Светильник металлогалогенный: Светильники DownLight под металлогалогенные лампы

Содержание

Специфика работы металлогалогенных светильников | Световое Оборудование

Металлогалогенные светильники способны совместить функцию общего и акцентного освещения, что способствует энергосбережению.

Используя металлогалогенные светильники, нужно учитывать некоторые специфичные требования к их работе.

  • Лампа включается не сразу после подачи сигнала со светильника, а постепенно разгорается и достигает максимальной яркости света в течение семи минут,
  • а после отключения светильника повторно его включить можно не раньше, чем через десять минут, в противном случае он выйдет из строя. (Современные модели имеют встроенную защиту от повторного быстрого включения. Специальный датчик не позволит подать напряжение на только что выключившуюся лампу.)

Металлогалогенные светильники излучают световой поток гораздо мощнее остальных светильников, следовательно, и общий уровень освещенности помещения становится гораздо ярче.

Еще совсем недавно оформление общего освещения такими светильниками было большой редкостью, то в последнее время можно часто встретить металлогалогенные лампы, например, в бутиках и элитных магазинах. Использование таких ламп, учитывая их очень яркий световой поток, не требует дополнительной подсветки, потому что стандартный общий уровень освещения обычно составляет не менее 1000 люкс, тогда как стандартное требование – до 500 люкс.

Устройства для включения металлогалогенной лампы

Для запуска металлогалогенной лампы используются специальные пускорегулирующие аппараты (ПРА), встраиваемые в светильники. До недавнего времени в большинстве случаев использовали недорогие электромагнитные ПРА (ЭМПРА). Средний металлогалогенный светильник с ЭМПРА имеет внушительные размеры и вес до 4 кг, что довольно сильно затрудняет монтаж такой лампы. В последнее время многие изготовители переходят на применение электронных пускорегулирующих устройств, светильники на основе которых имеют меньший размер и весят 900 граммов.

Помимо этого, электроПРА обладают улучшенными характеристиками, что дает возможность гораздо быстрее зажечь лампу и увеличить срок ее эксплуатации, сократив при этом энергопотребление самого ПРА, также сводится на нет характерный для ЭМПРА фоновый звук работы.

Наиболее востребованные эксплуатационные возможности

В настоящее время использование металлогалогенных ламп наиболее экономически оправдано и выгодно благодаря их повышенной светоотдаче и цветопередаче, низкой теплоотдаче, очень длительному сроку работы. Светоотдача металлогалогенных ламп превышает светоотдачу классических ламп накаливания схожей мощности более чем в шесть раз, а длительность работы выше более чем в десять раз. Допустим, чтобы добиться уровня освещения в 1500 люкс, нужны четыре металлогалогенные лампы с мощностью 150 ватт каждая или, в случае с лампами накаливания, тридцать ламп по 120 ватт.

Источники света могут быть люминесцентными, галогенными и металлогалогенными. Все эти лампы используются для оформления общего освещения, а также акцентного освещения.

Их выбор обусловлен размером площади для торговли. К примеру, если маленькое помещение с невысоким потолком освещать металлогалогенными лампами, имеющими самую большую мощность (150 Вт), то свет будет такой яркости, что станет ослеплять покупателей. Именно по этой причине металлогалогенное освещение применяется чаще всего для привлечения внимания к конкретным участкам торговой площади.

Целесообразность применения светильников с металлогалогенными лампами

По стоимости светильники, работающие в комплекте с металлогалогенными лампами, имеют диапазон цен от $100 до $500, встраиваемые в подвесной потолок, и экспозиционные соответственно. По нашим наблюдениям, намного выгоднее применять именно дорогие лампы и светильники, от $170, так как они наиболее экономичны и более долговечны, дают качественный свет – увеличивающий продажи. Долгий срок службы при этом не требует частого присутствия специалиста по замене ламп. При оборудовании магазина традиционными светильниками с электромагнитным ПРА наступает определенный момент, когда затраты на замену ламп и оплату электрической энергии в разы превышают стоимость монтажа дорогостоящих ламп и светильников (в перспективе трех лет).

Помимо этого, руководство многих торговых компаний и магазинов, находящихся в густо застроенных центральных улицах города, должны решать и проблему нехватки выделенных мощностей электросети из-за периодических ее перегрузок. Эту проблему можно устранить только с применением более экономичных и современных источников света.

Металлогалогенные светильники обладают достоинствами, выделяющими их из перечня современных осветительных приборов. При этом существуют нюансы эксплуатационного плана, не свойственные ряду изделий. Эти не недостаток, а преодолеваемая (при необходимости) специфика.

Прожектор 1000 вт металлогалогенный ГО 1000


Номинальная мощность 1000 Вт (Номинальная мощность установленной лампы)

Напряжение сети 220 ± 10% (В Номинальное напряжение сети указано с диапазоном, в котором светильник гарантированно работает стабильно. Данный диапазон полность удовлетворяет ГОСТ 13109-97)

Частота питания 50±10% Гц (Стандартная промышленная частота напряжения в РФ, диапазон допустимых значений полностью удовлетворяет ГОСТ 13109-97)

Коэффициент мощности, не менее 0,85 (Отношение активной и полной электрической мощности светильника. Характеризует дополнительные потери в сети при электропитании. Чем ближе его значение к 1, тем меньше потерь)

Класс защиты от поражения электрическим током 1 (Согласно ГОСТ Р МЭК 61140 (кроме рабочей изоляции токоведущих частей, на приборах имеется специальная клемма для подключения заземляющего проводника)

Потребляемая мощность 1047 Вт (Активная мощность светильника с учетом потерь в ПРА при стандартных условиях)

Световой поток 110000 лм
Коэффициент полезного действия 90 % (Количественная оценка эффективности светильника. КПД равен отношению светового потока светильника к световому потоку используемой лампы. Чем выше КПД, тем ниже потери света в оптической системе светильника)

Диапазон цветовой температуры 2800-6500 К (Определяется используемой лампой. Значение цветовой температуры принято использовать для качественной характеристики цветности излучения — теплое» при низких значениях Тц и «холодное» при высоких значениях Тц»)

Цветопередача 60-95 (Определяется используемой лампой. Значение индекса цветопередачи показывает, насколько естественно будут восприниматься объекты, освещенные данным источником света, по сравнению с эталонными)

Тип КСС симметричная (Тип КСС определяет распределение светового потока в пространстве т.е. куда и с какой силой светит прожектор).

Тип источника света ДРИ (Металлогалогенная лампа)

Количество основных источников света 1

Патрон Е40 (Резьбовой патрон. Один из стандартизированных и широко распространненых типов патронов)

Способ установки светильника Лира (Светильник снабжен специальной лирой для установки на опорную поверхность)

Климатическое исполнение УХЛ1 (По ГОСТ 15150-69. Рабочее (предельное рабочее) значение температуры воздуха при эксплуатации: от -60(-70)°С до +40(+45)°С)

Степень защиты оптического отсека IP65 (По международному стандарту IEC 60529 (а также DIN 40050, ГОСТ 14254-96). Значение цифр: 6 — светильник полностью пыленепроницаем, 5 — светильник защищен от водяных струй с любого направления )

Тип ПРА Не комплектуется (Пускорегулирующий аппарат — устройство, необходимое для зажигания и стабильной работы газоразрядных ламп.

Данный прожектор поставляется без ПРА (его требуется заказывать отдельно)

Масса 16,3 кг (Наибольшая возможная масса светильника в полной комплектации)

Габариты 690 x 677 x 272 мм (Максимальные размеры светильника в трех измерениях)

Срок службы светильника 10 лет (Согласно ГОСТ Р 54350-2011, ГОСТ 8607-82 и ГОСТ 15597-82)

Гарантийный срок 24 мес (Гарантийный срок светильника соответствует требованиям ГОСТ 17677-82)

Преимущества
Корпус: стальной с порошковым покрытием, устойчивый к агрессивной среде Отражатель: алюминиевый анодированный, с высоким коэффициентом отражения Ударопрочное защитное стекло: силикатное закаленное, сохраняет коэффициент пропускания с течением времени Соответствует российским стандартам Соответствует европейским нормам электромагнитной совместимости Виброустойчивый

Светильник металлогалогенный накладной 150 Вт

Елка — это неотъемлемый атрибут Нового Года, но если раньше украшением была только она, то сегодня люди украшают все, что можно — дома и офисы, улицы и деревья, высокие здания и многое другое. Главным и самым популярным украшением является светодиодная гирлянда, которая представляет собой одно- или несколько проводной шлейф с закрепленными на нем светодиодами. Преимуществами таких гирлянд являются повышенная долговечность, низкое энергопотребление, яркость и высокий уровень электробезопасности. Наш магазин предлагает клиентам широкий выбор самых разнообразных светодиодных гирлянд, которые могут применяться как в доме, так и на улице.Такая гирлянда, как светодиодный клиплайт, в основном используется для оформления и украшения кустарников, фасадов зданий и других объектов, находящихся под открытым небом, а также, когда необходима подсветка деревьев. Среди преимуществ такой гирлянды нужно выделить высокую степень влагозащищенности, морозостойкости и ударопрочности. Еще одним видом гирлянд, предлагаемых нашим магазином, является световая завеса плейлайт, которая представляет собой своеобразный светодиодный дождь и применяется при новогоднем оформлении террас, беседок, летних кафе, для украшения стен, колонн и при декоративном оформлении витрин магазинов и развлекательных заведений. Также, для подобного оформления и создания декоративных конструкций широко применяется дюралайт, который вы можете приобрести в нашем магазине. Дюралайт представляет собой гирлянду из миниатюрных источников света, которая залита в гибкую прозрачную пластиковую оболочку.Дюралайт также участвует в создании различных композиций, например таких, как световые фигуры или светодиодные снежинки, которыми можно украсить любую витрину, фасад здания, дорогу или деревья и создать светодинамический шоу-эффект, для которого также понадобится светодиодный прожектор. Объемные световые скульптуры, которые можно заказать в нашем магазине, также идеально подойдут для светового украшения улиц, дворов, скверов и общего декоративного освещения в новогодние праздники.Для украшения ландшафтного или интерьерного дизайна наиболее удобна световая сетка, имеющая в комплекте контролер, использование которого дает возможность получать разнообразные световые эффекты. В нашем магазине имеется большой выбор световых сеток и контролеров, необходимых для их иллюминации. Для украшения дома или уличных елок можно также использовать такую гирлянду, как белтлайт, которая представляет собой пластиковый шнур с лампочками и позволяет создать эффект мерцания или бегущих огней.
Не менее ярким и красивым украшением будет холодный неон леднеон флекс, которой можно создать неповторимые эффекты, как на улице, так и в доме. Такая гирлянда на елку поможет создать в доме праздничное настроение и неповторимые световые эффекты.В нашем магазине предоставлен огромный ассортимент всех видов гирлянд, которые помогут оформить не только улицу, но и ваш дом, сделав Новый Год ярким и незабываемым.
Световая завеса  плей -лайт, 2000×3000 мм PL-3725-240V-CLEAR на лампах накаливания.Можно использовать как  внутри  так  и  на  улице.Прозрачный  влагостойкий селиконовый  провод,цвет ламп прозрачный!

