перегрева и возникновения в ней избыточного давления. Кроме того, при использовании металлогалогеновых ламп их цветовые характеристики часто меняются с течением времени. В больших осветительных установках с использованием металлогалогеновых ламп часто все лампы существенно различаются по цветовым характеристикам
Галогенные лампы
Это усовершенствованные лампы накаливания. Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков. Благодаря добавлению в колбу газов фтора, брома, хлора, йода, уменьшающих количество испарения вольфрама, срок службы лампы увеличился до 2000-5000 часов. Использование специальных фильтров, нанесенных на кварцевое стекло, «останавливает» ультрафиолет, что оберегает освещаемые вещи от выгорания. Дихроичные отражатели отводят тепловое излучение за пределы освещаемой площади. Яркость освещения регулируется с помощью большого ассортимента диаметров отражателей.
Линейные галогенные лампы с нитью накала в форме спирали и прозрачной кварцевой трубкой. Эти двухцокольные лампы используются для освещения широких поверхностей. Благодаря применению упрочненных держателей, нити накала обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям. Для ламп мощностью до 500 Вт позиция свечения произвольная, мощностью свыше 500 Вт — только горизонтальная, с допустимым отклонением в 4°. Лампы совмещают в себе высокую светоотдачу, «живой» белый блеск, отличный коэффициент цветопередачи, постоянный световой поток в течение всего срока службы, мгновенное перезажигание, возможности регулировки яркости.
Галогенные лампы со стеклянным отражателем и цветным защитным стеклом. Цветное стекло добавляет световому пучку определенный оттенок. Предназначены для декоративного освещения.
Галогенные лампы с параболическим стеклянным отражателем, покрытым металлическим алюминиевым слоем. Предназначены для создания световых акцентов. Слегка рифленая поверхность переднего стекла хорошо подчеркивает эффект «искрящегося» света и защищает горелку от загрязнения и пыли, а также от соприкосновения с руками человека. Применяется в акцентном освещении, в освещении общественных и жилых помещений, уличной подсветке (при использовании на улице лампа должна быть защищена от попадания влаги).
Галогенные лампы с двойной колбой работают от сетевого напряжения, имеют резьбовой цокол. Лампы характеризуются стабильной светоотдачей и отличной цветопередачей (Ra=100). Лампы могут работать с регулятором яркости. Применяются для освещения жилых и общественных помещений.
Лампы накаливания со временем теряют яркость. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов. Галогенные лампы имеют яркий насыщенный и ровный свет, спектральный состав которого значительно отличается от спектрального состава света обычной лампы накаливания и приближен к спектру солнечного света. Благодаря этому прекрасно передаются цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека. * Исследования проведены автором.
Преимущества галогенных ламп:
- высокая светоотдача;
- стабильно яркий свет на протяжении срока службы;
- долгий срок службы;
- миниатюрная конструкция;
- возможность регулирования светового потока;
- высокий уровень безопасности, особенно в условиях повышенной влажности (низковольтные лампы).
Недостатки галогенных ламп:
- до стеклянной поверхности лампы лучше не дотрагиваться голыми руками, так как на ней остаются жирные пятна, что может привести к оплавлению в этом месте стекла колбы. Лампу необходимо брать, используя кусок чистой ткани, а если колба чем-то испачкана, то нужно протереть ее медицинским спиртом;
- галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их следует включать через стабилизатор напряжения, а низковольтные — через трансформатор;
- температура колбы может достигать 500 °С, поэтому при установке ламп следует соблюдать нормы противопожарной безопасности (например обеспечить достаточное расстояние между поверхностью перекрытия и подвесным потолком).
Металлогалогенные лампы
В большинстве МГЛ используются пары ртути. Ртутные металлогалогенные лампы получили название ДРИ – дуговая ртутная с излучающими добавками.
Излучающие добавки позволяют скорректировать спектр ртутного разряда и получить источники света с индексом цветопередачи, достигающим 90. Световая отдача (энергоэффективность) ламп ДРИ достигает 100 лм/Вт.
Цветовая температура МГЛ в зависимости от используемых добавок может быть от 2500 оК до 10 – 20 тысяч оК.
