Устройство и разновидности металлогалогенных ламп.

Несмотря на название схожее с галогенными, металлогалогенные лампы (МГЛ) относятся к газоразрядным лампам высокого давления. Чаще всего их применяют в промышленности.

Устройство и принцип работы МГЛ.

Конструкция МГЛ.

Конструкции лампы представляет собой разрядную трубку(горелка) со впаянными электродами, помещенную в колбу. К колбе присоединяется цоколь. Разрядная трубка изготавливается из особого тугоплавкого стекла (кварцевого или керамического). Внутрь закачивается инертный газ (аргон) с добавками металлической ртути и галогенидов металлов (йодиды натрия и скандия). Горелка помещена во внешнюю колбу из боросиликатного стекла. Внешняя колба снижает теплопотери разрядной трубки, фильтрует ультрафиолетовое излучение от горелки. Также внешняя колба защищает от механических повреждений.  Она заполнена азотом.

Применяются МГЛ с одной колбой. Они используются в процессах, где необходимо ультрафиолетовое излучение. Либо колба изготавливается из особого безозоновго кварцевого стекла, не пропускающего УФ-лучи.

Существуют МГЛ с двумя цоколями для работы в горизонтальном положении.

Принцип свечения МГЛ основан на плазме дугового разряда высокого давления. Когда лампа не работает, галогениды и ртуть сконденсированы на стенках разрядной трубки в виде пленки. Для начала работы необходим высоковольтный импульс от специального зажигающего устройства. После подачи импульса в горелке появляется тлеющий разряд, происходит испарение галогенидов. Разряд превращается в дуговой – соли и ртуть разлагаются на ионы. Ионизированные атомы ртути возбуждаются и начинают светиться. Весь процесс занимает 10-15 минут. Анионы галогенов тоже светятся в определенном спектре. Именно они позволяют создавать источники света разные по цветовой температуре и цвету.

Инертный газ необходим для протекания тока через разрядную трубку, когда источник света неразогрет и ртуть с галогенидами находится в твердом состоянии.

Для контроля заряда при разогреве лампы ток ограничивают балластами: электромагнитными (дросселями) или электронными. Дроссели дешевле, но электронные устройства исключают мерцание лампы и увеличивают ее КПД.

Схема подключения.

Поскольку для включения и правильной работы МГЛ необходимы особые устройства, то схема подключения не так проста.

Импульсное зажигающее устройство (ИЗУ) включается параллельно лампе, а токоограничивающие балласты – последовательно.

Электрическая схема подключения МГЛ.

Подобные схемы наносятся прямо на корпус импульсных устройств и дросселей. Главное, определить, где фазовый провод, а где нулевой.

Помните, что работа с электричеством требует осторожности, внимательности и минимальных знаний. Если вы не уверены в своих способностях, то лучше вызовите специалиста.

Штриховой линией на схеме изображен конденсатор (бумажный, неполярный). Его устанавливают для уменьшения реактивных потерь при применении электромагнитного дросселя. Емкость конденсатора выбирают исходя из мощности лампы (для 250-вольтовой подойдет 35 мкФ). Рабочее напряжение конденсатора не ниже 400 В (для ламп до 600 В). Впрочем, установка конденсатора не обязательный этап.

При монтаже металлогалогенных источников света учитывайте, что они сильно нагреваются (до 300 ⁰С). Продумайте хорошую вентиляцию и не размещайте лампу рядом с легковоспламеняющимися предметами.

Виды и маркировка МГЛ.

Разные виды МГЛ.

Металлогалогенные источники света используют для освещения коридоров, комнат разной площади. Их мощность составляет от 10 до 3500 Ватт. Причем до 2000 Вт МГЛ питаются от сети 220 В, а свыше 2 кВт – от 380 В.

Для наружного освещения выпускаются лампы мощностью 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 Вт. Все они имеют один резьбовой цоколь и вкручиваются прямо в патрон. Двухцокольные (софитные) чаще всего бывают 70 и 150-ваттными.

