Металлогалогенная лампа что это такое: что это такое, светильник под металлогалогенную разрядную модель

Содержание

Металлогалогенными называются светильники, предназначенные для использования с металлогалогенной (Metal Halide Lamp) лампой, другое название — HID светильники (High-Intensity Discharge — световое излучение большой яркости).

Металлогалогенными называются светильники, предназначенные для использования с металлогалогенной (Metal Halide Lamp) лампой, другое название — HID светильники (High-Intensity Discharge — световое излучение большой яркости).

Металлогалогенная лампа — газоразрядная лампа, в которой электрический разряд происходит в среде, содержащей, кроме инертных газов (ксенона и аргона), небольшое количество паров металла и галогенидов некоторых металлов (например, галлия, натрия). Путем подбора определенного состава наполнителя из данных компонентов, получают световое излучение, нужного спектра. Все многообразие металлогалогенных ламп рассмотрим на примере ламп компании OSRAM.

POWERSTAR HCI

POWERSTAR^® НСI ^®-Т35, 70 и 150 Вт и НС1^®-ТС 35 и 70 Вт — самые компактные металлогалогенные лампы с керамической горелкой.

Стабильная цветовая температура и отличная цветопередача делают лампы НСI идеальными источниками света для изысканного освещения предлагаемых товаров. Эти лампы появились в результате усовершенствования металлогалогенных ламп серии HQJ^®. Лампы отличаются ярким красивым светом однородного цвета, который они излучают на протяжении всего своего срока службы независимо от того, где они используются. Новая керамическая горелка выдерживает более высокие рабочие температуры, чем кварцевая. Это позволяет увеличить количество светогенерирующих ионов металла в световой дуге и улучшить световой спектр. В результате лампы POWERSTAR HCI^® обладают по сравнению с кварцевыми металлогалогенными лампами более высокой световой отдачей и лучшей цветопередачей. Свет ламп с тепло-белой цветностью WDL очень хорошо комбинируется со светом ламп HALOSTAR^®. Все лампы HCI^® имеют наружную колбу из поглощающего ультрафиолетовое излучение кварцевого стекла. Большая интенсивность света этих ламп дает дополнительные преимущества.

Ведь для обеспечения нужного уровня освещенности теперь можно использовать меньше светильников точечного света, что позволит еще больше сократить расходы на электроэнергию и монтаж, а также уменьшить тепловую нагрузку в помещении.

Металлогалогенные лампы можно использовать как для общего, так и для акцентного освещения

POWERSTAR HQI…UVS

POWERSTAR HQI^®~TS UVS — компактные лампы с двумя контактами для подключения и уменьшенным ультрафиолетовым излучением. Они отличаются высокой светоотдачей и великолепными характеристиками цветопередачи. Эти лампы поставляются со следующими цветностями света: дневного света, нейтрально-белая, нейтрально-белая DE LUXE и тепло-белая DE LUXE. Лампы POWERSTAR^® HQI^®-T и HQI-TS мощностью от 70 Вт до 150 Вт являются самыми миниатюрными металлогалогенными лампами в мире, предназначенными для общего освещения. Лампы с тепло-белой цветностью света DE LUXE и с нейтрально-белой цветностью света DE LUXE могут использоваться вместе с лампами HALOSTAR^®.

Преимущества в применении: большой срок службы, интенсивный световой поток и небольшое тепловое излучение. Вместо ограничивающего ультрафиолетовое излучение фильтра может быть использовано более дешевое, устойчивое к переменам температуры, небьющееся силикатное стекло.

Преимущества этих ламп: увеличенная вдвое освещенность или длительность освещения при использовании стандартных защитных стекол и пониженная хрупкость пластмассовых деталей светильника. Рекомендуется применение как для внутреннего освещения (промышленные цеха, торговые залы, витрины, фойе, гостиницы, кафе, выставочные павильоны, офисы, школы, спортивные сооружения, теплицы, а также для экономичного и эффектного освещения архитектурных сооружений, холлов, пассажей и фойе), так и для наружного освещения (установки заливающего света, центральные улицы, скверы и парки, подсветка зданий и памятников). Преимущество металлогалогенных ламп-компактные размеры

POWERSTAR HQI-T, HQI-BT

Лампы POWERSTAR^® HQP-Т предназначены для подсветки зданий.

Это трубчатые прозрачные лампы. HQI-Т 400 BL UE и HQI-Т 400 GREEN — лампы с почти монохроматическим синим или зеленым светом для иллюминации зданий, фонтанов и скверов. Особенно хорошо подходят для создания световых эффектов на киносъемках и сцене.

POWERSTAR HQI-E Лампы HQI^®-E 70 Вт, 100 Вт, 150 Вт, 250 Вт, 400 Вт и 1000 Вт могут устанавливаться в открытые светильники без защитных стекол. Светильники Downlights с лампами РО WERSTA R^® HQP-E излучают красивый неслепящий рабочий свет. Применение: общее освещение с помощью светильников Downlights на промышленных объектах, в офисах и в магазинах. В отдельных случаях в целях обеспечения безопасности следует рассматривать возможность использования защитных стекол.

POWERSTAR HQI-R

Лампы POWERSTAR HQI-R с оптимально отрегулированным светом. Эти лампы практически не имеют теплового излучения. Фокусирующий дихроичный отражатель обеспечивает возможность: создания компактных оптических оптоволоконных систем с высоким КПД; оптимальной юстировки; снижения тепловой нагрузки световода; повышения срока службы лампы; простой замены лампы.

POWERSTAR HQI-TS

Лампы POWERSTAR^® HQI^®-TS с двумя контактами для подключения, без наружной колбы. Специально для ламп POWERSTAR HQI-TS 2000/D/S были разработаны сверхкомпактные прожекторы для стадионов. Компактная конструкция ламп HQI^®-TS 2000/N/L обеспечивает очень хорошее управление светом. Преимущества лампы POWERSTAR^® HQI^®-TS 2000/D/SH: очень компактные лампы для небольших прожекторов с малой ветровой нагрузкой; исключительно короткая световая дуга для очень хорошего управления светом с малым рассеянием; превосходная цветопередача; работа со стандартными устройствами зажигания и ПРА; возможность мгновенного повторного зажигания горячей лампы с помощью специального устройства зажигания. Поэтому лампы используются для освещения спортивных залов, стадионов и больших площадей, применяют в установках заливающего света, для имитации солнечного света, в дефектоскопии материалов.

Особенности работы металлогалогенных светильников

При эксплуатации металлогалогенные светильники имеют некоторые особенности.

Лампа загорается не сразу, а достигает своей максимальной яркости в течении 5 — 10 минут. После выключения светильника, повторное включение возможно не ранее чем через 10 — 15 минут, иначе светильник может выйти из строя. Светильники с металлогалогенной лампой дают гораздо больший световой поток, чем любые другие, поэтому общее освещение в магазине получается намного ярче. До недавнего времени общее освещение столь мощными светильниками было скорее исключением, чем правилом, однако сейчас многие элитные магазины предпочитают устанавливать именно металлогалогенные лампы. Мощный световой поток, идущий от этих ламп, позволяет не делать дополнительную подсветку, так как общий уровень освещенности в магазинах обычно заходит за 1000 люкс, хотя по нормам света требуется гораздо меньше — 400–500 люкс.

Для зажигания металлогалогенной лампы требуется пускорегулирующий аппарат (ПРА), который встраивается в светильник. При монтаже этот блок, состоящий из ПРА и дампы, крепится к потолку. До недавнего времени использовались исключительно электромагнитные пускорегулирующие устройства (ЭМПРА).

Металлогалогенный светильник с таким ПРА имеет большие габариты и весит около 4 кг, что создает сложности при его монтаже. Сейчас многие производители активно переходят на использование электронных пускорегулирующих устройств, «новые» светильники менее габаритны и весят всего около 900 грамм. Кроме того, электронный ПРА обладает улучшенными характеристиками, позволяющими быстрее зажигать лампу и увеличивать срок ее службы. металлогалогенные лампы наиболее экономически выгодны

На данный момент металлогалогенные лампы наиболее экономически выгодны, благодаря высокой световой отдаче, низкому тепловому излучению, прекрасной цветопередаче, очень большому сроку эксплуатации. Световая отдача металлогалогенные лампы примерно в шесть раз больше чем у лампы накаливания такой же мощности, а срок жизни превышает срок жизни лампы накаливания в десять раз. Приведем пример: для того чтобы добиться освещенности 1500Lx, необходимы четыре металлогалогенные лампы мощностью 150 Вт или тридцать (120 Вт) зеркальных ламп накаливания.

К тому же, применение последних рискованно с точки зрения повреждения демонстрируемых образцов. Особенно следует отметить цветопередачу металлогалогенных ламп, благодаря которой цвета не искажаются, а усиливаются, делаются более сочными, что способствует продаже товаров, которые порой невозможно разглядеть в темных магазинах.

Источники света — люминесцентные, галогенные и металлогалогенные. Все три названных вида ламп, как правило, используются для общего освещения. Их применение зависит от размера торговой площади. Так, если небольшое помещение с низкими потолками осветить металлогалогенными лампами, которые обладают наибольшей мощностью из перечисленных, то свет попросту будет ослеплять. Поэтому металлогалогенновое освещение используют в основном для акцентирования внимания на отдельных предметах. Практически вышли из применения обычные лампы накаливания, поскольку они проигрывают по многим показателям современным источникам света: слишком неэкономичны, чувствительны к перепадам напряжения и имеют чересчур короткую «жизнь» — 1 тыс. часов, в то время как, например, металлогалогенная лампа прослужит 12 тыс. часов. К тому же, принцип работы металлогалогенных ламп делает их нечувствительными к любым «скачкам» напряжения.

