Metal halogenidna lampa. MGL sijalice za industrijsku i kućnu upotrebu. Princip rada balastnih prigušnica za metal-halogene sijalice

Metal halogenidna lampa

Lampa DRI 250

Metal halogenidna lampa(MGL) - jedna od vrsta sijalica na gasno pražnjenje (GRL) visokog pritiska. Razlikuje se od ostalih GRL po tome što se za korekciju spektralnih karakteristika lučnog pražnjenja u živinim parama u MGL plamenik doziraju specijalni emitivni aditivi (EA), koji su halogenidi određenih metala.

Terminologija

Sve do sredine 1970-ih. U domaćoj tehnologiji rasvjete korišten je izraz "metalhalogene lampe", što je nastalo zbog naziva hemijskih elemenata grupe VII periodnog sistema - "halogenidi". U hemijskoj nomenklaturi upotreba ovog termina je prepoznata kao netočna, jer je „halogen“ u doslovnom prijevodu s grčkog znači „sličan soli“, a riječ „halogen“ - doslovno „sličan soli“, ušla je u široku upotrebu, što ukazuje na visoka hemijska aktivnost ovih supstanci i formiranje u reakcijama metalnih soli sa njima. Stoga se trenutno koristi izraz na ruskom jeziku „metal halogenidna lampa“, uključen u rusko izdanje Međunarodnog rječnika rasvjete CIE. Neprihvatljiva je upotreba verbalnih odstupanja od engleskog izraza “metal halide lamp” (“metal halide”, “metal halide”).

Aplikacija

MGL je kompaktan, moćan i efikasan izvor svjetlosti (LS), koji se široko koristi u rasvjetnim i signalnim uređajima za različite namjene. Osnovna područja primjene: utilitarna, dekorativna i arhitektonska vanjska rasvjeta, rasvjetne instalacije (OU) industrijskih i javnih objekata, scenska i studijska rasvjeta, OU za rasvjetu velikih otvorenih prostora (željezničke stanice, kamenolomi i sl.), rasvjeta sportskih objekata, itd. U operativnim pojačalima za tehnološke svrhe, MGL se mogu koristiti kao moćan izvor vidljivog i bliskog ultraljubičastog zračenja. Kompaktnost svjetlećeg tijela MGL-ova čini ih vrlo pogodnim IC-om za rasvjetne uređaje tipa reflektora sa katoptričnom i katadioptričnom optikom.

Princip rada

Svjetleće tijelo MGL-a je plazma električnog lučnog pražnjenja pod visokim pritiskom. U tom pogledu, MGL je sličan drugim tipovima RL. Glavni elementi punjenja cijevi za pražnjenje (DT) MGL-a su inertni plin (obično Ar argon) i Hg. Osim njih, medij za punjenje plinom sadrži halogenide nekih metala (MH). U hladnom stanju, ID u obliku tankog filma kondenzuju se na zidovima RT. Pri visokoj temperaturi lučnog pražnjenja dolazi do isparavanja ovih spojeva, difuzije para u područje lučnog pražnjenja i raspadanja na ione. Kao rezultat, jonizirani atomi metala se pobuđuju i stvaraju optičko zračenje (OR).

Glavna funkcija inertnog plina koji puni MGL RT, kao i kod drugih živinih RL, je pufer, drugim riječima, plin potiče protok električna struja kroz RT na njenoj niskoj temperaturi, odnosno u vreme kada je većina žive i, posebno, ID još uvek u tečnoj ili čvrstoj fazi, a njihov parcijalni pritisak je veoma mali. Kako se RT zagrijava strujom, živa i ID isparavaju, te se stoga i električni i svjetlosni parametri lampe značajno mijenjaju - električni otpor RT-a, svjetlosni tok i emisioni spektar.

Izbor ID se vrši tako da se popune „praznine“ koje postoje u emisionom spektru žive kako bi se dobio potreban spektar lampe. Dakle, u MGL-ovima koji se koriste za opće i lokalne rasvjete potrebno je nadoknaditi nedostatak crvene i žute svjetlosti u živinom spektru. U MGL-ovima u boji potrebno je povećati izlaz zračenja u datom uskom spektralnom opsegu. Za MGL koji se koristi u fotohemijskim ili fotofizičkim procesima, u pravilu je potrebno povećati intenzitet zračenja u bliskom ultraljubičastom području (UV-A) i neposredno susjednom vidljivom IR području (ljubičasto). Sam princip rada MGL-a predložio je 1911. C. Steinmetz, iako se, povlačeći istorijske analogije, može uočiti analogija u dizajnu „Auer kapa“, koje su korišćene za povećanje svetlosne efikasnosti kerozina i gasne svetlosti. izvori (IS).

Kao i druge vrste radara, MGL zahtijeva korištenje posebnih uređaja za pokretanje pražnjenja. Koriste ili pomoćne (zapaljive) elektrode, općenito slične konstrukcije elektrodama DRL sijalica, ili predgrijavanje jedne od elektroda na temperaturu termionske emisije, ili eksterne impulsne uređaje za paljenje (IUD). Koordinacija parametara (volt-amper karakteristike, strujno-naponske karakteristike) izvora napajanja i lampe se vrši pomoću prigušnice, koja se obično naziva balast.