Одноцокольные лампы маркируются SE, двуцокольные – DE.

Стабильность работы и срок службы зависят от положения лампы в пространстве. Дело в том, что сила тяжести напрямую влияет на конвекцию галогенидов при свечении. Поэтому МГЛ рассчитаны на работу в одной плоскости: BH – горизонтальной, BUD – вертикальной. Существуют и универсальные лампы. Они обозначаются буквой U.

За рубежом металлогалогенные лампы обозначают по-разному. Согласно системе ANSI они называются MHL/MH, далее указывается цифровой код с характеристиками лампы и типа балласта. Затем идут буквы, обозначающие размер и тип колбы, затем мощность и цветовая температура.

Альтернативным обозначением является HQI. Изначально так маркировались МГЛ фирмы OSRAM, но постепенно аббревиатура распространилась среди других производителей.

Форма горелки обозначается следующими буквами:

• Т – цилиндрическая;
• Е – эллипсоидная;
• ЕТ – эллипсоидно-трубчатая;
• Р/PAR – параболическая;
• R – рефлекторная.

Для полной уверенности в параметрах покупаемой лампы стоит изучить техническую документацию, не полагаясь на маркировку.

МГЛ различаются по исполнению цоколя. Существуют три типа:

• Е27, Е40 – резьбовой цоколь, как в лампах накаливания;
• RX7s – софитные с двумя цоколями;
• 5, g12 – штырьковый цоколь.

Разные варианты цоколя.

Источники света мощностью выше 2 кВт выпускают без цоколя с гибкими клеммами для закрепления винтами.

Технические характеристики.

1. Отличный индекс цветопередачи: 85-95%.
2. Широкий диапазон цветовой температуры. В зависимости от добавок ее получают от 2500 К до 20000 К.
3. Чувствительность к перепадам в сети. Колебание в 10% может выключить лампочку. Более сильное превышение напряжения может привести ко взрыву колбы. А долгая работа на низком напряжении приводит к изменению качеств света.
4. Металлогалогенные источники света не зависят от температуры окружающей среды. Успешно работают при морозах.
5. Стабильность светового потока на протяжении всего срока службы. В конце срока эксплуатации лампочка светит так же, как и в начале.
6. Долгий срок службы: 6000-15000 часов.

В таблице указаны сравнительные характеристики популярных моделей МГЛ фирм OSRAM и Philips.

Минусы и плюсы металлогалогенных ламп.

Преимущества металлогалогенных источников света в следующем:

Плюсы

• Высокий индекс цветопередачи.
• Спектр света максимально схож с солнечным.
• Широкий интервал мощностей.
• Отлаженное производство, которое сводит к минимуму поломки.
• Долгий срок службы.
• Работа при низких температурах.

• Высокая цена.
• Невозможность диммирования.
• Сложная схема подключения к сети, повышенные требования к охлаждению источника света.
• Взрывоопасность, опасность из-за содержания ртути.
• Зависимость от расположения в пространстве.
• Необходимость утилизации из-за содержания ртути.
• Медленное разгорание.
• Необходимость остывания лампы перед повторным запуском.

Область применения.

МГЛ в теплице.

Для домашнего освещения металлогалогенные лампы не подходят: слишком много недостатков. Однако их достоинства обуславливают широкое применение в других отраслях:

• Кино- и фотосъемка, театральное освещение и освещение массовых уличных мероприятий.
• Поисковые прожекторы.
• Фары различных транспортных средств.
• Освещение открытых пространств: вокзалов, аэропортов, стадионов, строительных объектов и т.д.
• Освещение промышленных зданий, цехов.
• Уличное освещение в городах.
• Освещение в теплицах, оранжереях, аквариумах.

Интересные факты.

Лампочки для растений и аквариумов.

Для оранжерей и теплиц выпускают особые лампы с искаженной цветопередачей. Таким образом добиваются ускоренного роста растений при помощи специального спектра, не подходящего для работы людей. Индекс цветопередачи в таком случае составляет всего 50-60%. Подробнее про лампы для аквариума можете прочитать в статье «Освещение аквариума».