Конечно, лампы нового поколения стоят достаточно дорого — цена самого простого светильника такого типа составляет $50, стоимость сложных конструкций может достигать и $500. Однако, по мнению многих экспертов, клиентам выгодно устанавливать именно дорогостоящие источники света — из-за их экономичности. Ведь осветив магазин копеечными лампочками накаливания, на определенном этапе владельцы сталкиваются с тем, что плата за потребление электроэнергии превышает стоимость установки дорогого оборудования. Вдобавок владельцы торговых предприятий, расположенных в центре, вынуждены решать еще одну проблему — нехватку мощности сети из-за постоянной перегрузки. По этой причине создать достаточный световой фон можно только с помощью экономичных источников, каковыми и являются металлогалогенные лампы.

Отправьте нам заявку и получите проект освещения бесплатно

Мы на выгодных условиях сотрудничаем с архитекторами и дизайнерами, сетевыми магазинами, строительными и девелоперскими компаниями, проектными организациями и дилерами. Свяжитесь с нами, и мы обсудим детали сотрудничества на особых условиях

Спасибо, мы получили Ваше
обращение и перезвоним в
ближайшее время!

В рабочий день среднее время
ожидания не превышает 15 минут

Отправка заявки завершилась неудачей, пожалуйста, повторите попытку позднее

Понравилась статья? Поделитесь ей с друзьями!

Твитнуть

Плюсануть

Запинить

Теги: Источники света, Осветительное оборудование

Металлогалогенная лампа — это.

.. Что такое Металлогалогенная лампа? Лампа ДРИ 250

Металлогалоге́нная ла́мпа (МГЛ) — один из видов газоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. Отличается от других ГРЛ тем, что для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути в горелку МГЛ дозируются специальные излучающие добавки (ИД), представляющие собой галогениды некоторых металлов.

Терминология

До середины 1970-х гг. в отечественной светотехнике применялся термин «металлогалоидная лампа», что было обусловлено наименованием химических элементов VII группы периодической системы — «галоиды». В химической номенклатуре было признано неправильным использование этого термина, поскольку «галоид» в буквальном переводе с греческого — «солеподобный», и в повсеместное употребление вошло слово «галоген» — буквально «солерод», указывающее на высокую химическую активность этих веществ и образование в реакциях с ними солей металлов. Поэтому в настоящее время применяется русскоязычный термин «металлогалогенная лампа», включённый в состав русской редакции Международного светотехнического словаря МКО. Использование словесных ка́лек с английского термина «metal halide lamp» («металлогалоидная», «металлогалидная») является недопустимым.

Применение

МГЛ — компактный, мощный и эффективный источник света (ИС), находящий широкое применение в осветительных и светосигнальных приборах различного назначения. Основные области применения: утилитарное, декоративное и архитектурное наружное освещение, осветительные установки (ОУ) промышленных и общественных зданий, сценическое и студийное освещение, ОУ для освещения больших открытых пространств (железнодорожные станции, карьеры и т. п.), освещение спортивных объектов и др. В ОУ технологического назначения МГЛ могут использоваться как мощный источник видимого и ближнего ультрафиолетового излучения. Компактность светящегося тела МГЛ делает их весьма удобным ИС для световых приборов прожекторного типа с катоптрической и катадиоптрической оптикой.

Принцип действия

Светящимся телом МГЛ является плазма дугового электрического разряда высокого давления. В этом МГЛ схожа с другими типами РЛ. Основным элементов наполнения разрядной трубки (РТ) МГЛ является инертный газ (как правило, аргон Ar) и ртуть Hg. Помимо них в газовой среде наполнения присутствуют галогениды некоторых металлов (ИД). В холодном состоянии ИД в виде тонкой плёнки конденсируются на стенках РТ. При высокой температуре дугового разряда происходит испарение этих соединений, диффузия паров в область столба дугового разряда и разложение на ионы. В результате ионизированные атомы металлов возбуждаются и создают оптическое излучение (ОИ).

Основной функцией инертного газа, наполняющего РТ МГЛ, как и в других ртутных РЛ, является буферная, иными словами, газ способствует протеканию электрического тока через РТ при низкой её температуре, то есть в то время, когда большая часть ртути и, тем более, ИД, находятся ещё в жидкой или твёрдой фазе, и парциальное давление их весьма мало. По мере прогрева РТ током происходит испарение ртути и ИД, в связи с этим существенно изменяются как электрические, так и световые параметры лампы — электрическое сопротивление РТ, световой поток и спектр излучения.

Выбор ИД производится таким образом, чтобы заполнить имеющиеся в спектре излучения ртути «провалы» с целью получения необходимого спектра лампы. Так, в МГЛ, используемых для целей общего и местного освещения, необходимо компенсировать недостаток красного и жёлтого света в спектре ртути. В цветных МГЛ необходимо повысить выход излучения в заданном узком спектральном диапазоне. Для МГЛ, используемых в фотохимических или фотофизических процессах, как правило, необходимо повысить интенсивность излучения в ближней ультрафиолетовой области (УФ-A) и непосредственно примыкающей к ней области видимого ОИ (фиолетовой). Сам принцип действия МГЛ был предложен в 1911 г. Ч. Штейнмецом, хотя, проводя исторические аналогии, можно увидеть аналогию и в устройстве «ауэровских колпачков», применявшихся для повышения световой отдачи керосиновых и газовых источников света (ИС).

Как и другие виды РЛ, МГЛ нуждаются в применении специальных устройств для инициирования разряда. В качестве них применяют либо вспомогательные (зажигающие) электроды, в общем аналогичные по конструкции электродам ламп ДРЛ, либо предварительный подогрев одного из электродов до температуры термоэлектронной эмиссии, либо внешние импульсные зажигающие устройства (ИЗУ). Согласование параметров (вольтамперных характеристик, ВАХ) источника электропитания и лампы производится с помощью пускорегулирующего аппарата (ПРА), в обиходе называемого балластом.

Как правило, в качестве ПРА используется дроссель, иногда — повышающий трансформатор с повышенным магнитным рассеянием, обеспечивающим падающий характер его внешней ВАХ. В последнем случае зажигание разряда в МГЛ происходит под воздействием высокого напряжения холостого хода трансформатора без использования каких-либо иных зажигающих устройств. Возможность широкого варьирования спектральных и электрических характеристик МГЛ, широкий диапазон мощностей и высокая световая отдача способствуют всё более широкому распространению их в различных осветительных установках. МГЛ является одним из наиболее перспективных заменителей ламп ДРЛ, а за счёт более благоприятного для восприятия человеком спектра излучения — и натриевых РЛВД (НЛВД).

Конструкция

Основой МГЛ является РТ (горелка), обычно изготавливаемая из кварцевого стекла. В последние годы всё более широкое распространение получают МГЛ с РТ из специальной керамики. Преимуществом керамических горелок является их более высокая термостойкость.

В большинстве конструкций МГЛ горелка помещается во внешнюю колбу, играющую двоякую роль. Во-первых, внешняя колба обеспечивает нормальный тепловой режим РТ, уменьшая её теплопотери. Во-вторых, стекло колбы выполняет функции светофильтра, сильно обрезающего жёсткое УФ излучение горелки. Для изготовления внешних колб МГЛ используется боросиликатное стекло, механически и термически устойчивое, относящееся по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР) к группе вольфрамовых стёкол.

МГЛ, предназначенные для использования в технологических процессах, как правило, внешней колбы не имеют, что обусловлено необходимостью эффективного использования их УФ излучения. С целью уменьшения озонообразования иногда для таких МГЛ используют безозонное кварцевое стекло, значительно ослабляющее выход резонансной линии ртути 185 нм.

МГЛ могут изготавливаться в одно- и двухцокольном (софитном) исполнении (последние предназначены для работы только в горизонтальном положении). Номенклатура используемых цоколей чрезвычайно широка и постоянно расширяется в связи с разработкой новых моделей ламп, предназначенных для специфических условий применения. Некоторые модели ламп, в основном, предназначенные для замены ламп типа ДРЛ, имеют на внутренней стороне внешней колбы слой люминофора.

Для облегчения зажигания МГЛ в некоторых конструкциях РТ предусматривается установка одного или двух вспомогательных (зажигающих) электродов — аналогично конструкции ламп типа ДРЛ. Однако использование такого метода в МГЛ затруднено по ряду причин, обусловленным особенностями химического состава наполнения РТ. Как правило, в МГЛ, оснащённых зажигающим электродом, питание последнего отключается с помощью термоконтакта после зажигания в горелке основного разряда и её прогрева. Более широко применяется зажигание МГЛ с помощью ИЗУ.

Схемы включения в электрическую сеть

ПРА компании Helvar 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^{[источник не указан 689 дней]} 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 зажигание 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.

Цветовая температура горения

Первоначально МГЛ 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 света). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый дневной свет, имеющий индекс цветопередачи более 90.

МГЛ способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 2500 К (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 подаваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего света, 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 ИД, 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 лампы еще не достигла рабочей температуры и ИД 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.

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. ^[1]^[2] 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, ее 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 ее 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.

Колбы

Обозначение колб состоит из буквы/букв, указывающих на их форму, и цифрового кода, обозначающего в восьмых частях дюйма максимально возможный диаметр колбы. Например, маркировка E17 обозначает, что лампа имеет эллипсоидальную форму с максимальным диаметром ¹⁷/₈ или 2¹/₈ дюйма.

