Kovová halogenidová lampa. MGL výbojky pre priemyselné a domáce účely Predradníky metalhalogenidových výbojok princíp činnosti

Kovová halogenidová lampa

Lampa DRI 250

Kovová halogenidová lampa(MGL) - jeden z typov plynových výbojok (GRL) vysoký tlak. Od ostatných GRL sa líši tým, že na korekciu spektrálnych charakteristík oblúkového výboja v ortuťových parách sa do horáka MGL dávkujú špeciálne emisné prísady (EA), čo sú halogenidy určitých kovov.

Terminológia

Až do polovice 70. rokov 20. storočia. V domácej osvetľovacej technike sa používal termín „kovová halogenidová lampa“, čo bolo spôsobené názvom chemických prvkov skupiny VII periodickej tabuľky - „halogenidy“. V chemickej nomenklatúre sa používanie tohto výrazu považovalo za nesprávne, pretože „halogén“ doslovne preložený z gréčtiny znamená „podobný soli“ a slovo „halogén“ – doslova „podobný soli“, sa rozšírilo, čo naznačuje vysoká chemická aktivita týchto látok a tvorba solí kovov s nimi. Preto sa v súčasnosti používa termín „kovová halogenidová lampa“ v ruskom jazyku, ktorý je súčasťou ruského vydania Medzinárodného slovníka osvetlenia CIE. Používanie verbálnych výnimiek z anglického výrazu „metal halogenide lamp“ („metal halogenide“, „metal halogenide“) je neprijateľné.

Aplikácia

MGL je kompaktný, výkonný a efektívny svetelný zdroj (LS), ktorý je široko používaný v osvetľovacích a signalizačných zariadeniach na rôzne účely. Hlavné oblasti použitia: úžitkové, dekoratívne a architektonické vonkajšie osvetlenie, osvetľovacie inštalácie (OU) priemyselných a verejných budov, javiskové a štúdiové osvetlenie, OÚ pre osvetlenie veľkých otvorených priestranstiev (železničné stanice, kameňolomy a pod.), osvetlenie športových zariadení, atď. V operačných zosilňovačoch na technologické účely možno MGL použiť ako silný zdroj viditeľného a blízkeho ultrafialového žiarenia. Kompaktnosť svetelného tela MGL z nich robí veľmi pohodlný integrovaný obvod pre osvetľovacie zariadenia typu reflektorov s katoptrickou a katadioptrickou optikou.

Princíp fungovania

Svetelné teleso MGL je plazma vysokotlakového elektrického oblúkového výboja. V tomto ohľade je MGL podobný iným typom RL. Hlavnými prvkami plnenia výbojovej trubice (DT) MGL sú inertný plyn (zvyčajne Ar argón) a Hg. Okrem nich plynové plniace médium obsahuje halogenidy niektorých kovov (MH). V studenom stave ID vo forme tenkého filmu kondenzujú na stenách RT. Pri vysokej teplote oblúkového výboja dochádza k odparovaniu týchto zlúčenín, difúzii pár do oblasti stĺpca oblúkového výboja a rozkladu na ióny. V dôsledku toho sú atómy ionizovaného kovu excitované a vytvárajú optické žiarenie (OR).

Hlavnou funkciou inertného plynu plniaceho MGL RT, rovnako ako v iných ortuťových RL, je nárazník, inými slovami, plyn podporuje prietok. elektrický prúd cez RT pri jej nízkej teplote, to znamená v čase, keď väčšina ortuti a najmä ID je stále v kvapalnej alebo tuhej fáze a ich parciálny tlak je veľmi malý. Keďže sa RT zahrieva prúdom, ortuť a ID sa odparujú, a preto sa výrazne menia elektrické aj svetelné parametre výbojky - elektrický odpor RT, svetelný tok a emisné spektrum.

Voľba ID sa robí tak, aby sa vyplnili „medzery“ existujúce v emisnom spektre ortuti, aby sa získalo požadované spektrum výbojky. Preto v MGL používaných na všeobecné a miestne účely osvetlenia je potrebné kompenzovať nedostatok červeného a žltého svetla v ortuťovom spektre. Vo farebných MGL je potrebné zvýšiť výkon žiarenia v danom úzkom spektrálnom rozsahu. Pre MGL používané vo fotochemických alebo fotofyzikálnych procesoch je spravidla potrebné zvýšiť intenzitu žiarenia v blízkej ultrafialovej oblasti (UV-A) a bezprostredne susediacej viditeľnej IR oblasti (fialová). Samotný princíp fungovania MGL navrhol v roku 1911 C. Steinmetz, hoci na základe historických analógií je možné vidieť analógiu v dizajne „Auerových uzáverov“, ktoré sa používali na zvýšenie svetelnej účinnosti petrolejového a plynového svetla. zdrojov (IS).

Rovnako ako iné typy radarov, aj MGL vyžadujú použitie špeciálnych zariadení na spustenie výboja. Používajú buď pomocné (zapaľovacie) elektródy, ktoré majú vo všeobecnosti podobný dizajn ako elektródy DRL lámp, alebo predhrievanie jednej z elektród na teplotu termionickej emisie, alebo externé impulzné zapaľovacie zariadenia (IUD). Koordinácia parametrov (voltampérové ​​charakteristiky, prúdovo-napäťové charakteristiky) zdroja energie a žiarovky sa vykonáva pomocou predradníka, ktorý sa bežne nazýva predradník.