Светильник Downlight металлогалогенный встраиваемый DLH 70 HF белый корпус с круглосимметричным матовым отражателем, с защитным стеклом, в Г/К потолок или «Armstrong», МГЛ 1х70Вт, RX7s, ЭПРА, 200..240В(AC), IP20 УХЛ4 без ламп(ы) 1185000060 Световые Технологии

Наименование изделия у производителя DLH 70 HF
Тип осветительного прибора Светильник Downlight
Способ монтажа осветительного прибора встраиваемый
Тип потолка/поверхности для встраиваемого светильника в Г/К потолок или «Armstrong»,
Размер установочного отверстия для встраиваемого светильника Ø205
Классификация по основному источнику света металлогалогенный
Количество источников света 1шт.
Тип основного источника света МГЛ
Мощность основного источника света 70Вт
Патрон для основного источника света (при наличии) RX7s,
Тип дополнительного источника света (при наличии)
Мощность дополнительного источника света (при наличии)
Патрон для дополнительного источника света (при наличии)
Точный тип, количество и мощность источников света МГЛ 1х70Вт,
Мощность светодиодов LED светильников
Диапазон поиска по мощности LED светильников
Световой поток LED светильников
Диапазон поиска по световому потоку LED светильников
Цветность излучаемого света LED светильников
Точная цветовая температура LED светильников
Индекс цветопередачи светодиодов LED светильников
Наличие и тип встроенного ПРА ЭПРА,
Энергетическая эффективность ПРА
Компенсация (cos ϕ) 0. 95
Номинальное рабочее напряжение 220В(AC),
Диапапзон рабочего напряжения 200..240В(AC),
Встроенные дополнительней устройства
Оптическая система светильника с круглосимметричным матовым отражателем,
Особенность оптической системы
Наличие защитного/декоративного стекла с защитным стеклом,
Цвет корпуса светильника белый корпус
Особенность корпуса светильника
Ниличие защитной решетки
Кривая силы света
КПД осветительного прибора
Конструктивная особенность ОП
Класс защиты от поражения электротоком I класс
Степень защиты, IP (общая или оптический блок/блок ПРА) IP20
Код механической прочности, IK
Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ4
Особенность комплектации без ламп(ы)
Примечание
Альтернативные названия DLH70, DLH-70
Способ электропитания
Возможность регулировки светотехнических характеристик
Особенности защитного стекла
Конструктивная особенность ОП
Особенность комплектации1111
Страна происхождения
Сертификация RoHS
Код EAN / UPC
Код GPC
Код в Profsector. com FS23.109.69.6
Статус компонента у производителя

Металлогалогенный Светильник коды ТН ВЭД 2022: 9405109808, 9405409908, 9405409903

Светильники стационарные общего назначения, для использования с металлогалогенными лампами: подвесные 9405109808
Светильники стационарные общего назначения, для использования с металлогалогенными лампами: потолочные 9405109808
Светильник металлогалогенный W!/1×22 H=3540мм 100 Вт, в составе с коробкой плавких предохранителей ТВ1 и основой F100A 9405409908
Светильники предназначенные для использования с металлогалогенными газоразрядными лампами: потолочные 9405109808
Светильники общего назначения, предназначенные для использования со светодиодными и металлогалогенными лампами торговой марки «Norlys» — бра, люстры, торшеры, настольные лампы, ландшафтные светильники, уличные фонари: 9405
Светильники стационарные наружного освещения на напряжение 220 вольт, предназначенные для использования со светоизлучающими диодами и металлогалогенными лампами 9405409908
Светильники не бытовые, трековые под металлогалогенные лампы для установки на шинопровод(трек) 9405409908
Светильники встраиваемые общего назначения предназначенные для использования с газоразрядными лампами (люминесцентными, металлогалогенными) и с галогенными лампами накаливания, в том числе со встроенными блоками бесперебой 9405409908
Светильники стационарные для освещения общественных мест не бытового применения для использования со светодиодными лампами, с дуговыми натриевыми и металлогалогенными лампами, серий: BRICK, SEVEN 9405409908
Светильники стационарные для общественных помещений, предназначенные для использования с металлогалогенными газоразрядными лампами, марки «PRO. LIGHTING» 9405109808
Светильники стационарные для общественных помещений, предназначенные для использования с металлогалогенными лампами, марки «ИНТЕРСВЕТ» 9405109808
Металлогалогенные лампы для использования в уличных светильниках 8539329000
Светильник под металлогалогенную лампу, светодиодный светильник, светильник под две линейные люминесцентные лампы, не бытового назначения 9405
Светильники стационарные для освещения общественных мест не бытового применения для использования с дуговыми натриевыми и металлогалогенными лампами 9405409908
Светильники подвесные для торговых помещений и залов, предназначенные для использования с металлогалогенными лампами, 9405109808
Светильники стационарные общего назначения, предназначенные для использования с лампами галогенными, металлогалогенными, натриевыми высокого давления, светодиодными с маркировками «Sill», ххххххххххххххххххх, где «Х» люба 940540
Светильники общего назначения, предназначенные для использования со светодиодными и металлогалогенными лампами: светильники стационарные 9405409908
Светильники стационарные общего назначения, предназначенные для использования с лампами галогенными, металлогалогенными, люминесцентными, светодиодными: 9405409908
Светильники стационарные взрывозащищенные серии Виолан-х, где х тип лампы: Ж – натриевая лампа, Г – металлогалогенная лампа, Ф – компактная люминесцентная лампа, ДЛ – светодиодная лампа Т8/600, Н – лампа накаливания 940510
Светильники стационарные небытового назначения для использования со светодиодными, металлогалогенными лампами, с маркировкой «LUXEON» 9405109808
Светильники стационарные подвесные, предназначенные для использования с металлогалогенными лампами, 9405109808
Оборудование световое: светильники стационарные, предназначенные для использования с металлогалогенными (газоразрядными) лампами, 9405403909
Светильники электрические встраиваемые, предназначенные для использования с металлогалогенными лампами, для внутреннего освещения помещений, 9405109808
Светильники общего назначения, предназначенные для использования со светодиодными и металлогалогенными лампами 9405409908

DLZ Светильник направленного света с металлогалогенной лампой

Обзор

Обзор

Особенности

Установка

Встраиваются в подшивные потолки из гипсокартона.

Конструкция

Корпус и отражатель выполнены из алюминия. Оптическая часть поворачивается в пределах 45° от горизонтальной оси. Пускорегулирующая аппаратура входит в комплект заказа и помещена в выносном боксе, электрически связанном с корпусом светильника.

Оптическая часть

Отражатель из анодированного алюминия и силикатное темперированное стекло.

Тип источника света

МГЛ

Области использования

  • Гипер- / супермаркеты
  • Объекты бытового обслуживания
  • Объекты общественного питания
  • Офисно-административные объекты
  • ТРЦ

Характеристики

  • 220
  • Напряжение питания 230 В
  • I
  • IP20
  • УХЛ4
  • от +5 до +35

Список моделей

Список моделей

+

Выберите дистрибьютора

DLZ 70

Дистрибьютор

В наличии:

Количество:

+

Выберите дистрибьютора

DLZ 70 HF

Дистрибьютор

В наличии:

Количество:

+

Выберите дистрибьютора

DLZ 70 with plastic box

Дистрибьютор

В наличии:

Количество:

Скачать

Материалы для загрузки

Документы

Изображения

Светильники

Металлогалогенные ламы – особенности светильников такого типа

Еще десять лет назад сложно было представить полноценный переход на светодиодные источники света, а сегодня это самый распространенный вариант осветительных приборов. При этом выбор изделий настолько большой, что можно подобрать лампу под конкретные обстоятельства последующей эксплуатации: размеры помещения или территория улицы, тип излучения, яркость и мощность. Один из самых распространенных форматов современных осветительных приборов – металлогалогенные лампы. Преимущество конкретно таких источников света в том, что вне зависимости от производителя, итоговый результат, а именно мощность и излучаемый свет лампы, будет прогнозируемым. Данный тип светотехники относят к газоразрядным, их эффективность, а также срок службы на порядок выше, в сравнении с классическими лампами накаливания. Рассмотрим технические особенности и область применения МГЛ.

Технические параметры

Модель общего типа применения, лампа металлогалогенная с аббревиатурой ДРИ – это источник света, в котором используется ртуть, дуга и излучающие добавки. В отличие от другого типа газоразрядных источников света, где применяется только ртуть и аргон, в случае с МГЛ также дополнительно применяются вспомогательные химические элементы и их галогенные формы. Технические показатели:

  • мощность – именно из-за этого показателя изделия типа МГЛ так активно используются на предприятиях и для освещения открытых зон, при идентичных изначальных показателях мощности металлогалогенные светильники будут излучать свет в четыре раза ярче, чем лампы накаливания;
  • цоколь – есть модели газоразрядных излучателей разных форматов, универсальный винтовой, двухштырьковый или двусторонний, безцокольный формат;
  • световой поток – куда более яркий и интенсивный, если сравнивать с аналогами, достигается именно за счет различных галогенных соединений, однако в данном случае важно отметить, что со временем этот показатель уменьшится.

Цветовая температура и оттенок излучаемого света зависит от модели: может быть теплым, нейтральным или холодным, белым или с цветным оттенком. Средний срок службы составляет 9 тыс. часов, но этот параметр также зависит от модели, производителя.

Область применения

Мощность, эффективность, экономичное энергопотребление – в совокупности все эти факторы говорят не в пользу использования таких источников освещения для бытовых нужд, так как это попросту неэффективно. Однако есть и современные модели МГЛ, предназначенные конкретно для жилых помещений. В большинстве случаев такие излучатели используют для коммерческих или индустриальных целей.