Буквенные обозначения колб: BT (Bulbous Tubular) — бульбовидно-трубчатая, E или ED (Ellipsoidal) — эллипсоидальная, ET (Ellipsoidal Tubular) — эллипсоидно-трубчатая, PAR (Parabolic) — параболическая, R (Reflector) — рефлекторная, T (Tubular) — трубчатая.

Примечания

↑ Бородин В. И., Луизова Л.А., Хахаев А.Д., Трухачева В.А. Исследование временных и пространственных распределений параметров многокомпонентной плазмы закрытой дуги высокого давления.. — Петрозаводск: Межвуз. Сб. Оптика неоднородных сред., 1981. — С. 117-141.
↑ Бородин В. И. Конвекция в ртутных дуговых разрядах с легкоионизуемыми примесями.. — Москва: Теплофизика высоких температур., 1982. — В. 3. — Т. 20. — С. 443-446.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 27 ноября 2012.

Устройство металлогалогенной лампы ДРИ

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

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

Принцип работы

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

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

Выбор металлогалогенной лампы

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

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

Резюмируем

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

Наши менеджеры компании ГК ПрофЭлектро окажут специализированную помощь и помогут подобрать необходимый для вас товар. Чтобы сделать заказ или узнать стоимость звоните по телефону +7 499 707 14 60 или оставляйте заявку [email protected] и мы Вам перезвоним сами!

особенности, устройство и схема включения

Металлогалогенные лампы — это газоразрядные источники освещения, поэтому, излучаемая ими световая энергия осуществляется в результате электрического разряда в парах металлов. Главная отличительная их особенность от других газоразрядных ламп, бесспорно — это применение специальных излучающих добавок (галогенидов некоторых химических элементов и паров ртути), содержащихся в стандартной газовой среде горелки (инертный газ).

В выключенном (холодном) состоянии эти добавки оседают на поверхномсти горелки (разрядной трубки) лампы. При включении зажигается дуговой разряд и по достижении колбой рабочей температуры осевшие на стенке в виде конденсата галогениды начинают испаряться, принимая парообразное состояние.

Перемещение излучающих добавок — галогенидов в зону дугового разряда с высокой температурой сопровождается разложением на ионы. после чего ионизированные атомы металлов возбуждаются, образуя оптическое излучение.

Устройство. Основным элементом конструкции этих ламп является горелка — разрядная колба, выполненная из кварцевого стекла, которая находятся внутри внешней части лампы — внешней колбы из боросиликатного стекла. Кварцевая горелка, заполненная инертным газом и ртутью необходима для создания дугового разряда между двумя основными электродами, заведёнными в горелку.

Количество электродов может быть и б?ольшим — так, в целях улучшения зажигания дуги в некоторых металлогалогенных лампах могут быть предусмотрены один или два дополнительных (вспомогательных) электрода для зажигания. Внешняя колба, кроме уменьшения тепловых потерь, нейтрализует, задерживает вредное УФ-излучение разрядной колбы.

Схема включения. Как упоминалось самом начале, металлогалогенные лампы относятся к газоразрядным источникам освещения, и для зажигания дуги и поддержки их нормальной работы в цепь лампы включают дополнительные устройства — ИЗУ и ПРА.

Само название ИЗУ (импульсное зажигающее устройства) говорит само за себя — оно даёт «толчок» лампе, генерируя высоковольтный импульс с напряжением, достаточным для зажигания дуги (несколько киловольт). ПРА — пускорегулирующая аппаратура, обеспечивает ограничение и стабилизацию тока в питающей сети.

Достоинства металлогалогенных ламп. Главное их достоинство — это их светотехнические параметры, благодаря чему характеристика излучения этих ламп максимально приближена к естественному дневному свету. Достаточно рассмотреть диапазон цветовой температуры их излучения — от 2000 до 6500 К, спектр очень широкий — от «холодного» до «тёплого».

Экономичность потребления — не менее важное, особенно в настоящее время качество. При своей, довольно высокой светоотдаче, «металлогалогенки» отличаются небольшим потреблением электроэнергии. МГЛ в сравнении с обычной лампой накаливания в интенсивности вырабатываемого света не менее, чем в 5 раз эффективнее последней при одинаковой их мощности.

Большой срок службы — некоторые производители этих изделий гарантируют до 15000 ч. работы (средний срок службы 6000-8000ч).

Недостатки. Как, наверное, любые источники освещения, МГЛ , конечно, имеют и свои недостатки. Главный недостаток этих ламп — довольно, высокая их стоимость на сегодняшний день.

Также, область применения «галогенок» серьёзно ограничивается некоторыми особенностями работы: при выключении светильника с металлогалогенной лампой, для повторного включения лампа должна остыть, а при включении необходимо некоторое время (зависит от мощности лампы), чтобы она «разгорелась».

Значительное тепловыделение — еще один недостаток МГЛ, что ограничивает высоту их установки — она зависит от мощности ламп.

Невозможность диммирования. Впрочем, невозможность реализации плавной регулировки интенсивности света — недостаток всех газоразрядных ламп.

Металлогалогенные источники света. Преимущества и недостатки

Использование в конструкции металлогалогенных ламп иодидов натрия и скандия, которые входят в состав категории галогенидов металлов, корректирует спектр дугового разряда. Металлогалогенные лампы принадлежат к газоразрядным источникам света высокого давления, использующим для наполнения колбы, ртутные пары и аргон.

Работа металлогалогенных осветительных устройств

Инициирование разряда происходит с помощью вспомогательных разжигающих электродов или посредством импульсного промежутка. Пуск осветительного устройства возможен благодаря использованию балласта (пускорегулирующая аппаратура). С его помощью согласовываются значения питающего напряжения от источника питания и и параметры лампы.

Работа осветительного устройства происходит только после разогрева лампы, период длится примерно 7 минут.

Если светильник был выключен, и возникла необходимость его повторного включения, запуск произойдет только после остывания лампы, на это уходит 10 минут. Если пытаться включить лампу до этого срока, она может перегореть. Для защиты от несанкционированного пуска и быстрого повторного включения в конструкции светильника предусмотрен специальный датчик. Он защищает устройство от поступления напряжения на не успевшую остыть лампу.

Светотехнические качества металлогалогенных ламп

Подобное осветительное устройство обладает мощным и интенсивным световым потоком, который не свойственен другим источникам света. Осветительное устройство оборудуется ЭПРА (электромагнитный пускорегулирующий аппарат).

Недостаток его – большие габаритные размеры и масса, которая достигает 4 кг. Альтернативой этим устройствам являются электронные ПРА, их вес доходит до 1 кг. ПРА отличает наличие повышенных качественных характеристик, что дает возможность увеличить время работы источника света, уменьшить показатели потребление электрической энергии и избавиться от неприятного, монотонного гудения, свойственного ЭПРА.

Высокие показатели светоотдачи и цветопередача, возможность работать длительное время без перерыва, низкая теплоотдача делают эти лампы великолепным источником света для наружного освещения. Качество создаваемого освещения намного выше качественных показателей света других источников.
Для освещения жилых помещений используют металлогалогенные лампы с высоким спектром, оборудованные керамогорелкой, по сравнению с люминесцентным освещением они отличаются большей стоимостью, но превосходят его по качеству света.

Недостатки металлогалогенных источников света

К минусам подобных осветительных устройств относятся:
1. Чувствительность к вибрации.
2. Регулирование интенсивности светового потока отсутствует.
3. Большое тепловыделение.
4. Продолжительный период розжига лампы.

Достоинства металлогалогенов

Несомненными плюсами их служат:

1. Длительный рабочий период.
2. Хорошие экономичные показатели.
3. Цветовая температура ламп варьируется до 6500К.
4. Высокая интенсивность светового потока.
5. Низкое энергетическое потребление.
6. Стойкость к температурным перепадам
7. Малые размеры дают возможность применения в труднодоступных местах.

Металлогалогенные лампы по своим светотехническим показателям являются хорошей заменой прочим источникам света, относящимся к энергосберегающей категории.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Подключение металлогалогенной лампы | ОСК Лампы.РФ

Энергоэффективные газоразрядные лампы прочно вошли в наш обиход: их ценят за длительный срок службы, высокий ресурс и ровный яркий свет. Металлогалогенные устройства используются там, где нужно мощное, приближенное к дневному, освещение: в офисах и выставочных центрах, на съемочных площадках, цирковых и спортивных аренах. Лампы, в колбы которых, кроме паров ртути и инертных газов, закачаны соли-галогениды, служат для подсветки аквариумов и генерируют мощный бело-голубой свет ксеноновых автомобильных фар.

Как и другие газоразрядные источники света, МГЛ не подключаются к сети напрямую. Для того чтобы привести в соответствие параметры лампы и источника тока, используют специальный пускорегулирующий аппарат (ПРА), который еще называют дросселем, балластом. Для долгого срока службы источника света необходимо точно подобрать дроссель с соответствующими лампе характеристиками силы тока и напряжения: любые отклонения от этих параметров приведут к ухудшению цветопередачи.

Различают электромагнитные балласты и ПРА электронного типа. Последние более предпочтительны: ЭПРА позволят увеличить срок службы галогенных ламп на 50 %, уменьшить энергопотребление и обеспечить ровный стабильный свет, сгладив перепады напряжения в сети. Кроме того, электромагнитные ПРА шумны и громоздки.

Кроме дросселя (балласта), для подключения металлогалогенных ламп (МГЛ) понадобятся:

стартер (ИЗУ — импульсное зажигающее устройство),
фазокомпенсирующий конденсатор.