Ako predradník sa spravidla používa tlmivka, niekedy zvyšovací transformátor so zvýšeným magnetickým rozptylom, ktorý zabezpečuje klesajúci charakter jeho vonkajšej prúdovo-napäťovej charakteristiky. V druhom prípade dochádza k zapáleniu výboja v MGL pod vplyvom vysoké napätie voľnobeh transformátora bez použitia iných zapaľovacích zariadení. Možnosť širokých variácií spektrálnych a elektrických charakteristík MGL, široký rozsah výkonov a vysoká svetelná účinnosť prispievajú k ich čoraz rozšírenejšiemu použitiu v rôznych osvetľovacích inštaláciách. MGL je jednou z najsľubnejších náhrad DRL lámp a vzhľadom na spektrum žiarenia, ktoré je pre ľudské vnímanie priaznivejšie, aj sodíkové RLVD (NLVD).

Dizajn

Základom MGL je RT (horák), zvyčajne vyrobený z kremenného skla. V posledných rokoch sa čoraz viac rozširujú MGL s RT zo špeciálnej keramiky. Výhodou keramických horákov je ich vyššia tepelná odolnosť.

Vo väčšine dizajnov MGL je horák umiestnený vo vonkajšej banke, ktorá hrá dvojakú úlohu. Po prvé, vonkajšia banka zabezpečuje normálne tepelné podmienky RT, čím znižuje jeho tepelné straty. Po druhé, sklo banky pôsobí ako svetelný filter, ktorý výrazne oddeľuje tvrdé UV žiarenie horáka. Na výrobu vonkajších MGL baniek sa používa borosilikátové sklo, ktoré je mechanicky a tepelne stabilné teplotný koeficient lineárnej expanzie (LTLE) na skupinu volfrámových skiel.

MGL určené na použitie v technologických procesoch spravidla nemajú vonkajšiu banku, čo je spôsobené potrebou efektívneho využitia ich UV žiarenia. Aby sa znížila tvorba ozónu, niekedy sa pre takéto MGL používa kremenné sklo bez ozónu, ktoré výrazne oslabuje výkon 185 nm ortuťovej rezonančnej línie.

MGL môžu byť vyrábané v jedno- a dvojpodstavových (podhľadových) verziách (posledné sú určené na prevádzku len vo vodorovnej polohe). Rozsah použitých pätíc je mimoriadne široký a neustále sa rozširuje vďaka vývoju nových modelov svietidiel určených pre špecifické aplikačné podmienky. Niektoré modely lámp, ktoré sú určené hlavne na výmenu lámp typu DRL, majú vnútri vonkajšia vrstva banky z fosforu.

Na uľahčenie zapaľovania MGL niektoré konštrukcie RT umožňujú inštaláciu jednej alebo dvoch pomocných (zapaľovacích) elektród - podobne ako pri konštrukcii žiaroviek typu DRL. Použitie tejto metódy v MGL je však ťažké z mnohých dôvodov kvôli zvláštnostiam chemického zloženia RT náplne. V MGL vybavených zapaľovacou elektródou sa spravidla vypne napájanie tejto elektródy pomocou tepelného kontaktu po zapálení a zahriatí hlavného výboja v horáku. Širšie sa používa zapaľovanie MGL pomocou IZU.

Schémy pripojenia k elektrickej sieti

Predradník Helvar

Elektronické predradníky od Helvar

Ostrá závislosť prúdu MGL od napätia na ňom vyžaduje, aby bol prvok obmedzujúci prúd (CPE) zapojený do série s lampou. Väčšina MGL je navrhnutá tak, aby pracovala so sériovými predradníkmi žiaroviek DRL s príslušným výkonom (ak v žiarovke nie sú žiadne špeciálne zapaľovacie zariadenia, takéto obvody vyžadujú inštaláciu IZU). Existujú MGL na prácu s predradníkmi DRL aj DNAT. Existujú aj predradníky špeciálnych konštrukcií so stupňovitými autotransformátormi alebo transformátormi so zvýšeným magnetickým rozptylom alebo so zabudovaným IZU, ktoré kombinujú funkcie obmedzenia prúdu a štartovacieho zapaľovania lampy.

Proces zahrievania a vstupu do prevádzkového režimu MGL je sprevádzaný výraznými zmenami v prúde a napätí lampy na ňom a na konštrukciu predradníkov a IZU sú kladené špeciálne požiadavky, ktoré sa výrazne líšia od požiadaviek na predradníky pre DRL a vysokotlakové sodíkové výbojky. Odparovanie ID počas zahrievania MGL spôsobuje, že lampa zhasne kvôli nedostatočne vysokému napätiu na nej.

Mimoriadne nebezpečná pre MGL je akustická rezonancia (AR), ktorá vzniká pri napájaní lampy striedavý prúd určitej frekvencie (v akustickom rozsahu). Príčinou vzniku AR je, že pri zmene smeru toku prúdu oblúk zhasne a pri zvýšení napätia sa opäť rozsvieti. V tomto prípade v dôsledku prudkej zmeny tlaku v oblasti výboja vzniká akustická vlna, ktorá sa odráža od stien horáka. Pri určitej hodnote frekvencie dochádza k javu rezonancie. Frekvencia AR závisí od geometrických rozmerov horáka lampy a rýchlosti zvuku v ňom (teda od tlaku v súčasnosti). Dôsledkom akustickej rezonancie je nestabilita horenia lampy, samovoľné zhasnutie a v najhoršom prípade fyzické zničenie horáka. Tento jav komplikuje návrh vysokofrekvenčných elektronických predradníkov pre MGL. Frekvenčná modulácia s náhodným signálom sa používa ako jedna z metód boja proti AR. Pre svietidlá s nízkym výkonom sa úspešne používa napájanie s usmerneným (pulzujúcim) prúdom.