Конструктивно МГЛ представляют собой стеклянную колбу с одним или двумя цоколями, внутри которой расположена горелка с электродами. Существует много различных исполнений МГЛ. На Рис. 1 показана лампа с двумя цоколями, расположенными в торцах колбы. Такое исполнение преимущественно используют в прожекторах.
Рис. 1 Металлогалогенная лампа
Инертный газ необходим на начальном этапе зажигания лампы, пока ртуть, и галогениды переходят в парообразное состояние.
Время зажигания длится несколько секунд (не более 10), а время разгорания (в течении которого световой поток достигает 90 % от расчетного значения) от 3 до 6 минут в зависимости от типа лампы.
Для работы МГЛ необходимо использовать пускорегулирующий аппарат (ПРА), который обеспечивает стабильность рабочего тока и поджиг лампы при включении.
Но их использование ограничено возникновением механических резонансов в лампе на частотах работы ЭПРА. Повторное включение после выключения возможно лишь после остывания лампы.
Металлогалогенные лампы находят широкое применение в различных осветительных и технологических установках. По сравнению с другими разрядными лампами они имеют самые маленькие размеры.
Их используют для освещения: промышленных и общественных зданий, спортивных сооружений и выставочных залов. Также они с успехом используются для архитектурной подсветки фасадов зданий.
Если колба изготовлена из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолетовое (УФ) излучение ртутного разряда (либо при отсутствии внешней колбы), то для использования такой лампы в светильниках общего освещения необходимо предусмотреть экран, ослабляющий УФ излучение в диапазоне 200-315 нм.
Удельная эффективная мощность УФ излучения в указанном диапазоне должна быть меньше 6 мВт/клм. Выбор защитных экранов регламентирован в ГОСТ Р МЭК 60598-1-2011 «Светильники часть 1. Общие требования и методы испытаний». Эксплуатационные требования к металлогалогенным лампам содержатся в ГОСТ Р 53075-2008.
Требования безопасности в ГОСТ Р 52713-2007.
- 30 июня 2013 г.
- К разделу СВЕТИЛЬНИКИ
Конструкция
Методика расчёта освещения в бытовых и производственных помещениях
По своему строению мгл не сильно отличается от ртутных дуговых источников света. В ней также используется горелка, сделанная из керамики или кварца. Колба играет большую роль в обеспечении нужной температуры, уменьшает потери тепла и отсекает излучение ультрафиолета. Сделана колба из боросиликатного стекла, которое имеет повышенную прочность и термостойкость. Следует знать, что промышленные модели не предусматривают внешнюю колбу, там применяется безозонное кварцевое стекло.
За счёт того, что в лампе применяются современные модификации, металлогалогеновые лампы не подразумевают в себе нити накаливания, что обеспечивает более длительную работоспособность. Также присутствует облегчённый запуск, за счёт использования зажигающих электродов.
В связи с тем, что потоки галогенидов во время прохождения разряда зависят от силы тяжести, при работе лампа должна находиться в требуемом положении. Лампы с двумя цоколями могут работать исключительно в горизонтальном положении. Модели с одним цоколем, в своём большинстве работают при вертикальной установке. Есть отдельные модели, которые подходят для работы в любых положениях. Горизонтальные модели помечены буквами «ВН», а вертикальные – «BUD». Для любых положений – «universal».
Где применяются
МГЛ производят излучение более яркого света высокого качества. Их используют как для общего уличного освещения, освещения площадок, подсветки билбордов, так и для освещения закрытых помещений промышленного типа. За счёт своего широкого спектра свечения в некоторых случаях используются для домашнего освещения.
Также его можно встретить в зимних теплицах и оранжереях. Это связано с подходящей световой температурой для жизни растений. Отдельным спросом МГЛ светильники пользуются у держателей аквариумов. Особенно тех, кто занимается этим в больших объёмах на продажу. Это связано с тем, что металлогалогенные лампы для аквариума способны воспроизводить правильный для жизни рыб спектр.
Типы и их обозначения
Диапазон мощностей МГЛ начинается от десятков ватт и достигает 10 — 20 кВт. Наиболее массовыми являются лампы, используемые в ОУ наружного освещения (одноцокольные 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 Вт и софитные 70 и 150 Вт).