Чтобы получить оранжевый цвет в разрядную трубку добавляют ионы натрия. Зеленые оттенки  света даст таллий, а синие  – индий.

Характеристики света, указанные на упаковке МГЛ относятся к лампе, отработавшей 70-100 часов. Следовательно, новая лампа может светить по-другому.

На цветовую температуру влияет напряжение сети: при заниженном спектр будет холоднее, с примесью голубого. При завышенном напряжении будут примешиваться красные оттенки.

Советы по эксплуатации и выбору ламп.

Освещение цеха.

• Знать характеристики света, которые необходимо получить.
• Внимательно изучить упаковку и технические характеристики покупаемого источника света.
• Диаметр цоколя должен точно совпадать с диаметром патрона светильника. Лампы с резьбовым цоколем тщательно вкручивать для очень плотного соединения.
• Следить за соблюдением рабочего положения светильника: вертикальные МГЛ не должны висеть горизонтально и т.д.
• Лучше выбирать лампу, к которой в комплекте идет пусковое устройство (ИЗУ). В этом случае лампа прослужит дольше, так как срок службы зависит от совместимости МГЛ и ИЗУ. В случае выхода из строя лампы новый источник света стоит выбирать исходя из параметров пускового устройства. А лучше принести перегоревшую лампу в магазин и показать ее продавцу.
• Мощность балласта должна соответствовать мощности МГЛ.
• Обеспечить хорошую вентиляцию МГЛ и дросселей.
• Сохраняйте после покупки чеки и гарантийные талоны.
• Утилизируйте МГЛ правильно, как ртутные опасные отходы. Вышедшие из строя и новые лампы хранить в картонной упаковке в недоступном месте.
• Вкручивать МЛГ стоит в перчатках или при помощи тканевой салфетки. Если на колбе останутся следы от пальцев, то кожный жир сгорит. Колба станет черной, а стекло моет лопнуть от перегрева в этом месте. Перед эксплуатацией лампу можно очистить спиртом.

Заключение.

Поскольку в быту металлогалогенные лампы малоприменимы из-за своей опасности и сложности подключения, то чаще всего их покупкой занимаются организации. Они же заключают договоры на утилизацию со специальными лицензированными фирмами.

В сфере промышленного освещения металлогалогенные источники света успешно выдерживают конкуренцию с другими типами лампочек. А за счет своих достоинств они будут находить применение и в более узких сферах деятельности. Если вы не уверены в своих возможностях, то лучше вызовите специалиста.

Металлогалогенные лампы. Технические характеристики

Содержание статьи:

Одной из последних разработок современных технологов считается изобретение металлогалогенных ламп (МГЛ). Это разновидность газоразрядных ламп, которые, несмотря на свою компактную форму, являются одними их максимально сильных ресурсов света. Они широко применяются в самых различных сферах, от архитектурной и сценической подсветки до освещения парников и аквариумов.

Принцип действия МГЛ

МГЛ имеет сходные черты с некоторыми видами разрядных ламп, где принцип светящегося тела заключен в работе плазмы дугового электрического разряда высокого давления. Горелка МГЛ заполнена инертным газом, ртутью и рядом галоидов (солей-галогенидов). Принцип работы металлогалогенной лампы заключается в следующем: излучение света в колбе МГЛ совершается под высоким давлением вследствие реакции инертного газа и ртути с определенным числом солей-галогенидов. Во время первичного поступления напряжения на МГЛ тепло, которое фокусируется в колбе после зажжения аргоновой дуги, при повышении температуры и давления, начинает превращать ртуть и соляную смесь в пар, что приводит к излучению света.

Как и многие газоразрядные лампы МГЛ нуждаются во вспомогательных устройствах (дополнительно зажигающихся электродах, импульсно зажигающихся единицах) для инициирования разряда, функционирования должного уровня рабочего напряжения.

