Металлогалогеновые: технические характеристики, как проверить лампу, схема подключения

Содержание

Металлогалогеновые или металлогалогенные.

Доступно о светотехнике

Металлогалогеновые светильники используют в качестве источника света металлогалогеновые лампы. Металлогалогеновые светильники также называют металлогалогенными или просто «металлогалоген».
Металлогалогенная лампа превосходит все известные типы ламп по концентрации и насыщенности светового потока. Металлогалогеновые лампы или металлогалогенные лампы характеризует высокая световая отдача (Ватт/Люмен), отличный индекс цветопередачи (до 95) и длительный срок службы (до 10000 часов).
Металлогалогеновые лампы имеют и ряд недостатков. Для включения металлогалогеновой лампе требуется большой пусковой ток. Для этого металлогалогеновые светильники оснащают сложной пуско-регулирующей аппаратурой (сокращенно ПРА). Металлогалогеновые лампы при включении не сразу разгорается в полную силу. Для «разогрева» и выхода на полную мощность металлогалогеновой лампе необходимо 3-4 минуты.
Различают металлогалогеновые лампы холодного (4000-4200К) и теплого спектра (3000-3200К). К концу срока эксплуатации металлогалогеновая лампа может изменить цвет свечения на зеленоватый или розоватый оттенок.

Большинство светильников для внутреннего освещения с использованием металлогалогенных ламп — это встраиваемые поворотные металлогалогенные светильники и металлогалогенные прожектора. Металлогалогенные прожектора или прожекторы и встраиваемые металлогалогеновые светильники активно используются в торговом освещении. Металлогалогенный прожектор BASIS 70W Rx7s и встраиваемый поворотный светильник ATON 70W Rx7s на сегодняшний день являются самыми популярными моделями металлогалогеновых светильников для освещения магазинов, выпускаемых компанией СТК.
Металлогалоген благодаря высокой мощности и направленности светового потока незаменим для уличного освещения. Светильники с металлогалогеновыми лампами освещают улицы, спортивные сооружения, памятники архитектуры и фасады зданий.
Металлогалогеновые светильники и применяемые в них металлогалогеновые лампы постоянно совершенствуются. Появляются новые типы металлогалогеновых ламп, Например, миниатюрные металлогалогенные лампы PHILIPS MASTER COLOUR CDM-R Mini 20W 10D или металлогалогеновые лампы PHILIPS MASTER COLOUR CDM-T Mini.
Металлогалогеновые светильники и металлогалогенные прожекторы имеют тенденцию к миниатюризации. Уменьшение размеров металлогалогеновых прожекторов досигается за счет применения компактных металлогалогеновых ламп и компактных электронных ПРА.

С.Исполатов
Компания СТК Системы освещения.

Металлогалогеновая лампа — это… Что такое Металлогалогеновая лампа?

Металлогалоге́новые ла́мпы относятся к газоразрядным лампам и обеспечивают высокую для своих размеров светоотдачу. Металлогалогеновые лампы являются компактными, мощными и эффективными источниками света. Изобретенные в конце 60-х годов ХХ века для промышленного использования, сегодня металлогалогеновые лампы имеют множество типоразмеров и конфигураций, предназначенных для коммерческого и домашнего использования. Как и большинство других газоразрядных ламп, данный тип ламп работает при условиях высокого давления и температуры заключенных в них паров и требует для безопасной работы специальных устройств. Они также могут считаться «точечными» источниками света, по причине чего при их использовании могут применяться рефлекторные светильники, концентрирующие световой поток.

Применение

Металлогалогеновые лампы используются как для обычного промышленного освещения, так и в очень специфических областях, где требуется применение ультрафиолетового излучения или света голубого диапазона спектра. Часто данный тип ламп используется для внутреннего освещения теплиц, цветников и т. д., так как лампы обеспечивают спектр и цветовую температуру свечения, благоприятствующие росту растений. Довольно часто эти лампы используются для освещения спортивных сооружений и соревнований. Металлогалогеновые лампы в достаточной степени популярны у аквариумистов, занимающихся выращиванием коралловых рифов, нуждающихся для своего роста в источнике света большой яркости. Широкое распространение данные лампы получили при использовании новейших профессиональных световых установок, таких как интеллектуальные светильники. При использовании в данных системах металлогалогеновые лампы известны под аббревиатурой MSD-лампы, и в большинстве случаев их мощность составляет 150, 250, 400 и 1200 Вт.

Функционирование

Как и другие газоразрядные лампы, такие как очень похожие на них ртутные лампы, металлогалогеновые лампы излучают свет, получаемый при прохождении электрической дуги через смесь газов. В металлогалогеновой лампе компактная колба для дуги содержит находящуюся под высоким давлением смесь аргона, ртути и большого количества солей-галогенидов (галоидов) различных металлов. Состав соляной смеси непосредственно влияет на спектр излучаемого света, включая цветовую температуру свечения и степень цветопередачи (добавляя свету голубой или красный оттенок). Инертный газ аргон легко ионизируется, что облегчает задачу создания электрической дуги, протекающей между двух электродов, при первой подаче напряжения на лампу. Затем тепло, созданное зажёгшейся аргоновой дугой, превращает в пар ртуть и галоидные соли, которые начинают излучать свет при возрастании температуры и давления. Обычные условия нормальной работы, создающиеся внутри колбы при горении электрической дуги, следующие:

давление — 4,8 — 6,2 кг/см²,
температура — 1090 °C.

Как и все другие газоразрядные лампы, металлогалогеновые лампы требуют применения вспомогательного оборудования для обеспечения необходимого напряжения зажигания и рабочего напряжения, а также для регулировки значения тока, протекающего через лампу.

Около 24 % энергии, производимой металлогалогеновой лампой, расходуется на излучение света (65-115 лм/Вт), что делает её по этому параметру более эффективной, чем люминесцентные лампы, и значительно более эффективной, чем лампы накаливания.

Устройство

Металогалогеновые лампы имеют две базовые конфигурации: лампы с внутренней оболочкой и без нее. Обычно лампы, имеющие внутренние оболочку, имеют односторонний винтовой цоколь, вкручивающийся в патрон светильника, в то время как лампы без внутренней оболочки имеют двусторонний цоколь, который необходимо вставлять в патрон.

Металлогалогеновая лампа с внутренней оболочкой включает в себя следующие основные компоненты. Она имеет металлический цоколь, обеспечивающий электрическое соединение. Наружная стеклянная оболочка (или стеклянная колба), изготовленная из боросиликатного стекла, необходима для защиты внутренних компонентов лампы, а также для поглощения ультрафиолетового излучения, создаваемого содержащимися во внутренней колбе парами ртути. Боросиликатное стекло обеспечивает благоприятный для внутренней колбы температурный режим. Наружная оболочка заполняется инертной средой, предотвращающей окисление компонентов внутренней колбы.

Внутри наружной оболочки крепления и стальные проводники держат внутреннюю колбу электрической дуги, изготовленную из плавленого кварца, с введенными туда вольфрамовыми электродами. Именно внутри этой колбы и создается световое излучение. Кроме паров ртути, лампа содержит иодиды, а иногда бромиды различных металлов, таких как натрий, таллий, индий, скандий и диспрозий, а также инертный газ. Состав используемых металлов непосредственно влияет на цветовой спектр лампы.

Многие металлогалогеновые лампы вместо кварцевой внутренней колбы, используемой и в ртутных лампах, имеют керамическую внутреннюю колбу, похожую на колбу натриевых ламп высокого давления. Их называют металлогалогеновыми лампами с керамической горелкой. Металлокерамические лампы могут выдерживать большие по сравнению с кварцевыми температуры, создаваемые внутри колбы электрической дуги, а также по общему мнению лучше сохраняют цветовую температуру излучаемого света в течение всего своего срока службы.

Некоторые лампы имеют люминофорное покрытие на внутренней стороне наружной стеклянной колбы, что улучшает характеристики излучаемого ими спектра, а также служит для рассеивания света.

Пуско-регулирующая аппаратура (ПРА)

Условия, при которых зажигаются металлогалогеновые лампы, очень важны, поскольку они напрямую влияют на тип балласта, используемого с конкретным типом лампы

Металлогалогеновые лампы требуют балластного сопротивления для регулирования величины тока, протекающего через дугу, и подачи корректного напряжения на электроды, создающие дугу. Стандарты ANSI (American National Standards Institute) для систем «балласт-лампа» содержат значения всех параметров для всех компонентов металлогалогеновых ламп (за исключением некоторых новейших продуктов).

В настоящее время с металлогалогеновыми лампами может использоваться лишь небольшое число электронных ПРА. Преимуществом этих балластов является возможность более точной регулировки подаваемого на лампы напряжения, что обеспечивает более устойчивый спектр и увеличивает срок службы лампы. В некоторых случаях утверждается, что электронные балласты увеличивают КПД ламп (напр. снижают потребление электроэнергии). Однако, за несколькими исключениями, работа на высоких частотах напряжения не увеличивает эффективность этих ламп, также как и в случае с высокомощными и сверхвысокомощными люминесцентными лампами.

Цветовая температура горения

Первоначально металлогалогеновые лампы использовались вместо ртутных ламп в тех местах, где необходимо было создать свет, по своим характеристикам приближающийся к естественному, по причине того, что данные лампы излучают белый свет (ртутные лампы излучают свет с большой примесью синего цвета). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый свет, имеющий индекс цветопередачи в районе 80.

С созданием специальных смесей галоидных солей, металлогалогеновые лампы способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 3000 К (жёлтый свет) до 20 000 К (синий свет). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д) или животных (используются в освещении аквариумов). Однако следует учитывать то обстоятельство, что вследствие присутствия допусков и стандартных отклонений при фабричном производстве ламп, цветовые характеристики ламп не могут быть указаны со 100 % точностью. Более того, по стандартам ANSI цветовые характеристики металлогалогеновых ламп измеряются после 100 часов их горения (т. н. выдержка). Поэтому цветовые характеристики данных ламп не будут соответствовать заявленным в спецификации до тех пор, пока лампа не будет подвергнута данной выдержке.

Наиболее сильные расхождения с заявленными спецификационными данными имеют лампы с технологией пуска «предварительный прогрев» (±300 К). Выпущенные по новейшей технологии «импульсного старта» лампы улучшили соответствие заявленным характеристикам, вследствие чего расхождение составляет от 100 до 200 К. На цветовую температуру горения ламп могут влиять также электрические характеристики питающей сети, а также вследствие отклонений в самих лампах. В том случае, если подaваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего цвета, что будет делать их очень сходными с ртутными лампами). Данное явление происходит по причине того, что дуга с недостаточно высокой температурой не сможет полностью испарить и ионизировать галоидные соли, которые и придают свету лампы тёплый оттенок (жёлтые и красные цвета), из-за чего в спектре лампы будет доминировать спектр легче ионизирующейся ртути. Это же явление наблюдается также во время прогрева лампы, когда колба дуги еще не достигла рабочей температуры и галоидные соли ионизировались не полностью.

Для ламп, запитанных от чрезмерно высокого напряжения, верна обратная картина, но такая ситуация является более опасной, вследствие возможности взрыва внутренней колбы из-за её перегрева и возникновения в ней избыточного давления. Кроме того, при использовании металлогалогеновых ламп их цветовые характеристики часто меняются с течением времени. В больших осветительных установках с использованием металлогалогеновых ламп часто все лампы существенно различаются по цветовым характеристикам.

Пуск и прогрев

Для пуска металлогалогеновой лампы используются два метода: «метод пуска с использованием предварительного прогрева» (стандартный) и «импульсный метод пуска».

Металлогалогеновые лампы с пуском методом предварительного прогрева содержат специальный «пусковой» электрод внутри колбы лампы для создания электрической дуги при первом ее зажигании (что сопровождается небольшой вспышкой при первом включении). На данный электрод балластом подаётся ток высокого напряжения, что влечёт за собой возникновение электрической дуги между ним и рабочим электродом, находящимся на этой же стороне внутренней колбы. Как только параметры излучаемого света достигают своих нормальных значений, биметаллический выключатель отсекает подачу тока на стартовый электрод, что прерывает стартовую дугу.

Металлогалогеновые лампы с импульсным зажиганием не требуют пускового электрода, и вместо него используют специальное пусковое устройство, называемое зажигающим модулем (игнитором), создающее импульс высокого напряжения (обычно от 3 до 5 кВ), подаваемый непосредственно на рабочие электроды. Отсутствие пускового электрода и биметаллического переключателя сокращает площадь пайки на конце колбы дуги, что позволяет увеличить давление находящейся в ней смеси паров, а также уменьшить потери тепла. Однако использование для пуска лампы зажигающего электрода отрицательно сказывается на напыленном вольфрамовом покрытии электродов, так как при импульсном пуске они нагреваются быстрее, сокращая, таким образом, время прогрева лампы.