U pravilu se kao balast koristi prigušnica, ponekad pojačani transformator sa povećanom magnetskom disipacijom, što osigurava opadajući karakter njegove vanjske strujno-naponske karakteristike. U potonjem slučaju dolazi do paljenja pražnjenja u MGL-u pod utjecajem visokog napona prazan hod transformatora bez upotrebe drugih uređaja za paljenje. Mogućnost široke varijacije spektralnih i električnih karakteristika MGL-a, širok raspon snaga i visoka svjetlosna efikasnost doprinose njihovoj sve široj upotrebi u različitim rasvjetnim instalacijama. MGL je jedna od najperspektivnijih zamjena za DRL lampe, a zbog spektra zračenja, koji je povoljniji za ljudsku percepciju, i za natrijeve RLVD (NLVD).

Dizajn

Osnova MGL-a je RT (gorionik), obično napravljen od kvarcnog stakla. Poslednjih godina sve su rasprostranjeniji MGL sa RT od specijalne keramike. Prednost keramičkih plamenika je njihova veća otpornost na toplinu.

U većini MGL dizajna, gorionik je postavljen u vanjsku tikvicu, koja igra dvostruku ulogu. Prvo, vanjska tikvica osigurava normalne termičke uvjete RT-a, smanjujući njegov gubitak topline. Drugo, staklo boce djeluje kao svjetlosni filter, u velikoj mjeri odsijecajući tvrdo UV zračenje plamenika. Za izradu eksternih MGL tikvica koristi se borosilikatno staklo koje je mehanički i termički stabilno, srodno temperaturni koeficijent linearna ekspanzija (LTLE) na grupu volframovih stakala.

MGL namijenjeni primjeni u tehnološkim procesima po pravilu nemaju eksternu tikvicu, što je zbog potrebe efikasnog korištenja njihovog UV zračenja. Kako bi se smanjilo stvaranje ozona, ponekad se za takve MGL-ove koristi kvarcno staklo bez ozona, što značajno slabi izlaz 185 nm živine rezonantne linije.

MGL se mogu proizvoditi u jednoj i dvobaznoj (sofit) verziji (potonje su dizajnirane da rade samo u horizontalnom položaju). Asortiman korišćenih baza je izuzetno širok i stalno se širi zahvaljujući razvoju novih modela lampi dizajniranih za specifične uslove primene. Neki modeli lampi, uglavnom namijenjeni za zamjenu sijalica tipa DRL, imaju unutra vanjski sloj tikvice od fosfora.

Da bi se olakšalo paljenje MGL-ova, neki RT dizajni predviđaju ugradnju jedne ili dvije pomoćne (zapaljive) elektrode - slično dizajnu lampi tipa DRL. Međutim, primjena ove metode u MGL-u je otežana iz više razloga zbog specifičnosti kemijskog sastava RT punjenja. U pravilu, u MGL-ovima opremljenim elektrodom za paljenje, napajanje potonje se isključuje pomoću termičkog kontakta nakon što se glavno pražnjenje u plameniku zapali i zagrije. Paljenje MGL-ova pomoću IZU-a se više koristi.

Šeme priključka na električnu mrežu

Helvar kontrolni uređaj

Elektronske prigušnice iz Helvara

Oštra ovisnost struje MGL-a od napona na njoj zahtijeva da se element za ograničavanje struje (CPE) spoji u seriju sa lampom. Većina MGL-ova je dizajnirana za rad sa serijskim prigušnicama DRL sijalica odgovarajuće snage (ako u žarulji nema posebnih uređaja za paljenje, takvi sklopovi zahtijevaju ugradnju IZU). Postoje MGL za rad sa balastima i DRL i DNAT. Postoje i prigušnice specijalne izvedbe sa pojačanim autotransformatorima ili transformatorima sa povećanom magnetskom disipacijom ili sa ugrađenim IZU, koji kombinuju funkcije ograničavanja struje i startnog paljenja lampe.

Proces zagrevanja i ulaska u režim rada MGL-a praćen je značajnim promenama struje i napona lampe na njoj, a na dizajn prigušnica i IZU postavljaju se posebni zahtevi, koji se značajno razlikuju od zahteva za prigušnice za DRL i natrijumske lampe visokog pritiska. Isparavanje ID tokom zagrijavanja MGL-a čini vjerovatnoću da će se lampa ugasiti zbog nedovoljno visokog napona na njoj.

Izuzetno opasna za MGL je akustična rezonanca (AR) koja se javlja kada se lampa napaja naizmjenična struja određenu frekvenciju (u akustičkom opsegu). Razlog za pojavu AR je taj što kada se promijeni smjer strujanja, luk se gasi, a kada se napon povećava, ponovo svijetli. U tom slučaju, zbog nagle promjene tlaka u području pražnjenja, nastaje zvučni val koji se reflektira od zidova plamenika. Na određenoj vrijednosti frekvencije javlja se fenomen rezonancije. Frekvencija AR zavisi od geometrijskih dimenzija plamenika lampe i brzine zvuka u njemu (odnosno od trenutnog pritiska). Posledice akustične rezonancije su nestabilnost sagorevanja lampe, spontano gašenje i, u najgorem slučaju, fizičko uništenje gorionika. Ovaj fenomen komplikuje dizajn visokofrekventnih elektronskih prigušnica za MGL. Frekvencijska modulacija nasumičnim signalom se koristi kao jedna od metoda za borbu protiv AR. Za sijalice male snage uspješno se koristi napajanje ispravljenom (pulsirajućom) strujom.