металлогалогенные лампы с защищенным импульсным пуском

Total Bulk Lighting предлагает полный спектр популярных металлогалогенных ламп с защищенным импульсным пуском, которые продаются оптом по сниженным ценам. Выбирайте из полного ассортимента металлогалогенных ламп (ламп) с защищенным импульсным пуском, которые в течение многих лет были рабочей лошадкой семейства металлогалогенных ламп. Чистый белый свет, долгий срок службы и исключительное качество делают эти лампы стандартом для многих применений. Защищенные металлогалогенные лампы предназначены для открытых светильников и имеют трубчатый кусок стекла вокруг дуговой трубки, чтобы предотвратить поломку стекла.Их обычно называют галогенидом металла MP, например, MP170 или MP400. Они часто используются в светильниках, где они могут находиться в непосредственной близости от общественных мест. Открытые приспособления в хозяйственных магазинах больших коробок — обычное применение. Защищенные металлогалогенные лампы обычно можно зажигать практически в любом положении. Имейте в виду, что металлогалогенные лампы с защищенным и импульсным пуском должны работать с правильным балластом и приспособлением, соответствующим мощности. Они работают во всех видах светильников, которые не имеют покрытия или полностью открыты.Это первоклассные металлогалогенные премиум-классы; на этом веб-сайте никогда не продаются секундные лампы или лампы серого рынка.

Чтобы получить более подробную информацию о каждом продукте, нажмите на продукт и прокрутите страницу вниз, и вы найдете описание продукта и дополнительную информацию.

Существует множество соображений, которые необходимо взвесить, прежде чем принимать решение о лампе, используемой для какого-либо конкретного применения. Например, мощность, люмен, индекс цветопередачи (CRI) в сочетании с тем, что освещается и какое приспособление используется. Чтобы узнать больше о некоторых из этих соображений и о том, что они значат для вас, ознакомьтесь с этой статьей в блоге. Если вы считаете, что более высокая мощность означает более яркую лампочку, то вам обязательно нужно прочитать эту статью — она будет вам полезна.

Обязательно зайдите в наш блог и ознакомьтесь со статьями, посвященными советам и рекомендациям по освещению, а также на нашем канале You Tube, где вы найдете еще больше полезных советов и рекомендаций.

Расскажите нам, что вы освещаете, и мы порекомендуем, чем лучше всего это освещать. Воспользуйтесь нашей помощью в дизайне и персональным обслуживанием покупателей, поскольку наш ведущий дизайнер по свету является одним из лучших в отрасли.

Совет мудрым: не назначайте дату установки до , пока вы не получите и не оцените все элементы, необходимые для вашего проекта. Пожалуйста, планируйте соответственно!

  • # МП70/ЭД17/У/ПС/4К/МЕД

    6 долларов. 60

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП100/ЭД17/У/ПС/4К/МЕД

    6 долларов.76

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП150/ЭД17/У/ПС/4К/МЕД

    6 долларов. 92

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП100/ЭД17/К/У/ПС/4К/МЕД

    7 долларов.00

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП50/ЭД17/У/ПС/4К/МЕД

    7 долларов. 16

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП175/ЭД17/У/ПС/4К

    7 долларов.90

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП175/БТ28/У/ПС/4К

    8 долларов. 99

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП400/БТ28/У/ПС/4К

    9 долларов.43

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # MP320/BT28/U/PS/4K

    9 долларов. 70

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП400/БТ37/У/ПС/4К

    9 долларов.96

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП350/БТ37/БУ/ПС/4К

    10 долларов. 24

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину
  • # МП175/ЭД17/У/ПС/4К/МЕД

    11 долларов.59

    Доступно в количестве, кратном 12

    Добавить в корзину

Онлайн-кампус микроскопии ZEISS | Металлогалогенные лампы

Введение

Металлогалогенные источники освещения быстро становятся серьезным препятствием для применения ртутных и ксеноновых дуговых ламп для исследований в флуоресцентной микроскопии. Эти источники света оснащены высокопроизводительной лампой дугового разряда, размещенной в эллиптическом рефлекторе, который фокусирует выходной сигнал в жидкий световод для доставки в оптическую систему микроскопа. Усовершенствованные версии также содержат внутренние колеса фильтров для выбора длины волны, шторки и фильтры нейтральной плотности для управления интенсивностью. Металлогалогенные лампы, наиболее подходящие для микроскопии, имеют выходное излучение, характеризующееся расширенными под давлением версиями заметных спектральных линий ртутной дуги в дополнение к более высоким уровням излучения в непрерывных областях между линиями (см. рис. 1).В результате металлогалогенные лампы обычно дают гораздо более яркие изображения флуорофоров с полосами поглощения, попадающими в области спектра между линиями ртути, включая усиленный зеленый флуоресцентный белок ( EGFP ), флуоресцеин, Cy2 и Alexa Fluor 488. — пиковая интенсивность металлогалогенных ламп примерно на 50 процентов выше, чем у ртутных дуговых ламп, эти источники становятся популярными для экспериментов по визуализации живых клеток с использованием EGFP. Кроме того, металлогалогенные лампы дают 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, предназначенные для микроскопии, имеют увеличенный срок службы дуговых ламп (до 2000 часов по сравнению с 200 часами для ртутных ламп) и устраняют традиционные проблемы с выравниванием для обеспечения равномерного освещения по всему полю зрения.

Подобно своим ртутно-дуговым аналогам, металлогалогенные лампы имеют несколько заметных линий излучения в ультрафиолетовой, фиолетовой, синей, зеленой и желтой областях спектра, которые значительно ярче, чем непрерывная усредненная мощность (как показано на рис. 1).Почти 90% электроэнергии, поступающей в металлогалогенные лампы, эффективно преобразуется в излучение. Остальная часть в основном теряется из-за резистивного нагрева. Приблизительно 75 процентов потребляемой мощности излучается разрядной дугой, а около 15 процентов излучается электродами и горячей оболочкой (см. разбивку процентов преобразования энергии галогенидов металлов на рис. 4). Из света, излучаемого дугой, более половины (около 55 процентов) приходится на ультрафиолетовый и видимый диапазон длин волн от 350 до 700 нанометров.Спектральные линии в металлогалогенных лампах (возникающие в результате переходов элементарных возбужденных состояний в парах ртути) приходятся на 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 480–500 нанометров. Металлогалогенные лампы также более подходят, чем ртутные лампы, для количественного отображения логометрических красителей.

Оптическая мощность металлогалогенных ламп

Набор фильтров Возбуждение
Фильтр
Ширина полосы (нм)
Дихроматический
Зеркальный
Отсечка (нм)
Мощность
мВт/см 2
ДАПИ (49) 1 365/10 395 ЛП 14.5
УФП (47) 1 436/25 455 ЛП 76,0
GFP/FITC (38) 1 470/40 495 ЛП 57,5 ​​
YFP (S-2427A) 2 500/24 ​​ 520 ЛП 26.5
ТРИТЦ (20) 1 546/12 560 ЛП 33,5
ТРИТЦ (С-А-ОМФ) 2 543/22 562 ЛП 67,5
Техасский красный (4040B) 2 562/40 595 ЛП 119.5
mCherry (64HE) 1 587/25 605 ЛП 54,5
Cy5 (50) 1 640/30 660 ЛП 13,5

1 Фильтры ZEISS     2 Фильтры Semrock
Стол 1

В таблице 1 представлены значения оптической выходной мощности типичного (ZEISS HXP) 150-ваттного металлогалогенного источника света после прохождения через оптическую систему микроскопа и выбранные наборы флуоресцентных фильтров.Мощность (в милливаттах/см 2 ) измеряли в фокальной плоскости объектива микроскопа (40-кратный сухой флюорит, числовая апертура = 0,85) с использованием 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 светопропускной способности в системе освещения микроскопа могут варьироваться примерно от 50 до 99 процентов входной мощности, в зависимости от механизма соединения источника света и количества фильтров, зеркал, призм и линз в оптической цепи.Например, для типичного инвертированного микроскопа исследовательского класса, подключенного к внешнему металлогалогенному источнику освещения, менее 20 процентов света, выходящего из жидкого световода на входе в систему коллимирующих линз, доступно для возбуждения флуорофоров, расположенных на объективная фокальная плоскость. Аналогичный диапазон потерь света происходит с традиционными ксеноновыми и ртутными дуговыми лампами, прикрепленными непосредственно к осветителю через ламповый корпус.

В отличие от ксеноновых и ртутных дуговых ламп металлогалогенные лампы, применяемые в микроскопии, снабжены эллиптическими отражателями, в которые на заводе при изготовлении встраивается колба.Лампы предназначены для создания концентрированного пятна света на заданном расстоянии перед отражателем (фокусное расстояние лампы; см. рис. 2). Одно из основных преимуществ предварительно собранных рефлекторных ламп (которые изготавливаются с очень жесткими допусками) заключается в том, что при каждой замене лампы отражатель также устанавливается в фиксированное положение внутри фонаря, что устраняет строгие и громоздкие требования к выравниванию. ртутных и ксеноновых дуговых ламп. Отражатели металлогалогенных ламп покрыты несколькими слоями дихроматического интерференционного фильтра, которые позволяют большей части теплового (инфракрасного) излучения проходить через отражатель, в то время как ультрафиолетовые и видимые длины волн концентрируются в сфокусированном пятне.Типичная конфигурация металлогалогенной лампы для микроскопии представлена ​​на рис. 2. Подача в жидкий световод контролируется полым алюминиевым конусом (или аналогичным коллектором), соединенным с держателем лампы, который служит для позиционирования лампы в непосредственной близости от световода. входная диафрагма. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение силы света и цветовой температуры от пятна освещения к световоду.

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 при использовании компонентов самого высокого качества. Эффективность системы (полезный световой поток системы; см. рис. 2), которая является показателем количества света, фактически доступного для микроскопа, еще ниже. В случае металлогалогенных ламп, размещенных в эллиптических отражателях, эффективность светового потока является бессмысленной величиной, поскольку свет излучается только в одном направлении.Скорее полезный световой поток, направленный на пятно освещения на входе в световод, является более точным определением света, доступного для передачи в оптическую систему микроскопа. Следует отметить, что установленные в систему дополнительные оптические компоненты, такие как термозащитные фильтры и фокусирующие конденсорные линзы, уменьшают световой поток, поступающий в световод. Таким образом, более подходящим термином для описания мощности освещения металлогалогенных ламп является световой поток системы , который определяется как количество света, фактически выходящего из внешней лампы и доступного для микроскопа.