Металлогалогеновая лампа в холодном состоянии не может немедленно начать работать с полной световой отдачей по причине того, что температура и давление паров во внутренней камере достигают рабочего уровня по прошествии некоторого времени. Создание первичной аргоновой дуги иногда требует нескольких секунд, а период прогрева может длиться до 5 мин (в зависимости от типа лампы). В течение этого времени излучаемый лампой спектр не будет однородным по своему цветовому составу до тех пор, пока все галоидные соли металлов не перейдут в парообразное состояние.

При сбое в подаче напряжения, даже коротком, дуга в лампе гаснет, а высокое давление паров, образующееся в горячей внутренней колбе, препятствует повторному зажиганию дуги; перед повторным зажиганием лампы ее необходимо охлаждать в течение примерно 5-10 минут. В некоторых осветительных системах, где длительный перерыв освещения может вызвать остановку производства или влиять на безопасность, данное обстоятельство является основным поводом для беспокойства. Небольшое количество металлогалогеновых ламп изготовлены с возможностью «немедленного зажигания» дуги, и имеют балласты и цоколи, сконструированные с расчетом выдерживать 30-кВ импульс повторного зажигания дуги, подаваемый отдельной анодной шиной.

Типы и их обозначения

Обычные металлогалогеновые лампы, как правило, имеют номинальную мощность в 70, 100, 150, 175, 250, 400 и 1000 Вт.

Как уже говорилось выше, металлогалогеновые лампы могут иметь односторонний либо двусторонний цоколь. Производители, как правило, указывают это в своих каталогах при помощи условных обозначений. Односторонний цоколь обозначается аббревиатурой SE (single-ended), а двусторонний, соответственно, аббревиатурой DE (double-ended). Лампы с односторонним цоколем, как правило, вкручиваются в патрон при помощи имеющейся на цоколе резьбы (имеют так называемый цоколь Эдисона). Лампы с двусторонним цоколем необходимо вставлять в патроны, расположенные по обе стороны используемого светильника.

Металлогалогеновые лампы чувствительны к тому положению, в котором они установлены, по причине изменения формы дуги во внутренней колбе. Лампы рассчитаны только на работу в определенной ориентации. Однако лампы, помеченные маркировкой «universal», могут работать в любом положении, хотя при работе их не в вертикальном положении продолжительность срока службы и интенсивность излучаемого света будут снижаться. Для получения наилучших характеристик при эксплуатации лампы в том случае, если её ориентация известна заранее, необходимо выбирать не универсальную, а соответствующую данной позиции лампу.

Для обозначения рекомендованной ориентации лампы, в которой она должна работать, используются различные коды (напр., U = universal (универсальная), BH = base horizontal (горизонтальная), BUD = Base up/down (вертикальная) и т. д.). При использовании ламп в горизонтальной позиции лучше всего направлять отпаечный носик внутренней колбы (т. н. ниппель) вверх.

Металл-галогеноидная лампа Osram

Для того, чтобы создать общеупотребительную систему обозначения различных типов ламп и позволить находить аналоги среди продукции разных производителей, ANSI разработал свою систему обозначения ламп. В этой системе обозначение металлогалогеновых ламп начинается с буквы «M», за которой следует цифровая кодировка, обозначающая электрические характеристики лампы, а также соответствующий ей тип балласта (для обозначения ртутных разрядных ламп используется литера «H», а для обозначения натриевых ламп — литера «S»). После цифровой кодировки следуют две буквы, обозначающие размер лампы, ее форму, а также тип покрытия и т. д., за исключением цвета. После данного обозначения производитель может по своему выбору добавить какие-либо цифровые или буквенные коды для отображения информации, не отображаемой системой обозначений ANSI, такой как мощность лампы и ее цвет. Для выбора балласта важна только литера «M» и следующее за ним цифровая кодировка. Например, кодировка M59-PJ-400 в системе ANSI обозначает лампу, работающую только с балластами типа М59. Ламп европейских производителей выпускаются с использованием европейских стандартов, которые в некоторых случаях незначительно отличаются от стандартов ANSI.

Другим обозначением, часто встречающимся при выборе металлогалогеновых ламп, является аббревиатура HQI. Данная аббревиатура является торговой маркой фирмы

Цоколи ламп

Наболее употребительным цоколем металлогалогеновых ламп является односторонний винтовой цоколь, вкручивающийся в патрон светильника. Размеры цоколя и резьбы также обозначаются кодом, хотя наиболее часто для их обозначения используются специфические наименования. Например, цоколь Е39 общеупотребительно называют «могулом» (mogul base). Европейские лампы также имеют цоколь типа «могул», но по размерам он немного отличается от цоколя Е39 и называется Е40. Отличия этих цоколей совсем незначительны, поэтому лампы с цоколем Е40 вполне устойчиво работают с патронами под цоколь Е39, используемый в США. В 70 и 150-Вт лампах с двусторонним цоколем используется цоколь RSC (RX7s), а в 250-Вт лампах — цоколь Fc2.

Для подачи напряжения на лампы с винтовым цоколем используют два провода. Один из них припаян или приварен к центровому контакту лампы, а другой припаян или приварен к верхней кромке стакана цоколя.

Лампы с керамическими цоколями имеют внутренние провода, приваренные либо к внутренним серебряным контактам, либо к наружным подводящим проводам.

Колбы

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

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

Выход из строя

Конец срока службы металлогалогеновых ламп сопровождается эффектом, называемом цикличностью. Эти лампы могут зажигаться от относительно низкого напряжения, но как только они нагреваются в процессе работы, внутренне давление в колбе дуги возрастает и для поддержания дугового разряда требуется все большее и большее напряжение. При старении лампы значение напряжения, необходимое для поддержания горения лампы, постепенно возрастает до значений, превышающих величину напряжения, выдаваемого ПРА. При наступлении этого момента дуга исчезает и лампа перестает светить. Постепенно с угасанием дуги лампа снова охлаждается, а давление паров в колбе дуги понижается, после чего балласт снова имеет возможность зажечь дугу. Данный эффект заключается в том, что периодически лампа горит в течение некоторого времени, после чего гаснет.

Усовершенствованные балласты определяют эффект цикличности и прекращают попытки зажечь лампу по прошествии нескольких циклов. При сбое в подаче напряжения и повторной его подаче, балласт будет осуществлять новую серию попыток зажигания.

Хотя производитель может заявлять, что лампа рассчитана на несколько тысяч часов работы, излучаемый металлогалогеновой лампой световой поток в течение одного года может снизиться на 30 %. В колбе электрической дуги происходят некоторые явления, которые в значительной степени влияют на величину светового потока, выдаваемого лампой: оседание частиц электрода на стенке внутренней колбы, во время горения изменяется химический состав электрической дуги, плавленый кварц кристаллизируется и становится неспособен пропускать свет и т. д. При каждом зажигании металлогалогеновой лампы происходит испарение вольфрамового покрытия электродов лампы, которое оседая на стенках внутренней колбы приводит к ее потемнению. На рисунке показаны новая лампа (слева) и лампа после 1 года использования (справа).

Потемнение стенок внутренней колбы вызывает изменения в спектре излучаемого лампой света, понижая цветовую температуру горения, выражаемую в кельвинах. Часто можно услышать об «изменении спектра», что является результатом снижения светового излучения на разных длинах волн. Менее явно это снижение проявляется на коротких длинах волн, то есть ближе к синему концу спектра.

 

Wikimedia Foundation. 2010.

Металлогалогенная лампа — Википедия

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

Терминология

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

Применение

МГЛ — компактный, мощный и эффективный источник света (ИС), находящий широкое применение в осветительных и светосигнальных приборах различного назначения. Основные области применения: киносъёмочное освещение, утилитарное, декоративное и архитектурное наружное освещение, автомобильные фары[1] (так называемые «ксеноновые» лампы для автомобильных фар на самом деле являются именно металлогалогенными), осветительные установки (ОУ) промышленных и общественных зданий, сценическое и студийное освещение, ОУ для освещения больших открытых пространств (железнодорожные станции, карьеры и т. п.), освещение спортивных объектов и др. В ОУ технологического назначения МГЛ могут использоваться как мощный источник видимого и ближнего ультрафиолетового излучения. Компактность светящегося тела МГЛ делает их весьма удобным ИС для световых приборов прожекторного типа с катоптрической и катадиоптрической оптикой.

Принцип действия

Светящимся телом МГЛ является плазма дугового электрического разряда высокого давления. В этом МГЛ схожа с другими типами РЛ. Основным элементом наполнения разрядной трубки (РТ) МГЛ является инертный газ (как правило, аргон Ar) и ртуть Hg. Помимо них в газовой среде наполнения присутствуют галогениды некоторых металлов (ИД), обычно иодид натрия и иодид скандия[2]. В холодном состоянии ИД в виде тонкой плёнки конденсируются на стенках РТ. При высокой температуре дугового разряда происходит испарение этих соединений, диффузия паров в область столба дугового разряда и разложение на ионы. В результате ионизированные атомы металлов возбуждаются и создают оптическое излучение (ОИ).

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

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

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

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

Конструкция

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

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

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

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

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

Схемы включения в электрическую сеть

Metal halide warming up.JPG ПРА компании Helvar Metal halide warming up.JPG Электронные ПРА компании Helvar

Резкая зависимость тока МГЛ от напряжения на ней требует включения последовательно с лампой токоограничивающего элемента (ПРА). Большинство МГЛ предназначены для работы с серийными ПРА ламп ДРЛ соответствующей мощности (при отсутствии в колбе лампы специальных зажигающих устройств в таких схемах требуется установка ИЗУ). Существуют МГЛ для работы с ПРА как ДРЛ, так и ДНаТ. Также имеются ПРА специальных конструкций с повышающими автотрансформаторами или трансформаторами с повышенным магнитным рассеянием или со встроенным ИЗУ, совмещающие функции ограничения тока и стартового поджига лампы.

Процесс прогрева и выхода МГЛ в рабочий режим сопровождается значительными изменениями тока лампы и напряжения на ней, причём к конструкции ПРА и ИЗУ предъявляются особые требования, существенно отличающиеся[источник не указан 2816 дней] от требований к ПРА для ДРЛ и натриевых ламп высокого давления. Испарение ИД в процессе прогрева МГЛ делает вероятным погасание лампы из-за недостаточно высокого напряжения на ней.

Крайне опасным для МГЛ является акустический резонанс (АР), возникающий при питании лампы переменным током некоторой частоты (в акустическом диапазоне). Причина возникновения АР заключается в том, что при изменении направления протекания тока, дуга гаснет и, при нарастании напряжения, загорается вновь. При этом, из-за резкого изменения давления в области разряда, возникает акустическая волна, которая отражается от стенок горелки. При некотором значении частоты, возникает явление резонанса. Частота АР зависит от геометрических размеров горелки лампы и скорости звука в ней (то есть от давления в данный момент). Последствиями акустического резонанса являются нестабильность горения лампы, самопроизвольное погасание и, в худшем случае, физическое разрушение горелки. Это явление затрудняет проектирование высокочастотных электронных ПРА для МГЛ. В качестве одного из методов борьбы с АР используется модуляция частоты случайным сигналом. Для ламп малой мощности успешно применяется питание выпрямленным (пульсирующим) током.

Кратковременные перебои в электроснабжении вызывают погасание МГЛ. К такому же исходу может привести сильная вибрация, особенно опасная для ламп с длинной дугой, работающих в горизонтальном положении. Для повторного зажигания МГЛ должна остыть, чтобы давление паров в ней, и, соответственно, напряжение пробоя РТ, снизились. Для освещения особо ответственных объектов, где перебои недопустимы, применяются ПРА быстрого перезажигания. В них зажигание горячей МГЛ достигается за счёт подачи более мощных зажигающих импульсов с амплитудой до 30 — 60 кВ. Такой режим существенно ускоряет разрушение электродов ламп, к тому же требует применения более мощной изоляции токоведущих частей, а потому используется редко.

Цветовая температура горения

Первоначально МГЛ использовались вместо ртутных ламп в тех местах, где необходимо было создать свет, по своим характеристикам приближающийся к естественному, по причине того, что данные лампы излучают белый свет (ртутные лампы излучают свет с большой примесью синего света). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый дневной свет, имеющий индекс цветопередачи более 90.

МГЛ способны излучать свет с цветовой температурой в диапазоне от 2500 К (жёлтый свет) до 20 000 К (синий свет). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д) или животных (используются в освещении аквариумов). Однако следует учитывать то обстоятельство, что вследствие присутствия допусков и стандартных отклонений при фабричном производстве ламп, цветовые характеристики ламп не могут быть указаны со 100 % точностью. Более того, по стандартам ANSI цветовые характеристики металлогалогеновых ламп измеряются после 100 часов их горения (т. н. выдержка). Поэтому цветовые характеристики данных ламп не будут соответствовать заявленным в спецификации до тех пор, пока лампа не будет подвергнута данной выдержке.