Kratkotrajni prekidi u opskrbi električnom energijom uzrokuju gašenje IGL-a. Jake vibracije mogu dovesti do istog ishoda, posebno opasno za dugolučne lampe koje rade u horizontalnom položaju. Da bi se ponovo zapalio, MGL se mora ohladiti tako da se tlak pare u njemu, a samim tim i probojni napon RT, smanji. Za osvjetljavanje posebno kritičnih objekata gdje su prekidi neprihvatljivi, koristi se kontrolna oprema za brzo ponovno paljenje. U njima se paljenje vrućeg MGL-a postiže snabdijevanjem snažnijih impulsa paljenja amplitude do 30 - 60 kV. Ovaj način rada značajno ubrzava uništavanje elektroda svjetiljke, a također zahtijeva upotrebu snažnije izolacije dijelova koji nose struju, te se stoga rijetko koristi.

Temperatura boje sagorevanja

U početku su se MGL koristile umjesto živinih lampi na mjestima gdje je bilo potrebno stvoriti svjetlost sa karakteristikama bliskim prirodnim, zbog činjenice da ove lampe emituju bijelu svjetlost (živine lampe emituju svjetlost sa velikom primjesom plave svjetlosti). Međutim, trenutno razlika između spektra ovih tipova lampi nije toliko značajna. Neke metal-halogene lampe mogu emitovati vrlo čistu bijelu boju dnevno svjetlo, koji ima indeks prikazivanja boja veći od 90.

MGL su sposobni da emituju svetlost sa relativnom temperaturom sagorevanja u opsegu od 2500 (žuto svetlo) do 20 000 K (plavo svetlo). Stvorene su neke vrste specijalnih lampi koje emituju spektar neophodan za biljke (koje se koriste u staklenicima, staklenicima itd.) ili životinje (koriste se u rasvjeti akvarija). Međutim, treba uzeti u obzir da se zbog prisutnosti tolerancija i standardnih devijacija tokom fabričke proizvodnje lampe, karakteristike boje lampi ne mogu naznačiti sa 100% tačnošću. Štaviše, prema ANSI standardima, karakteristike boje metal-halogenih lampi se mjere nakon 100 sati gorenja (tzv. ekspozicija). Stoga, karakteristike boje ovih lampi neće odgovarati onima navedenim u specifikaciji sve dok lampa ne bude izložena ovoj ekspoziciji.

Najznačajnija odstupanja sa navedenim specifikacijskim podacima su za sijalice sa tehnologijom pokretanja „pregrevanja“ (±300 K). Lampe proizvedene po najnovijoj tehnologiji “puls start” imaju poboljšanu usklađenost sa deklarisanim karakteristikama, zbog čega se odstupanje kreće od 100 do 200 K. Može uticati i na temperaturu boje lampe električne karakteristike dovodne mreže, kao i zbog odstupanja u samim lampama. Ako je napajanje lampe nedovoljno, ona će imati nižu fizičku temperaturu i njeno svjetlo će biti “hladno” (sa više plave svjetlosti, što će ih učiniti vrlo sličnim živinim lampama). Ovaj fenomen nastaje zbog činjenice da luk sa nedovoljno visokom temperaturom neće moći u potpunosti ispariti i ionizirati ID, koji lampi daju toplu nijansu (žute i crvene boje), zbog čega će spektar lampe biti dominira spektar lakše jonizujuće žive. Ista pojava se primećuje i tokom zagrevanja lampe, kada sijalica još nije dostigla radnu temperaturu i ID nisu u potpunosti jonizovani.

Za sijalice koje se napajaju prekomerno visokim naponom je obrnuto, ali ova situacija je opasnija zbog mogućnosti da unutrašnja sijalica eksplodira usled njenog pregrijavanja i pojave viška pritiska u njoj. Osim toga, kada se koriste metal-halogene lampe, njihove karakteristike boje se često mijenjaju tokom vremena. U velikim rasvjetnim instalacijama koje koriste metal-halogene svjetiljke, često se sve lampe značajno razlikuju po karakteristikama boja.

Vrste i njihove oznake

Raspon snage MGL počinje od nekoliko desetina vati i doseže 10 - 20 kW. Najčešće su lampe koje se koriste u instalacijama vanjske rasvjete (jednostrane 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 W i sofit 70 i 150 W).

Jednostruke lampe su označene skraćenicom SE (single-ended), a dvostrane lampe, respektivno, skraćenicom DE (dvostruke). Svjetiljke s jednostranim postoljem u pravilu se uvijaju u grlo pomoću navoja na postolju (imaju tzv. Edisonovu bazu). Lampe sa obostranim postoljem moraju se umetnuti u grla koja se nalaze sa obe strane lampe koja se koristi.

Konvekcijski tokovi metalnih halogenida u plazmi MGL luka zavise od smjera gravitacije i značajno utiču na raspodjelu protoka energije koji izlazi iz MGL plamenika. Stoga su metal-halogene sijalice osjetljive na položaj u kojem su ugrađene. Lampe su dizajnirane da rade samo u određenoj orijentaciji. Međutim, lampe označene kao "univerzalne" mogu se koristiti u bilo kojem položaju, iako će rad u neokomitim položaju smanjiti vijek trajanja i intenzitet emitirane svjetlosti. Za dobijanje najbolja izvedba Kada koristite lampu ako je njena orijentacija unapred poznata, potrebno je izabrati ne univerzalnu lampu, već lampu koja odgovara datoj poziciji.

Različiti kodovi se koriste za označavanje preporučene orijentacije lampe u kojoj bi trebala raditi (npr. U = univerzalna, BH = baza horizontalna, BUD = baza gore/dolje, itd.). Kada koristite svjetiljke u horizontalnom položaju, najbolje je usmjeriti zaptivni izljev unutrašnje sijalice (tzv. bradavica) prema gore.