ИЗУ работает в момент пуска, производя серию импульсов напряжением 2–7 киловольт. Высоковольтный разряд обеспечивает зажигание дуги и разгорание лампы. Далее дроссель поддерживает стабильный рабочий режим — ограничение и стабилизацию тока в питающей сети. Конденсатор обеспечивает выравнивание фазы в сети и тем самым позволяет избежать излишнего расхода электроэнергии.

Достоинства и недостатки металлогалогенных ламп

К положительным характеристикам МГЛ относят высокий ресурс, экономичное потребление энергии и яркий стабильный свет. Однако, несмотря на постоянные усовершенствования, существует и ряд недостатков металлогалогенных ламп. Это — длительное время розжига, необходимость в перерыве на остывание (10–15 мин.) между включениями, значительное тепловыделение и высокая цена.

В чем разница между галогенидом металла и натрием высокого давления?

Металлогалогенные лампы и натриевые лампы высокого давления являются частью семейства ламп HID. Основное визуальное различие между ними заключается в том, что металлогалогенный свет имеет белый цвет, а свет, излучаемый натриевой лампой высокого давления, имеет янтарно-оранжевый цвет.

Эти лампочки нельзя заменить без замены их балласта, регулирующего элемента всех лампочек.Их работа немного отличается, и поэтому они требуют разных балластов. Также следует тщательно выбирать базовую лампу. И металлогалогенные лампы, и лампы HPS доступны в соединениях со средним и большим основанием. Здесь мы можем узнать, почему вам лучше всего подойдет металлогалогенная лампа или натриевая лампа высокого давления.

Преимущества галогенида металла

Металлогалогенные лампы производят свет, пропуская электрический ток через смесь ртути и газообразного галогенида металла, чтобы получить белый свет.Как вы можете видеть с металлогалогенными лампами мощностью 250 Вт, есть точная система, которая проходит через лампу для получения света высокой интенсивности. Эти огни более высокого качества, чем лампы накаливания, и позволяют наиболее правильно отображать свет. к производимому свету высокой интенсивности.

Наилучшие варианты применения галогенидов металлов

Как уже говорилось, устройства с высокой выходной мощностью лучше всего подходят для металлогалогенных огней, например, для стадионов, строительных площадок и парковок. Светильник мощностью 100 Вт от заката до рассвета можно использовать для погрузочных платформ, скотных дворов и парковок, чтобы обеспечить оптимальное освещение в течение длительных периодов времени.В обычных условиях применения к фарам можно предъявить иск для автомобильных фар, но следует знать, что эти фары имеют самый длительный период прогрева по сравнению со всеми другими фарами.

Преимущества натрия высокого давления

Основным преимуществом ламп HPS является срок службы около 24 000 часов и их довольно дешевая замена по сравнению с металлогалогенными лампами. При использовании светильников HPS потребители не подвергаются риску контакта с ртутным, инфракрасным или ультрафиолетовым светом, которые могут причинить вред животным и людям.Эти меры предосторожности делают их очень популярными при покупке фонарей для повседневного использования.

Наилучшие варианты применения натрия высокого давления

Из-за низкого цветового спектра натриевых ламп высокого давления излучаемый свет ограничен теплым темно-желтым светом. Большинство светильников HPS используются для уличных фонарей, хотя они тоже имеют длительный период прогрева для получения света высочайшего качества. Одним из бестселлеров Superior Lighting является светильник для фотоуправления мощностью 150 Вт, работающий от заката до рассвета, благодаря его двойному использованию во влажных помещениях и высокоточному литому под давлением алюминию в качестве дополнительной функции безопасности.

Ищете другие светильники? Хочу увидеть больше?

Убедитесь, что вы создаете желаемую атмосферу с помощью правильного освещения от Superior Lighting. Мы стремимся к созданию световых решений для всех типов домов и предприятий. Пообщайтесь с нашими экспертами, используя нашу контактную форму, чтобы обсудить вопросы, которые могут у вас возникнуть по поводу освещения определенных помещений, какие светильники покупать или если вы хотите разместить оптовые заказы.

Типы металлогалогенных и натриевых ламп высокого давления

Что такое металлогалогенные лампочки? от экспертов по коммерческому освещению.

Металлогалогенная лампа — это электрический свет, который излучает свет от электрической дуги через газообразную смесь испаренной ртути и галогенидов металлов [1] [2] (соединения металлов с бромом или йодом). Это газоразрядная лампа высокой интенсивности (HID). [1] Разработанные в 1960-х годах, они похожи на ртутные лампы [1], но содержат дополнительные соединения галогенидов металлов в дуговой трубке, которые улучшают эффективность и цветопередачу света.

Металлогалогенные лампы обладают высокой светоотдачей, составляющей около 75-100 люмен на ватт [2], примерно в два раза эффективнее, чем у ртутных ламп, и в 3-5 раз больше, чем у ламп накаливания, [1] умеренно длительный срок службы лампы (от 6000 до 15000). часов) [2] [3] и производят интенсивный белый свет.Как один из наиболее эффективных источников белого света с высоким индексом цветопередачи, галогениды металлов являются наиболее быстрорастущим сегментом в осветительной промышленности. [1] Они используются для верхнего освещения [2] коммерческих, промышленных и общественных помещений, таких как парковки, спортивные арены, фабрики и магазины розничной торговли [1], а также для освещения жилых помещений и автомобильных фар (ксеноновые фары). .

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

Выходная мощность	Коды ANSI
20 Вт	M175
39 Вт	M130
50 Вт	M110
70 Вт	М98, М139, М143
100 Вт	М90, М140
150 Вт	М102, М142
175 Вт	М57, М137
200 Вт	M136
250 Вт	М58, М138, М153
320 Вт	М132, М154
350 Вт	М131, М171
400 Вт	М59, М135, М155
450 Вт	M144
750 Вт	M149
1000 Вт	М47, М141

Освещение 101: светодиоды против металлогалогенидов и натрия высокого давления

Светодиод против металлогалогенного

Что такое светодиоды?

Прежде чем мы разберем соперников, давайте поговорим о действующем чемпионе.

Для тех, кто еще не открыл для себя красоту светодиодов, светодиодные лампы — это «светоизлучающие диоды», в которых электричество проходит через два электрода — анод и катод). Диоды изготовлены из полупроводниковых материалов и не используют никаких нитей накала.

Преимущества светодиодов

Использование светодиодов дает множество преимуществ.

Наиболее значительными преимуществами являются: чрезвычайно долгий срок службы (от 50 000 до 100 000 часов и более), очень высокая энергоэффективность, исключительно высокое качество света и незначительные затраты на техническое обслуживание или их отсутствие.Светодиоды имеют широкий диапазон цветовых температур, и хотя индекс цветопередачи зависит от конкретного осветительного прибора, светодиоды имеют общий диапазон индекса цветопередачи от 65 до 95. Светодиоды мгновенно включаются / выключаются, что означает, что им не требуется время на прогрев или охлаждение. Это значительно продлевает срок их службы и обеспечивает ровный, ровный свет без мерцания.

Светодиоды

излучают свет с углом распространения 180 градусов, что идеально для направленного освещения — обычного стремления к освещению — и не требует отражения и перенаправления, что повышает его эффективность.Светодиоды не производят инфракрасного или ультрафиолетового излучения и очень мало тепла, преобразуя большую часть энергии непосредственно в видимый свет.

Начальная стоимость светодиодов выше, чем металлогалогенные и другие традиционные светильники, однако окупаемость со временем очень высока. Светодиоды служат экспоненциально дольше, практически не требуют обслуживания и обладают высокой энергоэффективностью.

Что такое галогениды металлов?

Металлогалогенные лампы излучают свет, пропуская электрический ток через смесь ртути и газа металлогалогена.В отличие от светодиодов они содержат хрупкие нити.

Преимущества галогенидов металлов

Металлогалогенные лампы

намного эффективнее и качественнее ламп накаливания. Они полезны для приложений с высокой интенсивностью из-за их высоких цветовых температур, и это, безусловно, их самая положительная характеристика. Галогениды металлов также имеют очень высокий источник белого света с индексом цветопередачи, что делает их идеальными для применений, где требуется наиболее правильное представление цвета, например, в покрасочных камерах.

Недостатки металлогалогенидов

В то время как галогениды металлов отлично подходят для применений с высокой выходной мощностью, таких как автомобильные фары, спортивные стадионы и строительство, у них самый длительный период прогрева из всех источников света, иногда до 20 минут для достижения полной рабочей температуры. Из-за этого периода экстремального нагрева металлогалогенные лампы должны работать в течение более длительных периодов времени, поскольку включение / выключение не происходит мгновенно, в отличие от светодиодов. Это резко сокращает срок их службы: в среднем от 6000 до 15000 часов для каждой лампы.

Еще одним недостатком галогенидов металлов является то, что они всенаправленны, что означает, что они излучают 360 градусов света. Это требует, чтобы свет отражался и перенаправлялся там, где это необходимо, что вызывает рассыпание света и снижает эффективность света в целом. Кроме того, галогениды металлов действительно производят ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение — это трата энергии, а УФ-излучение наносит вред атмосфере, животным и людям. Тепловыделение от галогенидов металлов также намного больше, чем от светодиодов, что означает, что меньше энергии направляется на фактическое освещение.

Кроме того, галогениды металлов относительно хрупки и при разрыве требуют особого обращения, поскольку они содержат опасные материалы, такие как ртуть. В целом галогениды металлов дешевы в краткосрочной перспективе, но дороги в долгосрочной перспективе из-за постоянных затрат на техническое обслуживание и замену.

Светодиод против натрия высокого давления

Что такое натриевые лампы высокого давления?

Натриевые лампы высокого давления создают электрическую дугу через испаренный металлический натрий, в то время как дополнительные материалы и газы работают, чтобы запустить лампу и контролировать ее цвет.