Наиболее сильные расхождения с заявленными спецификационными данными имеют лампы с технологией пуска «предварительный прогрев» (±300 К). Выпущенные по новейшей технологии «импульсного старта» лампы улучшили соответствие заявленным характеристикам, вследствие чего расхождение составляет от 100 до 200 К. На цветовую температуру горения ламп могут влиять также электрические характеристики питающей сети, а также вследствие отклонений в самих лампах. В том случае, если подаваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего света, что будет делать их очень сходными с ртутными лампами). Данное явление происходит по причине того, что дуга с недостаточно высокой температурой не сможет полностью испарить и ионизировать ИД, которые и придают свету лампы тёплый оттенок (жёлтые и красные цвета), из-за чего в спектре лампы будет доминировать спектр легче ионизирующейся ртути. Это же явление наблюдается также во время прогрева лампы, когда колба лампы еще не достигла рабочей температуры и ИД ионизировались не полностью.

Для ламп, запитанных от чрезмерно высокого напряжения, верна обратная картина, но такая ситуация является более опасной, вследствие возможности взрыва внутренней колбы из-за её перегрева и возникновения в ней избыточного давления. Кроме того, при использовании металлогалогеновых ламп их цветовые характеристики часто меняются с течением времени. В больших осветительных установках с использованием металлогалогеновых ламп часто все лампы существенно различаются по цветовым характеристикам.

Типы и их обозначения

Диапазон мощностей МГЛ начинается от десятков ватт и достигает 10 — 20 кВт. Наиболее массовыми являются лампы, используемые в ОУ наружного освещения (одноцокольные 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 Вт и софитные 70 и 150 Вт).

Одноцокольные лампы обозначается аббревиатурой SE (single-ended), а двусторонний, соответственно, аббревиатурой DE (double-ended). Лампы с односторонним цоколем, как правило, вкручиваются в патрон при помощи имеющейся на цоколе резьбы (имеют так называемый цоколь Эдисона). Лампы с двусторонним цоколем необходимо вставлять в патроны, расположенные по обе стороны используемого светильника.

Конвекционные потоки металлогалогенидов в плазме дуги МГЛ зависят от направления силы тяжести и существенно влияют на распределение потока энергии, выходящей из горелки МГЛ. [3] [4] Поэтому металлогалогеновые лампы чувствительны к тому положению, в котором они установлены. Лампы рассчитаны только на работу в определенной ориентации. Однако лампы, помеченные маркировкой «universal», могут работать в любом положении, хотя при работе их не в вертикальном положении продолжительность срока службы и интенсивность излучаемого света будут снижаться. Для получения наилучших характеристик при эксплуатации лампы в том случае, если её ориентация известна заранее, необходимо выбирать не универсальную, а соответствующую данной позиции лампу.

Для обозначения рекомендованной ориентации лампы, в которой она должна работать, используются различные коды (напр., U = universal (универсальная), BH = base horizontal (горизонтальная), BUD = Base up/down (вертикальная) и т. д.). При использовании ламп в горизонтальной позиции лучше всего направлять отпаечный носик внутренней колбы (т. н. ниппель) вверх.

Metal halide warming up.JPG МГЛ компании Osram

В системе ANSI обозначение МГЛ начинается с буквы «M», за которой следует цифровая кодировка, обозначающая электрические характеристики лампы, а также соответствующий ей тип балласта (для обозначения ртутных разрядных ламп используется литера «H», а для обозначения натриевых ламп — литера «S»). После цифровой кодировки следуют две буквы, обозначающие размер лампы, её форму, а также тип покрытия и т. д., за исключением цвета. После данного обозначения производитель может по своему выбору добавить какие-либо цифровые или буквенные коды для отображения информации, не отображаемой системой обозначений ANSI, такой как мощность лампы и её цвет. Для выбора балласта важна только литера «M» и следующее за ним цифровая кодировка. Например, кодировка M59-PJ-400 в системе ANSI обозначает лампу, работающую только с балластами типа М59. Лампы европейских производителей выпускаются с использованием европейских стандартов, которые в некоторых случаях незначительно отличаются от стандартов ANSI.

Другим обозначением, часто встречающимся при выборе МГЛ, является аббревиатура HQI. Данная аббревиатура является торговой маркой фирмы OSRAM и обозначает особый тип ламп, производимый данной фирмой. Но со временем этой аббревиатурой стали называть МГЛ любого производителя, в том числе и с двухсторонним цоколем. Европейские МГЛ не соответствуют в точности стандартам ANSI и работают при других значениях тока и напряжения. В большинстве случаев прямой европейский аналог лампы для стандарта ANSI не может работать с американским ПРА, таким образом, для работы с данным типом ламп необходимо выбрать соответствующий ей балласт, обозначенный маркировкой HQI. Например, ПРА M80 и M81 также имеют обозначение HQI, и применяются с лампами мощностью 150 и 250 Вт соответственно.

Колбы

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

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

Примечания

  1. ↑ Ксеноновая дуговая лампа#Применение
  2. Flesch, Peter. Light and light sources: high-intensity discharge lamps. — Springer, 2006. — P. 45–46.
  3. Бородин В. И., Луизова Л.А., Хахаев А.Д., Трухачева В.А. Исследование временных и пространственных распределений параметров многокомпонентной плазмы закрытой дуги высокого давления.. — Петрозаводск: Межвуз. Сб. Оптика неоднородных сред., 1981. — С. 117-141.
  4. Бородин В. И. Конвекция в ртутных дуговых разрядах с легкоионизуемыми примесями.. — Москва: Теплофизика высоких температур., 1982. — Т. 20, вып. 3. — С. 443-446.

Металлогалогеновые лампы — это… Что такое Металлогалогеновые лампы?

Металлогалоге́новые ла́мпы относятся к газоразрядным лампам и обеспечивают высокую для своих размеров светоотдачу. Металлогалогеновые лампы являются компактными, мощными и эффективными источниками света. Изобретенные в конце 60-х годов ХХ века для промышленного использования, сегодня металлогалогеновые лампы имеют множество типоразмеров и конфигураций, предназначенных для коммерческого и домашнего использования. Как и большинство других газоразрядных ламп, данный тип ламп работает при условиях высокого давления и температуры заключенных в них паров и требует для безопасной работы специальных устройств. Они также могут считаться «точечными» источниками света, по причине чего при их использовании могут применяться рефлекторные светильники, концентрирующие световой поток.

Применение

Металлогалогеновые лампы используются как для обычного промышленного освещения, так и в очень специфических областях, где требуется применение ультрафиолетового излучения или света голубого диапазона спектра. Часто данный тип ламп используется для внутреннего освещения теплиц, цветников и т. д., так как лампы обеспечивают спектр и цветовую температуру свечения, благоприятствующие росту растений. Довольно часто эти лампы используются для освещения спортивных сооружений и соревнований. Металлогалогеновые лампы в достаточной степени популярны у аквариумистов, занимающихся выращиванием коралловых рифов, нуждающихся для своего роста в источнике света большой яркости. Широкое распространение данные лампы получили при использовании новейших профессиональных световых установок, таких как интеллектуальные светильники. При использовании в данных системах металлогалогеновые лампы известны под аббревиатурой MSD-лампы, и в большинстве случаев их мощность составляет 150, 250, 400 и 1200 Вт.

Функционирование

Как и другие газоразрядные лампы, такие как очень похожие на них ртутные лампы, металлогалогеновые лампы излучают свет, получаемый при прохождении электрической дуги через смесь газов. В металлогалогеновой лампе компактная колба для дуги содержит находящуюся под высоким давлением смесь аргона, ртути и большого количества солей-галогенидов (галоидов) различных металлов. Состав соляной смеси непосредственно влияет на спектр излучаемого света, включая цветовую температуру свечения и степень цветопередачи (добавляя свету голубой или красный оттенок). Инертный газ аргон легко ионизируется, что облегчает задачу создания электрической дуги, протекающей между двух электродов, при первой подаче напряжения на лампу. Затем тепло, созданное зажёгшейся аргоновой дугой, превращает в пар ртуть и галоидные соли, которые начинают излучать свет при возрастании температуры и давления. Обычные условия нормальной работы, создающиеся внутри колбы при горении электрической дуги, следующие:

давление — 4,8 — 6,2 кг/см²,
температура — 1090 °C.

Как и все другие газоразрядные лампы, металлогалогеновые лампы требуют применения вспомогательного оборудования для обеспечения необходимого напряжения зажигания и рабочего напряжения, а также для регулировки значения тока, протекающего через лампу.

Около 24 % энергии, производимой металлогалогеновой лампой, расходуется на излучение света (65-115 лм/Вт), что делает её по этому параметру более эффективной, чем люминесцентные лампы, и значительно более эффективной, чем лампы накаливания.

Устройство

Металогалогеновые лампы имеют две базовые конфигурации: лампы с внутренней оболочкой и без нее. Обычно лампы, имеющие внутренние оболочку, имеют односторонний винтовой цоколь, вкручивающийся в патрон светильника, в то время как лампы без внутренней оболочки имеют двусторонний цоколь, который необходимо вставлять в патрон.

Металлогалогеновая лампа с внутренней оболочкой включает в себя следующие основные компоненты. Она имеет металлический цоколь, обеспечивающий электрическое соединение. Наружная стеклянная оболочка (или стеклянная колба), изготовленная из боросиликатного стекла, необходима для защиты внутренних компонентов лампы, а также для поглощения ультрафиолетового излучения, создаваемого содержащимися во внутренней колбе парами ртути. Боросиликатное стекло обеспечивает благоприятный для внутренней колбы температурный режим. Наружная оболочка заполняется инертной средой, предотвращающей окисление компонентов внутренней колбы.

Внутри наружной оболочки крепления и стальные проводники держат внутреннюю колбу электрической дуги, изготовленную из плавленого кварца, с введенными туда вольфрамовыми электродами. Именно внутри этой колбы и создается световое излучение. Кроме паров ртути, лампа содержит иодиды, а иногда бромиды различных металлов, таких как натрий, таллий, индий, скандий и диспрозий, а также инертный газ. Состав используемых металлов непосредственно влияет на цветовой спектр лампы.

Многие металлогалогеновые лампы вместо кварцевой внутренней колбы, используемой и в ртутных лампах, имеют керамическую внутреннюю колбу, похожую на колбу натриевых ламп высокого давления. Их называют металлогалогеновыми лампами с керамической горелкой. Металлокерамические лампы могут выдерживать большие по сравнению с кварцевыми температуры, создаваемые внутри колбы электрической дуги, а также по общему мнению лучше сохраняют цветовую температуру излучаемого света в течение всего своего срока службы.

Некоторые лампы имеют люминофорное покрытие на внутренней стороне наружной стеклянной колбы, что улучшает характеристики излучаемого ими спектра, а также служит для рассеивания света.

Пуско-регулирующая аппаратура (ПРА)

Условия, при которых зажигаются металлогалогеновые лампы, очень важны, поскольку они напрямую влияют на тип балласта, используемого с конкретным типом лампы

Металлогалогеновые лампы требуют балластного сопротивления для регулирования величины тока, протекающего через дугу, и подачи корректного напряжения на электроды, создающие дугу. Стандарты ANSI (American National Standards Institute) для систем «балласт-лампа» содержат значения всех параметров для всех компонентов металлогалогеновых ламп (за исключением некоторых новейших продуктов).

В настоящее время с металлогалогеновыми лампами может использоваться лишь небольшое число электронных ПРА. Преимуществом этих балластов является возможность более точной регулировки подаваемого на лампы напряжения, что обеспечивает более устойчивый спектр и увеличивает срок службы лампы. В некоторых случаях утверждается, что электронные балласты увеличивают КПД ламп (напр. снижают потребление электроэнергии). Однако, за несколькими исключениями, работа на высоких частотах напряжения не увеличивает эффективность этих ламп, также как и в случае с высокомощными и сверхвысокомощными люминесцентными лампами.

Цветовая температура горения

Первоначально металлогалогеновые лампы использовались вместо ртутных ламп в тех местах, где необходимо было создать свет, по своим характеристикам приближающийся к естественному, по причине того, что данные лампы излучают белый свет (ртутные лампы излучают свет с большой примесью синего цвета). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый свет, имеющий индекс цветопередачи в районе 80.

С созданием специальных смесей галоидных солей, металлогалогеновые лампы способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 3000 К (жёлтый свет) до 20 000 К (синий свет). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д) или животных (используются в освещении аквариумов). Однако следует учитывать то обстоятельство, что вследствие присутствия допусков и стандартных отклонений при фабричном производстве ламп, цветовые характеристики ламп не могут быть указаны со 100 % точностью. Более того, по стандартам ANSI цветовые характеристики металлогалогеновых ламп измеряются после 100 часов их горения (т. н. выдержка). Поэтому цветовые характеристики данных ламп не будут соответствовать заявленным в спецификации до тех пор, пока лампа не будет подвергнута данной выдержке.