На рис. 2 показана схема траектории луча типичной дуговой металлогалогенной лампы, помещенной в эллиптический отражатель того типа, который обычно используется в флуоресцентной микроскопии. Большая часть общего светового потока, излучаемого лампой, эффективно собирается собирающим отражателем (обозначен красным каркасом на рис. 2) и фокусируется на входной плоскости жидкостного световода. Свет, сфокусированный собирающим зеркалом, называется полезным световым потоком отражателя, и большая часть этого света проходит через тепловой (инфракрасный) фильтр для удаления как можно большего количества тепла.Небольшой процент полезных видимых длин волн отражается от поверхности фильтра и, возможно, от других компонентов в фонаре. В результате часть полезного светового потока от рефлектора теряется. Свет, который успешно попадает в жидкий световод, скремблируется для устранения пространственных и временных неоднородностей, а затем передается на расширитель луча на входном порту микроскопа. Этот свет часто называют пригодным для использования системным световым потоком, 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 имеют лампы с наименьшим межэлектродным зазором (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 находится точка максимальной яркости.В горизонтальном рабочем положении (как и в большинстве металлогалогенных ламп, используемых в микроскопии) две точки максимальной яркости примерно совпадают. Однако общая геометрия дуги в горизонтальных лампах слегка отклоняется вверх из-за конвекционных потоков в окружающем заполняющем газе. Таким образом, оптическая система должна быть спроектирована таким образом, чтобы максимально использовать область максимальной яркости, ближайшую к электродам. В металлогалогенных лампах, помещенных в эллиптический рефлектор, эта область расположена во внутреннем фокусе у основания рефлектора (см. рис. 2).Точное положение лампы внутри рефлектора определяется путем измерения средней яркости вдоль оси лампы и по всей длине дуги.

При проектировании оптических систем для оптимальной работы с металлогалогенными лампами на основе отражателей необходимо учитывать распределение силы света вокруг лампы. Эта величина определяется как направленный световой поток и представляет собой комбинированное измерение отдельных значений силы света в различных направлениях, которые должны быть собраны в фокусе отражателя и спроецированы в пятно освещения для передачи в оптическую систему микроскопа.Пространственное распределение силы света металлогалогенной лампы сильно различается в зависимости от конструкции лампы (по сути, одноцокольная или двуцокольная) и рабочего положения. Наиболее удобный метод изучения этих распределений — нанести интенсивность на полярную диаграмму для конкретной плоскости, окружающей лампу (см. рис. 3). Карты распределения полярной интенсивности часто называют индикатрисами . На рисунке 3 представлены карты распределения интенсивности в полярных координатах, построенные во всех трех измерениях ( x , y , z ) для типичной двухцокольной металлогалогенной лампы.Обратите внимание на симметричное распределение вокруг лампы в горизонтальной (90 125 x 90 126) плоскости. Напротив, пятно на конце стержня, расположенное в верхней части лампы, вызывает возмущения в картах интенсивности (около 180) для двух других осей. Из-за значительной потери интенсивности в областях, окружающих дефект, конструкции системы отражателей должны компенсировать это, чтобы обеспечить равномерное поле освещения. Некоторые из новых конструкций ламп (известные как без наконечника ) устраняют недостатки, обеспечивая более равномерное распределение интенсивности.

Металлогалогенные лампы с отражателем

, предназначенные для микроскопии, обычно оснащены фокусирующими зеркалами эллиптической формы, но в других версиях используются отражатели, образующие параллельные световые пучки. Эллиптические отражатели имеют характеристику силы света, которая значительно варьируется в зависимости от расстояния от передней фокальной плоскости, но многие из этих коллекторов могут собирать до 85 процентов всего излучаемого света. Однако, к сожалению, проецируемый лучевой пучок может быть нарушен темным пятном в центре, где волновые фронты скрыты концом плазменной трубки (см. полярные карты на рис. 3).Фокусное расстояние для высокоэффективных коллекторных ламп эллиптической формы составляет приблизительно от 24 до 45 миллиметров (измеряется от переднего края рефлектора). Параболические и сферические отражатели создают параллельные волновые фронты, которые позволяют отображать источник в бесконечность, и поэтому обычно не используются во внешних фонарях, которые передают освещение к микроскопу через оптоволоконные кабели или жидкие световоды. Важным элементом рефлекторных ламп является изучение общих критериев проектирования, чтобы гарантировать, что только минимальное количество излучения (фактически минимально возможное количество) отражается обратно к самой лампе.Неправильная задняя подсветка производит чрезмерное количество тепла в областях, окружающих трубку и стержни, что является потенциально серьезным артефактом, который может нанести значительный ущерб физической целостности, производительности и стратегии охлаждения лампы.

Оптически идеальные металлогалогенные лампы с эллипсоидальным отражателем создают поле волнового фронта, которое разделяет различные области дуги на радугу цветовых температур, начиная от голубовато-белого (имеющего цветовую температуру примерно 6500 К) в центральной фокальной области до более красноватых оттенков. на периферии (от 4500 до 5000 К).Однако для применений в микроскопии желательна смесь этих различных компонентов длины волны, чтобы сформировать гомогенный и однородный цветовой баланс, который можно дополнительно уточнить с помощью выбранных интерференционных фильтров для оптимального возбуждения флуорофора. На практике решение состоит в том, чтобы тщательно спроектировать эллиптические отражатели, содержащие три вращательных перестановки, имеющих разные радиусы кривизны, для достижения наилучшего возможного смешения различных цветовых компонентов от дуги на входной плоскости жидкостного световода.Работа металлогалогенной лампы

Металлогалогенные лампы запускаются кратковременным приложением высокого напряжения (в диапазоне от 5 до 30 кВ) к электродам с помощью специальной схемы 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 до тех пор, пока они не достигнут заданной рабочей температуры, период времени, который может составлять до пяти минут. Как только лампа полностью заработает, испаренные соли галогенидов металлов диссоциируют дугой 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, повторяя цикл возбуждения.Выбор редкоземельных металлов, добавляемых в наполнитель оболочки, влияет на спектральные свойства излучения лампы (индекс цветопередачи ), а также способствует световой отдаче. Соли галогенидов металлов имеют более низкое давление паров, чем элементарная ртуть, добавленная в колбу, которая также служит буферным газом для определения рабочего напряжения лампы. Таким образом, ртуть регулирует вольт-амперные характеристики лампы, а соли галогенидов металлов вносят основной вклад в количество светового потока и спектральный состав после прогрева лампы.Соли йода обычно используются в металлогалогенных лампах, потому что они менее стабильны (более легко диссоциируют), чем хлориды и бромиды. Во многих случаях йодид таллия добавляют в металлогалогенные лампы для регулировки выходной цветовой температуры. Спектральный выходной сигнал и эффективность преобразования энергии, а также общие характеристики металлогалогенной лампы (обобщенные на рис. 4) также могут зависеть от колебаний напряжения питания и производственных вариаций.

Рабочая температура металлогалогенной лампы имеет решающее значение для оптимальной работы 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 лампы находится в диапазоне от 800 до 1000°C. Превышение этих температур приводит к расстекловыванию кварцевой оболочки, что обычно снижает светоотдачу и увеличивает вероятность разрыва. При более низких температурах уменьшение испарения солей ртути и галогенидов металлов приводит к изменению электрических характеристик, что приводит к смещению спектрального распределения, снижению выходного светового потока и почернению стенок оболочки. Температура уплотнений лампы также должна поддерживаться в пределах рекомендованного производителем диапазона.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 лампового корпуса должно быть снабжено радиатором или вентилятором.

Ориентация металлогалогенной лампы во время работы может иметь большое влияние на рабочие характеристики, поэтому следует всегда следовать рекомендациям производителя.В большинстве случаев предпочтительнее расположить 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 вблизи электродов до концов стержней. В вертикальном положении электроды часто приобретают неравномерный температурный баланс, что ухудшает работу лампы. Другим важным аспектом ориентации лампы является положение дефекта оболочки наконечника штока насоса ( PST ).Это область, где трубка заполняющего газа была загерметизирована во время изготовления лампы. Пятно на кончике приводит к искажению геометрии колбы и может быть обнаружено как холодное пятно (по отношению к остальной части колбы) на тепловизионных картах ламп во время работы. Металлогалогенные лампы, установленные в горизонтальной конфигурации, должны иметь PST, обращенный вверх (в верхнюю часть колбы), и это делается на заводе для ламп, встроенных в рефлекторы. Такое расположение предотвращает конденсацию компонентов наполнителя в области PST.

Металлогалогенные лампы часто требуют охлаждения для обеспечения правильной работы. Одной из наиболее критических областей являются уплотнения штока, где молибденовые фольги встроены в кварц и подвержены окислению атмосферными компонентами при чрезмерных температурах. В большинстве случаев максимально допустимая температура на внешних концах вала составляет 350°С, и ее можно легко поддерживать с помощью простых сценариев охлаждения. Принудительное охлаждение с использованием бесщеточного вентилятора постоянного тока является предпочтительным методом для производителей источников света для микроскопии.В дополнение к стержням температура рефлектора является важным конструктивным фактором в металлогалогенных лампах. Температура поверхности рефлектора не должна превышать 250°С во избежание отслаивания слоев дихроичной тонкой пленки. Охлаждение рефлекторов требует немного большего внимания, чтобы свести к минимуму температурный градиент, создаваемый вдоль поверхности рефлектора. Большие перепады температур могут вызвать напряжение в лампе и вызвать трещины в рефлекторе. Независимо от стратегии охлаждения отдельных компонентов лампы, следует помнить, что холодный воздух никогда не должен обдувать газоразрядную трубку.Уровень успеха в поддержании металлогалогенных ламп при надлежащей рабочей температуре оказывает определенное положительное влияние на срок службы лампы, особенно с точки зрения предотвращения расстеклования и поддержания приемлемого уровня светового потока.

После запуска металлогалогенной газоразрядной лампы необходимо дать ей полностью нагреться до рекомендуемых рабочих параметров (температуры и давления) перед ее 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 в последовательных стадиях, в то время как напряжение лампы, электрическая мощность и световой поток постепенно увеличиваются, пока не достигнут установившихся рабочих условий. Редкоземельные элементы испаряются последними из заполняющих газов, поэтому металлогалогенные лампы создают спектральное распределение с синим смещением до завершения прогрева. Останов — это процесс, обратный запуску, когда редкоземельные элементы конденсируются первыми.Преждевременное прекращение эксплуатации лампы может привести к быстрому износу электродов и почернению стенок внутренней оболочки, что ухудшит будущие характеристики лампы. Фактически, если лампа случайно выключается слишком быстро во время фазы запуска, компоненты наполнителя (галогениды ртути и редкоземельных элементов) часто осаждаются на внутренних стенках оболочки и на электродах. Этот артефакт может визуализироваться как темное непрозрачное покрытие и может отрицательно влиять на повторное возгорание (в редких случаях навсегда).Кроме того, количество включений лампы оказывает значительное влияние на срок службы: более частые включения приводят к сокращению срока службы, независимо от того, была ли лампа нагрета до надлежащей рабочей температуры при каждом запуске перед отключением питания.