Одноцокольные лампы обозначается аббревиатурой SE (single-ended), а двусторонний, соответственно, аббревиатурой DE (double-ended). Лампы с односторонним цоколем, как правило, вкручиваются в патрон при помощи имеющейся на цоколе резьбы (имеют так называемый цоколь Эдисона). Лампы с двусторонним цоколем необходимо вставлять в патроны, расположенные по обе стороны используемого светильника.
Конвекционные потоки металлогалогенидов в плазме дуги МГЛ зависят от направления силы тяжести и существенно влияют на распределение потока энергии, выходящей из горелки МГЛ. Поэтому металлогалогеновые лампы чувствительны к тому положению, в котором они установлены. Лампы рассчитаны только на работу в определенной ориентации. Однако лампы, помеченные маркировкой «universal», могут работать в любом положении, хотя при работе их не в вертикальном положении продолжительность срока службы и интенсивность излучаемого света будут снижаться. Для получения наилучших характеристик при эксплуатации лампы в том случае, если её ориентация известна заранее, необходимо выбирать не универсальную, а соответствующую данной позиции лампу.
Для обозначения рекомендованной ориентации лампы, в которой она должна работать, используются различные коды (напр., U = universal (универсальная), BH = base horizontal (горизонтальная), BUD = Base up/down (вертикальная) и т. д.). При использовании ламп в горизонтальной позиции лучше всего направлять отпаечный носик внутренней колбы (т. н. ниппель) вверх.
МГЛ компании Osram
В системе ANSI обозначение МГЛ начинается с буквы «M», за которой следует цифровая кодировка, обозначающая электрические характеристики лампы, а также соответствующий ей тип балласта (для обозначения ртутных разрядных ламп используется литера «H», а для обозначения натриевых ламп — литера «S»). После цифровой кодировки следуют две буквы, обозначающие размер лампы, её форму, а также тип покрытия и т. д., за исключением цвета. После данного обозначения производитель может по своему выбору добавить какие-либо цифровые или буквенные коды для отображения информации, не отображаемой системой обозначений ANSI, такой как мощность лампы и её цвет. Для выбора балласта важна только литера «M» и следующее за ним цифровая кодировка. Например, кодировка M59-PJ-400 в системе ANSI обозначает лампу, работающую только с балластами типа М59. Лампы европейских производителей выпускаются с использованием европейских стандартов, которые в некоторых случаях незначительно отличаются от стандартов ANSI.
Другим обозначением, часто встречающимся при выборе МГЛ, является аббревиатура HQI. Данная аббревиатура является торговой маркой фирмы OSRAM и обозначает особый тип ламп, производимый данной фирмой. Но со временем этой аббревиатурой стали называть МГЛ любого производителя, в том числе и с двухсторонним цоколем. Европейские МГЛ не соответствуют в точности стандартам ANSI и работают при других значениях тока и напряжения. В большинстве случаев прямой европейский аналог лампы для стандарта ANSI не может работать с американским ПРА, таким образом, для работы с данным типом ламп необходимо выбрать соответствующий ей балласт, обозначенный маркировкой HQI. Например, ПРА M80 и M81 также имеют обозначение HQI, и применяются с лампами мощностью 150 и 250 Вт соответственно.
Металлогалогенные лампы – особенности и преимущества
Главная > Информационный раздел > Основы светотехники и технологические новинки > Металлогалогенные лампы – особенности и преимущества
| Металлогалогенная лампа (МГЛ, ДРИ) — тип газоразрядной лампы высокого давления, в горелке которой наряду с парами ртути присутствуют галогениды некоторых металлов (аргон, ртуть, йодид натрия, йодид скандия) — специальные излучающие добавки, создающие оптимальные спектральные характеристики лампы. Использование этих добавок позволило добиться лучших спектральных показателей лампы, по сравнению с натриевыми (ДНАТ) и ртутными (ДРЛ) лампами, а также получать различный цвет свечения: теплый белый, нейтральный, холодный, а также синий, зеленый, красный и др. |
Основными преимуществами металлогалогенных ламп являются:
- высокая светоотдача и энергоэффективность;
- качественная цветопередача;
- компактный размер;
- независимость работы лампы от внешних температурных условий.
Недостатки металлогалогенных ламп:
- Длительность процесса разгорания и остывания;
- Довольно высокая цена;
- Необходимость использования ПРА;
- Зависимость цветности от перепадов напряжения.