Для того чтобы параметры источника электропитания и лампы соответствовали друг другу, используется пускорегулирующий аппарат (ПРА), всем известный под названием балласта.

Особенности конструкции МГЛ

Учитывая конфигурацию, устройство МГЛ имеет свои отличительные характеристики:

• наличие внутренней оболочки, МГЛ с однонаправленным цоколем, или её отсутствие, МГЛ с двунаправленным цоколем;
• металлический цоколь;
• внешняя колба из боросиликатного стекла, которое служит для сбережения внутренних элементов МГЛ, выступает в роли светофильтра и терморегулятора, является источником защиты от оксидирования элементов внутренней оболочки. МГЛ без наружной колбы, изготавливаются из безозонного кварцевого стекла с целью ослабления выхода ртути;
• дополнительные (зажигающие) и вольфрамовые электроды;
• особое покрытие фосфором внутренней оболочки наружно стеклянной колбы для улучшения качества цветопередачи;
• провода, поддерживающие внутреннюю колбу электрической дуги (горелку), которая изготовлена из плавленого кварца, или алюминиевую внутреннюю колбу, изготовленную из поликристаллического алюминиевого оксида.

Виды металлогалогенных ламп

Типы МГЛ

Определенная форма дуги во внутренней колбе оказывает влияние на фиксированное положение лампы, что и определяет её тип:

• одноцокольные / односторонние МГЛ с условным обозначением SE (single-ended) вставляются в патрон при помощи резьбы на цоколе;
• двухцокольные / двусторонние МГЛ имеют условное обозначение DE (double-ended) и вставляются в патроны, которые находятся с обеих сторон лампы;
• универсальные МГЛ с маркировкой «universal», которые могут работать в горизонтальном или вертикальном положении.

Двухцокольная МГЛ

Технические характеристики МГЛ

Эффективность определяется целым набором высокотехнических характеристик металлогалогенных ламп.

Мощность. Спектр номинальной энергии МГЛ необычайно огромен. Диапазон начинается от небольшого количества десятков ватт (70, 100, 150, 175, 250, 400 и 1000 Вт) и способен доходить до 10 ‑ 20 кВт.

Срок службы. Срок действия немногих видов МГЛ может составлять 15 000 часов. Чтобы определить средний срок службы МГЛ рекомендуется учитывать продолжительность эксплуатации и их техническое устройство (дросселя или электронный ПРА). Средняя частота включения и ритм выключения ‑ еще один немаловажный признак, влияющий на срок службы МГЛ. Длительность службы таких ламп зависит от постоянной номинальной мощности и избегания выключения МГЛ во время запуска.

Не рекомендуется использовать МГЛ, срок эксплуатации которых превышает хотя бы 25% указанного срока службы из-за возможности растрескивания. По истечении срока службы у таких ламп может снизиться уровень качества светового потока.

Качество цветопередачи. При выборе ламп для освещения различных предметов и сооружений нужно принимать во внимание её способность к передаче истинного цвета и учитывать возможные эффекты оттенков света. Это определяется параметром индекса цветопередачи, о котором читайте тут. Изначально МГЛ использовались для создания света, максимально приближенного к естественному, так как способны были излучать белый дневной свет с индексом передачи 80.

Современные МГЛ уже имеют индекс цветопередачи свыше 90. Например, индекс цветопередачи более 80 или 90 играет главенствующую роль для придания естественного цвета продуктам. Неестественный оттенок, который создается при освещении ламп с низким индексом цветопередачи, приводит к тому, что покупатель не обращает внимания на товар или, более того, избегает его покупки.

Однако определить цветовые коэффициенты МГЛ 100% не всегда возможно по причине фабричных отклонений или без преодоления порога горения в 100 часов. Мощность питания электрической сети также сказывается на цветопередаче лампы. Недостаточная мощность питания изменяет физическую температуру, так что свет такой лампы приобретает синеватый оттенок. Качество цветопередачи часто изменяется по мере эксплуатации, отражаясь на свете лампы.