Osram MGL

U ANSI sistemu, oznaka MGL počinje slovom "M", nakon čega slijedi brojčano kodiranje koje označava električne karakteristike žarulje, kao i odgovarajuću vrstu balasta (slovo "H" se koristi za označavanje živinih sijalica za pražnjenje , a slovo “S” koristi se za označavanje natrijumskih lampi "). Nakon numeričkog kodiranja slijede dva slova koja označavaju veličinu lampe, njen oblik, kao i vrstu premaza itd., osim boje. Nakon ove oznake, proizvođač može odlučiti da doda bilo koji broj ili slovne kodove za prikaz informacija koje nisu prikazane ANSI sistemom označavanja, kao što su snaga lampe i boja lampe. Za odabir balasta važno je samo slovo “M” i sljedeće digitalno kodiranje. Na primjer, ANSI kodiranje M59-PJ-400 označava lampu koja radi samo s prigušnicama tipa M59. Lampe evropskih proizvođača se proizvode pomoću evropski standardi, koji se u nekim slučajevima neznatno razlikuju od ANSI standarda.

Još jedna oznaka koja se često nalazi pri odabiru MGL-a je skraćenica HQI. Ova skraćenica je zaštitni znak OSRAM-a i označava posebnu vrstu lampe koju proizvodi ova kompanija. Ali s vremenom se ova skraćenica počela zvati MGL od bilo kojeg proizvođača, uključujući i one s dvostranom bazom. Evropski MGL ne zadovoljavaju baš ANSI standarde i rade na različitim vrijednostima struje i napona. U većini slučajeva, direktni evropski ekvivalent ANSI lampe ne može raditi sa američkim prigušnicama, pa je za rad sa ovom vrstom lampe potrebno odabrati odgovarajući balast, označen HQI. Na primjer, prigušnice M80 i M81 su također označene kao HQI i koriste se sa lampama snage 150, odnosno 250 W.

Flaske

Oznaka tikvica sastoji se od slova/slova koji označavaju njihov oblik i numeričkog koda koji označava, u osminama inča, najveći mogući prečnik tikvice. Na primjer, oznaka E17 označava da je lampa elipsoidnog oblika sa maksimalnim prečnikom od 17/8 ili 2 1/8 inča.

Slovne oznake tikvica: BT (Bulbous Tubular) - bulbous-Cevasto, E ili ED (Ellipsoidal) - elipsoidno, ET (Ellipsoidal Tubular) - elipsoidno-cijevasto, PAR (Parabolic) - parabolično, R (Reflector, T) - Cjevasti ) - cijevni.

Američka kompanija General Electric je 1964. godine prvi put koristila novu vrstu lampe - metal halogenidne (MHL) - za osvjetljavanje paviljona na Svjetskoj izložbi Expo 64 u New Yorku. Od 1969. proizvodnju takvih svjetiljki ovladali su Philips i Osram, a 70-ih godina tvornica električnih svjetiljki Saranska u SSSR-u.

Po dizajnu, MGL su slični živinim lampama visokog pritiska, ali njihova vanjska sijalica nije presvučena fosforom, već je napravljena od prozirnog ili (mnogo rjeđe) mat stakla. Primarni izvor zračenja, kao i kod DRL lampe, je gorionik napravljen od kvarcnog ili polikristalnog aluminijum oksida napunjen inertnim gasom i živom. Ali ako se u DRL lampama koristi fosfor za korekciju boje i povećanje svjetlosne efikasnosti, onda u metal halogenidne lampe U istu svrhu koriste se posebni aditivi koji emituju svjetlost: halogena jedinjenja različitih metala (najčešće natrijuma i skandijuma, kao i galijuma, indija, talija i rijetkih zemnih elemenata - disprozijum, holmijum, tulij itd.).

Da bi tlak pare svjetlosnih aditiva u metal-halogenim svjetiljkama bio dovoljno visok, gorionik se mora zagrijati na više temperature nego u DRL svjetiljkama, a pritisak "početnog" inertnog plina u njemu mora biti veći. Tako jednostavno rješenje za paljenje pražnjenja, kao kod DRL (ugradnja elektroda za paljenje u blizini glavnih), više nije dovoljno: ako se u DRL-u do pražnjenja dogodi na naponu ispod mrežnog napona, onda u MGL-u to zahtijeva napon od 3 do 5 kilovolti.

Promjenom sastava aditiva koji emituju svjetlost moguće je promijeniti boju zračenja u širokom rasponu - od toplo bijele sa 7Tsv = 3000 K do dnevne svjetlosti sa 7Tsv = 6500 K, kao i kreirati lampe u boji.

Danas se u svijetu proizvodi više od 250 vrsta metalhalogenih sijalica snage od 20 do 3500 W.

Metal halogenidne lampe imaju veći izlaz svjetlosti od DRL i bolji prikaz boja (Ra do 90). Zbog činjenice da je izvor svjetlosti u MGL-u plamenik male veličine, a ne vanjska žarulja, njihov svjetlosni tok se mnogo lakše preraspoređuje u prostoru pomoću reflektora ili sočiva. Ovo svojstvo omogućilo je stvaranje sijalica i reflektora sa dubokim zračenjem s vrlo uskim svjetlosnim snopom, što je nemoguće pri korištenju DRL-a zbog velikih dimenzija svjetlosnog tijela.