Наиболее сильные расхождения с заявленными спецификационными данными имеют лампы с технологией пуска «предварительный прогрев» (±300 К). Выпущенные по новейшей технологии «импульсного старта» лампы улучшили соответствие заявленным характеристикам, вследствие чего расхождение составляет от 100 до 200 К. На цветовую температуру горения ламп могут влиять также электрические характеристики питающей сети, а также вследствие отклонений в самих лампах. В том случае, если подaваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего цвета, что будет делать их очень сходными с ртутными лампами). Данное явление происходит по причине того, что дуга с недостаточно высокой температурой не сможет полностью испарить и ионизировать галоидные соли, которые и придают свету лампы тёплый оттенок (жёлтые и красные цвета), из-за чего в спектре лампы будет доминировать спектр легче ионизирующейся ртути. Это же явление наблюдается также во время прогрева лампы, когда колба дуги еще не достигла рабочей температуры и галоидные соли ионизировались не полностью.

Для ламп, запитанных от чрезмерно высокого напряжения, верна обратная картина, но такая ситуация является более опасной, вследствие возможности взрыва внутренней колбы из-за её перегрева и возникновения в ней избыточного давления. Кроме того, при использовании металлогалогеновых ламп их цветовые характеристики часто меняются с течением времени. В больших осветительных установках с использованием металлогалогеновых ламп часто все лампы существенно различаются по цветовым характеристикам.

Пуск и прогрев

Для пуска металлогалогеновой лампы используются два метода: «метод пуска с использованием предварительного прогрева» (стандартный) и «импульсный метод пуска».

Металлогалогеновые лампы с пуском методом предварительного прогрева содержат специальный «пусковой» электрод внутри колбы лампы для создания электрической дуги при первом ее зажигании (что сопровождается небольшой вспышкой при первом включении). На данный электрод балластом подаётся ток высокого напряжения, что влечёт за собой возникновение электрической дуги между ним и рабочим электродом, находящимся на этой же стороне внутренней колбы. Как только параметры излучаемого света достигают своих нормальных значений, биметаллический выключатель отсекает подачу тока на стартовый электрод, что прерывает стартовую дугу.

Металлогалогеновые лампы с импульсным зажиганием не требуют пускового электрода, и вместо него используют специальное пусковое устройство, называемое зажигающим модулем (игнитором), создающее импульс высокого напряжения (обычно от 3 до 5 кВ), подаваемый непосредственно на рабочие электроды. Отсутствие пускового электрода и биметаллического переключателя сокращает площадь пайки на конце колбы дуги, что позволяет увеличить давление находящейся в ней смеси паров, а также уменьшить потери тепла. Однако использование для пуска лампы зажигающего электрода отрицательно сказывается на напыленном вольфрамовом покрытии электродов, так как при импульсном пуске они нагреваются быстрее, сокращая, таким образом, время прогрева лампы.

Металлогалогеновая лампа в холодном состоянии не может немедленно начать работать с полной световой отдачей по причине того, что температура и давление паров во внутренней камере достигают рабочего уровня по прошествии некоторого времени. Создание первичной аргоновой дуги иногда требует нескольких секунд, а период прогрева может длиться до 5 мин (в зависимости от типа лампы). В течение этого времени излучаемый лампой спектр не будет однородным по своему цветовому составу до тех пор, пока все галоидные соли металлов не перейдут в парообразное состояние.

При сбое в подаче напряжения, даже коротком, дуга в лампе гаснет, а высокое давление паров, образующееся в горячей внутренней колбе, препятствует повторному зажиганию дуги; перед повторным зажиганием лампы ее необходимо охлаждать в течение примерно 5-10 минут. В некоторых осветительных системах, где длительный перерыв освещения может вызвать остановку производства или влиять на безопасность, данное обстоятельство является основным поводом для беспокойства. Небольшое количество металлогалогеновых ламп изготовлены с возможностью «немедленного зажигания» дуги, и имеют балласты и цоколи, сконструированные с расчетом выдерживать 30-кВ импульс повторного зажигания дуги, подаваемый отдельной анодной шиной.

Типы и их обозначения

Обычные металлогалогеновые лампы, как правило, имеют номинальную мощность в 70, 100, 150, 175, 250, 400 и 1000 Вт.

Как уже говорилось выше, металлогалогеновые лампы могут иметь односторонний либо двусторонний цоколь. Производители, как правило, указывают это в своих каталогах при помощи условных обозначений. Односторонний цоколь обозначается аббревиатурой SE (single-ended), а двусторонний, соответственно, аббревиатурой DE (double-ended). Лампы с односторонним цоколем, как правило, вкручиваются в патрон при помощи имеющейся на цоколе резьбы (имеют так называемый цоколь Эдисона). Лампы с двусторонним цоколем необходимо вставлять в патроны, расположенные по обе стороны используемого светильника.

Металлогалогеновые лампы чувствительны к тому положению, в котором они установлены, по причине изменения формы дуги во внутренней колбе. Лампы рассчитаны только на работу в определенной ориентации. Однако лампы, помеченные маркировкой «universal», могут работать в любом положении, хотя при работе их не в вертикальном положении продолжительность срока службы и интенсивность излучаемого света будут снижаться. Для получения наилучших характеристик при эксплуатации лампы в том случае, если её ориентация известна заранее, необходимо выбирать не универсальную, а соответствующую данной позиции лампу.

Для обозначения рекомендованной ориентации лампы, в которой она должна работать, используются различные коды (напр., U = universal (универсальная), BH = base horizontal (горизонтальная), BUD = Base up/down (вертикальная) и т. д.). При использовании ламп в горизонтальной позиции лучше всего направлять отпаечный носик внутренней колбы (т. н. ниппель) вверх.

Металл-галогеноидная лампа Osram

Для того, чтобы создать общеупотребительную систему обозначения различных типов ламп и позволить находить аналоги среди продукции разных производителей, ANSI разработал свою систему обозначения ламп. В этой системе обозначение металлогалогеновых ламп начинается с буквы «M», за которой следует цифровая кодировка, обозначающая электрические характеристики лампы, а также соответствующий ей тип балласта (для обозначения ртутных разрядных ламп используется литера «H», а для обозначения натриевых ламп — литера «S»). После цифровой кодировки следуют две буквы, обозначающие размер лампы, ее форму, а также тип покрытия и т. д., за исключением цвета. После данного обозначения производитель может по своему выбору добавить какие-либо цифровые или буквенные коды для отображения информации, не отображаемой системой обозначений ANSI, такой как мощность лампы и ее цвет. Для выбора балласта важна только литера «M» и следующее за ним цифровая кодировка. Например, кодировка M59-PJ-400 в системе ANSI обозначает лампу, работающую только с балластами типа М59. Ламп европейских производителей выпускаются с использованием европейских стандартов, которые в некоторых случаях незначительно отличаются от стандартов ANSI.

Другим обозначением, часто встречающимся при выборе металлогалогеновых ламп, является аббревиатура HQI. Данная аббревиатура является торговой маркой фирмы

Цоколи ламп

Наболее употребительным цоколем металлогалогеновых ламп является односторонний винтовой цоколь, вкручивающийся в патрон светильника. Размеры цоколя и резьбы также обозначаются кодом, хотя наиболее часто для их обозначения используются специфические наименования. Например, цоколь Е39 общеупотребительно называют «могулом» (mogul base). Европейские лампы также имеют цоколь типа «могул», но по размерам он немного отличается от цоколя Е39 и называется Е40. Отличия этих цоколей совсем незначительны, поэтому лампы с цоколем Е40 вполне устойчиво работают с патронами под цоколь Е39, используемый в США. В 70 и 150-Вт лампах с двусторонним цоколем используется цоколь RSC (RX7s), а в 250-Вт лампах — цоколь Fc2.

Для подачи напряжения на лампы с винтовым цоколем используют два провода. Один из них припаян или приварен к центровому контакту лампы, а другой припаян или приварен к верхней кромке стакана цоколя.

Лампы с керамическими цоколями имеют внутренние провода, приваренные либо к внутренним серебряным контактам, либо к наружным подводящим проводам.

Колбы

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

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

Выход из строя

Конец срока службы металлогалогеновых ламп сопровождается эффектом, называемом цикличностью. Эти лампы могут зажигаться от относительно низкого напряжения, но как только они нагреваются в процессе работы, внутренне давление в колбе дуги возрастает и для поддержания дугового разряда требуется все большее и большее напряжение. При старении лампы значение напряжения, необходимое для поддержания горения лампы, постепенно возрастает до значений, превышающих величину напряжения, выдаваемого ПРА. При наступлении этого момента дуга исчезает и лампа перестает светить. Постепенно с угасанием дуги лампа снова охлаждается, а давление паров в колбе дуги понижается, после чего балласт снова имеет возможность зажечь дугу. Данный эффект заключается в том, что периодически лампа горит в течение некоторого времени, после чего гаснет.

Усовершенствованные балласты определяют эффект цикличности и прекращают попытки зажечь лампу по прошествии нескольких циклов. При сбое в подаче напряжения и повторной его подаче, балласт будет осуществлять новую серию попыток зажигания.

Хотя производитель может заявлять, что лампа рассчитана на несколько тысяч часов работы, излучаемый металлогалогеновой лампой световой поток в течение одного года может снизиться на 30 %. В колбе электрической дуги происходят некоторые явления, которые в значительной степени влияют на величину светового потока, выдаваемого лампой: оседание частиц электрода на стенке внутренней колбы, во время горения изменяется химический состав электрической дуги, плавленый кварц кристаллизируется и становится неспособен пропускать свет и т. д. При каждом зажигании металлогалогеновой лампы происходит испарение вольфрамового покрытия электродов лампы, которое оседая на стенках внутренней колбы приводит к ее потемнению. На рисунке показаны новая лампа (слева) и лампа после 1 года использования (справа).

Потемнение стенок внутренней колбы вызывает изменения в спектре излучаемого лампой света, понижая цветовую температуру горения, выражаемую в кельвинах. Часто можно услышать об «изменении спектра», что является результатом снижения светового излучения на разных длинах волн. Менее явно это снижение проявляется на коротких длинах волн, то есть ближе к синему концу спектра.

 

Wikimedia Foundation. 2010.

Металлогалоидная лампа — это… Что такое Металлогалоидная лампа?

Металлогалоге́новые ла́мпы относятся к газоразрядным лампам и обеспечивают высокую для своих размеров светоотдачу. Металлогалогеновые лампы являются компактными, мощными и эффективными источниками света. Изобретенные в конце 60-х годов ХХ века для промышленного использования, сегодня металлогалогеновые лампы имеют множество типоразмеров и конфигураций, предназначенных для коммерческого и домашнего использования. Как и большинство других газоразрядных ламп, данный тип ламп работает при условиях высокого давления и температуры заключенных в них паров и требует для безопасной работы специальных устройств. Они также могут считаться «точечными» источниками света, по причине чего при их использовании могут применяться рефлекторные светильники, концентрирующие световой поток.

Применение

Металлогалогеновые лампы используются как для обычного промышленного освещения, так и в очень специфических областях, где требуется применение ультрафиолетового излучения или света голубого диапазона спектра. Часто данный тип ламп используется для внутреннего освещения теплиц, цветников и т. д., так как лампы обеспечивают спектр и цветовую температуру свечения, благоприятствующие росту растений. Довольно часто эти лампы используются для освещения спортивных сооружений и соревнований. Металлогалогеновые лампы в достаточной степени популярны у аквариумистов, занимающихся выращиванием коралловых рифов, нуждающихся для своего роста в источнике света большой яркости. Широкое распространение данные лампы получили при использовании новейших профессиональных световых установок, таких как интеллектуальные светильники. При использовании в данных системах металлогалогеновые лампы известны под аббревиатурой MSD-лампы, и в большинстве случаев их мощность составляет 150, 250, 400 и 1200 Вт.

Функционирование

Как и другие газоразрядные лампы, такие как очень похожие на них ртутные лампы, металлогалогеновые лампы излучают свет, получаемый при прохождении электрической дуги через смесь газов. В металлогалогеновой лампе компактная колба для дуги содержит находящуюся под высоким давлением смесь аргона, ртути и большого количества солей-галогенидов (галоидов) различных металлов. Состав соляной смеси непосредственно влияет на спектр излучаемого света, включая цветовую температуру свечения и степень цветопередачи (добавляя свету голубой или красный оттенок). Инертный газ аргон легко ионизируется, что облегчает задачу создания электрической дуги, протекающей между двух электродов, при первой подаче напряжения на лампу. Затем тепло, созданное зажёгшейся аргоновой дугой, превращает в пар ртуть и галоидные соли, которые начинают излучать свет при возрастании температуры и давления. Обычные условия нормальной работы, создающиеся внутри колбы при горении электрической дуги, следующие:

давление — 4,8 — 6,2 кг/см²,
температура — 1090 °C.

Как и все другие газоразрядные лампы, металлогалогеновые лампы требуют применения вспомогательного оборудования для обеспечения необходимого напряжения зажигания и рабочего напряжения, а также для регулировки значения тока, протекающего через лампу.

Около 24 % энергии, производимой металлогалогеновой лампой, расходуется на излучение света (65-115 лм/Вт), что делает её по этому параметру более эффективной, чем люминесцентные лампы, и значительно более эффективной, чем лампы накаливания.