Цветовая температура. Характеристики цветовой температуры и спектральный состав излучения, измеряемой в единицах Кельвина (К.), очень важны для создания теплых или холодных оттенков при освещении предметов и создания правильного визуального образа. Так, способность МГЛ создавать температуру горения со спектром от 2500 единиц Кельвина (приобретает жёлтый оттенок) до 20 000 единиц Кельвина (становится синим) может быть вызвана необходимостью различного применения, например, для растений или животных.

Некоторые МГЛ обладают функцией «предварительный прогрев» (примерно 300 единиц Кельвина), что сказывается на цветопередаче, но МГЛ нового поколения улучшили показания от 100 до 200 единицах Кельвина.

Цоколь. Наиболее употребительными МГЛ считаются лампы с односторонним винтовым цоколем, который вкручивается в патрон светильника. Двуцокольные МГЛ популярны благодаря возможности снижать потерю световой энергии.

Область применения напрямую зависит от типов цоколей МГЛ, среди которых выделяют одноцокольные МГЛ с керамической / кварцевой горелкой, двухцокольные МГЛ с керамической / кварцевой горелкой, бесцокольные МГЛ с кварцевой горелкой.

Световой поток. Световой поток металлогалогенных лампочень важен при определении силы света лампа. Эта техническая характеристика лампы способна раскрыть возможность определенного источника света при освещении помещения.

Световая величина МГЛ составляет 75 ‑ 100 лм / Вт и превышает показатели других световых источников. Так, вольфрамовая лампа накаливания имеет всего лишь светоотдачу в 10 ‑ 22 лм / Вт.

Схема включения МГЛ

Схема включения металлогалогенной лампы сходна со схемой всех газоразрядных ламп. Небольшое отличие состоит лишь в том, что вместе с электромагнитным или электронным ПРА, о которых читайте здесь, требуется специальное поджигающее устройство, которое обеспечивает зажигание в несколько кВт.

Подключение металлогалогенных ламп идет с балластом, который создаёт сдвиг между током и напряжением, и конденсатором, служащим для компенсации коэффициента мощности. МГЛ поглощают малочастотный ток, а электронные аппараты включения иногда гораздо легче (в 3 ‑ 4 раза), так как функционируют как балласт, зажигающее устройство и компенсирующий конденсатор.

Схема подключения металлогалогенных ламп

Применение МГЛ

МГЛ имеют широкий спектр применения не только в промышленных сферах, но и в специфических областях:

• освещение в парниках, зимних садах, аквариумах;
• уличное освещение Вашего города;
• внешнее освещение или подсветка архитектурных сооружений;
• внутренне или внешнее освещение больших объектов, спортивных арен;
• освещение производственных зданий, АЗС;
• внутренняя подсветка цирковых манежей, торговых центров, магазинов, рекламных стяжек, магазинных витрин;
• внешнее освещение различных карьерных разработок;
• во время съемок телевизионных репортажей и кино.

Металлогалогенный прожектор для архитектурной подсветки

МГЛ – энергоэффективный тип лампы, который обладает повышенной светоотдачей и цветоотдачей. Высокий срок эксплуатации и хорошее качество освещения делает возможным применение этих ламп в разных сферах, а компактность и небольшой размер подходят для установки в труднодоступных местах.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

Поделиться ссылкой:

их особенности и отличие от обычных ламп

Общие сведения.