Parametri metalhalogenih sijalica baš kao i DRL, malo zavise od temperature okoline, ali mnogo više od fluktuacija mrežni napon. U ovom slučaju se često uočava zanimljiva pojava - promjena napona čak iu relativno malim granicama (± 5%) uzrokuje primjetnu promjenu boje zračenja. Do promjene boje dolazi i spontano tokom rada lampi, a kod različitih sijalica na različite načine (tzv. „divergencija boja“). To je posebno uočljivo kod rasvjetnih instalacija sa više lampi, kada, kada se instalacija pusti u rad, sve lampe jednako sijaju, a nakon nekog vremena rasvjeta postaje „višebojna“. Prema standardima različitih zemalja, temperatura boje zračenja metal-halogenih sijalica tokom njihovog radnog veka može se promeniti za 500 K, odnosno lampa sa Hz = 3500 K („bela“) može postati „toplo bela“ sa Hz = 3000 K ili „sjajno belo“ sa Hz = 4000 K. Ovo se dešava zato što aditivi koji emituju svetlost različito deluju sa kvarcom i volframom, pa se zbog toga sastav punjenja postepeno menja tokom rada lampe.

Treba napomenuti da boja zračenja nekih tipova metal-halogenih sijalica zavisi i od radnog položaja sijalica, stoga lampe treba da rade samo u položaju koji je regulisan dokumentacijom za svaki pojedini tip.
Metal halogenidne lampe su veoma radno intenzivne za proizvodnju i zahtevaju izuzetno visoke standarde proizvodnje. Posebne poteškoće u proizvodnji svjetiljki povezane su s hermetičkim zavarivanjem plamenika, budući da postojeća tehnologija utiskivanja u čahure ne pruža dovoljnu točnost u održavanju dimenzija plamenika.

Kako bi povećali stabilnost parametara metal-halogenih svjetiljki, Philips i Osram su od 1998. godine počeli proizvoditi plamenike ne od kvarca, već od polikristalnog aluminij oksida AI2O3. By hemijski sastav polikristalni aluminij oksid potpuno je identičan dragocjenom safiru i rubinu, kao i običnoj glini. Tehnolozi iz različitih zemalja, prvenstveno SAD-a i SSSR-a, u okviru svojih svemirskih programa odavno su naučili kako da ovaj materijal vrlo kvalitetno naprave i da od njega sa dobrom preciznošću naprave cijevi zadanog prečnika. Od praznina možete napraviti dijelove cijevi strogo održavane dužine. Što se tiče hemijske i termičke otpornosti, polikristalni aluminij oksid je superiorniji od kvarca, pa je sasvim prikladan za izradu plamenika za visokotlačne žarulje na pražnjenje, u kojima će se, za razliku od kvarca, sve geometrijske dimenzije održavati s vrlo visokom preciznošću. Problem stvaranja takvih gorionika bio je osigurati nepropusnost strujnih ulaza sposobnih za rad na visokim temperaturama u okruženju prilično agresivnih halogenih svjetlećih aditiva. Ali do 1998. ovaj problem je uspješno riješen. Sada MGL sa gorionicima od polikristalnog aluminijum oksida ili, kako ih češće nazivaju, sa keramičkim gorionicima u velikim količinama proizvode vodeće kompanije za proizvodnju električnih lampi.

Precizne dimenzije plamenika i visoka hemijska otpornost keramike značajno su povećali stabilnost svetlosnih parametara MGL-a. Promjena temperature boje na kraju radnog vijeka svjetiljki sa keramičkim gorionicima ne prelazi ± 200 K, pad svjetlosnog toka preko 4000 sati nije veći od 20%. Do sada se takve lampe proizvode samo pri maloj snazi ​​(20-150 W).

Glavno područje primjene metal-halogenih svjetiljki je rasvjeta za televizijske priloge u boji, snimanje i osvjetljenje velikih sportskih arena. Stvaranje lampi male snage, posebno sa keramičkim gorionicima, otvorilo je širok put za uvođenje MGL-a u unutrašnju rasvjetu - za trgovački podovi, izlozi, izložbeni paviljoni, neke administrativne prostorije itd.

Vijek trajanja pojedinih tipova modernih metal-halogenih svjetiljki doseže 15.000 sati. Lampe se proizvode sa različitim bojama zračenja i sa različitim kvalitetima prenošenja boja.
Budući da je za paljenje pražnjenja u metalhalogenoj svjetiljci potreban napon od nekoliko kilovolti, lampe se uključuju samo posebnim uređajima za paljenje. Na sl. Slika 1 prikazuje tipičan dijagram povezivanja za metal-halogene sijalice. Kao i sve sijalice sa gasnim pražnjenjem, metal-halogene sijalice mogu da rade samo u kombinaciji sa prigušnicom za balast, koja stvara fazni pomak između struje i napona. Stoga je potrebna kompenzacija faktora snage, odnosno uključivanje kompenzacijskog kondenzatora.

Rice. 1.

Posljednjih godina brojne kompanije su počele proizvoditi elektronske uređaje za prebacivanje metalhalogenih sijalica male snage. Visokofrekventno napajanje sijalica visokog pritiska ne pruža takve prednosti kao što smo videli kod fluorescentnih lampi, a osim toga dovodi do nestabilnosti pražnjenja (tzv. „akustična rezonanca“). Stoga, za razliku od fluorescentnih svjetiljki, metal-halogene svjetiljke kroz takve uređaje napajaju se ne visokofrekventnom strujom, već pravokutnim naponom frekvencije od 100 - 150 Hz. Elektronski uređaji za uključivanje metal-halogenih svjetiljki znatno su (3-4 puta) lakši od prigušnica i, osim toga, kombiniraju funkcije balasta i uređaja za paljenje, a ponekad i kompenzacijskog kondenzatora. Lampe s keramičkim gorionicima općenito se preporučuju za korištenje s elektroničkim uređajima.