Преимущества натрия высокого давления

Основным преимуществом использования HPS является то, что они являются единственным источником света с такой же эффективностью, что и светодиоды, и хорошо поддерживают люминесценцию. У них также большой срок службы — около 24 000 часов — хотя это значительно меньше, чем у светодиодов. Они также довольно дешевы в приобретении и дешевом обслуживании, и они не излучают инфракрасное или ультрафиолетовое излучение.

Недостатки натрия высокого давления

Во-первых, лампы HPS имеют очень узкую цветовую гамму, ограниченную теплым темно-желтым светом.Хотя они очень популярны для уличных фонарей, они не подходят для многих других целей. У них также наихудший индекс цветопередачи среди всех источников света, около 25, и, как и у металлогалогенидов, требуется период прогрева, и они могут мерцать или периодически включаться и выключаться в конце срока службы.

Как и металлогалогенные лампы, натриевые лампы высокого давления являются всенаправленными, что расходует свет и снижает их эффективность. Они теряют примерно 15% тепловыделений, что увеличивает их неэффективность.

Стоимость светильников

HPS различается в зависимости от конкретных светильников, но они дешевы по сравнению со светодиодами.Однако они очень хрупкие и работают со стеклянной колбой, что делает их небезопасными для опасных или взрывоопасных сред. Это делает затраты на обслуживание и замену намного выше, чем у светодиодов, и делает их более сопоставимыми с металлогалогенными лампами.

Решение

Надеюсь, из этой информации вы смогли понять, что светодиоды, как правило, являются более достойным противником в сравнении с HID-источниками света. Хотя важно отметить, что металлогалогенные лампы и натриевые лампы высокого давления имеют некоторые преимущества по сравнению со светодиодами для конкретных приложений и небольших бюджетов.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Будьте в курсе новых продуктов, кодов скидок и последних новостей Larson Electronics!

100% конфиденциальность.

Металлогалогенид — обзор

2.2 Резонансная спектроскопия комбинационного рассеяния галогенидзамещенных гибридных перовскитов

Галогенидное замещение в металлогалогенидных перовскитах (MHP) номинального состава CH ₃ NH ₃ PbI ₂ X, где X — I. , Br или Cl влияет на морфологию, квантовый выход заряда и локальное взаимодействие с органическим катионом МА.Рамановская спектроскопия в сочетании с теоретическими расчетами колебаний подтвердили ранние выводы о разделении фаз иодид-хлорид перовскитов, а также показали, что галогенидное замещение галогенидами, образующими более короткую связь с Pb, может делокализовать заряд катиона MA; следовательно, высвободить колебательное движение катиона МА, которое приведет к более адаптивной органической фазе [60].

Рамановская спектроскопия с лазерным возбуждением на длине волны 532 нм выполняется в пределах профиля поглощения материалов MHP и, таким образом, находится в резонансных (электронно-возбуждающих) условиях, предоставляя информацию о колебаниях в возбужденном состоянии, а также может дать ключ к разгадке механизмов разделения / переноса заряда.Фундаментальные колебания в изолированных кластерах и тенденции расщепления вырожденных состояний при включении различных галогенов были исследованы с помощью низкочастотных рамановских измерений (до 10 см ⁻¹) и непериодических DFT-расчетов с акцентом на упорядочение пиков для определения рамановских свойств MHP [60].

Экспериментальный спектр комбинационного рассеяния для MAPbI ₃ показывает пики колебаний при 40, (54), (63), 71, 94, 108, 135 и 145 см ^-1, тогда как MAPbI ₂ Cl показывает соответствующие пики при 40, NA, NA, 71, 97, 110 и широкий пик при 166 см ^-1, как показано на рис.2.8. Обозначение NA (неприменимо) подчеркивает, что пики не могут быть разрешены, и вместо этого в спектрах отображается плечо в этой области. Помимо самых сильных пиков комбинационного рассеяния при 69–73, 94–97 и 108–110 см ^–1, пики также при 40 и 54 см ^–1 зависят от галогенидного состава во время синтеза.

Рисунок 2.8. (A) Экспериментальные рамановские спектры, (B) три основные колебательные моды идеального и возмущенного неорганических октаэдров O _h и октаэдров с установленным биметиламмонием Рамановские спектры, рассчитанные методом DFT для (C) PbI ₆ с 2 MAPbI ₆, (D) PbBr ₆ с 2 MAPbBr ₆ и (E) PbCl ₆ с 2 MAPbCl ₆, и сравнение 2 MAPbI ₆ с (F) 2 MAPbI ₅ Br, (G) 2 MAPbI ₄ Br ₂ (H) 2 MAPbI ₅ Cl и (I) 2 MAPbI ₄ Cl ₂.(J, K) Нормированные экспериментальные спектры комбинационного рассеяния света, записанные при очень низкой интенсивности лазера (<0,01 мВт) [60].

Воспроизведено с разрешения из ссылки B.-w. Парк, С. Джайн, Х. Чжан, А. Хагфельдт, Г. Бошлоо, Т. Эдвинссон, Резонансное комбинационное рассеивание и механизм передачи заряда, зависящий от энергии возбуждения в галогенидзамещенных гибридных перовскитных солнечных элементах, ACS Nano 9 (2015) 2088–2101. Авторское право 2015 г., Американское химическое общество. Расчет

Periodic DFT обеспечивает подходящую модельную систему для монокристаллических материалов, в которой различная ориентация катионов должна рассматриваться как периодическая.Для непериодических или некристаллических материалов кластерные расчеты могут вместо этого быть информативными для изучения локальных эффектов в неорганическом октаэдре и поведения органического катиона. В настоящем примере кластер неорганических октаэдров PbX ₆ с симметрией O _h используется с двумя катионами, компенсирующими MA-диполь. Октаэдр PbI ₆ имеет 15 внутренних степеней свободы (3 N –3, где N — количество атомов йода). Согласно теоретико-групповому представлению [61], его можно записать как A _{1 g} + E _g + 2T _{1 u} + T _{2 g} + T _{2 u}, где A _{1 g}, E _g и T _{2 g} являются рамановскими активными, два режима T _{1 u} являются активными ИК, а T _{2 u} — тихим режимом (ни рамановским, ни ИК активным).PbI ₆ как молекулярная единица в решетке принадлежит группе симметрии O _h. Отклонение от этой симметрии приведет к расщеплению вырожденных состояний и, в конечном итоге, к полному удалению симметрии и 15 различных зон.

Расчетные спектры комбинационного рассеяния для кластеров PbX ₆ и (MA) ₂ PbX ₆ показаны на рис. 2.8A – G, а экспериментальные данные для MAPbI ₃ и MAPbI ₂ Cl показаны на рис. .2.8H и I. Расчеты выявили три различные группы колебательных мод: трижды вырожденные асимметричные колебания XY, XZ и YZ (мода A), дважды вырожденное асимметричное «дыхание» (мода B) и невырожденное симметричное колебание. дыхание »(режим C), а также колебания МА (вращение, виляние, растяжение МА – МА), показанные на рис. 2.8J. Наблюдался сдвиг пиков комбинационного рассеяния в кластерах (MA) ₂ PbX ₆ в сторону более высоких волновых чисел (энергии) по сравнению с таковыми в кластерах PbX ₆, вызванный органическими катионами, которые расширяют движение X от Pb ²⁺ атом.Вычисленный спектр комбинационного рассеяния света (MA) ₂ PbCl ₆ (см. Рис. 2.8C) несколько отличается от других кластеров, в то время как мода A смещается к более низким волновым числам, а мода B проявляется в виде двух пиков. Примечательно, что все структуры (MA) ₂ PbX ₆ показали комбинационную активность групп MA между 140 и 180 см ^-1 и колебания Pb-I с более низкими волновыми числами.

Расчеты DFT на смешанных галогенидных кластерах, таких как (MA) ₂ PbI ₅ Cl и (MA) ₂ PbI ₄ Cl ₂, ранее показали, что простая замена Cl не приводит к большим различия в рассчитанных спектрах комбинационных колебаний по сравнению с кластером (MA) ₂ PbI ₆, в то время как более значительные изменения обнаружены для двух введенных атомов Cl.Эти результаты несут ценную информацию, позволяющую идентифицировать легированные фазы. На рис. 2.8F и G показано: «Рамановская активность по сравнению с кластером (MA) ₂ PbI ₆, который соответствует асимметричным колебаниям Pb – I между 40 и 95 см ^-1. Кроме того, есть два небольших появления дополнительных мод колебаний, например N ¹ ′ (зеленый цвет, растяжение N – Cl через H при 240 см ⁻¹) и D ² (зеленый цвет, растяжение Pb – Cl при 190 см ⁻¹) на рис.2.8F. Случай (MA) ₂ PbI ₄ Cl ₂ с двойным замещением Cl в октаэдрическом блоке на рис. 2.8G имеет довольно разные моды колебаний, , а именно ., Мода D ⁴ (фиолетовый цвет, асимметричное растяжение Pb – Cl, 75–82 см ^–1) и сильно увеличенная интенсивность моды D ² ′ (фиолетовый цвет, асимметричное растяжение Pb – Cl при 185 см ^–1) по сравнению с модой D ² (зеленая сплошная линия на рис. 2.8F). Кроме того, на рис.2.8G показано, что комбинационная активность режима M ⁴ (фиолетовый цвет, при 138–143 см ^–1) смещается в сторону более низкого волнового числа по сравнению с модой M ³ (зеленый цвет, рис. 2.8F), но мода N ² ′ (фиолетовый цвет, на 247 см ⁻¹) смещена в сторону более высокого волнового числа для моды M ² ′ (зеленый цвет, рис. 2.8F) »[60].