Устройство

Металогалогеновые лампы имеют две базовые конфигурации: лампы с внутренней оболочкой и без нее. Обычно лампы, имеющие внутренние оболочку, имеют односторонний винтовой цоколь, вкручивающийся в патрон светильника, в то время как лампы без внутренней оболочки имеют двусторонний цоколь, который необходимо вставлять в патрон.

Металлогалогеновая лампа с внутренней оболочкой включает в себя следующие основные компоненты. Она имеет металлический цоколь, обеспечивающий электрическое соединение. Наружная стеклянная оболочка (или стеклянная колба), изготовленная из боросиликатного стекла, необходима для защиты внутренних компонентов лампы, а также для поглощения ультрафиолетового излучения, создаваемого содержащимися во внутренней колбе парами ртути. Боросиликатное стекло обеспечивает благоприятный для внутренней колбы температурный режим. Наружная оболочка заполняется инертной средой, предотвращающей окисление компонентов внутренней колбы.

Внутри наружной оболочки крепления и стальные проводники держат внутреннюю колбу электрической дуги, изготовленную из плавленого кварца, с введенными туда вольфрамовыми электродами. Именно внутри этой колбы и создается световое излучение. Кроме паров ртути, лампа содержит иодиды, а иногда бромиды различных металлов, таких как натрий, таллий, индий, скандий и диспрозий, а также инертный газ. Состав используемых металлов непосредственно влияет на цветовой спектр лампы.

Многие металлогалогеновые лампы вместо кварцевой внутренней колбы, используемой и в ртутных лампах, имеют керамическую внутреннюю колбу, похожую на колбу натриевых ламп высокого давления. Их называют металлогалогеновыми лампами с керамической горелкой. Металлокерамические лампы могут выдерживать большие по сравнению с кварцевыми температуры, создаваемые внутри колбы электрической дуги, а также по общему мнению лучше сохраняют цветовую температуру излучаемого света в течение всего своего срока службы.

Некоторые лампы имеют люминофорное покрытие на внутренней стороне наружной стеклянной колбы, что улучшает характеристики излучаемого ими спектра, а также служит для рассеивания света.

Пуско-регулирующая аппаратура (ПРА)

Условия, при которых зажигаются металлогалогеновые лампы, очень важны, поскольку они напрямую влияют на тип балласта, используемого с конкретным типом лампы

Металлогалогеновые лампы требуют балластного сопротивления для регулирования величины тока, протекающего через дугу, и подачи корректного напряжения на электроды, создающие дугу. Стандарты ANSI (American National Standards Institute) для систем «балласт-лампа» содержат значения всех параметров для всех компонентов металлогалогеновых ламп (за исключением некоторых новейших продуктов).

В настоящее время с металлогалогеновыми лампами может использоваться лишь небольшое число электронных ПРА. Преимуществом этих балластов является возможность более точной регулировки подаваемого на лампы напряжения, что обеспечивает более устойчивый спектр и увеличивает срок службы лампы. В некоторых случаях утверждается, что электронные балласты увеличивают КПД ламп (напр. снижают потребление электроэнергии). Однако, за несколькими исключениями, работа на высоких частотах напряжения не увеличивает эффективность этих ламп, также как и в случае с высокомощными и сверхвысокомощными люминесцентными лампами.

Цветовая температура горения

Первоначально металлогалогеновые лампы использовались вместо ртутных ламп в тех местах, где необходимо было создать свет, по своим характеристикам приближающийся к естественному, по причине того, что данные лампы излучают белый свет (ртутные лампы излучают свет с большой примесью синего цвета). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый свет, имеющий индекс цветопередачи в районе 80.

С созданием специальных смесей галоидных солей, металлогалогеновые лампы способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 3000 К (жёлтый свет) до 20 000 К (синий свет). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д) или животных (используются в освещении аквариумов). Однако следует учитывать то обстоятельство, что вследствие присутствия допусков и стандартных отклонений при фабричном производстве ламп, цветовые характеристики ламп не могут быть указаны со 100 % точностью. Более того, по стандартам ANSI цветовые характеристики металлогалогеновых ламп измеряются после 100 часов их горения (т. н. выдержка). Поэтому цветовые характеристики данных ламп не будут соответствовать заявленным в спецификации до тех пор, пока лампа не будет подвергнута данной выдержке.

Наиболее сильные расхождения с заявленными спецификационными данными имеют лампы с технологией пуска «предварительный прогрев» (±300 К). Выпущенные по новейшей технологии «импульсного старта» лампы улучшили соответствие заявленным характеристикам, вследствие чего расхождение составляет от 100 до 200 К. На цветовую температуру горения ламп могут влиять также электрические характеристики питающей сети, а также вследствие отклонений в самих лампах. В том случае, если подaваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего цвета, что будет делать их очень сходными с ртутными лампами). Данное явление происходит по причине того, что дуга с недостаточно высокой температурой не сможет полностью испарить и ионизировать галоидные соли, которые и придают свету лампы тёплый оттенок (жёлтые и красные цвета), из-за чего в спектре лампы будет доминировать спектр легче ионизирующейся ртути. Это же явление наблюдается также во время прогрева лампы, когда колба дуги еще не достигла рабочей температуры и галоидные соли ионизировались не полностью.

Для ламп, запитанных от чрезмерно высокого напряжения, верна обратная картина, но такая ситуация является более опасной, вследствие возможности взрыва внутренней колбы из-за её перегрева и возникновения в ней избыточного давления. Кроме того, при использовании металлогалогеновых ламп их цветовые характеристики часто меняются с течением времени. В больших осветительных установках с использованием металлогалогеновых ламп часто все лампы существенно различаются по цветовым характеристикам.

Пуск и прогрев

Для пуска металлогалогеновой лампы используются два метода: «метод пуска с использованием предварительного прогрева» (стандартный) и «импульсный метод пуска».

Металлогалогеновые лампы с пуском методом предварительного прогрева содержат специальный «пусковой» электрод внутри колбы лампы для создания электрической дуги при первом ее зажигании (что сопровождается небольшой вспышкой при первом включении). На данный электрод балластом подаётся ток высокого напряжения, что влечёт за собой возникновение электрической дуги между ним и рабочим электродом, находящимся на этой же стороне внутренней колбы. Как только параметры излучаемого света достигают своих нормальных значений, биметаллический выключатель отсекает подачу тока на стартовый электрод, что прерывает стартовую дугу.

Металлогалогеновые лампы с импульсным зажиганием не требуют пускового электрода, и вместо него используют специальное пусковое устройство, называемое зажигающим модулем (игнитором), создающее импульс высокого напряжения (обычно от 3 до 5 кВ), подаваемый непосредственно на рабочие электроды. Отсутствие пускового электрода и биметаллического переключателя сокращает площадь пайки на конце колбы дуги, что позволяет увеличить давление находящейся в ней смеси паров, а также уменьшить потери тепла. Однако использование для пуска лампы зажигающего электрода отрицательно сказывается на напыленном вольфрамовом покрытии электродов, так как при импульсном пуске они нагреваются быстрее, сокращая, таким образом, время прогрева лампы.

Металлогалогеновая лампа в холодном состоянии не может немедленно начать работать с полной световой отдачей по причине того, что температура и давление паров во внутренней камере достигают рабочего уровня по прошествии некоторого времени. Создание первичной аргоновой дуги иногда требует нескольких секунд, а период прогрева может длиться до 5 мин (в зависимости от типа лампы). В течение этого времени излучаемый лампой спектр не будет однородным по своему цветовому составу до тех пор, пока все галоидные соли металлов не перейдут в парообразное состояние.

При сбое в подаче напряжения, даже коротком, дуга в лампе гаснет, а высокое давление паров, образующееся в горячей внутренней колбе, препятствует повторному зажиганию дуги; перед повторным зажиганием лампы ее необходимо охлаждать в течение примерно 5-10 минут. В некоторых осветительных системах, где длительный перерыв освещения может вызвать остановку производства или влиять на безопасность, данное обстоятельство является основным поводом для беспокойства. Небольшое количество металлогалогеновых ламп изготовлены с возможностью «немедленного зажигания» дуги, и имеют балласты и цоколи, сконструированные с расчетом выдерживать 30-кВ импульс повторного зажигания дуги, подаваемый отдельной анодной шиной.

Типы и их обозначения

Обычные металлогалогеновые лампы, как правило, имеют номинальную мощность в 70, 100, 150, 175, 250, 400 и 1000 Вт.

Как уже говорилось выше, металлогалогеновые лампы могут иметь односторонний либо двусторонний цоколь. Производители, как правило, указывают это в своих каталогах при помощи условных обозначений. Односторонний цоколь обозначается аббревиатурой SE (single-ended), а двусторонний, соответственно, аббревиатурой DE (double-ended). Лампы с односторонним цоколем, как правило, вкручиваются в патрон при помощи имеющейся на цоколе резьбы (имеют так называемый цоколь Эдисона). Лампы с двусторонним цоколем необходимо вставлять в патроны, расположенные по обе стороны используемого светильника.

Металлогалогеновые лампы чувствительны к тому положению, в котором они установлены, по причине изменения формы дуги во внутренней колбе. Лампы рассчитаны только на работу в определенной ориентации. Однако лампы, помеченные маркировкой «universal», могут работать в любом положении, хотя при работе их не в вертикальном положении продолжительность срока службы и интенсивность излучаемого света будут снижаться. Для получения наилучших характеристик при эксплуатации лампы в том случае, если её ориентация известна заранее, необходимо выбирать не универсальную, а соответствующую данной позиции лампу.

Для обозначения рекомендованной ориентации лампы, в которой она должна работать, используются различные коды (напр., U = universal (универсальная), BH = base horizontal (горизонтальная), BUD = Base up/down (вертикальная) и т. д.). При использовании ламп в горизонтальной позиции лучше всего направлять отпаечный носик внутренней колбы (т. н. ниппель) вверх.

Металл-галогеноидная лампа Osram

Для того, чтобы создать общеупотребительную систему обозначения различных типов ламп и позволить находить аналоги среди продукции разных производителей, ANSI разработал свою систему обозначения ламп. В этой системе обозначение металлогалогеновых ламп начинается с буквы «M», за которой следует цифровая кодировка, обозначающая электрические характеристики лампы, а также соответствующий ей тип балласта (для обозначения ртутных разрядных ламп используется литера «H», а для обозначения натриевых ламп — литера «S»). После цифровой кодировки следуют две буквы, обозначающие размер лампы, ее форму, а также тип покрытия и т. д., за исключением цвета. После данного обозначения производитель может по своему выбору добавить какие-либо цифровые или буквенные коды для отображения информации, не отображаемой системой обозначений ANSI, такой как мощность лампы и ее цвет. Для выбора балласта важна только литера «M» и следующее за ним цифровая кодировка. Например, кодировка M59-PJ-400 в системе ANSI обозначает лампу, работающую только с балластами типа М59. Ламп европейских производителей выпускаются с использованием европейских стандартов, которые в некоторых случаях незначительно отличаются от стандартов ANSI.

Другим обозначением, часто встречающимся при выборе металлогалогеновых ламп, является аббревиатура HQI. Данная аббревиатура является торговой маркой фирмы

Цоколи ламп

Наболее употребительным цоколем металлогалогеновых ламп является односторонний винтовой цоколь, вкручивающийся в патрон светильника. Размеры цоколя и резьбы также обозначаются кодом, хотя наиболее часто для их обозначения используются специфические наименования. Например, цоколь Е39 общеупотребительно называют «могулом» (mogul base). Европейские лампы также имеют цоколь типа «могул», но по размерам он немного отличается от цоколя Е39 и называется Е40. Отличия этих цоколей совсем незначительны, поэтому лампы с цоколем Е40 вполне устойчиво работают с патронами под цоколь Е39, используемый в США. В 70 и 150-Вт лампах с двусторонним цоколем используется цоколь RSC (RX7s), а в 250-Вт лампах — цоколь Fc2.

Для подачи напряжения на лампы с винтовым цоколем используют два провода. Один из них припаян или приварен к центровому контакту лампы, а другой припаян или приварен к верхней кромке стакана цоколя.

Лампы с керамическими цоколями имеют внутренние провода, приваренные либо к внутренним серебряным контактам, либо к наружным подводящим проводам.

Колбы

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

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

Выход из строя

Конец срока службы металлогалогеновых ламп сопровождается эффектом, называемом цикличностью. Эти лампы могут зажигаться от относительно низкого напряжения, но как только они нагреваются в процессе работы, внутренне давление в колбе дуги возрастает и для поддержания дугового разряда требуется все большее и большее напряжение. При старении лампы значение напряжения, необходимое для поддержания горения лампы, постепенно возрастает до значений, превышающих величину напряжения, выдаваемого ПРА. При наступлении этого момента дуга исчезает и лампа перестает светить. Постепенно с угасанием дуги лампа снова охлаждается, а давление паров в колбе дуги понижается, после чего балласт снова имеет возможность зажечь дугу. Данный эффект заключается в том, что периодически лампа горит в течение некоторого времени, после чего гаснет.