Металлогалогенные лампы склонны к таким же артефактам нестабильности, как и другие источники света с дуговым разрядом (в основном ртутные и ксеноновые). Термины, используемые для описания нестабильности дуги, многочисленны и включают такие слова, как мерцание , дрожание , колебание и колебание , которые все относятся к колебаниям яркости.В отличие от традиционных дуговых ламп, некоторые разновидности металлогалогенных ламп работают с дроссельной схемой, в результате чего частоты в диапазоне от 50 до 60 Гц передаются непосредственно на лампу. Таким образом, лампа будет гаснуть и снова зажигаться от 100 до 120 раз в секунду, что может мешать высокоскоростным цифровым камерам снимать с очень высокой частотой кадров, но, как правило, слишком быстро, чтобы воздействовать на большинство детекторов микроскопа. Новые электронные схемы ламп, использующие источники питания постоянного тока, смягчают это явление, а также обеспечивают гораздо лучшие общие характеристики стабильности.Однако из-за характерных колебаний яркости, присущих всем конструкциям дуговых ламп, разновидности металлогалогенных ламп демонстрируют кратковременную нестабильность с точки зрения износа электродов и внутренних конвекционных токов лампы.

Электроды в металлических дуговых лампах медленно изнашиваются с течением времени, поскольку кончики приобретают деформацию и увеличивают радиус, что приводит к уменьшению тока, протекающего вблизи кончика катода, а также увеличивает уровень мощности, необходимый для поддержания дуги. Три наиболее распространенных артефакта, связанных с износом электрода, называются дрейфом , бликом и флаттером (см. рис. 5).Блуждание дуги происходит, когда точка присоединения дуги к кончику катода перемещается в новое место, часто по круговой схеме по окружности электрода. Блуждание сопровождается вспышкой дуги, которая относится к мгновенному изменению яркости, когда дуга перемещается в новую область на электроде с более высоким эмиссионным характером, чем предыдущая точка крепления. Флаттер возникает, когда конвекционные потоки в заполняющем газе, создаваемые перепадом температур между дугой и оболочкой, вызывают быстрое боковое смещение столба дуги.В совокупности эти источники нестабильности вносят значительный вклад в плохую работу 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 оболочек в металлогалогенных лампах общеизвестен как расстеклование (или рекристаллизация ) и проявляется в виде появления молочно-белого налета на внутренних стенках газоразрядной трубки, что на самом деле является физическим изменением в самой кварцевой структуре.Чрезвычайно высокие рабочие температуры и давления, которым подвергается разрядная трубка в течение всего срока службы, медленно вызывают регрессивное переупорядочение аморфного кварца в полукристаллическое состояние в некоторых областях оболочки. Белое покрытие состоит из оксидов кремния, что сопровождается потерей плотности и прочности. Когда срок службы дуговых ламп подходит к концу, большая часть газоразрядной трубки полностью расстекловывается и возникает повышенный риск взрыва. В дополнение к очевидной угрозе безопасности разрядные трубки с расстеклованным стеклом также демонстрируют ухудшенные фотометрические свойства и должны быть заменены новыми лампами.Конструкция дуговой металлогалогенной лампы

В конструкции металлогалогенных ламп используется широкий спектр дизайнерских мотивов, но те, которые используются во флуоресцентной микроскопии, ограничены специальными версиями с короткой дугой, размещенными в эллиптических отражателях. Разрядная трубка изготавливается из плавленого кварца или кварца, который окружает систему электродов и содержит заполняющие газы и соли металлов. Разрядная дуга горит в области между концами катода и анода (обозначается как межэлектродный зазор ).Плавленый кварц — один из немногих материалов, способных выдерживать экстремальные механические нагрузки и термические нагрузки, предъявляемые к металлогалогенным лампам, которые должны выдерживать длительную эксплуатацию при температурах, приближающихся к 950 С, и давлении до 40 атмосфер. В некоторых высокопроизводительных лампах толщина кварцевой оболочки может достигать 5 миллиметров. Во время изготовления электроды герметизируются внутри стержней лампы и электрически соединяются с основаниями с помощью молибденовой фольги и штифтов (см. рис. 6(b)).Цоколь лампы обеспечивает подключение к внешнему источнику питания, а также используется в качестве механической опоры. В лампах, соединенных с дихроичными отражателями, длинная ось кварцевого стержня ориентирована параллельно оптической оси эллиптического отражателя (рис. 2 и 6, а) так, чтобы межэлектродный зазор можно было выровнять точно по фокальной точке. Один конец стержня лампы вклеен в основание керамического отражателя, а другой конец выступает в центр отражателя и электрически соединен с источником питания кабелем.

Электроды в металлогалогенных лампах изготавливаются из легированных вольфрамовых сплавов и имеют идентичную форму для версий, предназначенных для использования с переменным током ( AC ). Те лампы, которые предназначены для работы на постоянном токе ( DC ), содержат более массивный анод и меньший заостренный катод (аналогично электродам в ксеноновых дуговых лампах). Как правило, электроды, используемые в металлогалогенных лампах, делятся на две категории: штыревые и катушки (см. рис. 6(c)).Электроды-катушки представляют собой более тонкие версии штыревых электродов, но имеют тонкую вольфрамовую проволоку, намотанную в один или два слоя вокруг наконечников. Конструкция электрода оказывает сильное влияние на температурный профиль вольфрамового стержня, начиная от кончика и заканчивая областью, встроенной в кварцевый стержень. В металлогалогенных лампах конфигурация электродов должна быть совместима с формой колбы (переходная область между колбой и стержнем), а также химическими веществами наполнителя и внутренним объемом колбы колбы.Конструкция электрода также должна учитывать устранение потенциальных тепловых гнезд (областей с более высокой температурой, чем их окружение) и должна обеспечивать дуге стабильную основу, в которой может иметь место оптимальная активность электронной эмиссии. Лучшие электроды достаточно стабильны, чтобы лампа могла надежно работать в течение всего срока службы.

Металлогалогенные лампы

обеспечивают механическое и электрическое соединение между колбой и цоколем лампы. Большинство ламп, используемых в микроскопии, изолированы от внешней среды с помощью метода, известного как щипцовая герметизация , который включает сжатие нагретого, податливого кварцевого стержня между двумя металлическими зажимами.По сравнению с другими металлами вольфрам имеет относительно низкий коэффициент теплового расширения, но все же он примерно в десять раз больше, чем у кварца. В результате вольфрамовый электрод нельзя припаять непосредственно к кварцевому стержню, не разрушив лампу из-за теплового расширения во время обычной работы. Решение этой проблемы достигается за счет подачи энергии на кварцевые стержни с помощью молибденовой ленты (или фольги), которая имеет остро вытравленные края, которые могут врезаться в кварц, не вызывая его разрушения во время нагревания.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 требуется несколько слоев фольги для работы с сильноточными нагрузками.

Качество света, излучаемого металлогалогенной лампой, в первую очередь определяется компонентами заполнения .В зависимости от применения металлогалогенные лампы могут быть заполнены любым количеством до 10 различных компонентов, которые выполняют важные функции, определяемые 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 наполнителя и проявляет желаемые свойства воспламенения. 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 уровнями редкоземельных металлов с образованием галогенидных солей. Эти соли имеют более высокое давление паров, чем сами металлы, что позволяет инженерам точно настраивать плотность частиц редкоземельных элементов в дуге для регулировки цветовой температуры и других свойств излучения.

В большинстве случаев оболочки металлогалогенных ламп заполняются избытком газообразного галогена для регенеративного цикла галогенов, который служит для предотвращения осаждения испарившегося вольфрама с электродов на внутренних стенках оболочки.Редкоземельные металлы, используемые в металлогалогенных лампах, принадлежат к ряду лантанидов и обычно представляют собой диспрозий ( Dy ), тулий ( Tm ) и/или гольмий ( Ho ). Изменение комбинации и концентрации этих металлических элементов может использоваться для модуляции спектрального распределения излучения, чтобы соответствовать целевому применению лампы. Как правило, редкоземельные элементы выбираются для обеспечения непрерывного спектрального выхода дневного света с высокой светоотдачей. При комнатной температуре металлогалогенные лампы существуют при давлении окружающей среды или ниже, но во время работы внутреннее давление может колебаться от 10 до 40 атмосфер, в зависимости от компонентов наполнителя.

Цоколь лампы является важным компонентом, который выполняет двойную функцию: обеспечивает механическую поддержку, а также электрическое соединение с источником питания. В двухцокольных лампах основание состоит из металлических втулок (часто называемых наконечниками ), приклеенных к концам стержней лампы. В некоторых случаях втулки представляют собой конические цилиндры, которые могут быть снабжены резьбой или тросом. Металлогалогенные лампы, предназначенные для приложений флуоресцентной микроскопии, требующих жидкостного световода (см. рис. 2 и 6), в основном работают как одноцокольные лампы с керамическим основанием, соединенным с эллиптическим отражателем.В зависимости от конструкции лампы катодный или анодный конец трубки лампы может быть присоединен к цоколю, а другой конец шунтирован с электрическим соединением в корпусе рефлектора с помощью тонкого металлического кабеля, приваренного к выступающему молибденовому штифту. Цоколи ламп участвуют в отводе тепла от блока при работе через металлическую контактную поверхность (обычно гильзу). Базовая температура в точке контакта между гильзой и патроном не должна превышать примерно 350°С 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 применения в микроскопии, которые имеют усовершенствованные оптические системы, требует жестких геометрических допусков для ламп. В рефлекторных лампах точное позиционирование колбы имеет решающее значение, поскольку отклонения всего в несколько миллиметров могут привести к значительному ухудшению равномерности освещения. Микроскопия является требовательным приложением, в котором свет, исходящий от отражателя, должен быть очень точно сфокусирован, чтобы максимизировать вход в жидкий световод.По этой причине металлогалогенные лампы с отражателем, используемые в флуоресцентной микроскопии, строго выравниваются внутри эллиптического отражателя во время изготовления. Кроме того, допуски на оболочку и стержень лампы, которые, как и в случае с другими изделиями из расплавленного стекла, имеют широкий разброс, должны тщательно контролироваться, чтобы обеспечить точное расположение дугового промежутка по отношению к задней фокальной точке отражателя. Жесткие допуски также необходимы для компенсации небольших отклонений электродов от оси лампы.В совокупности многочисленные требования к точному изготовлению ламп вполне соответствуют возможностям современных процессов производства ламп, так что текущая линейка коммерческих металлогалогенных ламп часто соответствует требованиям флуоресцентной микроскопии и даже превосходит их.