Наблюдая новые сигнатуры вибрации с относительными сдвигами интенсивности в комбинационной активности (MA) ₂ PbI ₄ Cl ₂ по сравнению с нелегированным аналогом, таким образом, можно идентифицировать локальное галогенидное замещение или различные фазы.Например, как одно-, так и дважды Cl-замещенные OMHP обычно демонстрируют пониженную интенсивность комбинационного рассеяния мод C ³ и C ⁴ (зеленый и фиолетовый цвета) по сравнению с модой C ‘(черный цвет).

Рассчитанные методом DFT спектры комбинационного рассеяния для трех колебательных мод и экспериментального рамановского сигнала MAPbI ₃ (рис. 2.8A, H и I) показали три плеча или пика в диапазоне 70–120 см ^–1, связанные с режимы A, B и C. Дополнительные четыре пика (m, d, e и f) появляются между 140 и 400 см. ^-1 относятся к вращению MA, колебаниям MA и симметричному растяжению MA – MA [60,62 ].Из-за ограничения моделей кластеров, имитирующих полную симметрию кристалла, кластерный анализ следует рассматривать только как репрезентативный для локальных мод кристаллической системы, но как таковой его можно использовать для анализа деталей хлоридных эффектов во время кристаллизации [63 ] или эффекты от локальной делокализации и переноса заряда [60]. Если проанализировать рамановский спектр MAPbI ₂ Cl более подробно, можно увидеть, что мода B в виде пика «b ‘» показывает сдвиг пика в сторону более низкой интенсивности.Это коррелирует с неупорядоченными неорганическими каркасами, где более высокая активность комбинационного рассеяния наблюдалась ранее из-за увеличения электрон-фононного взаимодействия между центральным катионным металлом и анионным кислородом [64]. Тот же эффект сохраняется для MAPbI ₃ и кристалла sub-MAPbI ₃ в MAPbI ₂ Cl на режимах A и C. Как видно на рис.2.8.

Во время резонансного возбуждения на 532, отсутствие особенности на 143 см ^-1 нм означает исчезновение поляризации начального и конечного состояния для соответствующего рамановского вращения / колебания в катионе МА. Разница в 143–145 см ^–1 между образцами MAPbI ₃ и MAPbI ₂ Cl, по-видимому, хорошо коррелирует с выходом локального переноса заряда [60] и может быть частью происхождения улучшений в смешанных галогенных системах. [65,66]. Расчеты DFT для OMHP отображают переходы зарядов от HOMO к LUMO (с LUMO + 1 и LUMO + 2).Например, HOMO 2MAPbI ₆ показал π-связывающую орбиталь I 5p, в то время как его LUMO, LUMO + 1 и LUMO + 2 разложились на σ-антисвязывание «Pb (6 с) –I (5p)», « Σ-антисвязывающие орбитали Pb (6p) –I (5p) и σ-антисвязывающие орбитали Pb (6 s) –I (5p) соответственно [60]. Наблюдаемая в 7 раз меньшая интенсивность для моды 143 см ⁻¹ в образце MAPbI ₂ Cl соответствует потере поляризации на моде M внутреннего MAPbI ₃. Фотовозбужденное состояние, которое не может изменить поляризуемость катион-радикала МА или нейтральной молекулы МА, может затем играть важную роль в качестве стабилизатора заряда органического катиона или нейтральной диполярной молекулы в клетке неорганического каркаса [67].Понимание этих явлений лежит в основе происхождения относительных интенсивностей в измерениях комбинационного рассеяния света, которые происходят из потерь электромагнитной энергии в падающем свете на уровень возбужденных колебаний и изменения поляризуемости электронного облака во время вибрации, и, таким образом, также свойства локальной электронной плотности во время взаимодействия света с веществом и последующих колебаний и делокализации.

Приобрести HID металлогалогенные лампы и лампочки в Интернете

Металлогалогенные лампы HID

— надежный и эффективный источник яркого белого света.Обладая разнообразием оснований и мощностей, эти фонари могут удовлетворить многочисленные потребности как в домашних, так и в коммерческих условиях.

Как работают металлогалогенные лампы?

Металлогалогенная лампа содержит дугу или газоразрядную трубку, удерживаемую во внешней оболочке лампы. Внутри трубки находится газ, например аргон, а также соли галогенидов ртути и металлов. Эти лампы подключены к балласту, который использует высокое пусковое напряжение для ионизации лампы. Как только газ ионизируется, давление и температура внутри трубки повышаются, и содержащиеся в ней материалы испаряются.Эта реакция создает видимый свет и ультрафиолетовое излучение.

Колба на внешней стороне лампы обеспечивает стабильную температуру для изменений, происходящих внутри лампы. Это также снижает УФ-излучение лампы. Металлогалогенные лампы могут быть покрыты изнутри, чтобы уменьшить излучение. Покрытие также может изменить цвет лампы.

Преимущества и применение металлогалогенных ламп

Металлогалогенные лампы HID обеспечивают свет с высокой светоотдачей. Они также излучают яркий белый свет с длительным сроком службы лампы от 6000 до 15000 часов.Это делает их одними из самых эффективных доступных источников яркого белого света.

Металлогалогенные лампы обычно используются в общественных местах, коммерческих помещениях, промышленном освещении и на спортивных аренах. Поскольку свет имеет белый цвет, эти цвета также часто используются в торговых точках, где истинный цвет имеет решающее значение для успеха. В некоторых автомобильных фарах также используются металлогалогенные лампы, а в домашнем охранном освещении также могут использоваться металлогалогенные лампы.

Типы металлогалогенных ламп

Металлогалогенные лампы доступны в различных цоколях для различных ситуаций освещения.Средняя база и база магната — два распространенных варианта. Они также могут быть двухцокольными, лампами PAR или двухконтактными цокольными лампами.

Поиск металлогалогенных ламп с оптовыми лампами

Если вам нужен новый источник металлогалогенных ламп для вашего бизнеса, автомобиля или дома, доверьтесь команде Lightbulb Wholesaler, которая предоставит полный выбор ламп. Наша команда экспертов в области освещения поможет вам выбрать из нашего исключительного ассортимента именно тот светильник, который соответствует вашим потребностям, и мы отправим его в тот же день, когда вы заказываете.Самые низкие цены в нашей отрасли гарантируют, что у вас никогда не будет завышенных затрат на освещение. Начните делать покупки в Интернете сегодня или позвоните в наш центр продаж, чтобы обсудить ваши потребности в освещении с одним из наших дружелюбных специалистов по освещению.

Что такое галогенид металла и световой поток?

A Металл галогенидная лампа (MH) лампа представляет собой электрическую лампу или колбу, которая излучает свет путем создания электрической дуги, сочетающей газообразную смесь испаренной ртути и различных соединений металлов (брома или йода).Тип газоразрядной лампы высокой интенсивности (HID) _(1),, этот свет обычно используется в осветительных приборах для высоких пролетов на складах, стоянках и ангарах из-за их высокой светоотдачи. Однако большинство MH ушли в прошлое из-за достижений светодиодных технологий, которые стали более эффективными и потребляют меньше энергии для работы.

Каков световой поток металлогалогенида?

Лампы MH имеют различную световую отдачу в зависимости от их мощности. Хотя они могут достигать высокого уровня яркости, для работы требуется гораздо больше энергии, чем для светодиодных ламп.Основываясь на мощности лампы MH, вы можете определить, какая светодиодная лампа вам нужна. Определите общий световой поток.

9005

70 Вт

Светодиод 90 053

Светодиод мощностью 500 Вт

Металлогалогенная мощность	Поставляемые люмены	Эквивалент мощности светодиодов
5
100 Вт	8,500	23 Вт Светодиод
175 Вт	15000	62 Вт Светодиод
25056 Вт
25056 22,000	124 Вт Светодиод
400 Вт	39000	186 Вт Светодиод
750 Вт	80,750	186000592
1,000 Вт	140,000

Каковы преимущества использования галогенидов металлов?

При оценке любого типа лампочки всегда есть преимущества и недостатки в зависимости от области применения.Давайте посмотрим на преимущества использования галогенидов металлов:

Использование в помещении и на открытом воздухе: В отличие от светодиодных ламп, температура окружающей среды не влияет на работу MH. Это делает этот тип лампочки идеальным вариантом для длительного использования в помещении и на улице.
Long Life Span : Для сравнения, лампы MH служат примерно в 10 раз дольше, чем люминесцентные или галогенные лампы, и в среднем имеют срок службы 15 000–20 000 часов.
Индекс цветопередачи : Галогениды металлов излучают гораздо более белый и естественный белый свет, чем КЛЛ и галогенные лампы.Поскольку для галогенидов металлов можно использовать разные лампы MH, они имеют большее разнообразие вариантов цвета и цветовых температур.

КПД: По сравнению с лампами накаливания и люминесцентными лампами, лампы MH потребляют меньше энергии для работы и имеют высокую эффективность между люменами и ваттами.

Каковы недостатки использования галогенидов металлов?