Krátkodobé prerušenia napájania spôsobujú zánik IGL. Silné vibrácie môžu viesť k rovnakému výsledku, obzvlášť nebezpečné pre lampy s dlhým oblúkom pracujúce v horizontálnej polohe. Na opätovné zapálenie sa musí MGL ochladiť, aby sa tlak pary v ňom, a teda aj prierazné napätie RT, znížil. Na osvetlenie obzvlášť kritických objektov, kde sú prerušenia neprijateľné, sa používa predradník rýchleho opätovného zapaľovania. V nich sa zapálenie horúceho MGL dosahuje dodávaním výkonnejších zapaľovacích impulzov s amplitúdou až 30 - 60 kV. Tento režim výrazne urýchľuje zničenie elektród lampy a tiež vyžaduje použitie silnejšej izolácie častí pod prúdom, a preto sa používa zriedka.

Teplota farby spaľovania

Spočiatku sa MGL používali namiesto ortuťových výbojok na miestach, kde bolo potrebné vytvárať svetlo s charakteristikami blízkymi prirodzenému, a to z dôvodu, že tieto výbojky vyžarujú biele svetlo (ortuťové výbojky vyžarujú svetlo s veľkou prímesou modrého svetla). V súčasnosti však rozdiel medzi spektrami týchto typov lámp nie je taký výrazný. Niektoré halogenidové výbojky môžu vyžarovať veľmi čistú bielu denné svetlo s indexom podania farieb vyšším ako 90.

MGL sú schopné vyžarovať svetlo s relatívnou teplotou spaľovania v rozsahu od 2500 (žlté svetlo) do 20 000 K (modré svetlo). Niektoré typy špeciálnych lámp boli vytvorené na vyžarovanie spektra potrebného pre rastliny (používané v skleníkoch, skleníkoch atď.) alebo zvieratá (používané pri osvetlení akvárií). Malo by sa však vziať do úvahy, že vzhľadom na prítomnosť tolerancií a štandardných odchýlok počas továrenskej výroby svietidiel nie je možné indikovať farebné charakteristiky svietidiel so 100% presnosťou. Navyše podľa noriem ANSI sa farebné charakteristiky metalhalogenidových výbojok merajú po 100 hodinách horenia (tzv. expozícia). Farebné charakteristiky týchto lámp preto nebudú zodpovedať charakteristikám uvedeným v špecifikácii, kým nebude lampa vystavená tejto expozícii.

Najvýraznejšie nezrovnalosti s uvedenými špecifikačnými údajmi sú u žiaroviek s technológiou nábehu „predhrievania“ (±300 K). Svietidlá vyrobené pomocou najnovšej technológie „pulzného štartu“ zlepšili súlad s deklarovanými charakteristikami, v dôsledku čoho sa odchýlka pohybuje od 100 do 200 K. Ovplyvnená môže byť aj farebná teplota svietidiel elektrické charakteristiky napájacej siete, ako aj v dôsledku odchýlok v samotných svietidlách. Ak je napájanie lampy nedostatočné, bude mať nižšiu fyzikálnu teplotu a jej svetlo bude „chladné“ (s väčším množstvom modrého svetla, vďaka čomu budú veľmi podobné ortuťovým výbojkám). K tomuto javu dochádza v dôsledku skutočnosti, že oblúk s nedostatočne vysokou teplotou sa nebude môcť úplne odpariť a ionizovať ID, ktoré dodávajú lampe teplý odtieň (žltá a červená farba), a preto bude spektrum lampy dominuje spektrum ľahšej ionizujúcej ortuti. Rovnaký jav možno pozorovať aj pri zahrievaní lampy, keď žiarovka lampy ešte nedosiahla prevádzkovú teplotu a ID nie sú úplne ionizované.

U lámp napájaných nadmerne vysokým napätím je to naopak, ale táto situácia je nebezpečnejšia z dôvodu možnosti výbuchu vnútornej žiarovky v dôsledku jej prehriatia a vzniku nadmerného tlaku v nej. Navyše, pri použití halogenidových výbojok sa ich farebné charakteristiky často menia v priebehu času. Vo veľkých osvetľovacích inštaláciách využívajúcich metalhalogenidové výbojky sa často všetky výbojky výrazne líšia vo farebných charakteristikách.

Typy a ich označenie

Výkonový rozsah MGL začína od desiatok wattov a dosahuje 10 - 20 kW. Najbežnejšie sú svietidlá používané vo vonkajších inštaláciách osvetlenia (jednopäticové 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 W a podhľady 70 a 150 W).

Jednopäticové lampy sú označované skratkou SE (single-ended) a double-ended lampy skratkou DE (double-ended). Svietidlá s jednostrannou základňou sa spravidla skrutkujú do objímky pomocou závitov na základni (majú tzv. Edisonovu základňu). Svietidlá s obojstrannou základňou musia byť vložené do objímok umiestnených na oboch stranách použitého svietidla.

Konvekčné toky halogenidov kovov v plazme oblúka MGL závisia od smeru gravitácie a výrazne ovplyvňujú distribúciu toku energie opúšťajúceho horák MGL. Preto sú halogenidové výbojky citlivé na polohu, v ktorej sú inštalované. Svietidlá sú navrhnuté tak, aby fungovali len v určitej orientácii. Lampy označené „univerzálne“ však možno prevádzkovať v akejkoľvek polohe, aj keď prevádzka v inej ako vertikálnej polohe zníži životnosť a intenzitu vyžarovaného svetla. Na získanie najlepší výkon Pri použití svietidla, ak je jeho orientácia vopred známa, je potrebné zvoliť nie univerzálne svietidlo, ale svietidlo zodpovedajúce danej polohe.

Na označenie odporúčanej orientácie lampy, v ktorej by mala fungovať, sa používajú rôzne kódy (napr. U = univerzálne, BH = horizontálna základňa, BUD = základňa hore/dole atď.). Pri použití lámp vo vodorovnej polohe je najlepšie nasmerovať tesniaci výtok vnútornej žiarovky (tzv. vsuvku) nahor.