Nedostaci metal-halogenih lampi su: visoka cijena (nekoliko puta skuplja od DRL, posebno lampe sa keramičkim gorionicima); dugo vrijeme gorenja (do 10 minuta); velika dubina pulsiranja svetlosnog toka (za lampe sa elementima retkih zemalja, koje imaju najbolji prikaz boja, do 100%); nemogućnost ponovnog pokretanja vruće lampe nakon što se ugasi barem na djelić sekunde; potreba za korištenjem uređaja za paljenje.

Budući da se metal halogenidne lampe velike snage koriste za osvjetljavanje velikih sportskih događaja s velikim brojem gledatelja, gašenje lampi može izazvati paniku među gledaocima, a da ne spominjemo kvar. sportski događaj. Za otklanjanje ovakvih pojava, u reflektorima za osvjetljavanje sportskih arena, pored konvencionalnih uređaja za paljenje, koriste se jedinice za trenutno ponovno paljenje lampi - složeni, teški i vrlo skupi uređaji koji automatski šalju impulse lampi kada se ugasi naponom od do 50 kV, sposoban da zapali čak i vruću lampu. Svjetiljke dizajnirane za rad s takvim jedinicama imaju poseban dizajn - jedna od elektroda izlazi kroz postolje, druga kroz stranu vanjske sijalice nasuprot postolja.

Jedna vrsta sijalica sa gasnim pražnjenjem su metal-halogene lampe. Sadrže isti princip luminescencije koji se koristi u svakoj lampi na gasno pražnjenje. Princip je da u njima dolazi do pražnjenja električnog luka između elektroda u lampi, koja je ispunjena živinom parom i drugim hemijski elementi. Glavna razlika u odnosu na jednostavne lampe na plinsko pražnjenje bit će u tome što su jedinjenja poput metalnih jodida uključena u pare žive. Ova jedinjenja se smatraju halogenima. Ovo osigurava da se isparavanje iz elektroda volframove lampe ne taloži na unutrašnjim zidovima sijalice.

Tokom rada metalhalogene lampe, para volframa stupa u interakciju sa halogenim jedinjenjima, formirajući tako mješavinu volfram jodida. A kada se lampa ugasi, te se čestice vraćaju na elektrode.

Stoga elektrode lampe imaju visoku zaštitu od uništenja, a žarulja ostaje prozirna dugo vremena. Osim toga, u ovim lampama se metalni jodidi koriste za poboljšanje kvalitete svjetlosnog toka, jer se spektralna karakteristika lučnog pražnjenja mijenja. Sada je ovo najekonomičniji i najekonomičniji izvor svjetlosti. Zbog dodavanja ciklusa volfram-halogen, vijek trajanja svjetiljki se povećao nekoliko puta.

Gdje se koriste?

MGL proizvode svjetlije i kvalitetnije svjetlo. Koriste se za opštu uličnu rasvjetu, rasvjetu terena, rasvjetu bilborda i za osvjetljenje unutrašnjih industrijskih prostora. Zbog svog širokog spektra luminiscencije, u nekim slučajevima se koriste za kućnu rasvjetu.

Može se naći i u zimskim plastenicima i zimskim vrtovima. To je zbog odgovarajuće svjetlosne temperature za život biljke.
MGL lampe su posebno tražene među držačima akvarijuma. Pogotovo oni koji to rade u velikim količinama za prodaju. To je zbog činjenice da su metal-halogene akvarijske svjetiljke u stanju reproducirati ispravan spektar za život ribe.

Dizajn

Po svojoj strukturi, magla se ne razlikuje mnogo od izvora svjetlosti sa živinim lukom. Također koristi gorionik od keramike ili kvarca. Tikvica igra veliku ulogu u osiguravanju željene temperature, smanjuje gubitak topline i odsijeca ultraljubičasto zračenje. Boca je napravljena od borosilikatnog stakla, koje ima povećanu čvrstoću i otpornost na toplinu. Trebali biste znati da se u industrijskim modelima ne koristi eksterno kvarcno staklo bez ozona.

Zbog činjenice da se u lampi koriste moderne modifikacije, metal halogenidne žarulje ne sadrže žarne niti, što osigurava duži vijek trajanja. Tu je i lakše pokretanje zbog upotrebe elektroda za paljenje.

Zbog činjenice da protok halogenida tokom prolaska pražnjenja zavisi od gravitacije, lampa mora biti u potrebnom položaju tokom rada. Lampe sa dva postolja mogu se koristiti samo u horizontalnom položaju. Modeli sa jednom bazom, uglavnom, rade kada su postavljeni okomito. Postoje zasebni modeli koji su pogodni za rad u bilo kojoj poziciji. Horizontalni modeli su označeni slovima “VN”, a vertikalni sa “BUD”. Za bilo koju poziciju – „univerzalno“.

MGL klasifikacija

U početku se distribuiraju na:

1. Single-ended;
2. Dvostruki. Inače, dvobazni se nazivaju sofitima;
3. Bez podruma.

Po vrsti baze:

1. RX7s;
2. G8.5;

Ovaj izvor svjetlosti ima 3 svjetlosna spektra:

1. Topli spektar, sa svetlosnom temperaturom od 2700K;
2. Neutralni spektar, sa svetlosnom temperaturom od 4200K;
3. Hladni spektar, sa svetlosnom temperaturom od 6400K.

Označavanjem:

• D – luk;
• P – živa;
• Y – jodid.

Po snazi.

• 220V – 20, 35, 50, 70, 150, 250, 400, 700, 1000 W;
• 380V – preko 2000W.