Усовершенствованные балласты определяют эффект цикличности и прекращают попытки зажечь лампу по прошествии нескольких циклов. При сбое в подаче напряжения и повторной его подаче, балласт будет осуществлять новую серию попыток зажигания.

Хотя производитель может заявлять, что лампа рассчитана на несколько тысяч часов работы, излучаемый металлогалогеновой лампой световой поток в течение одного года может снизиться на 30 %. В колбе электрической дуги происходят некоторые явления, которые в значительной степени влияют на величину светового потока, выдаваемого лампой: оседание частиц электрода на стенке внутренней колбы, во время горения изменяется химический состав электрической дуги, плавленый кварц кристаллизируется и становится неспособен пропускать свет и т. д. При каждом зажигании металлогалогеновой лампы происходит испарение вольфрамового покрытия электродов лампы, которое оседая на стенках внутренней колбы приводит к ее потемнению. На рисунке показаны новая лампа (слева) и лампа после 1 года использования (справа).

Потемнение стенок внутренней колбы вызывает изменения в спектре излучаемого лампой света, понижая цветовую температуру горения, выражаемую в кельвинах. Часто можно услышать об «изменении спектра», что является результатом снижения светового излучения на разных длинах волн. Менее явно это снижение проявляется на коротких длинах волн, то есть ближе к синему концу спектра.

 

Wikimedia Foundation. 2010.

Металлогалогенная лампа — это… Что такое Металлогалогенная лампа?

Лампа ДРИ 250

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

Терминология

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

Применение

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

Принцип действия

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

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

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

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

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

Конструкция

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

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

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

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

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

Схемы включения в электрическую сеть

Metal halide warming up.JPG ПРА компании Helvar Metal halide warming up.JPG Электронные ПРА компании Helvar

Резкая зависимость тока МГЛ от напряжения на ней требует включения последовательно с лампой токоограничивающего элемента (ПРА). Большинство МГЛ предназначены для работы с серийными ПРА ламп ДРЛ соответствующей мощности (при отсутствии в колбе лампы специальных зажигающих устройств в таких схемах требуется установка ИЗУ). Существуют МГЛ для работы с ПРА как ДРЛ, так и ДНаТ. Также имеются ПРА специальных конструкций с повышающими автотрансформаторами или трансформаторами с повышенным магнитным рассеянием или со встроенным ИЗУ, совмещающие функции ограничения тока и стартового поджига лампы.

Процесс прогрева и выхода МГЛ в рабочий режим сопровождается значительными изменениями тока лампы и напряжения на ней, причём к конструкции ПРА и ИЗУ предъявляются особые требования, существенно отличающиеся[источник не указан 689 дней] от требований к ПРА для ДРЛ и натриевых ламп высокого давления. Испарение ИД в процессе прогрева МГЛ делает вероятным погасание лампы из-за недостаточно высокого напряжения на ней.

Крайне опасным для МГЛ является акустический резонанс (АР), возникающий при питании лампы переменным током некоторой частоты (в акустическом диапазоне). Причина возникновения АР заключается в том, что при изменении направления протекания тока, дуга гаснет и, при нарастании напряжения, загорается вновь. При этом, из-за резкого изменения давления в области разряда, возникает акустическая волна, которая отражается от стенок горелки. При некотором значении частоты, возникает явление резонанса. Частота АР зависит от геометрических размеров горелки лампы и скорости звука в ней (то есть от давления в данный момент). Последствиями акустического резонанса являются нестабильность горения лампы, самопроизвольное погасание и, в худшем случае, физическое разрушение горелки. Это явление затрудняет проектирование высокочастотных электронных ПРА для МГЛ. В качестве одного из методов борьбы с АР используется модуляция частоты случайным сигналом. Для ламп малой мощности успешно применяется питание выпрямленным (пульсирующим) током.

Кратковременные перебои в электроснабжении вызывают погасание МГЛ. К такому же исходу может привести сильная вибрация, особенно опасная для ламп с длинной дугой, работающих в горизонтальном положении. Для повторного зажигание МГЛ должна остыть, чтобы давление паров в ней, и, соответственно, напряжение пробоя РТ, снизились. Для освещения особо ответственных объектов, где перебои недопустимы, применяются ПРА быстрого перезажигания. В них зажигание горячей МГЛ достигается за счёт подачи более мощных зажигающих импульсов с амплитудой до 30 — 60 кВ. Такой режим существенно ускоряет разрушение электродов ламп, к тому же требует применения более мощной изоляции токоведущих частей, а потому используется редко.

Цветовая температура горения

Первоначально МГЛ использовались вместо ртутных ламп в тех местах, где необходимо было создать свет, по своим характеристикам приближающийся к естественному, по причине того, что данные лампы излучают белый свет (ртутные лампы излучают свет с большой примесью синего света). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый дневной свет, имеющий индекс цветопередачи более 90.

МГЛ способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 2500 К (жёлтый свет) до 20 000 К (синий свет). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д) или животных (используются в освещении аквариумов). Однако следует учитывать то обстоятельство, что вследствие присутствия допусков и стандартных отклонений при фабричном производстве ламп, цветовые характеристики ламп не могут быть указаны со 100 % точностью. Более того, по стандартам ANSI цветовые характеристики металлогалогеновых ламп измеряются после 100 часов их горения (т. н. выдержка). Поэтому цветовые характеристики данных ламп не будут соответствовать заявленным в спецификации до тех пор, пока лампа не будет подвергнута данной выдержке.

Наиболее сильные расхождения с заявленными спецификационными данными имеют лампы с технологией пуска «предварительный прогрев» (±300 К). Выпущенные по новейшей технологии «импульсного старта» лампы улучшили соответствие заявленным характеристикам, вследствие чего расхождение составляет от 100 до 200 К. На цветовую температуру горения ламп могут влиять также электрические характеристики питающей сети, а также вследствие отклонений в самих лампах. В том случае, если подаваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего света, что будет делать их очень сходными с ртутными лампами). Данное явление происходит по причине того, что дуга с недостаточно высокой температурой не сможет полностью испарить и ионизировать ИД, которые и придают свету лампы тёплый оттенок (жёлтые и красные цвета), из-за чего в спектре лампы будет доминировать спектр легче ионизирующейся ртути. Это же явление наблюдается также во время прогрева лампы, когда колба лампы еще не достигла рабочей температуры и ИД ионизировались не полностью.

Для ламп, запитанных от чрезмерно высокого напряжения, верна обратная картина, но такая ситуация является более опасной, вследствие возможности взрыва внутренней колбы из-за её перегрева и возникновения в ней избыточного давления. Кроме того, при использовании металлогалогеновых ламп их цветовые характеристики часто меняются с течением времени. В больших осветительных установках с использованием металлогалогеновых ламп часто все лампы существенно различаются по цветовым характеристикам.

Типы и их обозначения

Диапазон мощностей МГЛ начинается от десятков ватт и достигает 10 — 20 кВт. Наиболее массовыми являются лампы, используемые в ОУ наружного освещения (одноцокольные 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 Вт и софитные 70 и 150 Вт).

Одноцокольные лампы обозначается аббревиатурой SE (single-ended), а двусторонний, соответственно, аббревиатурой DE (double-ended). Лампы с односторонним цоколем, как правило, вкручиваются в патрон при помощи имеющейся на цоколе резьбы (имеют так называемый цоколь Эдисона). Лампы с двусторонним цоколем необходимо вставлять в патроны, расположенные по обе стороны используемого светильника.

Конвекционные потоки металлогалогенидов в плазме дуги МГЛ зависят от направления силы тяжести и существенно влияют на распределение потока энергии, выходящей из горелки МГЛ. [1] [2] Поэтому металлогалогеновые лампы чувствительны к тому положению, в котором они установлены. Лампы рассчитаны только на работу в определенной ориентации. Однако лампы, помеченные маркировкой «universal», могут работать в любом положении, хотя при работе их не в вертикальном положении продолжительность срока службы и интенсивность излучаемого света будут снижаться. Для получения наилучших характеристик при эксплуатации лампы в том случае, если её ориентация известна заранее, необходимо выбирать не универсальную, а соответствующую данной позиции лампу.

Для обозначения рекомендованной ориентации лампы, в которой она должна работать, используются различные коды (напр., U = universal (универсальная), BH = base horizontal (горизонтальная), BUD = Base up/down (вертикальная) и т. д.). При использовании ламп в горизонтальной позиции лучше всего направлять отпаечный носик внутренней колбы (т. н. ниппель) вверх.

Metal halide warming up.JPG МГЛ компании Osram

В системе ANSI обозначение МГЛ начинается с буквы «M», за которой следует цифровая кодировка, обозначающая электрические характеристики лампы, а также соответствующий ей тип балласта (для обозначения ртутных разрядных ламп используется литера «H», а для обозначения натриевых ламп — литера «S»). После цифровой кодировки следуют две буквы, обозначающие размер лампы, ее форму, а также тип покрытия и т. д., за исключением цвета. После данного обозначения производитель может по своему выбору добавить какие-либо цифровые или буквенные коды для отображения информации, не отображаемой системой обозначений ANSI, такой как мощность лампы и ее цвет. Для выбора балласта важна только литера «M» и следующее за ним цифровая кодировка. Например, кодировка M59-PJ-400 в системе ANSI обозначает лампу, работающую только с балластами типа М59. Лампы европейских производителей выпускаются с использованием европейских стандартов, которые в некоторых случаях незначительно отличаются от стандартов ANSI.

Другим обозначением, часто встречающимся при выборе МГЛ, является аббревиатура HQI. Данная аббревиатура является торговой маркой фирмы OSRAM и обозначает особый тип ламп, производимый данной фирмой. Но со временем этой аббревиатурой стали называть МГЛ любого производителя, в том числе и с двухсторонним цоколем. Европейские МГЛ не соответствуют в точности стандартам ANSI и работают при других значениях тока и напряжения. В большинстве случаев прямой европейский аналог лампы для стандарта ANSI не может работать с американским ПРА, таким образом, для работы с данным типом ламп необходимо выбрать соответствующий ей балласт, обозначенный маркировкой HQI. Например, ПРА M80 и M81 также имеют обозначение HQI, и применяются с лампами мощностью 150 и 250 Вт соответственно.

Колбы

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

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

Примечания

  1. Бородин В. И., Луизова Л.А., Хахаев А.Д., Трухачева В.А. Исследование временных и пространственных распределений параметров многокомпонентной плазмы закрытой дуги высокого давления.. — Петрозаводск: Межвуз. Сб. Оптика неоднородных сред., 1981. — С. 117-141.
  2. Бородин В. И. Конвекция в ртутных дуговых разрядах с легкоионизуемыми примесями.. — Москва: Теплофизика высоких температур., 1982. — В. 3. — Т. 20. — С. 443-446.
Question book-4.svg В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 27 ноября 2012.

Металлогалогенный прожектор

Металлогалогенными (МГЛ) прожекторами называют световые приборы, в которых в качестве источника света используются металлогалогенные газоразрядные лампы. Они характеризуются повышенной светоотдачей при минимальном энергопотреблении.

Свет металлогалогенного прожектора отличается безупречной белизной, поэтому не искажает естественный цвет освещаемых предметов. В процессе работы он не нагревает пространство, при этом его яркость достаточно высокая, чтобы считаться идеальным решением для освещения торговых помещений, художественных галерей, выставок и других объектов.

Нередко металлогалогенные прожекторы используются в качестве элементов внешнего освещения для подсветки различных архитектурных объектов, жилых и коммерческих зданий, мостов, строительных площадок, рекламных стендов, вывесок, плакатов, растяжек и других конструкций наружной рекламы.

Металлогалогенные прожекторы для наружного освещения MACH. Производитель FAEL LUCE.

Конструкционные особенности и принцип работы

Основными конструкционными элементами светильника являются его оптика и пускорегулирующая аппаратура (ПРА). Они помещены в общий металлический корпус, который благодаря кронштейнам можно устанавливать на любую поверхность, включая стены, потолок, трек и фасад здания.

В качестве источника света в МГЛ-прожекторах используются металлогалогеновые лампы. Их светоотдача в 6 раз выше, чем у традиционных ламп накаливания, а срок службы больше примерно в 10 раз.

Пускорегулирующая аппаратура металлогалогенных прожекторов состоит из ИЗУ, дросселя и конденсатора. Все три элемента установлены в едином металлическом корпусе. В новых типах ПРА (ЭПРА, то есть электронных пускорегулирующих аппаратах) они заменены компактной пластиковой или металлической коробкой, внутри которой находится электронная плата.

При эксплуатации металлогалогенного прожектора стоит учитывать некоторые его особенности. К примеру, лампы в них загораются постепенно, а максимальная яркость света наступает лишь спустя 5-7 минут. Интервал между выключением и включением прожектора должен составлять не менее 10 минут. При этом часто включать/выключать его не стоит, ведь это может привести к перегоранию лампы.

Такие прожекторы работают только при наличии пускорегулирующей аппаратуры. На данный момент существуют модели со встроенным ПРА и с выносным. В качестве источника света могут использоваться до 10 типов металлогалогенных ламп.