Osram MGL

V systéme ANSI sa označenie MGL začína písmenom „M“, za ktorým nasleduje číselný kód označujúci elektrické charakteristiky žiarovky, ako aj zodpovedajúci typ predradníka (písmeno „H“ sa používa na označenie ortuťových výbojok a písmeno „S“ sa používa na označenie sodíkových výbojok“). Za číselným kódovaním sú dve písmená označujúce veľkosť svietidla, jeho tvar, ako aj typ náteru atď., s výnimkou farby. Po tomto označení sa výrobca môže rozhodnúť pridať ľubovoľné číselné alebo písmenové kódy na zobrazenie informácií, ktoré nie sú zobrazené v systéme označovania ANSI, ako je napríklad výkon lampy a farba lampy. Na výber predradníka je dôležité iba písmeno „M“ a nasledujúce digitálne kódovanie. Napríklad kódovanie ANSI M59-PJ-400 označuje žiarovku, ktorá funguje iba s predradníkmi typu M59. Svietidlá od európskych výrobcov sa vyrábajú pomocou európskych noriem, ktoré sa v niektorých prípadoch mierne líšia od noriem ANSI.

Ďalším označením, ktoré sa často vyskytuje pri výbere MGL, je skratka HQI. Táto skratka je ochrannou známkou OSRAM a označuje špeciálny typ lampy vyrábaný touto spoločnosťou. Postupom času sa však táto skratka začala nazývať MGL od akéhokoľvek výrobcu, vrátane tých s obojstrannou základňou. Európske MGL nespĺňajú presne normy ANSI a fungujú pri rôznych hodnotách prúdu a napätia. Vo väčšine prípadov priamy európsky ekvivalent ANSI výbojky nedokáže pracovať s americkými predradníkmi, takže pre prácu s týmto typom výbojky je potrebné zvoliť zodpovedajúci predradník označený HQI. Napríklad predradníky M80 a M81 sú tiež označené ako HQI a používajú sa so žiarovkami s výkonom 150 a 250 W.

Banky

Označenie baniek pozostáva z písmena/písmen označujúcich ich tvar a číselného kódu udávajúcom v osminách palca maximálny možný priemer banky. Napríklad označenie E17 označuje, že lampa má elipsoidný tvar s maximálnym priemerom 17/8 alebo 2 1/8 palca.

Písmenové označenia baniek: BT (Bulbous Tubular) - cibuľovo-rúrkové, E alebo ED (Elipsoidné) - elipsoidné, ET (Ellipsoidal Tubular) - elipsoidne rúrkové, PAR (Parabolické) - parabolické, R (Reflector) - reflexné, T ( Tubular ) - rúrkový.

V roku 1964 americká spoločnosť General Electric prvýkrát použila nový typ svietidla - metalhalogenid (MHL) - na osvetlenie pavilónov svetovej výstavy Expo 64 v New Yorku. Od roku 1969 ovládli výrobu takýchto lámp Philips a Osram av 70. rokoch Saransk Electric Lamp Plant v ZSSR. 

Dizajnovo sú MGL podobné vysokotlakovým ortuťovým výbojkám, ale ich vonkajšia žiarovka nie je pokrytá fosforom, ale je vyrobená z priehľadného alebo (oveľa zriedkavejšie) matného skla. Primárnym zdrojom žiarenia, podobne ako v DRL lampách, je horák vyrobený z kremeňa alebo polykryštalického oxidu hlinitého naplnený inertným plynom a ortuťou. Ak sa však v lampách DRL použije fosfor na korekciu farby a zvýšenie svetelnej účinnosti, potom v metalhalogenidové výbojky Na ten istý účel sa používajú špeciálne aditíva vyžarujúce svetlo: halogénové zlúčeniny rôznych kovov (najčastejšie sodík a skandium, ako aj gálium, indium, tálium a prvky vzácnych zemín - dysprózium, holmium, thulium atď.).

Aby bol tlak pár prímesí vyžarujúcich svetlo v metalhalogenidových výbojkách dostatočne vysoký, musí sa horák zahriať na vyššie teploty ako v DRL výbojkách a tlak „štartovacieho“ inertného plynu v ňom musí byť vyšší. Také jednoduché riešenie zapálenia výboja, ako v DRL (inštalácia zapaľovacích elektród blízko hlavných), už nestačí: ak v DRL dôjde k výboju pri napätí pod sieťovým napätím, potom v MGL to vyžaduje napätie 3 až 5 kilovoltov.

Zmenou zloženia svetlo vyžarujúcich prísad je možné meniť farbu žiarenia v širokom rozsahu - od teplej bielej s 7Tsv = 3000 K až po denné svetlo so 7Tsv = 6500 K, ako aj vytvárať farebné svietidlá.

Dnes sa vo svete vyrába viac ako 250 druhov metalhalogenidových výbojok s výkonom od 20 do 3500 W.

Kovové halogenidové výbojky majú väčší svetelný výkon ako DRL a lepšie podanie farieb (Ra až 90). Vzhľadom na to, že zdrojom svetla v MGL je malý horák a nie externá žiarovka, ich svetelný tok sa oveľa ľahšie prerozdeľuje v priestore pomocou reflektorov alebo šošoviek. Táto vlastnosť umožnila vytvárať hlboko vyžarujúce svietidlá a reflektory s veľmi úzkym svetelným lúčom, čo je pri použití DRL nemožné kvôli veľkým rozmerom svietiaceho telesa.