Vrste svetiljki mogu se razlikovati u zavisnosti od vrste instalacije:

• Ugradna – kada se lampa može ugraditi u spuštene plafonske konstrukcije;
• Nad glavom – kada je uređaj pričvršćen na zid ili plafon;
• Traka - kada lampa ima poseban reflektor koji može naglasiti radijus sjaja;
• Viseća - kada se lampa može okačiti za plafon ili plafonske nadvratnike.

Prednosti i nedostaci

Kao i kod svih vrsta lampi, postoje i prednosti i nedostaci. Prednosti uključuju:

1. Svjetlosni tok MGL-a je 4 puta veći od onog kod žarulja sa žarnom niti, a efikasnost je 8 puta;
2. Nije izbirljiv u pogledu uslova okoline;
3. Kompaktan i štedljiv;
4. Vek trajanja oko 15.000 sati;
5. Postoji širok izbor svetlosnih temperatura.

Nedostaci uključuju:

1. Snažno zagrijavanje tikvice, što smanjuje požarnu sigurnost;
2. Osetljivi na promene napona;
3. Potrebno je vrijeme za dostizanje punog kapaciteta;
4. Ne može se uključiti unutar 10 minuta nakon isključivanja ako nema balasta;
5. Osetljiv na radni položaj;
6. Zahtijeva posebno odlaganje.

MGL veza

Budući da se ovaj izvor svjetlosti ne može povezati direktno na mrežu, postoje određeni pomoćni uređaji koji omogućavaju njegovo pokretanje. Budući da se plamenik ne može sam zapaliti, potrebno mu je visokokvalitetno pražnjenje visokog napona. U tu svrhu predviđen je uređaj za upravljanje balastom, koji se inače naziva balast. Oni su elektromagnetni i elektronski. Najbolje je odabrati elektronske prigušnice, jer mogu značajno produžiti vijek trajanja i osigurati ravnomjeran sjaj pri pokretanju. Prednost imaju balasti koji imaju ugrađen IZU, koji je u stanju ne samo da zapali gorionik, već i ograniči struju. Još jedna prednost je njihova veličina, jer su kompaktniji i lakši. Da biste produžili vijek trajanja i uštedjeli energiju, ne bi bilo suvišno ugraditi kondenzator.

Kako odabrati MGL lampu

Da biste odabrali, prvo morate odrediti potrebnu snagu. Za mala skladišta dovoljno je 150-250W za stadione, potrebno je koristiti izvore svjetlosti od 1KW ili više. Zatim morate odabrati broj baza, pritom zapamtiti da u okomitom položaju ovaj izvor svjetlosti sija malo lošije i njegov vijek trajanja će biti kraći. Univerzalni modeli brže pokvare i ranije gube svjetlosnu snagu.

Neki modeli zahtijevaju određene vrste balasta. Na primjer, evropska lampa možda neće raditi s američkim balastom i obrnuto. Evropski proizvodi zahtijevaju prigušnice sa HQI oznakom.

Zaključak

Budući da nema smisla koristiti MGL rasvjetu za kućne potrebe, morate jasno razumjeti njegovu svrhu, jer se radi o industrijskim lampama. Zbog vremena koje mora proći prije ponovnog pokretanja, ne bi ih trebalo povezivati ​​u područjima sa nestankom struje. Mogu predstavljati opasnost od požara, pa se ne preporučuje upotreba u blizini zapaljivih predmeta. Da biste pokrenuli MGL lampe, potrebno je spojiti dodatne elemente, koji također moraju biti smješteni u lampi.

Video o MGL-u

Glavni nedostaci konvencionalnih izvora svjetlosti su veliki gubici energije i krhkost. Upotreba naprednije tehnologije omogućava utrostručenje vremena rada metal-halogenih lampi i prepolovljenje potrošnje energije. Njihove deklarirane karakteristike ostaju nepromijenjene. Smanjenje intenziteta zračenja za 1-2% za metal-halogene sijalice (MHL) uočava se tek pred kraj njihovog radnog veka.

Svi izvori svjetlosti ovog tipa su klasifikovani kao lampe na gasno pražnjenje. Njihov glavni dio je plamenik od kvarcnog stakla ili keramike. U procesu proizvodnje uređaja koriste se materijali otporni na toplinu, tikvica je izrađena od borosilikatnog stakla sa niskim koeficijentom toplinskog širenja. Asortiman modela MGL je vrlo raznolik. Proizvođači stalno dodaju nove proizvode za specijalizirane primjene.

Tehničke karakteristike metalhalogenih sijalica

Fotografija	šifra dobavljača	Ime	Snaga, W	Paket
		FOTON MH 400W E40 BIJELA (BT) 5200K 28000lm 10000h d62 l283 - lampa (050)
		FOTON MH 250W E40 BIJELA 5200K 20800lm 10000h d46 l256 - lampa (046)
		OSRAM HQI-TS 150W/GREEN EXC RX7S - lampa u boji
		OSRAM HQI-TS 150W/MAGENTA RX7S - lampa u boji
		HCI - PAR20 35W/830 WDL PB SP 10D E27 (mat sigurnosno staklo) OSRAM - lampa
		FOTON MH 250W E40 PLAVA - lampa (044)
		HCI TT 100W/830 WDL SUPER 4Y WDL PB E40 OSRAM - lampa
		FOTON MH 400W E40 PLAVA (BT) - lampa (048)
		HCI TT 150W/830 WDL PB E40 OSRAM - lampa
		FOTON MH 400W E40 RED (BT) - lampa (049)
		Lampa (051) FOTON MH DRI 70W RX7s 5200K BIJELA
		Lampa DRI (046) FOTON MH DRI 250W E40 BIJELA 5200K 20800lm 10000h d46 l256 -
		HCI-TT 150W/830 WDL PB E40 OSRAM - lampa
		Lampa E27 OSRAM HCI-ET 50W/830 SUPER 4Y
		lampa (057)FOTON MH 150W RX7s-24 ZELENA
		Lampa (058)FOTON MH 150W RX7s-24
		Lampa (047) FOTON MH 400W E40 (BT)
		Lampa OSRAM HCI - PAR30 35W/942 NDL PB SP 10D E27 (zaštitno staklo matirano)
		Lampa OSRAM HCI - PAR30 70W/930 WDL PB FL 30D E27 (4008321964595novo)
		Lampa HCI-TM 400W/930 WDL PB G22