И последнее замечание: номенклатура, связанная с идентификацией ламп, широко варьируется в зависимости от производителя, и пока не существует универсального стандарта. Металлогалогенные лампы, используемые в микроскопии, относятся к семейству HTI компании Osram, где H является аббревиатурой обозначения ртути ( Hg или Hydragyrum ), T относится к немецкому термину дневного света. ( Tageslicht ), а I указывает на присутствие соединений галогенов (йодидов и бромидов).Другие обозначения, используемые Osram: M или R для редкоземельных металлов, S для безопасных ламп с внешней колбой, окружающей оболочку, P для проекционных ламп и C для оснащенных кабелем. Металлогалогенные лампы Ushio продаются под торговой маркой EmArc с кодовым префиксом SMH , аббревиатурой от металлогалогенных ламп с короткой дугой. Другие производители используют аналогичную запутанную номенклатуру, поэтому их каталоги продукции следует внимательно изучить, чтобы обеспечить правильный выбор лампы для конкретного применения.Лампы и блоки питания

Требования к источникам питания для металлогалогенных ламп несколько отличаются для ртутных и ксеноновых дуговых ламп. Источники питания как переменного, так и постоянного тока ( AC и DC ) могут использоваться с металлогалогенными лампами (в зависимости от конструктивных параметров лампы), но оба типа должны иметь схожие характеристики, включая цепи зажигания и балласта, стабилизацию мощности и правильный профиль тока во время фазы запуска лампы.Металлогалогенные источники питания требуют охлаждения, которое обычно осуществляется с помощью вентиляторов и радиаторов. Поскольку всем дуговым лампам обычно требуется высокое напряжение для инициирования горения, их источники питания обычно состоят из двух ступеней: основной цепи питания и модуля воспламенения. На начальном этапе основной источник питания обычно подает на воспламенитель напряжение в диапазоне от 200 до 350 вольт, что повышает выходное напряжение до уровня от 5 до 30 киловольт для зажигания, в зависимости от способности лампы к повторному зажиганию.Как только лампа зажглась, напряжение можно понизить 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, чтобы избежать дугового разряда.

На Рисунке 7 показан вид в разрезе внутренних компонентов типичного металлогалогенного лампы вторичного рынка, разработанного с жидкостным световодом для применения во флуоресцентной микроскопии.Практически во всех современных внешних фонарях используются световоды (оптоволоконные или жидкие) для установки горячей лампы на безопасном расстоянии от чувствительных компонентов микроскопа, что снижает теплопередачу и обеспечивает более высокий уровень термостабильности для долгосрочных экспериментов. Металлогалогенная лампа и блок отражателя крепятся с помощью зажимов, чтобы точно расположить фокальное пятно на входной апертуре световода. В некоторых фонарях фильтр, блокирующий ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, расположен между лампой и входом в световод (см. рис. 7 и 8).Установка жидкостного световода осуществляется путем вставки входного разъема в переднее или заднее крепление на корпусе лампы до упора (так называемая защелка и быстроразъемное соединение ). Другой конец световода соединен со специальной системой расширяющих линз, которая является специфической для каждой конструкции микроскопа. Металлогалогенные лампы оснащены источниками питания как переменного, так и постоянного тока с внутренними воспламенителями и балластами, а также обычно включают небольшой электрический вентилятор под основанием лампы для принудительного воздушного охлаждения.Поскольку на заводе лампы выровнены по своим отражателям с очень жесткими допусками, замена заключается в простом удалении отработавшей лампы и установке новой.

Во избежание возможного теплового повреждения светового шифратора (и микроскопа) инфракрасное излучение, а также другие потенциально опасные длины волн излучения, генерируемые лампой, должны быть удалены до того, как они попадут в волокно или световод, и это удобнее всего сделать с помощью соответствующего фильтры. В идеальном случае только длины волн, критические для формирования изображения и возбуждения флуорофора, должны покидать источник света и направляться в оптическую цепь микроскопа (профили пропускания оптического волокна и жидкостного световода представлены на рис. 8).Вместо того, чтобы полагаться на широкополосные зеркала, можно использовать холодные зеркала и специализированные полосовые интерференционные фильтры, чтобы отводить нежелательное тепло и выбирать длины волн света, передаваемые на входную апертуру световода. Диапазон длин волн, обычно необходимый для применения в микроскопии общего назначения, находится в диапазоне приблизительно от 360 до 700 нанометров. Ненужные длины волн, которые могут повредить живые клетки или микроскоп, в том числе в ближнем инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне, могут проходить через дихроматические зеркала (ИК-передатчик обозначается как холодное зеркало , а ультрафиолетовый передатчик — как горячее зеркало ). и поглощаться корпусом лампы.В качестве дополнительного преимущества рассеивание тепла холодным зеркалом уменьшает перемещение источника света, вызванное тепловым расширением механических и оптических компонентов, чтобы обеспечить максимально возможный уровень лучистого потока, передаваемого на образец.

Более продвинутые лампы вторичного рынка и OEM (производители оригинального оборудования) содержат ряд функций, очень удобных для визуализации живых клеток в флуоресцентной микроскопии. Среди этих дополнительных удобств — световые затворы, колеса фильтров, индикаторы срока службы лампы, контроль выходной мощности и настраиваемые интерфейсы, которые легко интегрируются в программное обеспечение управления микроскопом.Большинство металлогалогенных ламп содержат как минимум регулируемую диафрагму, которая позволяет контролировать интенсивность лампы, а некоторые модели включают фильтры с переменной нейтральной плотностью для более точной регулировки. Электронный контроль времени работы и температуры лампы — еще одна полезная функция, встроенная во многие металлогалогенные лампы. Те системы, которые постоянно контролируют температуру лампы, полезны для предотвращения непреднамеренных 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 различные фильтры возбуждения непосредственно в удаленную лампу, тем самым устраняя потенциальные артефакты вибрации, которые сопровождают колесо фильтров, прикрепленное непосредственно к микроскопу. Световые затворы, которые очень 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 через универсальную последовательную шину ( USB ) или последовательный порт RS-232.Жидкостные световоды

Предпочтительной схемой оптического освещения в флуоресцентной микроскопии является освещение Кхлера, которое служит для равномерного освещения поля изображения с использованием пространственно сложного источника света путем отображения только части источника в фокальной плоскости конденсора (или задней фокальной плоскости объектива в эпилюминация). Свет, падающий на образец, распределяется равномерно, хотя этот свет может не падать со всех возможных азимутов с одинаковой интенсивностью. Еще одной 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 рефлектора, фокусируется на входную апертуру одномодового оптического волокна или жидкостного световода (см. рис. 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 скрученные одномодовые оптические волокна реже используются в современных металлогалогенных лампах, они создают отражения от оболочки, которые постоянно меняются при небольшом изгибе волокна, генерируя выходной пучок, который эффективно однороден по интенсивности во времени и пространстве.Сообщается, что метод вибрации волокна на частотах до 100 кГц также эффективен для скремблирования света, но требует дополнительного оборудования. Фаза света, выходящего из оптического волокна, зашифрована из-за различной длины пути световых волн, проходящих через волокно, хотя высокая яркость и хроматический характер сохраняются. Выходной пучок описывается профилем интенсивности цилиндра , а не гауссовским профилем, характерным для лазерного излучения.

На рисунке 8(a) показан спектральный профиль металлогалогенной лампы (желтая кривая), измеренный на выходе 5-миллиметрового жидкостного световода, наложенный на полосу пропускания типичного отсекающего фильтра (красная кривая), используемого в фонарях вторичного рынка. Отметим, что полосовой фильтр отсекающего излучения удаляет волны излучения ламп 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 световодного соединителя представлена ​​на схеме в разрезе на рис. 8(b). Муфта изготовлена ​​из нержавеющей стали и содержит торцевую заглушку из оптического стекла, которая взаимодействует непосредственно с жидкой средой в направляющей. Покрытие с низким показателем преломления на внутренней стенке гибкой трубки гарантирует, что сильно наклонный свет отражается обратно в жидкую среду. Параметры конструкции соединителя различаются в зависимости от производителя (поэтому отсутствует отраслевой стандарт), что затрудняет или делает невозможным использование жидкостного световода, разработанного для любого конкретного фонаря вторичного рынка, 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 соответствовать собирающей оптике источника. Несколько производителей микроскопов и послепродажного обслуживания поставляют металлогалогенные лампы, предназначенные для реализации с жидкими световодами, в которых выполняется это условие.Комбинация 75-ваттной ксеноновой дуговой лампы или металлогалогенной лампы с эллиптическим отражателем, холодным зеркалом и оптически согласованным жидким световодом диаметром от 3 до 5 миллиметров может обеспечить световой поток, превышающий 2 мВт на нанометр. Конец волокна становится эффективным источником света для микроскопа независимо от размера дуги лампы, что приводит к уменьшению излучения по сравнению с самой дугой. Однако, когда целью является равномерное освещение апертуры большого диаметра, как в случае широкопольных флуоресцентных и конфокальных микроскопов с вращающимся диском, протяженный источник не так вреден для работы.Единственным требованием является наличие коллиматорной линзы достаточного диаметра, чтобы эффективно собирать выходной сигнал световода и проецировать его на дисковый сканер или заднюю апертуру объектива.

Патент Чарльза Стейнмеца на металлогалогенную лампу

 

Патент США 1,025,932
Металлогалогенная лампа Чарльза Стейнмеца

Этот патент, выдан 7 мая 1912 г., показывает попытку Чарльза Протеуса Штайнмеца улучшить цвет ртутных ламп добавлением галоидных солей.В лампе использовалась ртуть «бассейны» в качестве электродов (обозначены буквой «D» на рис. 1) с слой металлогалогенидов на поверхности бассейнов. («Ф» в тот же рисунок). Проблема с этой конструкцией заключалась в том, что электрическая дуга танцевала вокруг на поверхности бассейна, препятствуя тому, чтобы постоянный цвет был сгенерировано.

Рукописная запись «1-й действие» в верхнем левом углу. В 1961 г. физик GE Гилберт Рейлинг подал заявку на патент на то, что станет современным металлогалогеном. лампа.Эта копия патента Стейнмеца (среди прочих) была отправлена ​​в GE в 1962 г. вместе с первым из несколько отказов от эксперта Патентного ведомства. По словам экзаменатора, «Использовать йодиды металлов Биза и Штейнмеца в лампе на парах металлов Помфрет не будет заниматься изобретением».