Parametre metalhalogenidových výbojok rovnako ako DRL závisia málo od teploty okolia, ale oveľa viac od výkyvov sieťové napätie. V tomto prípade je často pozorovaný zaujímavý jav – zmena napätia aj v relatívne malých medziach (± 5 %) spôsobuje badateľnú zmenu farby žiarenia. K zmene farby dochádza aj spontánne počas prevádzky lámp a v rôznych prípadoch lámp rôznymi spôsobmi (takzvaná „farebná divergencia“). Toto je obzvlášť viditeľné pri viacsvetelných svetelných inštaláciách, keď pri uvedení zariadenia do prevádzky svietia všetky svietidlá rovnako a po určitom čase sa osvetlenie stáva „viacfarebným“. Podľa noriem rôznych krajín sa teplota farby žiarenia metalhalogenidových výbojok počas ich životnosti môže zmeniť o 500 K, to znamená, že výbojka s Hz = 3500 K („biela“) sa môže stať „teplou bielou“ s Hz = 3000 K alebo „jasná biela“ s Hz = 4000 K. K tomu dochádza preto, že aditíva vyžarujúce svetlo interagujú s kremeňom a volfrámom odlišne a v dôsledku toho sa zloženie náplne počas prevádzky lampy postupne mení.

Treba si uvedomiť, že farba žiarenia niektorých typov metalhalogenidových výbojok závisí aj od pracovnej polohy výbojok, preto výbojky prevádzkujte len v polohe, ktorú upravuje dokumentácia pre každý konkrétny typ.
Metalhalogenidové výbojky sú na výrobu veľmi náročné na prácu a vyžadujú extrémne vysoké výrobné štandardy. Osobitné ťažkosti pri výrobe lámp sú spojené s hermetickým zváraním horákov, pretože existujúca technológia lisovania v puzdrách neposkytuje dostatočnú presnosť pri udržiavaní rozmerov horákov.

Na zvýšenie stability parametrov metalhalogenidových výbojok začali Philips a Osram od roku 1998 vyrábať horáky nie z kremeňa, ale z polykryštalického oxidu hlinitého AI2O3. Autor: chemické zloženie polykryštalický oxid hlinitý je úplne identický so vzácnym zafírom a rubínom, ako aj s obyčajným ílom. Technológovia z rôznych krajín, predovšetkým z USA a ZSSR, sa v rámci svojich vesmírnych programov už dávno naučili, ako vyrobiť tento materiál veľmi vysokej kvality a vyrobiť z neho rúry daného priemeru s dobrou presnosťou. Z polotovarov môžete vyrobiť rúrkové časti prísne udržiavanej dĺžky. Z hľadiska chemickej a tepelnej odolnosti je polykryštalický oxid hlinitý lepší ako kremeň, takže je celkom vhodný na vytváranie horákov pre vysokotlakové výbojky, v ktorých na rozdiel od kremeňa budú všetky geometrické rozmery zachované s veľmi vysokou presnosťou. Problémom vytvorenia takýchto horákov bolo zabezpečiť tesnosť prúdových vstupov schopných pracovať pri vysokých teplotách v prostredí dosť agresívnych halogénových svietiacich prísad. Ale v roku 1998 bol tento problém úspešne vyriešený. Teraz MGL s horákmi vyrobenými z polykryštalického oxidu hlinitého alebo, ako sa častejšie nazývajú, s keramickými horákmi vyrábajú vo veľkých množstvách popredné spoločnosti elektrických lámp.

Presné rozmery horákov a vysoká chemická odolnosť keramiky výrazne zvýšili stabilitu svetelných parametrov MGL. Zmena teploty farby na konci životnosti svietidiel s keramickými horákmi nepresahuje ± 200 K, pokles svetelného toku za 4000 hodín nie je väčší ako 20%. Doteraz sa takéto svietidlá vyrábajú len pri nízkom výkone (20-150 W).

Hlavnou oblasťou použitia metalhalogenidových výbojok je osvetlenie pre farebné televízne reportáže, filmovanie a osvetlenie veľkých športových arén. Vytvorenie svietidiel s nízkym výkonom, najmä s keramickými horákmi, otvorilo širokú cestu pre zavedenie MGL do vnútorného osvetlenia - napr. obchodné podlahy, výklady, výstavné pavilóny, niektoré administratívne priestory a pod.

Životnosť niektorých typov moderných metalhalogenidových výbojok dosahuje 15 000 hodín. Svietidlá sa vyrábajú s rôznymi farbami žiarenia as rôznymi kvalitami podania farieb.
Keďže na zapálenie výboja v halogenidovej výbojke je potrebné napätie niekoľko kilovoltov, výbojky sa zapínajú iba pomocou špeciálnych zapaľovacích zariadení. Na obr. Obrázok 1 znázorňuje typickú schému zapojenia metalhalogenidových výbojok. Ako všetky plynové výbojky, halogenidové výbojky môžu byť prevádzkované len v spojení s predradníkovou tlmivkou, ktorá vytvára fázový posun medzi prúdom a napätím. Preto je potrebná kompenzácia účinníka, to znamená zahrnutie kompenzačného kondenzátora.

Ryža. 1.

V posledných rokoch začalo množstvo spoločností vyrábať elektronické zariadenia na spínanie nízkoenergetických metalhalogenidových výbojok. Vysokofrekvenčné napájanie vysokotlakových lámp neposkytuje také výhody, aké sme videli u žiariviek, a navyše vedie k nestabilite výboja (tzv. „akustická rezonancia“). Preto, na rozdiel od žiariviek, halogenidové výbojky prostredníctvom takýchto zariadení nie sú napájané vysokofrekvenčným prúdom, ale obdĺžnikovým napätím s frekvenciou 100 - 150 Hz. Elektronické zariadenia na zapínanie metalhalogenidových výbojok sú výrazne (3-4 krát) ľahšie ako tlmivky a navyše kombinujú funkcie predradníka a zapaľovacieho zariadenia a niekedy aj kompenzačného kondenzátora. Lampy s keramickými horákmi sa vo všeobecnosti odporúčajú na použitie s elektronickými zariadeniami. 