Эти характеристики обуславливают сферу применения ламп МГЛ
В общем числе – это территория, помещения и объекты, где требуется четкая и качественная передача цвета, размера, фактуры объектов, внимание к мелким и движущимся объектам
Металлогалогенные лампы применяются для освещения стадионов, спортивных и строительных площадок, фасадов зданий, фонтанов, мостов и памятников, магазинов, бутиков и салонов, галерей и музеев, экспозиций и выставок, фотостудий и телестудий, зимних садов и оранжерей.
| Освещение бутика металлогалогенными лампами | Архитектурная подсветка металлогалогенными лампами | Спортивное освещение металлогалогенными лампами |
Конструкция ламп МГЛ как правило представляет из себя кварцевую или керамическую горелку, помещенную в стеклянную колбу с выводом электродов на цоколь.
Колба обеспечивает нормальный тепловой режим горения и поглощает резкое ультрафиолетовое излучение от горелки. Применяются как одноцокольные (Е27, Е40), так и двухцокольные МГЛ лампы.
Некоторые модели ламп имеют ограничения на положения горения: вертикальное или горизонтальное.
Как и другие газоразрядные лампы, для запуска и работы МГЛ ламп необходима пускорегулирующая аппаратура. Выход лампы на нормальный режим работы от пуска до полного разгорания может занимать продолжительное (до 10мин) время. Для повторного пуска МГЛ лампы после отключения лампе необходимо остыть, что тоже занимает определённое время.
Эта проблема «неоперативности» может быть решена за счет применения блоков горячего перезапуска, выдающей мощный импульс, достаточный для запуска горячей лампы. Это оправдано, например, при освещении спортивных соревнований, аэродромов. Однако такой режим работы лампы является «стрессовым» и неизбежно снижает эксплуатационный срок.
МГЛ лампы насчитывают множество видов, отличающихся формой, размером, типом цоколя, цветностью, мощностью и сроком службы. Наиболее распространенными металлогенными лампами являются:
Лампа используются в консольных светильниках, уличных прожекторах, подвесных купольных светильниках.
Применяются для освещения улиц и дорог, больших открытых территорий и площадок, архитектурной подсветки, спортивного, складского и промышленного освещения.
Двухцокольные лампы RX7s: CDM TD, MHN TD, HCI TS, HQI TS, HIT DE, HSI TD. Мощность таких ламп 70-150вт. Срок службы достигает 16000 часов. Индекс передачи — до 96Ra, светоотдача до 90 лм/Вт.
Применяются в трековых прожекторах для коммерческого освещения, в грунтовых и архитектурных прожекторах, в компактных прожекторах для спортивного освещения.
Лампы с цоколем G12: CDM T, HCI T, HQI T. Мощность 35-250вт. Срок службы до 12000 часов. Индекс передачи — до 96Ra, светоотдача до 92 лм/Вт. G12 – наиболее распространенная лампа для офисного, бутикового и экспозиционного освещения. Применяется в трековых прожекторах, даунлайтах, карданных светильниках. Используется в ряде архитектурных и грунтовых прожекторах.
Металлогалогенные лампы с цоколем G8.5: CDM TC, HCI TC имеют мощность 35-70вт и в целом аналогичны лампам с цоколем G12, подходят для специально сделанных под них светильников. Основное назначение – коммерческое освещение.
Применяются в прожекторах для освещения больших территорий и объектов: спортивное освещение стадионов и полей, освещение карьеров и мест добычи, ж/д комплексов, портов, аэродромов, строительных площадок.
Зачастую используются с блоками горячего перезапуска.
Преимущества и недостатки
Самым главным преимуществом металлогалогенной лампы является широкий и равномерный спектр излучения. Свет ее почти полностью соответствует солнечному, а цветопередача достигает 95%. Такой точной цветопередачи не обеспечивает ни один существующий на сегодня источник искусственного света, включая светодиодные светильники.
Второе немаловажное преимущество – высокая энергоэффективность. Металлогалогенная лампа даже небольшой мощности способна создавать световой поток до 70 лм на ватт потребляемой мощности
А начиная с киловатта и выше, светоотдача прибора может достигать 95 лм/Вт. Это почти столько же, сколько и у светодиодных светильников реальной стоимости (диоды со светоотдачей 120 – 150 лм/Вт существуют, но их производство неоправданно дорого).