Металлогалогенный прожектор STREAM G12 70W 10D для установки на шинопровод (трековых систем освещения). Для внутреннего освещения. Производитель: Компания СТК Системы освещения, комплектующие HELVAR Финляндия.

Разновидности прожекторов и специфика эксплуатации

Все металлогалогенные светильники делятся на две большие группы: для внутреннего и наружного освещения. Они предназначены для выполнения различных задач:

  • Прожекторы для установки внутри зданий активно применяются в торговом освещении. С их помощью создают акцентную подсветку выставочных модулей в магазинах и автосалонах.
  • Прожекторы для наружного освещения монтируются на улице для освещения придомовых территорий, парковок гипермаркетов, рекламных щитов и билбордов.

Более сложные модификации с хорошей оптикой и несколькими типами отражателей (симметричные, ассиметричные и круглосимметричные) могут создавать всевозможные световые эффекты, поэтому широко используются для архитектурной подсветки зданий и сооружений.

Чаще всего в уличных прожекторах в качестве источника света выступает металлогалогенная лампа Rx7s или G12, реже — G8,5. Световые эффекты обеспечиваются особенностями конструкции оптической части светильника и разнообразием отражателей.

Грамотно подобрать прожекторы для конкретного объекта помогут специалисты компании «СТК».

Металлогалогенная лампа — Как это работает и история

Металл Галогенные лампы
HID источник света с отличным цветопередача
Коммерческая история
(1960 — сегодня)


Металлогалогенные лампы — мощный источник света. Фото: 379-й Air Экспедиционное крыло, ВВС США

Введение:
Этот тип лампы также известен как лампа «MH». Это лампа HID (высокая Интенсивность разряда), что означает, что он обеспечивает большую часть своего света от электрическая дуга внутри небольшой разрядной трубки.Это становится все более популярным благодаря качественному белому свету и хорошая эффективность. Лампы MH чаще всего используются на стадионах. и спортивные площадки. Он также широко используется для парковок и уличных освещение в городских условиях. Среди его конкурентов — HPS. лампа, лампа ртутная, LPS лампы, галогенные лампы и светодиоды. Лампы MH имеют преимущества перед остальными, что делает их более полезными для определенные приложения.
Все кредиты и источники расположены внизу каждой страницы освещения

Преимущества:
* Более чистый белый свет, чем у популярных ламп HPS, близко к дневным частотам, что позволяет использовать его для выращивание растений
* Более энергоэффективно, чем ртутные и галогенные лампы, большой световой поток
* Подходит для использования внутри помещений (высокие потолки — «высокий пролет» применения) и использования на открытом воздухе благодаря хорошему качеству света

Недостатки:
* Дорогая лампа: дорого в производстве — многие детали для сборки и материалы не из дешевых
* Световое загрязнение: свет настолько яркий, что производит много больше светового загрязнения, чем уличные фонари HPS или LPS, белые от лампы MH ближе к дневному свету по частоте.

Видео на лампах МН . 8 мин. YouTube не должен быть заблокирован на вашем сервере и требуются плагины для прошивки.

Статистика
* Люмен на ватт: 65 (большие лампочки) до 115 (маленькие лампы HP MH) (25% энергии делает свет, 75% тепла)
* Срок службы лампы: 20000 часов (при установленном основании вверх)
10000 часов (горизонтальный монтаж)
* CRI 60 — 90 (в зависимости от марки и химического состава)
* Цветовая температура: 3000 (теплый белый) — 20,000K (синий)
Время разогрева: 1-15 минут

Обычный использует: наружное освещение, где требуется хорошая цветопередача, телевизионное / кино освещение, спортивные площадки, автомобильные фары, наводнение фонари, тяжелые фонари, тепличные аппликации

1.) Как это работает:
Лампа использует пары ртути для создать мощный свет (как пар ртути под высоким давлением), но включает другие металлы (соли галогенидов) для улучшения цвета.

А Галогенид — химическое соединение галоген в сочетании с электроположительным элементом, или в случае лампы: металл. Галоген — одновалентный элемент, который легко образует отрицательные ионы. Есть 5 галогенов: фтор, хлор, бром, йод и астатин.

галогенид «соли», используемые в лампе MH, включают:

рт. (Ртуть) — голубоватый
AgCl — белый
AgF — бесцветный
AgBr — бледно-желтый
Agl — зеленый желтый

Нормальный MH Работа лампы (не импульсный запуск)

1.) Когда лампа остынет, галогениды и ртуть конденсируются на плавленых элементах. кварцевая трубка. При включении лампы ток проходит через пусковой электрод и перескакивает на небольшое расстояние к основному электроду (см. диаграмму ниже), этому помогает газообразный аргон. Газ аргон ударяет дуга при низких температурах. (Вы также можете посмотреть 8-минутное видео на этой странице, которая включает анимированную графику, как это работает)

2.) После первоначальной малой дуги трубка нагревается и ртуть испаряться. Электрическая дуга борется за работу через сопротивление газ, но со временем ионизируются больше молекул газа. это еще больше облегчает прохождение большего количества электрического тока, поэтому дуга становится шире и горячее. В лампе по мере нагрева первой дуги она начинает превращать твердую ртуть в пар, вскоре дуга способна пройти через пары ртути, чтобы достичь других основных электрод на противоположной стороне газоразрядной трубки.Меньше сопротивление на этом пути теперь, и ток перестает течь через пусковой электрод, как река меняет курс на путь наименьшего сопротивления, просушивание предыдущего канала.

,

Металлогалогенные лампы для выращивания (MH)

3 Metal Halide Bulbs

Металлогалогенная лампа или лампа MH — это газоразрядная лампа, которая излучает свет путем создания электрической дуги в камере высокого давления, заполненной ртутью и галогенидами металлов. Эта электрическая дуга возбуждает газовую смесь внутри барокамеры, и она начинает светиться. Свет, производимый газовой смесью, напрямую связан с элементами, находящимися в этой колбе, но в целом металлогалогенная лампа излучает белый (полный спектр) свет с всплеском в синей области видимого светового спектра.Металлогалогенные лампы давно используются для регулярного выращивания каннабиса, и производители используют их также для автоцветущих сортов. В принципе, вы можете полностью вырастить каннабис от начала до конца с этим светом, но шишки будут более пушистыми, чем при выращивании с HPS или светодиодными лампами, поскольку этот источник света не дает достаточно КРАСНОГО света, который растениям нужно больше на фазах цветения. Из-за этого явления металлогалогенные лампы наиболее широко используются для выращивания рассады и клонов и, в основном, годны до начала цикла цветения.

Использование металлогалогенных ламп

Металлогалогенные лампы

могут быть полезны практически для любой операции по выращиванию, и вы можете выращивать свой урожай под этим светом от начала до конца, но обычно металлогалогенные лампы лучше всего использовать на этапах до цветения или в качестве добавки, используемой вместе с HPS для получения еще более полного спектра света. Лампы MH также иногда используются на последних стадиях роста растений, потому что металлогалогенные лампы производят немного больше УФ-В излучения, что, очевидно, способствует производству смолы, поэтому вы получаете более хрустящие бутоны.Но что касается размеров и форм. Существуют лампы MH мощностью от 150 до 1500 Вт, а лампы большего размера, как правило, становятся более эффективными, поэтому производитель с металлогалогенной лампой мощностью 150 Вт будет получать меньше светового ватт на ватт, чем производитель с лампой MH мощностью 1000 Вт. Но за исключением разницы в световом потоке, все размеры одинаковы, и вы можете выращивать растения каннабиса в шкафу с этой лампой мощностью 150 Вт или получить свет 1000 Вт и выращивать огромные растения для коммерческих целей.

Еще одна вещь, которая может заинтересовать потенциальных покупателей MH, — это ориентация лампы, так как не все лампы можно размещать горизонтально или вертикально.На гнездах есть специальные символы: H (горизонтально) и BU (основание вверх), BD (основание внизу), и вы должны принять это во внимание, потому что лампа специально разработана для размещения в этой ориентации, и вы можете только вращать ее. всего на 15 градусов в любую сторону (15 градусов — это действительно небольшое количество, поэтому в основном они должны быть прямыми!), но если вы поместите лампу с горизонтальной конструкцией вертикально, вы можете уменьшить ожидаемый срок службы этой лампы, так что будьте осторожны!

Цветовая температура и ультрафиолетовое излучение UVB

Металлогалогенные лампы обычно имеют цветовую температуру около 4000 K, но вы можете получить много разных типов этих ламп в диапазоне от 3000 K до 20000 K, и каждая лампа имеет свой собственный спектр света.Типичная лампа 4000K идеально подходит для выращивания растений, поскольку она больше похожа на солнечный свет, чем, например, лампа HPS. Каждая из этих ламп MH имеет немного разную цветовую температуру, потому что газовая смесь внутри дуговой трубки может незначительно отличаться, и у вас может быть разница в + — 100 К от лампы к лампе, и обычно они рассчитываются после 100 часов работы, что называется выдержанным. время. При этой приправе свет должен проработать эти 100 часов, чтобы все детали заработали должным образом, и на этом этапе неисправные лампы обычно ломаются или не запускаются, но это все делают производители!

В основном на отметке 4000 K свет почти нейтральный, а выше свет приобретает больше синего оттенка, а ниже 4000 K свет становится более желтоватым, поэтому вам нужно принять это во внимание и проверить точную цветовую температуру вашего предназначенная лампочка.

Металлогалогенные лампы

также создают больше УФ-В-излучения, которое, как известно, помогает растениям производить больше смолы, потому что, по сути, наносит им вред, а тот небольшой ущерб, который наносит УФ-излучение, позволит растению производить больше смолы, чтобы защитить себя от такого рода света. ,

Совет: не смотрите на металлогалогенную лампу, потому что УФ-излучение может нанести вред вашим глазам, а если внешняя стеклянная оболочка сломается, немедленно поверните лампу и будьте предельно осторожны, поскольку внешнее стекло поглощает большую часть вредного ультрафиолетового излучения.

Мощность и люмен

Как и лампы HPS, металлогалогенные лампы имеют стандартные лампы мощностью 150, 250, 400, 600 и 1000 Вт, но их световой поток значительно ниже, чем у ламп HPS для выращивания растений.

Вот средний световой поток различных металлогалогенных ламп для выращивания:

  • 150 Вт -> 12000 люмен = 80 л / Вт
  • 250 Вт -> 21000 люмен = 84 л / Вт
  • 400 Вт -> 36 000 люмен = 90 л / Вт
  • 600 Вт -> 60 000 люмен = 100 л / Вт
  • 1000 Вт -> 110 000 люмен = 110 л / Вт

Эта диаграмма предназначена только для образовательных целей, потому что фактическое отношение люмена к ватту может быть разным для ламп разных производителей, и вам нужно проверить лампу на фактическое количество, но в основном так и должно быть.Как вы можете видеть, лампы большей мощности более эффективны, но не намного, и вы получите много тепла от ламп с более высокой мощностью, поэтому рассмотрите свои условия выращивания, прежде чем покупать металлогалогенные лампы для ваших автоцветов, так как вам нужно будет отвести избыточное тепло из зоны выращивания, и это также потребует электроэнергии, что снова снизит общую эффективность этих фонарей!

Тепло

Металлогалогенные лампы нагреваются сильнее, чем лампы HPS, потому что их эффективность ниже, а лампочка может преобразовывать энергию только в свет или тепло, и если у лампы меньшее соотношение света и ватт (люмен / ватт), то она будет нагреваться сильнее, производя больше тепла. от того же ввода энергии.Металлогалогенные лампы примерно на 10-20% более неэффективны, чем лампы HPS, поскольку они нагреваются на столько же, и вам обязательно нужно подумать, как избавиться от излишка тепла, или радоваться тому, что вы можете обогреть свою холодную комнату для выращивания.

Стоимость

Стоимость эксплуатации лампы для выращивания растений MH будет почти такой же, как и у лампы HPS, поэтому вы можете проверить в статье HPS для получения дополнительной информации, но обе эти лампы необходимо заменять каждый год или около 5000 часов, и они стоят почти одинаково ,

3 Metal Halide Bulbs Срок службы

MH и как сэкономить лампочки

Металлогалогенные лампы обычно имеют довольно длительный срок службы — около 15000 часов, что может привести к непрерывному росту почти в течение двух лет, но никто не говорит вам, что со временем световой поток значительно уменьшается. Обычно, когда лампа MH достигает отметки в 7000 часов, она теряет около 50% своей эффективности, поэтому, если новая лампа будет выдавать 60 000 люменов, то лампа однолетней давности могла иметь световой поток всего 30 000 люмен. Это большая проблема для комнатных производителей, так как эти луковицы необходимо заменять каждый год.Если вы не замените металлогалогенную лампу, вы потеряете деньги и доход, потому что за такое же количество ватт вы получите намного меньше света и роста.
Способ продления срока службы ламп MH аналогичен продлению срока службы ламп HPS, поэтому я не буду здесь вдаваться в подробности.