Nevýhody metalhalogenidových výbojok sú: vysoké náklady (niekoľkokrát drahšie ako DRL, najmä lampy s keramickými horákmi); dlhý čas horenia (až 10 minút); veľká hĺbka pulzácií svetelného toku (pri lampách s prvkami vzácnych zemín, ktoré majú najlepšie farebné podanie, až 100 %); nemožnosť opätovného spustenia horúcej lampy po zhasnutí aspoň na zlomok sekundy; potreba používať zapaľovacie zariadenia.

Keďže metalhalogenidové výbojky s vysokým príkonom sa používajú na osvetlenie veľkých športových podujatí s veľkými davmi divákov, zhasnutie lámp môže spôsobiť medzi divákmi paniku, nehovoriac o poruche. športové podujatie. Na elimináciu takýchto javov sa v svetlometoch na osvetľovanie športových arén okrem bežných zapaľovacích zariadení používajú jednotky okamžitého opätovného zapaľovania lámp - zložité, ťažké a veľmi drahé zariadenia, ktoré automaticky vysielajú impulzy do svietidla, keď zhasne s napätím do 50 kV, schopný zapáliť aj horúcu lampu. Svietidlá určené na prácu s takýmito jednotkami majú špeciálny dizajn - jedna z elektród je vyvedená cez základňu, druhá cez stranu vonkajšej žiarovky oproti základni.

Jedným typom plynových výbojok sú halogenidové výbojky. Obsahujú rovnaký princíp luminiscencie, aký sa používa v každej plynovej výbojke. Princíp spočíva v tom, že v nich dochádza k elektrickému oblúkovému výboju medzi elektródami v lampe, ktorá je naplnená ortuťovými parami a inými chemické prvky. Hlavným rozdielom od jednoduchých plynových výbojok bude to, že zlúčeniny, ako sú jodidy kovov, boli zahrnuté v ortuťových parách. Tieto zlúčeniny sa považujú za halogén. To zaisťuje, že sa odparovanie z elektród volfrámovej výbojky neusadí na vnútorných stenách banky.

Počas prevádzky halogenidovej výbojky interagujú volfrámové pary s halogénovými zlúčeninami, čím sa vytvára zmes jodidu volfrámu. A keď sa lampa vypne, tieto častice sa vrátia späť do elektród.

Preto majú elektródy lampy vysokú ochranu pred zničením a žiarovka zostáva priehľadná po dlhú dobu. Navyše v týchto lampách sa na zlepšenie kvality svetelného toku používajú kovové jodidy, pretože sa mení spektrálna charakteristika oblúkového výboja. Teraz je to najúspornejší a najpraktickejší zdroj svetla. V dôsledku pridania cyklu volfrám-halogén sa životnosť lámp niekoľkonásobne zvýšila.

Kde sa používajú?

MGL produkujú jasnejšie a kvalitnejšie svetlo. Používajú sa na všeobecné pouličné osvetlenie, osvetlenie staveniska, osvetlenie billboardov a na osvetlenie vnútorných priemyselných priestorov. Vďaka širokému spektru luminiscencie sa v niektorých prípadoch používajú na osvetlenie domácností.

Nájdeme ho aj v zimných skleníkoch a zimných záhradách. Je to spôsobené vhodnou teplotou svetla pre život rastlín.
MGL lampy sú obzvlášť žiadané medzi držiakmi akvárií. Najmä tí, ktorí to robia vo veľkých objemoch na predaj. Je to spôsobené tým, že halogenidové akváriové lampy sú schopné reprodukovať správne spektrum pre život rýb.

Dizajn

Vo svojej štruktúre sa zákal veľmi nelíši od svetelných zdrojov ortuťového oblúka. Používa tiež horák vyrobený z keramiky alebo kremeňa. Banka zohráva veľkú úlohu pri zabezpečovaní požadovanej teploty, znižuje tepelné straty a oddeľuje ultrafialové žiarenie. Banka je vyrobená z borosilikátového skla, ktoré má zvýšenú pevnosť a tepelnú odolnosť. Mali by ste vedieť, že priemyselné modely neposkytujú vonkajšiu banku, používa sa kremenné sklo bez ozónu.

Vzhľadom na to, že vo výbojke sú použité moderné úpravy, metalhalogenidové výbojky neobsahujú žhaviace vlákna, čo zaisťuje dlhšiu životnosť. K dispozícii je tiež jednoduchšie štartovanie vďaka použitiu zapaľovacích elektród.

Vzhľadom na to, že prietok halogenidov pri prechode výboja závisí od gravitácie, musí byť lampa počas prevádzky v požadovanej polohe. Svietidlá s dvoma päticami je možné prevádzkovať iba vo vodorovnej polohe. Modely s jednou základňou z väčšej časti fungujú pri vertikálnej inštalácii. Existujú samostatné modely, ktoré sú vhodné pre prácu v akejkoľvek polohe. Horizontálne modely sú označené písmenami „VN“ a vertikálne modely „BUD“. Pre akúkoľvek pozíciu – „univerzálne“.

MGL klasifikácia

Spočiatku sú rozdelené do:

1. Jednostranné;
2. Obojstranné. Inak sa dvojpodstavové nazývajú podhľad;
3. Bez suterénu.

Podľa typu základne:

1. RX7s;
2. G8,5;

Tento svetelný zdroj má 3 svetelné spektrá:

1. Teplé spektrum s teplotou svetla 2700 K;
2. Neutrálne spektrum s teplotou svetla 4200 K;
3. Studené spektrum s teplotou svetla 6400 K.

Označením:

• D – oblúk;
• P – ortuť;
• Y – jodid.