Добавим в преимущества относительно невысокую стоимость (в десятки раз дешевле светодиодных источников той же мощности) и срок эксплуатации, который в зависимости от мощности колеблется в диапазоне 10 000 – 15 000 часов. Для сравнения: средний срок службы натриевых ламп составляет 10000-20000 ч, а светодиодов, чье время наработки на отказ считается фантастическим, – 15000–30000 ч.
У металлогалогенных источников света есть следующие недостатки:
- Высокая рабочая температура. Как и любой другой дуговой источник света, металлогалогенный сильно нагревается. Температура горелки может достигать 1200, а внешней колбы (если она предусмотрена конструкцией) – 300 градусов Цельсия. Это, конечно, требует принятия специальных мер безопасности.
- Большое время выхода на рабочий режим. После включения необходимо 10-15 минут для того, чтобы прибор вышел на рабочий режим – разгорелся. Кроме того, после выключения лампа не запустится, пока не остынет. Этот недостаток является сдерживающим для использования металлогалогенных ламп в быту, где ждать 10-30 минут, пока лампа начнет светить, довольно сложно.
- Содержит ядовитые вещества. Горелка металлогалогенной лампы наполнена металлической ртутью, поэтому ее нельзя взять и выбросить в мусорное ведро. МГЛ нужно утилизировать на специальных пунктах.
- Необходимость в дополнительном оборудовании. Для того чтобы запустить металлогалогенную лампу, необходим балласт и ИЗУ, которые по размерам нередко больше самой лампы и, естественно, стоят немалых денег.
Схемы включения в электрическую сеть
Электронные ПРА компании Helvar
Резкая зависимость тока МГЛ от напряжения на ней требует включения последовательно с лампой токоограничивающего элемента (ПРА). Большинство МГЛ предназначены для работы с серийными ПРА ламп ДРЛ соответствующей мощности (при отсутствии в колбе лампы специальных зажигающих устройств в таких схемах требуется установка ИЗУ). Существуют МГЛ для работы с ПРА как ДРЛ, так и ДНаТ. Также имеются ПРА специальных конструкций с повышающими автотрансформаторами или трансформаторами с повышенным магнитным рассеянием или со встроенным ИЗУ, совмещающие функции ограничения тока и стартового поджига лампы.
Процесс прогрева и выхода МГЛ в рабочий режим сопровождается значительными изменениями тока лампы и напряжения на ней, причём к конструкции ПРА и ИЗУ предъявляются особые требования, существенно отличающиеся от требований к ПРА для ДРЛ и натриевых ламп высокого давления. Испарение ИД в процессе прогрева МГЛ делает вероятным погасание лампы из-за недостаточно высокого напряжения на ней.
Крайне опасным для МГЛ является акустический резонанс (АР), возникающий при питании лампы переменным током некоторой частоты (в акустическом диапазоне). Причина возникновения АР заключается в том, что при изменении направления протекания тока, дуга гаснет и, при нарастании напряжения, загорается вновь. При этом, из-за резкого изменения давления в области разряда, возникает акустическая волна, которая отражается от стенок горелки. При некотором значении частоты, возникает явление резонанса. Частота АР зависит от геометрических размеров горелки лампы и скорости звука в ней (то есть от давления в данный момент). Последствиями акустического резонанса являются нестабильность горения лампы, самопроизвольное погасание и, в худшем случае, физическое разрушение горелки. Это явление затрудняет проектирование высокочастотных электронных ПРА для МГЛ. В качестве одного из методов борьбы с АР используется модуляция частоты случайным сигналом. Для ламп малой мощности успешно применяется питание выпрямленным (пульсирующим) током.
Кратковременные перебои в электроснабжении вызывают погасание МГЛ. К такому же исходу может привести сильная вибрация, особенно опасная для ламп с длинной дугой, работающих в горизонтальном положении. Для повторного зажигания МГЛ должна остыть, чтобы давление паров в ней, и, соответственно, напряжение пробоя РТ, снизились. Для освещения особо ответственных объектов, где перебои недопустимы, применяются ПРА быстрого перезажигания. В них зажигание горячей МГЛ достигается за счёт подачи более мощных зажигающих импульсов с амплитудой до 30 — 60 кВ. Такой режим существенно ускоряет разрушение электродов ламп, к тому же требует применения более мощной изоляции токоведущих частей, а потому используется редко.