Лампы MH — неэффективный вариант освещения по сравнению со светодиодами. Стоимость модернизации ваших старых светильников до светодиодов может быть дорогостоящей, но со временем окупаемость ваших инвестиций будет продолжать расти, поскольку для работы светодиодов требуется лишь небольшая часть стоимости.Помимо дорогостоящих счетов за коммунальные услуги, есть и другие недостатки использования ламп MH:

Время медленного запуска: Из-за того, как работают галогениды металлов, вы не можете просто щелкнуть выключателем и включить их. Галогенидам металлов требуется время прогрева, которое может составлять от 1 до 15 минут.
Период охлаждения: Если подача питания на галогенид металла изменится или прервется, лампа автоматически выключится. Лампы MH должны остыть не менее 10–15 минут, прежде чем их можно будет снова включить.
Исчезновение цвета : Со временем огни MH перестают давать однородный цвет или яркость. Это будет заметно в областях, где используются несколько ламп MH, таких как склады и спортзалы.
УФ-излучение: Галогениды металлов испускают УФ-лучи из-за газов, используемых для работы лампы. Это может стать опасностью для окружающих лампы.
Ртуть: Ртуть содержится в галогенидах металлов и может быть токсичным, если кто-либо подвергнется воздействию ртути в лампе.Кроме того, вам нужно будет утилизировать старые лампы MH, поскольку они классифицируются как опасный материал.

Модернизация металлогалогенных ламп до светодиодов

Большинство спортивных залов, складов и крупных розничных магазинов всегда использовали металлогалогенные лампы, поскольку они имеют более высокую выходную мощность и обеспечивают желаемую яркость для этих коммерческих приложений. Однако с развитием светодиодного освещения большинство производителей теперь предлагают комплекты для модернизации светодиодов с высоким световым потоком для преобразования металлогалогенных ламп в светодиодные лампы.Светодиоды не содержат ультрафиолетового излучения или ртути и потребляют часть энергии, необходимой для ламп MH. Кроме того, светодиодные лампы часто имеют сертификаты экономии, такие как Energy Star, DLC и многие другие.

Вот некоторые из главных причин, по которым стоит заменить лампы MH на светодиоды уже сегодня!

Снижает затраты на обслуживание. Металлогалогенные светильники требуют большего количества замен, имеют тенденцию со временем стареть и терять качество освещения.
Сохраняет исходный цвет. Светодиоды могут сохранять постоянную цветовую температуру (CCT) с течением времени и не выгорают и не тускнеют.
Обеспечивает более длительный срок службы. Срок службы средней светодиодной лампы составляет 20 000 часов, а у некоторых — до 100 000 часов.
Экономит энергию. При шестичасовом рабочем дне 60-ваттный светодиод стоит всего 17 долларов в год для работы по сравнению с эквивалентными 175 ваттными мегаваттами, которые стоят 77,14 долларов в год.
Предлагает альтернативу. Отсутствие содержания ртути, ультрафиолетового излучения и газа делает светодиоды альтернативой без защиты от вредного воздействия.
Сохраняет яркость. Светодиодные светильники могут достигать высокой световой отдачи при доли ватт.

Таким образом, люции

для модернизации существующих металлогалогенных ламп на светодиоды

Лампы

MH чаще всего используются в коммерческих целях.В зависимости от ваших существующих светильников существует множество различных вариантов модернизации старых металлогалогенных ламп на светодиоды. Помимо коммерческих зданий, профессиональные спортивные сооружения заменяют старые лампы MH на светодиоды, чтобы повысить стандарты игры, а также добиться огромной экономии энергии. Посмотрите, как простая замена уличного освещения на светодиоды может изменить общее впечатление от профессионального спорта. Другие области для замены ламп MH на светодиоды — это склады, автостоянки, магазины розничной торговли, а также уличные или местные фонари.

Прочтите больше блогов, связанных с переоборудованием:

Свяжитесь с нами!

Над какими проектами освещения вы сейчас работаете? Поделитесь своими мыслями в разделе комментариев ниже!

Для обновлений блога, новостей отрасли, классных видео, обзоров продуктов, забавных мемов, бесплатных подарков и многого другого, как наша страница в Facebook!

И не забудьте подписаться на нас в Pinterest и Twitter!

Ссылки

http: // www.edisontechcenter.org/metalhalide.html

ZEISS Microscopy Online Campus | Металлогалогенные лампы

Введение

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

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

Оптическая сила металлогалогенных ламп

Набор фильтров	Возбуждение Фильтр Ширина полосы (нм)	Дихроматический Зеркало Отсечка (нм)	Мощность мВт / см ²
DAPI (49) ¹	365/10	395 LP	14.5
CFP (47) ¹	436/25	455 LP	76,0
GFP / FITC (38) ¹	470/40	495 LP	57,5
YFP (S-2427A) ²	500/24	520 LP	26.5
TRITC (20) ¹	546/12	560 LP	33,5
TRITC (S-A-OMF) ²	543/22	562 LP	67,5
Красный Техас (4040B) ²	562/40	595 LP	119.5
mCherry (64HE) ¹	587/25	605 LP	54,5
Cy5 (50) ¹	640/30	660 LP	13,5

¹ Фильтры ZEISS ² Фильтры Semrock

Таблица 1

В таблице 1 представлены значения оптической выходной мощности типичного (ZEISS HXP) 150-ваттного металлогалогенного источника света после прохождения через оптическую цепь микроскопа и выбранные наборы флуоресцентных фильтров.Мощность (в милливатт / см ²) измерялась в фокальной плоскости объектива микроскопа (40x флюорит сухой, числовая апертура = 0,85) с помощью радиометра на основе фотодиода. Для проецирования света через объектив в датчик радиометра использовалось либо зеркало с коэффициентом отражения более 95% от 350 до 800 нанометров, либо стандартный набор флуоресцентных фильтров. Потери пропускания света в системе освещения микроскопа могут варьироваться от примерно 50 до 99 процентов входной мощности, в зависимости от механизма связи источника света и количества фильтров, зеркал, призм и линз в оптической цепи.Например, для типичного инвертированного микроскопа исследовательского уровня, подключенного к внешнему металлогалогенидному источнику освещения, менее 5 процентов света, выходящего из жидкого световода на входе в систему коллимирующих линз, доступно для возбуждения флуорофоров, расположенных на объектив фокальной плоскости. Аналогичный диапазон потерь света имеет место с традиционными ксеноновыми и ртутными газоразрядными лампами, закрепленными непосредственно на осветителе через фонарный столб.

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

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

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

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

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

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

Оптически совершенные металлогалогенные эллипсоидные рефлекторные лампы излучают поле волнового фронта, которое разделяет различные области дуги на радужную цветовую температуру, варьирующуюся от голубовато-белого (с цветовой температурой примерно 6500 K) в центральной фокальной области до более красноватых оттенков на периферии (от 4500 до 5000 К).Однако для применения в микроскопии требуется смесь этих компонентов с разной длиной волны, чтобы сформировать однородный и однородный цветовой баланс, который может быть дополнительно уточнен с помощью выбранных интерференционных фильтров для оптимального возбуждения флуорофора. На практике решение состоит в том, чтобы тщательно спроектировать эллиптические отражатели, содержащие три поворотных перестановки с разными радиусами кривизны для достижения наилучшего возможного смешения различных цветовых компонентов дуги на входной плоскости жидкостного световода.Самые длинные волны нежелательного инфракрасного света в значительной степени удаляются фильтрацией (см. Рисунок 2), но некоторые из других, более полезных длин волн также отражаются оптическими и механическими компонентами в фонаре. В целом, металлогалогенные лампы, разработанные для микроскопии, имеют баланс цветовой температуры, приближающийся к 6000 K, аналогичный тому, который характерен для ксеноновых дуговых ламп, но с примерно вдвое большей световой эффективностью.

Работа металлогалогенной лампы

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

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

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

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

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

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

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

Процесс старения кварцевых колб в металлогалогенных лампах обычно известен как девитрификация (или перекристаллизация ) и проявляется в появлении молочно-белого покрытия на внутренних стенках газоразрядной трубки, которое фактически является физическим изменением. в самой кварцевой структуре.Чрезвычайно высокие рабочие температуры и давления, которым газоразрядная трубка подвергается в течение своего срока службы, медленно вызывают регрессивное переупорядочение аморфного кварца до полукристаллического состояния в некоторых областях оболочки. Белый налет состоит из оксидов кремния, что сопровождается потерей плотности и прочности. Когда срок службы дуговых ламп заканчивается, большая часть газоразрядной трубки полностью расстеклована и подвергается повышенному риску взрыва. Помимо очевидной опасности для безопасности, расстеклованные газоразрядные трубки также обладают ухудшенными фотометрическими свойствами, и их следует заменять новыми лампами.

Конструкция металлогалогенной дуговой лампы

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

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

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

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

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

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

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

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

Лампы и блоки питания

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

На рис. 7 показано в разрезе внутренние компоненты типичного послепродажного металлогалогенного светильника, разработанного с жидкостным световодом для применений во флуоресцентной микроскопии.Практически во всех современных внешних лампах используются световоды (оптоволоконные или жидкостные) для установки горячей лампы на безопасном расстоянии от чувствительных компонентов микроскопа, что снижает теплопередачу и обеспечивает более высокий уровень термостойкости для длительных экспериментов. Металлогалогенная лампа и блок отражателя крепятся с помощью зажимов, чтобы точно установить фокусное пятно на входной апертуре световода. В некоторых светильниках между лампой и входом в световод расположен фильтр, блокирующий ультрафиолетовое и инфракрасное излучение (см. Рисунки 7 и 8).Установка жидкостного световода осуществляется путем вставки входного разъема в переднее или заднее крепление на фонаре, пока он не будет надежно закреплен (так называемые защелкивающиеся соединения и быстроразъемные соединители ). Другой конец световода соединен со специальной системой расширяющихся линз, индивидуальной для каждой конструкции микроскопа. Металлогалогенные лампы оснащены источниками питания как переменного, так и постоянного тока с установленными внутри запальниками и балластами и обычно включают небольшой электрический вентилятор под цоколем лампы для обеспечения принудительного воздушного охлаждения.Поскольку лампы выровнены со своими отражателями с очень жесткими допусками на заводе, замена — это просто вопрос удаления отработанной лампы и установки новой.