Mocou.

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

Typy svietidiel sa môžu líšiť podľa typu inštalácie:

• Zapustené – keď je možné svietidlo upevniť do podhľadových konštrukcií;
• Nad hlavou – keď je zariadenie pripevnené k stene alebo stropu;
• Dráha - keď má lampa špeciálny reflektor, ktorý môže zvýrazniť polomer žiary;
• Závesné - kedy je možné svietidlo zavesiť na strop alebo stropné preklady.

Výhody a nevýhody

Ako u všetkých typov svietidiel, aj tu existujú výhody aj nevýhody. Medzi výhody patrí:

1. Svetelný tok MGL je 4-krát vyšší ako svetelný tok žiaroviek a účinnosť je 8-krát;
2. Nie je náročný na podmienky prostredia;
3. Kompaktné a úsporné;
4. Životnosť asi 15 000 hodín;
5. K dispozícii je široký výber teplôt svetla.

Medzi nevýhody patrí:

1. Silné zahrievanie banky, čo znižuje požiarnu bezpečnosť;
2. Citlivé na zmeny napätia;
3. Vyžaduje čas na dosiahnutie plnej kapacity;
4. Nedá sa zapnúť do 10 minút po vypnutí, ak nie je žiadny predradník;
5. Citlivé na pracovnú polohu;
6. Vyžadovať špeciálnu likvidáciu.

MGL pripojenie

Keďže tento svetelný zdroj nie je možné pripojiť priamo k sieti, existujú určité pomocné zariadenia, ktoré umožňujú jeho spustenie. Keďže sa horák nedokáže sám zapáliť, potrebuje kvalitný vysokonapäťový výboj. Na tento účel je k dispozícii predradník, ktorý sa inak nazýva predradník. Sú elektromagnetické a elektronické. Najlepšie je zvoliť elektronické predradníky, pretože môžu výrazne predĺžiť životnosť a poskytnúť rovnomerné žiaru pri spustení. Výhodu majú predradníky, ktoré majú zabudovaný IZU, ktorý je schopný nielen zapáliť horák, ale aj obmedziť prúd. Ďalšou výhodou je ich veľkosť, keďže sú skladnejšie a ľahšie. Na predĺženie životnosti a úsporu energie by nebolo zbytočné inštalovať kondenzátor.

Ako si vybrať lampu MGL

Ak chcete vybrať, musíte najprv určiť požadovaný výkon. Pre malé sklady stačí 150-250W pre štadióny, treba použiť svetelné zdroje 1KW alebo vyššie. Ďalej je potrebné zvoliť počet pätíc, pričom treba pamätať na to, že vo zvislej polohe tento svetelný zdroj svieti o niečo horšie a jeho životnosť bude kratšia. Univerzálne modely zlyhávajú rýchlejšie a strácajú svoj svetelný výkon skôr.

Niektoré modely vyžadujú určité typy predradníkov. Napríklad európska lampa nemusí fungovať s americkým predradníkom a naopak. Európske výrobky vyžadujú predradníky s označením HQI.

Spodná čiara

Keďže nemá zmysel používať osvetlenie MGL na domáce účely, musíte jasne pochopiť jeho účel, pretože ide skôr o priemyselné svietidlá. Kvôli času, ktorý musí uplynúť pred reštartovaním, by nemali byť zapojené v oblastiach s výpadkami prúdu. Môžu predstavovať nebezpečenstvo požiaru, preto sa neodporúča používať ich v blízkosti horľavých predmetov. Na spustenie svietidiel MGL je potrebné pripojiť ďalšie prvky, ktoré musia byť tiež umiestnené v svietidle.

Video o MGL

Hlavnou nevýhodou bežných svetelných zdrojov sú obrovské energetické straty a krehkosť. Použitie pokročilejšej technológie umožňuje strojnásobiť prevádzkovú dobu metalhalogenidových výbojok a znížiť spotrebu energie na polovicu. Ich deklarované vlastnosti zostávajú nezmenené. Pokles intenzity žiarenia o 1 – 2 % sa u metalhalogenidových výbojok (MHL) pozoruje až ku koncu ich životnosti.

Všetky svetelné zdroje tohto typu sú klasifikované ako plynové výbojky. Ich hlavnou časťou je horák vyrobený z kremenného skla alebo keramiky. Vo výrobnom procese zariadení sa používajú tepelne odolné materiály, banka je vyrobená z borosilikátového skla s nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti. Modelový rad MGL je veľmi rôznorodý, výrobcovia neustále pridávajú nové produkty pre špecializované aplikácie.

Technické vlastnosti halogenidových výbojok

Fotografia	Kód dodávateľa	názov	Výkon, W	Balíček
		FOTON MH 400W E40 WHITE (BT) 5200K 28000lm 10000h d62 l283 - svietidlo (050)
		FOTON MH 250W E40 WHITE 5200K 20800lm 10000h d46 l256 - svietidlo (046)
		OSRAM HQI-TS 150W/GREEN EXC RX7S - farebná lampa
		OSRAM HQI-TS 150W/MAGENTA RX7S - farebná lampa
		HCI - PAR20 35W/830 WDL PB SP 10D E27 (matné bezpečnostné sklo) OSRAM - svietidlo
		FOTON MH 250W E40 BLUE - lampa (044)
		HCI TT 100W/830 WDL SUPER 4Y WDL PB E40 OSRAM - výbojka
		FOTON MH 400W E40 BLUE (BT) - lampa (048)
		HCI TT 150W/830 WDL PB E40 OSRAM - svietidlo
		FOTON MH 400W E40 RED (BT) - lampa (049)
		Lampa (051) FOTON MH DRI 70W RX7s 5200K BIELA
		Svietidlo DRI (046) FOTON MH DRI 250W E40 WHITE 5200K 20800lm 10000h d46 l256 -
		HCI-TT 150W/830 WDL PB E40 OSRAM - svietidlo
		Svietidlo E27 OSRAM HCI-ET 50W/830 SUPER 4Y
		svietidlo (057)FOTON MH 150W RX7s-24 ZELENÁ
		Svietidlo (058)FOTON MH 150W RX7s-24
		Lampa (047) FOTON MH 400W E40 (BT)
		Svietidlo OSRAM HCI - PAR30 35W/942 NDL PB SP 10D E27 (ochranné sklo matné)
		Lampa OSRAM HCI - PAR30 70W/930 WDL PB FL 30D E27 (4008321964595nová)
		Svietidlo HCI-TM 400W/930 WDL PB G22