Сфера применения светильников
Использование металлогалогенок дома не только экономически нерационально, но и опасно из-за содержания в них ртути. Колба может лопнуть, и помещение заполнится токсичными парами.
Галерея изображений
Фото из
Для освещения спортплощадок лучше применять несколько маломощных ламп, чтобы они меньше слепили глаза
Стройка является объектом повышенной опасности, поэтому свет на ней должен быть максимально естественным
Высокий индекс цветопередачи популяризирует металлогалогенные светильники как устройство для освещения архитектурных зданий
Уличное освещение можно регулировать с помощью реле и фотодатчиков, которые будут автоматически включать и выключать МГЛ
Освещение спортивных полей в темное время
Освещение ночных строительных площадок
Освещение зданий металлогалогенными лампами
Освещение городской парковой зоны
Из-за небезопасности, в основном применение металлогалогенных светильников востребовано лишь преимущественно для нежилых пространств:
- Киносъемочные студии, фотосалоны.
- Автомобильные фары.
- Архитектурные сооружения.
- Общественные здания, ТРЦ.
- Промышленные цеха.
- Строящиеся объекты.
- Уличное освещение.
- Спортивные объекты.
- Парковые зоны.
- Тепличные комплексы, оранжереи.
- Ночное освещение загородных домов.
Большинство людей не сталкивается с покупкой МГЛ еще и потому, что эти устройства редко продаются в мелких строительных магазинах. Их приобретают преимущественно предприятия и предприниматели у специализированных компаний.
О принципе действия
По сути галогеновая лампочка представляет собой прекрасно знакомую каждому лампу накаливания с вольфрамовой нитью. Правда, в конструкции более современных светильников используется проволока из вольфрама особой марки. Принципиальным же отличием является тот факт, что колба такой лампы при производстве заполняется смесью кислорода с инертным газом и галогеносодержащими примесями, которыми чаще всего выступают летучие соединения йода и брома. Чаще используется именно йод, это обосновано некоторыми технологическими моментами, доступностью сырья и простотой его обработки.
Работа галогеновых ламп основывается на вольфрамово-галогенном цикле – процессе, который и отличает их от обычных накаливаемых светильников. Дело в том, что вольфрам испаряется с нити после нагревания, а галогены образуют с его молекулами соединения, переносящиеся обратно на спираль. Там под действием высокой температуры соединение распадается, а атомы металла осаждаются на тело свечения.
Такой принцип имеет следующие плюсы:
- Во-первых, стенки колбы не темнеют в процессе эксплуатации лампы, потому что вольфрам возвращается на элемент накаливания.
- Во-вторых, происходит относительная регенерация спирали, благодаря которой увеличивается срок службы прибора.
Несмотря на это, у вольфрамово-галогенного принципа есть специфические недостатки. Прежде всего, это невозможность участия йода в образовании соединений без кислорода. По этой причине в колбы добавляют йодистый метилен или метил, которые запускают в лампе водяной цикл, ускоряющий разрушение нити. Кроме того, йод не обеспечивает полное восстановление тела свечения, потому что атомы вольфрама оседают на нем хаотично, а не в местах наибольшего испарения. В такой ситуации неизбежно перегорание нити на самых нагретых участках. Сюда же можно отнести такие минусы, как агрессивность йода к металлам и поглощение части излучения в желто-зеленой части спектра. Бром также имеет особенности поведения в такой среде и пока не является более достойной альтернативой.
Конструкционные особенности:
- Уменьшение размеров колбы позволило увеличить внутреннее давление и открыло возможность применения тяжелых инертных газов. Благодаря этому выросли долговечность и мощность ламп.
- В галогеновых лампах используется специальное кварцевое стекло, задерживающее инфракрасное излучение, выделяемое нитью, прогретой до 3000 К. Этот материал также увеличивает КПД лампы, так как снижает выделение тепловой энергии в атмосферу.
- Галогеновая настольная лампа
Область использования
Применение металлогалогеновых изделий в домашних условиях не только экономически не выгодно, но и не безопасно из-за содержания в составе ртути. Лампа может взорваться при скачке напряжения и дом заполнится вредными парами.