GE ответил, что « комбинация [этих патентов] противоречит учениям любого из них и, следовательно, не является правильной комбинацией». В 1964 году, после серии отказов, GE изготовила несколько ламп в соответствии с спецификации в патенте Стейнмеца.Затем они отправили реплики и Reiling себя в Вашингтон, округ Колумбия. Рейлинг продемонстрировал экзаменатору, что его лампа работала не так, как у Штейнмеца, и утверждал, что новая лампа должна получить патент. Судя по всему, эксперт был убежден, поскольку патент США 3 234 421 был выдан в 1966 году.

В 1996 году Рейлинг передал в дар свой оригинальный патентный документ, копию патента Штайнмеца, показанную выше, и один из Реплики Штейнмеца в Национальном музее американской истории. Реплика в настоящее время на дисплее.

Изображение выше было улучшено электронным способом.

 


 

 

Металлогалогениды – промышленный свет и мощность

Металлогалогенные лампы, принадлежащие к семейству газоразрядных ламп высокой интенсивности (HID), обеспечивают высокую светоотдачу для своего размера, что делает их компактными, мощными и эффективными источниками света. Добавление солей редкоземельных металлов в ртутную лампу позволяет улучшить светоотдачу и цвет света.Первоначально созданные в конце 1960-х годов для промышленного использования, металлогалогенные лампы теперь доступны в различных размерах и конфигурациях для коммерческого и бытового применения. Как и большинство газоразрядных ламп, металлогалогенные лампы работают при высоком давлении и температуре и требуют специальных приспособлений для безопасной работы.

Поскольку лампа имеет небольшие размеры по сравнению с люминесцентной лампой или лампой накаливания того же уровня освещенности, относительно небольшие отражающие светильники могут использоваться для направления света в различных целях (прожекторное освещение на открытом воздухе или освещение складов или промышленных зданий).

Использование Металлогалогенные лампы используются как для общего освещения, так и для очень специфических применений, требующих особого ультрафиолетового или синего излучения.

Благодаря своему широкому спектру они используются для выращивания в помещении, на спортивных сооружениях и весьма популярны среди рифовых аквариумистов, которым нужен источник света высокой интенсивности для своих кораллов.

Другим широко распространенным применением таких ламп является профессиональное освещение, где они широко известны как лампы MSD и обычно используются с номинальной мощностью 150, 250, 400, 575 и 1200 Вт, особенно в интеллектуальном освещении.

Большинство ЖК-, DLP- и кинопроекторов используют в качестве источника света металлогалогенные лампы.

Эксплуатация

Как и другие газоразрядные лампы, такие как очень похожие ртутные лампы, металлогалогенные лампы излучают свет, пропуская электрическую дугу через смесь газов. В металлогалогенной лампе компактная дуговая трубка содержит смесь высокого давления из аргона, ртути и различных галогенидов металлов. Смесь галогенидов будет влиять на характер производимого света, влияя на коррелированную цветовую температуру и интенсивность (например, делая свет более синим или красным).Газ аргон в лампе легко ионизируется и облегчает зажигание дуги между двумя электродами при первом приложении напряжения к лампе. Затем тепло, выделяемое дугой, испаряет ртуть и галогениды металлов, которые излучают свет при повышении температуры и давления.

Обычные рабочие условия внутри дуговой трубки: 70-90 фунтов на кв. дюйм (480-620 кПа) и 2000 градусов по Фаренгейту (1090 градусов по Цельсию). Как и все другие газоразрядные лампы, металлогалогенные лампы требуют вспомогательного оборудования для обеспечения надлежащего начального и рабочего напряжения и регулирования тока в лампе.Около 24% энергии, потребляемой металлогалогенными лампами, приходится на свет (65-115 лм/Вт), что делает их в целом более эффективными, чем люминесцентные лампы, и значительно более эффективными, чем лампы накаливания.

Компоненты

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

— Дуговая трубка — Помимо паров ртути, лампа содержит йодиды или иногда бромиды различных металлов (скандий и натрий в некоторых типах, таллий, индий и натрий в европейских моделях Tri-Salt, а в более поздних типах используется диспрозий для высоких температур). цветовая температура, олово для более низкой цветовой температуры, гольмий и тулий в некоторых моделях киноосвещения с очень высокой мощностью и галлий и/или свинец в особо высоком U.модели V.-A для печати). Смесь используемых металлов определяет цвет лампы, а в некоторых типах для праздничного или театрального эффекта используются почти чистые йодиды таллия для зеленых ламп и индия для синих ламп. Щелочной металл, обычно натрий, а иногда и калий, почти всегда добавляется для уменьшения импеданса дуги, что позволяет сделать дуговую трубку достаточно длинной и простой для использования.

Инертный газ, обычно аргон, вводят в дуговую трубку холодным способом при давлении около 2 кПа для облегчения запуска разряда.Концы дуговой трубки часто снаружи покрыты белым силикатом циркония или оксидом циркония, отражающим инфракрасное излучение, чтобы отражать тепло обратно на электроды, чтобы они оставались горячими и излучали термоэлектроны. Некоторые лампы имеют люминофорное покрытие на внутренней стороне внешней колбы для улучшения спектра и рассеивания света.

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

Внешняя колба

Большинство моделей оснащены внешней стеклянной колбой для защиты внутренних компонентов, опорной рамы и трубки дуги от окисления, потери тепла и обеспечивают защиту от коротковолнового УФ-излучения, создаваемого разрядом паров ртути. , который передается внутренней колбой из плавленого кварца или дуговой трубкой от выхода, поскольку он блокируется колбами из содового или боросиликатного стекла, используемыми в старых одноцокольных (с одним цоколем) моделях, или специально легированными «U.Внешние колбы из плавленого кварца V. stop в более современных одноцокольных и большинстве двухцокольных моделей. Внутри дуговой трубки из плавленого кварца два вольфрамовых электрода, легированных торием, запаяны с каждого конца, и ток проходит к ним через уплотнения из молибденовой фольги в плавленом кварце. Именно внутри дуговой трубки фактически создается свет.

Некоторые мощные модели, в частности, прибор Lead-Gallium U.V. печатные модели и модели, используемые для некоторых типов освещения спортивных стадионов, не имеют внешней колбы и состоят только из оголенной дуговой трубки, что позволяет проходить U.V. или точное позиционирование в оптической системе светильника, защитное стекло которого блокирует УФ-излучение. и защищает находящихся внизу людей в случае взрыва лампы.

Основание

Некоторые типы имеют металлическое основание с винтом Эдисона для различной номинальной мощности от 10 до 18 000 Вт. Другие типы являются двусторонними с основаниями R7s-24, состоящими из керамики и различных сплавов железа, кобальта и никеля FerNiCo, которые допускают электрическое соединение.

Балласты

Металлогалогенные лампы требуют электрических балластов для регулирования тока дуги и подачи соответствующего напряжения на дугу.Подобно ртутным лампам высокого давления, некоторые металлогалогенные лампы содержат третий электрод, который инициирует дугу при первом включении лампы (что создает легкое мерцание при первом включении лампы). Металлогалогенные лампы с импульсным запуском не содержат пускового электрода, но им требуется зажигатель для генерации высоковольтного (1-5 кВ при холодном зажигании, более 30 кВ при горячем повторном зажигании) импульса для зажигания дуги. Стандарты системы балласт-лампа Американского национального института стандартов (ANSI) устанавливают параметры для всех металлогалогенных компонентов (за исключением некоторых более новых продуктов).

Электронные балласты включают воспламенитель и балласт в одном корпусе. Эти балласты используют высокую частоту для управления лампами. Поскольку они имеют меньшие потери, чем «железный» балласт сетевой частоты, они более энергоэффективны. Работа с высокой частотой не увеличивает эффективность лампы, как у люминесцентных ламп.

Цветовая температура

Основы керамического металлогалогенного освещения

Понимание основ: керамическое металлогалогенное освещение (CMH)

Подпись: Тысячи керамических металлогалогенных ламп установлены на улицах и переулках Чикаго. Фото: Philips.

Когда в 2010 году город Чикаго искал новый стандарт энергоэффективности для уличного и уличного освещения, он выбрал керамические металлогалогенные лампы (CMH), став первым крупным городом США, применившим новую технологию освещения.

Этот относительно новый источник света, рекламируемый как компактный, эффективный и мощный, относится к категории высокоинтенсивных газоразрядных ламп (HID), которые обеспечивают самую высокую эффективность и самый долгий срок службы среди всех типов освещения, а также экономят до 90% энергии освещения при замене ламп накаливания.

В августе 2011 года в Чикаго завершилась установка 11 000 фонарей CMH на 300 миль переулков и 5 300 уличных фонарей на знаменитых улицах Лейк-Шор-Драйв и Вестерн-авеню. По оценкам города, город сэкономит почти 750 000 долларов в год на затратах на электроэнергию и сократит выбросы углекислого газа более чем на 6 600 метрических тонн в год. год.

Разрядное освещение высокой интенсивности (HID)

Металлогалогенные лампы

, как традиционные кварцевые, так и более современные керамические, имеют превосходную цветопередачу (80–96 CRI) среди типов HID-освещения и пользуются все большим спросом для больших помещений с высокими ярусами, таких как розничная торговля. магазины, спортзалы и спортивные арены, а также внутреннее освещение торговых дорожек и витрин и даже фары в роскошных автомобилях.Другие открытые площадки, такие как улицы, фонари безопасности и автомобильные стоянки, также освещаются HID-освещением.

Как работает HID

HID-освещение излучает яркий белый свет, используя электрические дуги между вольфрамовыми электродами, размещенными в полупрозрачной или прозрачной дуговой трубке из плавленого кварца или керамики, также называемой горелкой, заключенной во внешнюю колбу.

Лампа CMH (любезно предоставлена ​​Министерством энергетики)

Трубка содержит смесь различных газов и солей галогенидов металлов. Например, трубки CMH нагревают смесь ртути, аргона и галоидных солей.

Когда дуга нагревается, соли металлов испаряются с образованием плазмы, которая усиливает свет, излучаемый дугой, и снижает энергопотребление. Лампы HID ненаправленные и, как и люминесцентные лампы, требуют балласта для запуска и поддержания дуги.

По сравнению с лампами накаливания и люминесцентными лампами газоразрядные лампы имеют более высокую светоотдачу (насколько хорошо источник света излучает видимый свет), поскольку большая часть их излучения приходится на видимый свет, а не на тепло.