Výhody a nevýhody metalhalogenidových výbojok

MGL majú mnoho výhod:

• energetická účinnosť;
• veľká sila;
• významný svetelný výkon: 80–170 lumenov/Watt;
• nenáročnosť na prevádzkové podmienky, najmä na zmeny teploty;
• vyžarované svetlo je čo najbližšie k slnku, v dôsledku toho nedráždi oko;
• kompaktnosť.

Halogenidové výbojky sú však dosť drahé a pri zmene napätia v elektrickej sieti menia farbu žiarenia. Okrem toho trvá určitý čas, kým MGL dosiahne prevádzkový režim.

Tieto nevýhody však nie sú dôležité pre podmienky, v ktorých sa obvykle používajú halogenidové výbojky. Pre vonkajšie osvetlenie je najdôležitejší výkon zdroja a jeho energetická úspornosť. To poskytujú halogenidové výbojky.

MGL umožňuje šetriť energiu pri vysokom jase žiarenia. Vzhľadom na miniatúrnu veľkosť sklenenej banky je možné takéto žiarovky vložiť do kompaktných zariadení na priame vyžarovanie reflektorov.

Jedinečnou vlastnosťou metalhalogenidových výbojok je ich neprekonateľné podanie farieb, ktoré sa veľmi približuje slnečnému žiareniu. Preto je MGL preferovaný pri osvetlení obchodných podláh a výkladov. Po zapnutí halogenidové výbojky rýchlo dosiahnu uvedenú úroveň výkonu. Vyžarovaná biela farba je príjemná pre oči, zatiaľ čo chladné a modré odtiene sú v priemysle žiadané.

Vo svojej práci takéto zariadenia využívajú skôr výboj plynu než tepelnú žiaru žeravého vlákna. Takéto svietidlá možno nazvať relatívne mladými svetelnými zdrojmi, ktorých história siaha nie viac ako päťdesiat rokov. Ich zrod je spojený s množstvom pokusov vedcov na zlepšenie plynových výbojov z hľadiska ich plnenia charakteristický znak je použitie ortuťových pár, zloženia solí a plynov ako pracovnej zmesi. Zloženie soľnej zmesi ovplyvňuje odtieň vyžarovaného svetla. Halogenidová lampa môže vyžarovať svetlo, ktoré má modrastý alebo červenkastý odtieň. Vo vnútri banky je plyn pod veľmi vysokým tlakom.

Vlastnosti zariadení

Halogenidové výbojky sa zapínajú rovnakým spôsobom ako žiarivky, ako aj iné plynové výbojky. Na zapálenie vyžadujú pripojenie k sieti pomocou špeciálneho štartovacieho a ovládacieho zariadenia. Po zapnutí sa v lampe najskôr objaví výboj v argóne, ktorý spustí elektrický oblúk medzi elektródami žiarovky lampy. Keď je lampa vypnutá, ortuť a soli sa usadzujú na stenách banky vo forme častíc. Po spustení okamžite zahreje banku, pričom sa odparia pevné častice, potom výboj pokračuje v parách solí a ortuti. V prvých minútach sa teplota veľmi silno zvyšuje, rovnako ako jas žiarenia. Počas prevádzky sa halogenidová lampa zahrieva na teplotu, ktorá presahuje tisíc stupňov, a preto sú reflektory, v ktorých sa takéto zariadenia používajú, také veľké. Na ich chladenie je potrebný veľký kovový povrch reflektora.

Halogenidová výbojka Philips je oveľa efektívnejšia ako žiarivky, pretože takmer 24 percent spotrebovanej energie sa premení na svetlo. Takéto výrobky sa vyrábajú v pomerne širokom rozsahu výkonu - 20 - 20 000 wattov, čo umožňuje ich použitie všade. Dizajnové prvky sa líšia v závislosti od výkonu lampy.

Oblasti použitia

Nízkoenergetická metalhalogenidová lampa sa dá použiť na rovnakých miestach ako tradičná halogénová lampa - v zariadeniach pre kanceláriu, domácnosť, reklamu, vo vnútri múzejných výstav a obchodov. Je to oveľa ekonomickejšie a efektívnejšie ako halogén, ale vyžaduje inštaláciu ďalších predradníkov.

150W metalhalogenidová lampa je užitočná na osvetlenie veľkej miestnosti alebo na osvetlenie dvora súkromného domu. Pre profesionálnu osvetľovaciu techniku ​​sú vhodné vysokovýkonné zariadenia - výkonné reflektory, divadelné reflektory, fotografické a filmové osvetľovacie zariadenia, ako aj niektoré typy projektorov.

Zaujímavou oblasťou použitia metalhalogenidových lámp môže byť osvetlenie skleníkov a akvárií. Majú emisné spektrum, ktoré je priaznivé pre rast rastlín a koralov.

Takéto zariadenia môžu byť vyrobené s dvoma bankami - vonkajšími a vnútornými. Predpokladá sa, že táto možnosť má zlepšené farebné charakteristiky.