Работа МГЛ
Поэтому из-за такой опасности, их используют в таких помещениях:
- площадки для съемки фильмов;
- транспортное освещение;
- подсветка памятников и витрин;
- торговые центры;
- заводы и цеха;
- стройки;
- уличное освещение;
- спортивные площадки и залы;
- парковые места;
- теплицы;
- уличное освещение веранд.
Обратите внимание! Многие люди не сталкиваются с приобретением металлогалогеновых ламп, потому что их достаточно сложно найти в магазинах. Их покупают в основном производственные объекты и бизнесмены у профессиональных предприятий
Устройство на 1000 Вт
Механизм излучения света
Включение МГЛ происходит поэтапно. Сначала, за счет пускового тока, превышающего рабочий в 10-20 раз, во внутренней пробирке возникает минимальный электрический разряд в среде инертного газа.
Благодаря композиции различных добавок, участвующих в излучении, можно получить фактически чистое белое, окрашенное или и вовсе монохромное излучение
После этого в течение 3-6 минут происходит разогрев ртути и галогенидов металлов, которые, испаряясь, перебегают в ионизированную фазу. Ток в это время примерно в 2 раза превосходит рабочий. Ионы повышают проводимость воздушной консистенции, и обеспечивают постепенный выход лампы на номинальную светимость.
За счет двухколбового устройства, в рабочей капсуле поддерживается размеренно высокая температура, которая препятствует осаждению паров металлов на стенах. После выключения, МГЛ должна обязательно остыть, а железные пары осесть на стенках внутренней колбы. Только лишь после этого получится вновь запустить лампу.
Такое ограничение является значимым минусом, поэтому металлогалогенные светильники не используются в бытовых нуждах, где нужно часто включать/выключать освещение. На процессы конденсации в МГЛ оказывает влияние и сила тяжести, поэтому многие модели требуют верно определенного расположения в пространстве.
Принцип работы разрядных ламп сложной, но он позволяет добиваться правильного спектра и мощного светового потока. За исключением того, использование ПРА позволяет стабилизировать характеристики излучаемого света при колебаниях характеристик электросети.
Принцип работы
Правило работы основано на прохождении электрической дугой разряда в газовом веществе, очень похоже с использованием в ртутных лампочках. Газ, применяемый в металлогалогеных может быть ртутный либо инертный аргон. Йод натрия и скандий в составе дают продвижение дугового разряда.
Схема с разрядной трубкой
Эти компоненты с поверхностью лампы (стекло из кварца) в связь не вступают. Если разрядов нет, то галогениды покрывают поверхность лампочки слоем. Если контакты замкнутся, то увеличится температура и появится дуговой разряд, благодаря которому происходит испарение галогенидов и разложение их на частицы йода и металла.
Яркость лампы, которую видит человек появляется из-за нахождения в газе частиц. При этом происходит передвижение ионов из горячей точки изделии к более холодной поверхности— образуется восстановление соединений и конденсат на стекле в виде тонкой пленки. Лампа работает по правилу замкнутой цепи.
Правильное хранение МГЛ устройств
Если лампочки выдают нестабильную работоспособность — включаются, тухнут, не могут накалиться до своего предела — необходимо замерить в сети напряжение вольтметром. МГЛ изделия при показателях в 190 В работают неисправно. Ниже можно узнать об устройстве лампочек и их наполнении инертными газами.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Как из одной розетки сделать две варианты устройства проводки
Сердце МГЛ – кварцевая колба, которую производители стали чаще заменять на керамическую из-за устойчивости материала к перепадам температур. Эта колба выполняет роль горелки, окруженной еще одной колбой – внешней.
Горелка наполнена инертными газами и примесями галогенидов металла, необходимых для полного спектра излучения (ведь ртуть не дает все цвета). Когда металлогалогенная лампа отключается, химические составляющие оседают тонким слоем на поверхности горелки. Когда же она включается, необходимо некоторое время для разогрева всех компонентов. Испаряясь, ртуть и другие химические элементы излучают свет. Здесь внешняя колба играет очень важную роль – удерживает высокую температуру, не дав конструкции остыть, и продлевает тем самым срок эксплуатации самой горелки.