Типы газоразрядного освещения

Существует три распространенных типа газоразрядных ламп:

  1. Ртутные лампы (MV)
  2. Натриевые лампы высокого давления (HPS)
  3. Металлогалогенные лампы (MH)
    1. Металлогалогенид кварца (QMH)
    2. МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЙ ГАЛОГЕН (CMH)

Лампы MH имеют более полный световой спектр, чем лампы HPS или MV, последние считаются более старой и менее эффективной технологией.И хотя лампы MH потребляют меньше ватт, они ярче, чем желтоватый свет, излучаемый лампами HPS.

Характеристики типов HID-освещения:

Разрядное освещение высокой интенсивности Тип Эффективность
(люмен/ватт)
Срок службы
(часы)
Индекс цветопередачи
(CRI)
Цветовая температура
(К)
Внутри/снаружи
Пары ртути 25–60 16 000–24 000 50 (от плохого до удовлетворительного) 3200–7000 (от теплого до холодного) На открытом воздухе
Металлогалогенид 70–115 3000–20 000 70 (ярмарка) 3700 (холодный) Внутри/снаружи
Натрий высокого давления 50–140 16 000–24 000 25 (бедный) 2100 (теплый) На открытом воздухе

Источник: Министерство энергетики

История освещения CMH

История ламп CMH восходит к патенту General Electric 1962 года на дуговую лампу под названием Multi Vapor Metal Halide.Британская фирма Thorn Lighting Group представила первую в мире лампу CMH на Всемирной выставке света в Ганновере в 1981 году. Несмотря на хорошие цветовые характеристики, продать лампу было невозможно, поскольку для нее требовался уникальный балласт, которого не было на рынке.

Лампы

CMH не поступали в продажу до 1994 года, когда инженеры производителя осветительных приборов Philips решили проблемы, связанные с нагреванием уплотнений трубки.

«Мы называем их «убийцами галогенов», потому что их цвет настолько хорош, что они могут использоваться в розничной торговле, например, в пятнах и треках», — сказал в то время Билл Райан, менеджер по продуктам HID в Philips.Вскоре последовали и другие производители. «Мы очень рады CMH, — сказал Джерри Флауто, старший специалист General Electric по продуктам/HID. «Это дает нам отличную стабильность цвета, хорошую эффективность и долгий срок службы».
Источник: «Галогениды металлов — достижения и улучшения», Дэвид Хоутон, PE, пишущий редактор журнала Architectural Lighting Magazine .

Кварц или керамика?

Дуговые трубки

MH изготавливаются из кварца или керамики. Традиционные кварцевые металлогалогенные (QMH) дуговые трубки аналогичны по конструкции и внешнему виду лампам среднего напряжения, но за счет добавления газообразных галогенидов металлов к ртутному газу внутри ламп QMH в результате получается более высокая светоотдача, больше люменов (показатель общего количества видимого света). излучаемого источником) на ватт и лучшую цветопередачу.

Люмен на ватт (лпВт) — это отношение, выражающее световую отдачу источника света. Ознакомьтесь с различиями в эффективности типичных ламп ниже:

  • Первая лампа Томаса Эдисона – 1,4 лВт
  • Лампы накаливания – 10-40
  • Галогенные лампы накаливания – 20-45
  • Люминесцентные лампы – 35-105
  • Ртутные лампы – 50-60
  • Металлогалогенные лампы – 60-120
  • Натриевые лампы высокого давления – 60-140

(Вышеуказанные значения для газоразрядных ламп не включают балласты, которые необходимо использовать с этими лампами.Учет потерь балласта снижает эффективность «системы» или лампового балласта обычно на 10-20% в зависимости от типа используемого балласта. Источник: GE Lighting)

Дуговые трубки

CMH более устойчивы, чем стандартные трубки QMH, к коррозионным солям галогенидов металлов, образующимся внутри дуговой трубки. Это позволяет трубкам CMH работать при более высоких температурах, чем трубки QMH, повышая производительность и качество света, такие как сохранение светового потока (на 10-30 процентов выше), изменение цвета лампы и стабильность рассеивания, индекс цветопередачи (CRI) и диммирование.

Лампы

CMH имеют индекс цветопередачи 80-96. Считается, что источники света с индексом цветопередачи 80 и выше обладают отличной цветопередачей. Точный индекс цветопередачи зависит от смеси солей галогенидов металлов в дуговой трубке.

Типичные значения CRI для выбранных источников света

Источник света Диапазон индекса цветопередачи
Лампа накаливания 100
Металлогалогенная керамика от 85 до 94
Флуоресцентные лампы T8 от 75 до 98
Галогенид кварца от 65 до 70
Натрий высокого давления 22

Источник: Министерство энергетики

Некоторые маломощные лампы CMH также могут использоваться там, где лампы накаливания могут быть предпочтительны из-за их небольших размеров и качества цветопередачи, согласно DOE.

Другие основные характеристики ламп CMH:

Недостатки CMH

Однако лампы

CMH имеют ограничения. В течение всего срока службы все металлогалогенные лампы испытывают снижение светоотдачи и некоторое увеличение энергопотребления.

Они и их стандартные аналоги также могут запускаться до 10 минут, что не делает их подходящими для использования с датчиками движения. Из-за задержки времени забастовки производители советуют не отключать их полностью, за исключением продолжительных периодов отсутствия людей.

Конкуренция на рынке

Лампы

CMH быстро отвоевывают долю рынка у своего родственника HID, ламп HPS, на рынке для наружного применения, например, уличного освещения. Основной причиной этого является растущий спрос на более белый свет ламп MH по сравнению с менее желательным желтоватым цветом натриевых ламп, который также не подходит.

Похоже, именно так обстоит дело с городом Чикаго. По оценкам, каждый приобретенный CMH светильник сокращает потребление электроэнергии на сумму от 40 до 70 долларов в год, а срок службы на два-три года больше, чем у типичного натриевого уличного освещения высокого давления, срок службы которого составляет около 5 лет, согласно сообщению городского транспорта. отделение.

Агентство заявило, что лампы CMH сокращают «свет неба» (свет, движущийся вверх, а не вниз) на 50-100 процентов, в зависимости от типа светильника. Они также уменьшают «легкое проникновение» или свет, попадающий в нежелательные зоны, например, в близлежащие здания или дома.

Сообщая об установке в городе фонарей CMH, газета Chicago Tribune привела еще одну причину, по которой городские власти хотели заменить уличные фонари.

«После широкомасштабного внедрения натриевых ламп в Соединенных Штатах и ​​​​других странах были проведены исследования, показывающие, что они могут затруднить идентификацию подозреваемых полицией, потому что они снижают способность людей отличать один цвет от другого, потому что они делают все вокруг оранжевым. ночью», — сообщает газета.

Будущее освещения CMH выглядит светлым в растущем числе приложений, поскольку производители наращивают инновации в этой категории.

Например, ChromaFit от General Electric — это металлогалогенные лампы, продаваемые как в традиционной кварцевой, так и в CMH-версии, которые работают на натриевых балластах высокого давления, предоставляя пользователям возможность переключаться с желтоватого свечения HPS на белый цвет MH-освещения.

ИСТОЧНИКИ:

 

СВЯЗАННЫЕ СТАТЬИ ПО ЛЮМЕНИСТИКЕ:

 

Металлогалогенные лампы (5/91) — Справочное руководство № B.7: Планирование объектов: NYSED

Металлогалогенные лампы (5/91) — Справочное руководство № B.7

Раздел 409-b Образования Закон требует, чтобы каждая новая или замененная ртутная или металлогалогенная лампа, который используется в любом школьном здании в штате, должен быть безопасным тип. Лампы безопасного типа самозатухают при разбивании, растрескивании или удалении. внешнего экрана, защищающего лампу. Если такой самозатухающий сорт отсутствует, каждая такая лампа или ее светильник должны быть снабжены экраном достаточно для защиты от воздействия ультрафиолетового излучения.В школьных комплексах эти лампы могут быть использованы в осветительных приборах, расположенных в спортзалах, аудиториях, бассейны, магазины, автобусные гаражи и наружное освещение.

Sylvania Lighting и General Electric выпустили предупреждения о высокой интенсивности газоразрядное освещение, в состав которого входят ртуть и галогениды металлов.

В сообщении General Electric, в частности, говорилось:

.

Металлогалогенные и ртутные лампы состоят из стеклянной колбы с внутренняя дуговая трубка из кварца.Эти лампы работают под высоким давлением при очень высокие температуры — около 900°C в металлогалогенных лампах. Существует возможность с любым из этих типов ламп, независимо от мощности, что трубка дуги может неожиданно разорваться из-за внутренних или внешних причин. факторов, таких как системный сбой или неправильное применение. Когда это происходит, стекло внешняя оболочка, окружающая трубку дуги, может разрушиться, и частицы чрезвычайно горячий кварц из дуговой трубки и осколки стекла из внешней оболочки будут разряжается в корпус прибора и/или окружающую среду, тем самым создает риск получения травмы или возгорания.»(Бюллетень General Electric от 20 декабря 1985 г.)

Если вы сейчас используете лампы Sylvania Metal Arc, обратитесь к своему дистрибьютору для уточнения деталей. инструкции по установке и эксплуатации.

Если лампы не Sylvania, и у вас есть какие-либо вопросы относительно по вопросам безопасности, связанным с использованием светильников, обращайтесь в компанию светильников представителя или производителя светильника.

Philips Mh350/U — 27484 — 250 Вт M58/E Металлогалогенные прозрачные лампы ED-28 E39 с цоколем Mogul.Запасная лампа HID для GE MVR250/U, Sylvania M250/U, Venture Mh350W/U, Eiko Mh350/U и Grainger 2V712 в Green Electrical Supply

Выбирать … Острота — Юнона Освещение Acuity — Освещение Lithonia Элементы управления Acuity — сенсорный переключатель Аледдра Американская сушилка Американское освещение Атлас Освещение Брайант Электрик ЗемляТроникс Эйко Фулхэм GE Освещение GKI/Вифлеемское освещение ГМ Освещение Хорошее земное освещение Зеленый креатив Халко Световые Технологии Освещение люка Ховард Лайтинг Корпорация Илско ИНТЕРМАТИК Кейстоун Технологии Лорен Иллюминейшн Легкий эффективный дизайн LiteTronics Светодиодные фонари лотоса Лутрон Электроникс Величина освещения Макслайт МКЛЕД Освещение Моррис Продукты НУВО Освещение Оптимум Орион Освещение Пасс и Сеймур Филипс Освещение Точность Ризе Энтерпрайзис Сатко Симкар Особый порядок Санлайт Сильвания Освещение TCP ТехБрайт Универсальное освещение Венчурное освещение

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.