Prednosti i nedostaci metal-halogenih sijalica

MGL imaju mnoge prednosti:

• energetske efikasnosti;
• velika snaga;
• značajan izlaz svetlosti: 80–170 lumena/vat;
• nepretencioznost prema radnim uvjetima, posebno prema promjenama temperature;
• emitirana svjetlost je što bliže suncu, zbog čega ne iritira oko;
• kompaktnost.

Međutim, metal-halogene lampe su prilično skupe i mijenjaju boju zračenja kada se promijeni napon u električnoj mreži. Osim toga, potrebno je vrijeme da MGL dostigne način rada.

Ali ovi nedostaci nisu važni za uslove u kojima se obično koriste metal-halogene lampe. Za vanjsku rasvjetu najznačajniji su snaga izvora i njegovi kvaliteti za uštedu energije. To je ono što metal halogenidne lampe pružaju.

MGL vam omogućava uštedu energije pri visokoj svjetlini zračenja. Zbog minijaturne veličine staklene sijalice, takve lampe se mogu umetnuti u kompaktnu opremu, moćni izvori svjetlosti mogu se koristiti za usmjereno zračenje reflektora.

Jedinstvena karakteristika metal-halogenih lampi je njihov nenadmašan prikaz boja, koji se u potpunosti uklapa u sunčevu svjetlost. Zato je MGL poželjniji kada se rasvjetljavaju trgovački podovi i izlozi. Jednom uključene, metal-halogene sijalice brzo dostižu navedeni nivo snage. Bijela boja koja se emitira je ugodna za oko, dok su hladne i plave nijanse tražene u industriji.

U svom radu takvi uređaji koriste plinsko pražnjenje, a ne toplinski sjaj žarne niti. Takve lampe se mogu nazvati relativno mladim izvorima svjetlosti, čija povijest seže ne više od pedeset godina. Njihovo rođenje povezano je sa brojnim eksperimentima naučnika da poboljšaju uređaje za pražnjenje gasom sa stanovišta njihovog punjenja. karakteristična karakteristika je upotreba živine pare, sastava soli i plinova kao radne smjese. Sastav mješavine soli utječe na nijansu emitirane svjetlosti. Metal halogenidna lampa može emitovati svjetlost plavičastih ili crvenkastih nijansi. Unutar tikvice, gas je pod veoma visokim pritiskom.

Karakteristike rada uređaja

Metal halogenidne sijalice se pale na isti način kao i fluorescentne sijalice, kao i druge sijalice na gasno pražnjenje. Da bi se zapalili, potrebno im je povezivanje na mrežu pomoću posebne opreme za pokretanje i upravljanje. Kada se uključi, prvo se u lampi pojavljuje pražnjenje u argonu, što pokreće električni luk između elektroda sijalice. Kada se lampa ugasi, živa i soli se talože na zidovima tikvice u obliku čestica. Nakon pokretanja, trenutno zagrijava bocu, isparavajući čvrste čestice, nakon čega se pražnjenje nastavlja u parama soli i žive. U prvim minutama temperatura raste veoma snažno, kao i sjaj zračenja. Tokom rada, metal halogenidna lampa se zagreva do temperature koja prelazi hiljadu stepeni, zbog čega su reflektori u kojima se koriste takvi uređaji tako veliki. Za njihovo hlađenje potrebna je velika metalna površina reflektora.

Philipsova metal-halogena lampa je mnogo efikasnija od fluorescentnih sijalica, jer se skoro 24 posto potrošene energije pretvara u svjetlost. Takvi proizvodi se proizvode u prilično širokom rasponu snage - 20-20.000 vata, što im omogućava da se koriste posvuda. Dizajnerske karakteristike variraju u zavisnosti od snage lampe.

Područja primjene

Metal halogena lampa male snage može se koristiti na istim mestima kao i tradicionalna halogena lampa - u uredskim, kućnim, reklamnim uređajima, u muzejskim izložbama i prodavnicama. Mnogo je ekonomičniji i efikasniji od halogena, ali zahtijeva ugradnju dodatnih balasta.

Metalhalogena lampa od 150w korisna je za osvjetljavanje velike prostorije ili za osvjetljenje u dvorištu privatne kuće. Uređaji velike snage pogodni su za profesionalnu rasvjetnu opremu - moćne reflektore, kazališne reflektore, opremu za foto i filmsku rasvjetu, kao i neke vrste projektora.

Zanimljivo područje za korištenje metal-halogenih lampi mogla bi biti rasvjeta staklenika i akvarija. Imaju emisioni spektar povoljan za rast biljaka i koralja.

Takvi uređaji mogu se proizvoditi s dvije tikvice - vanjskom i unutarnjom. Vjeruje se da ova opcija ima poboljšane karakteristike boje.