Преимущества MH

  • Самым большим преимуществом является свет синего спектра

  • Галогениды позволяют получить более короткую и компактную установку

  • Они излучают ультрафиолет, который полезен для роста растений и производства смолы.

  • Очень энергоэффективный от 60 до 120 люмен на ватт

МХ недостатки

Металлогалогенные керамические лампы

Помимо обычных металлогалогенных ламп, существуют также керамические металлогалогенные лампы, которые больше напоминают настоящий солнечный свет и имеют как синий, так и красный цветовой спектр.Эти лампы представляют собой разновидность металлогалогенных ламп, и они разряжаются в керамической трубке, где такие элементы, как ртуть, аргон, соли галогенидов металлов, испаряются и диссоциируют на атомы, которые производят свет. Поскольку эти фонари имеют больше элементов в газоразрядной трубке, они могут иметь разную цветовую температуру и, таким образом, дают вашему каннабису более равномерный свет, который больше напоминает естественный солнечный свет, и вырастет более высокими и густыми растениями. С этим светом вам не нужно будет заменять лампу MH на HPS, когда начнется цветение, потому что лампа CMH имеет достаточно красного света для полного созревания вашей травы.

Эти керамические металлогалогенные лампы имеют ту же эффективность, что и лампы HPS, но у них есть недостаток, заключающийся в том, что они не могут использоваться с электронными балластами, поэтому вы потеряете некоторую эффективность из-за более старого поколения балластной технологии.

Если вам понравился этот пост, то вы также можете проверить лампы для выращивания, такие как LED, HPS, T5 и CF прямо здесь, в разделе Света в блогах autoflowering-cannabis.com, и я буду благодарен, если вы поделитесь этим постом через Twitter или Facebook!

,

Metal Halide Ampul Çeşitleri | EN iYi FiYAT

Hızlı Marka Arama

Марка Сечиниз AEG AIRCOOL Akelsan Аркадия аудио АЯЗ CafeSUN CATA Çetinkaya CVS Darcon Ecolite ELT Entes ERSE ExProof Вентилятор Fanex Fansan Ferled FSL ОБЩЕЕ GP Pil Horoz Işıldar Kaşkar Кендал Ketenci Кондас KUMTEL Landlite LEDiod Включенный свет LUNA LUXELL MAKEL Marketcik Marketcikcom Molled Mutlusan NEXANS OLED Osaka OSRAM ÖZNUR PANASONIC PELSAN PHILIPS радий Ракс Savk Schneider SIEMENS SORTI Speedtech Sylvania Taflan укротитель TE-лайт ТЕКФЕН титановый Toptanciniz Tork Tungsram Tupperware НЛО VIKO Wago Йылдыз ЗЕНИТ-Sylvania

,

Металлогалогенные лампы для выращивания (все, что вам нужно знать)

metal halide grow light in tent metal halide grow light in tent Есть две причины, по которым вы можете оказаться здесь.

One: у вас есть вопросы по металлогалогенным лампам для выращивания растений. Если это так, читайте дальше. На все будет дан ответ.

Two: вы хотите купить металлогалогенные лампы для выращивания растений. В таком случае помощь в этой статье не будет. Но вы найдете его в другом месте на этом сайте, а именно:

Если вас интересует полный комплект освещения, в который входит лампа MH, эта статья поможет.

Если вам просто нужны лампочки, прочтите этот обзор и сравнение лучших ламп MH (и HPS).

Вы все еще здесь, поэтому у вас наверняка есть вопросы о лампах MH. Я постараюсь ответить на все вопросы.

Я начну с объяснения того, что это такое и как они работают, а затем перейду к тому, когда их использовать и как правильно использовать для достижения наилучших результатов. Наконец, я сравню их с другими типами освещения, чтобы вы могли быть уверены, что выбираете правильный тип для своих нужд.

Что такое металлогалогенные лампы для выращивания растений?

Металлогалогенные лампы для выращивания растений — это разновидность HID или высокоинтенсивного разрядного освещения. Эти лампы содержат кварцевую трубку, наполненную благородным газом. Электрическая дуга возникает между двумя электродами внутри трубки для создания света.

Лампы

MH содержат галогениды металлов. Этот газ горит холодным белым светом, который содержит большое количество света синих длин волн.

Металлогалогенные лампы могут прослужить до 20 000 часов, хотя они деградируют до такой степени, что перестают быть эффективными как лампы для выращивания растений задолго до этого.Они имеют большой световой поток и выделяют много тепла.

В целом лампы MH очень эффективны, хотя они не так эффективны, как лампы HPS (натриевые лампы высокого давления или CMH (металлокерамические галогенидные). Обратите внимание, что металлокерамические галогенидные лампы звучат одинаково, но на самом деле совсем другие. I подробно расскажу о сравнении в конце этой статьи

Итак, зачем нам использовать лампы MH, если HPS и CMH более эффективны?

Честно говоря, я бы не стал. Я бы использовал лампы CMH.Но это не значит, что лампочкам MH все еще нет места в домашнем саду.

Зачем нужны лампы для выращивания растений MH?

Лампы

MH излучают холодный белый свет (содержащий большое количество синего). На следующей диаграмме показан цветовой спектр лампы 6000K MH.

MH spectrum MH spectrum

Как видите, спектр содержит большое количество синих и зеленых волн, а также большое количество оранжевого и желтого. В нем очень мало красного.

Этот спектр делает их особенно эффективными для выращивания растений, т.е.е. для растений, которые не цветут, или для растений, которые цветут, на стадии вегетации.

Растения, которые не цветут, могут быть салатом, различными травами и т. Д. Цветущие растения — орхидеи, томаты, каннабис и т. Д.

MH-освещение заставляет ваши растения расти густыми пышными кронами. Это также предотвращает растяжение во время стадии цветения, что приводит к более слабой структуре ветвей.

Растяжение может быть вызвано недостатком синего света, поэтому лампы MH эффективно предотвращают его.Производители, цветущие с луковицами HPS, часто видят, что их растения растягиваются, поскольку луковицы HPS практически не излучают свет синего спектра. Эту проблему решает добавление нескольких ламп MH, чтобы сбалансировать спектр HPS.

Тем не менее, из-за отсутствия красных длин волн в их спектре, лампы MH не подходят для цветущих растений сами по себе.

По этой причине производители будут использовать луковицы MH для вегетации и луковицы HPS для цветения. Или, что еще лучше, они используют обе лампы одновременно для получения более полного спектра.

Как вы увидите ниже, я обычно рекомендую CMH или LED вместо MH или HPS. Вам не нужно комбинировать два разных источника света, чтобы получить отличный спектр для каждой сцены.

Это возвращает нас к нашему вопросу: зачем вам использовать лампы MH?

В наши дни есть только несколько причин для использования металлогалогенных ламп:

  1. У вас уже есть HID-система, и вы не готовы к ее переключению: в этом случае имеет смысл установить лампы MH на сбалансировать спектр HPS или использовать для вегетации, а затем переключиться на HPS для цветения
  2. У вас жесткий бюджет: металлогалогенные лампы и соответствующие отражатели и балласты дешевле, чем лампы CMH и балласты и отражатели для CMH , поэтому с бюджетной точки зрения имеет смысл использовать галогениды металлов

Какая лампа MH мне нужна?

MH лампы бывают разной мощности, из которых 400, 600 и 1000 Вт являются 3 самыми эффективными.Среди них лампочки на 600 ватт самые эффективные.

Размер лампы, который вам нужен, зависит от размера области, которую вы хотите покрыть.

В следующей таблице показаны максимальные площади, которые вы можете ожидать для покрытия лампы каждого размера, и рекомендуемое расстояние от растений, что должно дать вам представление о том, сколько места по вертикали потребуется для каждой мощности.

Подробнее о высоте подвешивания читайте в этом руководстве.

Что еще мне нужно?

Для того, чтобы запустить металлогалогенную лампу, вам также понадобятся балласт и отражатель.Отражателем может быть простая розетка со шнуром (обратите внимание, что для этих ламп нельзя использовать стандартную розетку), открытый отражатель или отражатель с воздушным охлаждением.

Балласт должен соответствовать мощности лампы или, по крайней мере, иметь регулировку яркости до мощности лампы.

Если у вас еще нет этих компонентов, я настоятельно рекомендую купить комплект освещения для выращивания растений, подобный тем, которые описаны в этой ссылке. Это гарантирует, что все компоненты не только совместимы, но и действительно предназначены для совместной работы.

Если вы хотите покупать компоненты отдельно, я рекомендую приобрести цифровой регулируемый балласт. Они автоматически определят тип вашей лампочки, что значительно упростит вашу жизнь, а также продлит срок ее службы. В наши дни нет реальной причины приобретать более старый балласт с ручным управлением.

Что касается отражателя, то все должно быть просто. Купите прохладные вытяжки для небольшого сада, если у вас есть бюджет и вы умеете крепить вентиляцию к отражателям. В противном случае используйте отражатель в виде крыла или зонтика.

В том же посте о наборах для выращивания растений также есть обширный раздел о различных типах отражателей. Это должно помочь вам понять, какой из них вам подходит.

Металлогалогенные против светодиода

Здесь действительно больше нет конкурса. Если у вас еще нет системы освещения, я настоятельно рекомендую использовать светодиодные лампы поверх галогенидов металлов.

Светильники MH всегда имели одно большое преимущество перед светодиодными светильниками для выращивания растений: они были значительно дешевле.Эта огромная разница в цене значительно уменьшилась, так что теперь вы можете получить хороший светодиодный светильник для выращивания растений лишь немного дороже, чем система MH (лампа с отражателем и балластом).

Посмотрите, сколько светодиодного света вы можете получить всего за несколько сотен долларов.

Когда разница в цене приближается к нулю, исчезает одна большая причина, по которой MH растут вместо светодиодов. Особенно если учесть все преимущества светодиодов.

Они намного дешевле в эксплуатации, так как они потребляют меньше энергии. и выделяют меньше тепла, что означает, что вам не нужно столько охлаждающего оборудования.Более низкие эксплуатационные расходы обычно компенсируют более высокую начальную цену в течение года.

Кроме того, светодиодные светильники для выращивания растений намного проще в использовании (дополнительное оборудование не требуется; просто подключите их и увеличивайте), и они служат намного дольше.

Но как насчет этого уродливого розово-фиолетового свечения?

В наши дни вы можете получить множество белых светодиодных светильников для выращивания растений с полным спектром, которые излучают свет, похожий на естественный солнечный свет (и, в лучшем случае, дополняют его красным и синим). Мало того, что ваши растения выглядят естественно под этим светом, белый светодиодный спектр на самом деле лучше для роста и урожайности.

Сравнение металлогалогенных ламп и HPS

У меня есть целая статья о HPS и MH лампах, в которой это подробно рассматривается. Все, что я здесь скажу, это то, что луковицы MH лучше подходят для вегетации из-за их насыщенного синего спектра, а лампы HPS лучше подходят для цветения из-за их насыщенного красного спектра.

Тем не менее, растения лучше растут, если у них больше красного света, чем дает MH, и они лучше цветут, если они получают больше синего света, чем приходит HPS, поэтому в идеале вы должны использовать комбинацию обеих луковиц в течение всего цикла выращивания.

В качестве альтернативы вы можете использовать одну из двух ламп (лучше использовать HPS для всего выращивания) и дополнить ее светом, обеспечивающим недостающие длины волн. В случае HPS добавьте к нему какой-нибудь другой свет с насыщенным синим светом, например, холодные белые светодиоды или люминесцентные лампы.

Металлогалогенид и керамический металлогалогенид

Керамический галогенид металла и галогенид металла звучат очень похоже, но на самом деле они совершенно разные. Вы можете прочитать об этих различиях здесь.

Суть в следующем: CMH намного лучше, и единственное возможное преимущество MH — это стоимость.

Разница в цене недостаточно велика, чтобы оправдать переход на MH вместо CMH, поэтому я бы рекомендовал галогенид металла только в том случае, если у вас уже есть существующая система и вы получаете замену ламп.

Керамические металлогалогенные лампы имеют почти идеальный спектр для каждой стадии роста, со светом всех цветов и большим количеством красного и синего. Фактически, единственные источники света с лучшим спектром — это определенные светодиодные светильники.

Лампы CMH также выделяют меньше тепла и излучают больше света на потребляемый ватт. Наконец, они разлагаются намного медленнее, чем лампы MH, и, таким образом, имеют более длительный срок службы, в среднем около 24000 часов.

Металлогалогениды по сравнению с Флуоресцентный

Холодные белые люминесцентные лампы также имеют спектр с большой синей составляющей длины волны. На самом деле спектр более полный, чем спектр MH. Разница в мощности.

Люминесцентные лампы просто не могут обеспечить такой же световой поток, как MH.Они намного менее эффективны. В результате флуоресцентные лампы отлично подходят для выращивания овощей в небольших садах, а также для посева или клонирования. Если вам нужна мощность, выбирайте MH.

Фотография предоставлена ​​

Заглавная фотография сделана Plantlady223 — собственная работа, CC BY-SA 4.0, ссылка

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о