Чтобы избежать возможного теплового повреждения светового скремблера (и микроскопа), инфракрасное излучение, а также другие потенциально опасные длины волн излучения, генерируемые лампой, должны быть удалены до того, как они попадут в оптоволокно или световод, и это наиболее удобно сделать с помощью подходящих фильтры. В идеальном случае только длины волн, критичных для формирования изображения и возбуждения флуорофора, должны покидать источник света и отправляться на оптическую цепь микроскопа (профили пропускания оптического волокна и жидкого световода представлены на рисунке 8).Вместо того, чтобы полагаться на широкополосные зеркала, можно использовать холодные зеркала и настраиваемые полосовые интерференционные фильтры, чтобы позволить нежелательному теплу уйти и выбрать длины волн света, передаваемых на входную апертуру световода. Полоса длин волн, обычно необходимая для применения в микроскопии общего назначения, составляет приблизительно от 360 до 700 нанометров. Ненужные длины волн, которые могут повредить живые клетки или микроскоп, в том числе в ближнем инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, могут проходить через дихроматические зеркала (инфракрасный передатчик обозначен как холодное зеркало , а ультрафиолетовый передатчик — горячее зеркало ). и впитаться в корпус лампы.В качестве дополнительного преимущества рассеивание тепла холодным зеркалом уменьшает перемещение источника света, вызванное тепловым расширением механических и оптических компонентов, чтобы гарантировать передачу на образец максимально возможного уровня лучистого потока.

Более совершенные лампы для вторичного рынка и OEM (производитель оригинального оборудования) содержат ряд функций, которые очень удобны для визуализации живых клеток в флуоресцентной микроскопии. Среди этих дополнительных удобств — световые заслонки, колеса фильтров, индикаторы срока службы лампы, контроль выходной интенсивности и настраиваемые интерфейсы, которые легко интегрируются в программное обеспечение для управления микроскопом.Большинство металлогалогенных ламп содержат по крайней мере регулируемую диафрагму, которая позволяет контролировать интенсивность лампы, а некоторые модели включают фильтры с переменной нейтральной плотностью для более точной регулировки. Электронный контроль времени работы лампы и температуры — еще одна полезная функция, встроенная во многие металлогалогенные лампы. Те системы, которые постоянно контролируют температуру лампы, полезны для предотвращения случайных повторных зажиганий до тех пор, пока лампа не остынет до безопасного состояния. Встроенные фильтрующие колеса становятся все более распространенными в металлогалогенных лампах.Эти блоки позволяют оператору удобно вставлять выбранные фильтры возбуждения непосредственно в удаленную лампу, тем самым устраняя потенциальные артефакты вибрации, которые сопровождают колесо фильтров, прикрепленное непосредственно к микроскопу. Световые заслонки, которые весьма полезны для управления периодом освещения во время визуализации живых клеток, могут управляться вручную или с помощью программного обеспечения. Большинство металлогалогенных ламп можно подключить к главному компьютеру с помощью универсальной последовательной шины ( USB ) или последовательного порта RS-232.Удобные программные плагины, предлагаемые производителями фонарных аппаратов вторичного рынка, могут быть вложены в более популярные пакеты программного обеспечения для управления микроскопом.

Жидкостные световоды

Предпочтительной схемой оптического освещения во флуоресцентной микроскопии является освещение Хлера, которое служит для равномерного освещения поля изображения с использованием пространственно сложного источника света путем визуализации только части источника в фокальной плоскости конденсора (или задней фокальной плоскости объектива в эпи-иллюминация).Свет, падающий на образец, распределяется равномерно, хотя этот свет может приходить не со всех возможных азимутов с одинаковой интенсивностью. Другой важной особенностью освещения Кхлера является контроль когерентности света от источника, но также можно добиться однородного освещения с помощью световода. Применение жидких световодов в микроскопии позволяет скремблировать или смешивать свет для уменьшения пространственной и временной когерентности. В металлогалогенных лампах свет, исходящий от отражателя, фокусируется на входной апертуре одномодового оптического волокна или жидкостного световода (см. Рисунки 2 и 7).Тепловое движение в жидком световоде постоянно изменяет оптический путь и рассеивает свет, так что как пространственная, так и временная когерентность эффективно устраняются

Хотя в современных металлогалогенных лампах используются реже, спиральные одномодовые оптические волокна создают отражения от оболочки, которые постоянно изменяются при небольшом изгибе волокна, генерируя выходной луч, который является эффективно однородным по интенсивности во времени и пространстве. Сообщается, что метод вибрации волокна на частотах до 100 килогерц также эффективен при скремблировании света, но требует дополнительного оборудования.Фаза света, выходящего из оптического волокна, искажается из-за различной длины пути световых волн, проходящих через волокно, хотя высокая яркость и хроматические характеристики сохраняются. Выходной луч описывается профилем интенсивности в форме цилиндра , а не гауссовым профилем, характерным для лазерного света.

На рисунке 8 (а) показан спектральный профиль металлогалогенной лампы (желтая кривая), измеренный на выходе 5-миллиметрового жидкостного световода, наложенного на полосовые участки типичного отсекающего фильтра (красная кривая), используемого в фонарях вторичного рынка.Обратите внимание, что полосовой фильтр отсечки удаляет длины волн излучения лампы ниже 360 нанометров и выше 700 нанометров, но способен пропускать значительную часть длин волн выше 1200 нанометров (хотя излучение в этой области минимально для металлогалогенных ламп). Анатомия жидкостного световода представлена в разрезе на Рисунке 8 (b). Муфта изготовлена из нержавеющей стали и содержит торцевую заглушку из оптического стекла, которая контактирует непосредственно с жидкой средой в направляющей.Оболочка с низким показателем преломления на внутренней стенке гибкой трубки гарантирует, что сильно наклонный свет отражается обратно в жидкую среду. Конструктивные параметры соединителя различаются в зависимости от производителя (поэтому отсутствуют отраслевые стандарты), что затрудняет или делает невозможным использование жидкостного световода, разработанного для какого-либо конкретного фонаря на вторичном рынке, в конкурирующем устройстве.

Одним из наиболее важных вопросов при использовании оптических волокон и жидких световодов является эффективность соединения выхода лампы источника с входной трубкой волокна или световода.Большинство оптических волокон и жидких световодов имеют числовую апертуру от 0,2 до 0,55, и это значение должно быть согласовано с оптической системой сбора для источника. Некоторые производители микроскопов и вторичного рынка предлагают металлогалогенные лампы, предназначенные для использования с жидкими световодами, в которых выполняется это условие. Комбинация 75-ваттной ксеноновой дуговой лампы или металлогалогенной лампы в эллиптическом отражателе, холодном зеркале и оптически согласованном жидком световоде диаметром от 3 до 5 миллиметров может обеспечить светоотдачу, превышающую 2 милливатт на нанометр.Конец волокна становится эффективным источником света для микроскопа независимо от размера дуги лампы, что приводит к уменьшению яркости по сравнению с самой дугой. Однако, когда целью является равномерное освещение апертуры большого диаметра, как в случае широкопольных флуоресцентных микроскопов и конфокальных микроскопов с вращающимся диском, расширенный источник не так вреден для рабочих характеристик.

POWERSTAR HCI

POWERSTAR HQI…UVS

POWERSTAR HQI-T, HQI-BT

POWERSTAR HQI-R

POWERSTAR HQI-TS

Особенности работы металлогалогенных светильников

Металлогалогенная лампа — это.

Терминология

Применение

Принцип действия

Конструкция

Схемы включения в электрическую сеть

Цветовая температура горения

Типы и их обозначения

Колбы

Примечания

Устройство металлогалогенной лампы ДРИ

Принцип работы

Выбор металлогалогенной лампы

Резюмируем

особенности, устройство и схема включения

Металлогалогенные источники света. Преимущества и недостатки

Работа металлогалогенных осветительных устройств

Светотехнические качества металлогалогенных ламп

Недостатки металлогалогенных источников света

Достоинства металлогалогенов

Несомненными плюсами их служат:

Подключение металлогалогенной лампы | ОСК Лампы.РФ

Достоинства и недостатки металлогалогенных ламп

В чем разница между галогенидом металла и натрием высокого давления?

В чем разница между галогенидом металла и натрием высокого давления?

Преимущества галогенида металла

Наилучшие варианты применения галогенидов металлов

Преимущества натрия высокого давления

Наилучшие варианты применения натрия высокого давления

Ищете другие светильники? Хочу увидеть больше?

Типы металлогалогенных и натриевых ламп высокого давления

Что такое металлогалогенные лампочки? от экспертов по коммерческому освещению.

Освещение 101: светодиоды против металлогалогенидов и натрия высокого давления

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Металлогалогенид — обзор

2.2 Резонансная спектроскопия комбинационного рассеяния галогенидзамещенных гибридных перовскитов

Приобрести HID металлогалогенные лампы и лампочки в Интернете

Как работают металлогалогенные лампы?

Преимущества и применение металлогалогенных ламп

Типы металлогалогенных ламп

Поиск металлогалогенных ламп с оптовыми лампами

Что такое галогенид металла и световой поток?

Таким образом, люции

ZEISS Microscopy Online Campus | Металлогалогенные лампы

Введение

Оптическая сила металлогалогенных ламп

Таблица 1

Работа металлогалогенной лампы

Конструкция металлогалогенной дуговой лампы

Лампы и блоки питания

Жидкостные световоды

Добавить комментарий Отменить ответ