Галогенные лампы представляют собой разновидность обыкновенных ламп накаливания, с одним существенным различием – если в обычных лампах основополагающим является высокая степень вакуума, то в галогенные вводится некоторое количество газа – паров брома или йода. В чем суть такого изменения? Принцип действия лампы накаливания заключается в нагреве вольфрамовой спирали электрическим током. В течении срока службы часть металла с поверхности спирали испаряется, что приводит к уменьшению толщины нити на некоторых участках и, как следствие, к увеличению сопротивления этих участков. Повышенное сопротивление приводит к увеличению температуры и, опять-таки, к повышению испарения. Данный процесс носит лавинообразный характер, что, в конечном итоге, приводит к перегоранию спирали. Кроме того, испарившийся металл оседает на внутренней поверхности колбы, вызывая ее потемнение и снижение светопропускной способности. Введение паров галогенов позволяет организовать, так называемый, галогенный цикл. В его основе лежит химическая реакция взаимодействия паров галогенов с испарившимся металлом. Данное соединение не устойчиво и при воздействии высокой температуры спирали разлагается на металл и галоген. Особенность такой реакции в том, что разложение происходит возле наиболее нагретых участков спирали, то есть там, где наименьшая толщина. Использование галогенного цикла позволяет значительно увеличить срок службы, повысить температуру спирали, что приводит к увеличению качества светового потока. Галогенные лампы имеют меньшие размеры по сравнению с лампами накаливания.

Особенности эксплуатации.

Поверхность колбы галогенной лампы имеет высокую температуру и выполняется из специального кварцевого стекла. В процессе эксплуатации не допускается касание поверхности стекла руками. Малейшие следы жира при высокой температуре сгорают, оставляя на поверхности почернение, что приводит к местному перегреву загрязненных участков и выходу галогенной лампы из строя. Для предотвращения этого, стеклянную колбу после установки требуется промыть спиртом, используя ткань, не оставляющую на поверхности частички ворса.
Высокая температура также ужесточает требования по пожарной безопасности.
Включение галогенных ламп совместно с диммером для регулировки яркости приводит к понижению их температуры. Это производит к нарушению работы галогенного цикла и осаждению металла на внутренней поверхности. Чтобы этого избежать, необходимо периодически включать лампу на полный накал в течении нескольких десятков минут.
Высокая светоотдача и небольшие габариты галогенных ламп позволяют их с успехом применять в автомобильных фарах.

Галогенные лампы на низкое напряжение.

Лампы выпускаются на различное напряжение питания. Использование низковольтных ламп (обычно 12 В) в качестве освещения, требует использования понижающих трансформаторов. Трансформатор для галогенных ламп может быть выполнен как традиционно, на металлическом сердечнике (электромагнитный трансформатор), так и с помощью радиоэлектронных элементов (электронный трансформатор). При выполнении требований по максимальной мощности электромагнитные трансформаторы имеют очень высокую надежность, но, вместе с тем, высокую массу, которая растет с увеличением мощности. От этого недостатка свободны электронные трансформаторы. Однако в случае некачественного выполнения они могут служить сильными источниками радиопомех. В любом случае трансформатор для галогенных ламп должен иметь некоторый запас по мощности.

Металлогалогенные лампы.

Совершенно иной принцип работы у металлогалогенных ламп. В этих лампах источником света является электрический разряд в среде газа. Металлогалогенные лампы (МГЛ) являются дальнейшим этапом развития газоразрядных ламп высокого давления. Они известны под названием ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная). Основой работы этих ламп является электрический разряд в парах ртути и инертного газа. Поскольку такой разряд дает в основном ультрафиолетовое излучение, внутренняя поверхность колбы покрыта слое люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Используя различный состав покрытия, можно получать различные оттенки свечения.

Введение добавок в виде соединений различных металлов с галогенами, позволяет менять цветовые характеристики МГЛ не используя люминофоры. Также введение соединений галогенов позволяет практически полностью избавиться от такого недостатка ДРЛ, как затрудненное зажигание только что выключенной лампы, поскольку высокое давление нагретых паров ртути не дает возможности для возникновения разряда.
Как происходит розжиг МГЛ можно посмотреть на этом видео.

Конструкция МГЛ.

Основным отличием большинства типов металлогалогенных ламп от других типов является наличие двух стеклянных колб. Внешняя колба позволяет уменьшить зависимость от температуры окружающей среды, что важно для стабильности световых параметров МГЛ.

Особенности эксплуатации.

Поскольку холодные МГЛ содержат ртуть, то к ним предъявляются специфические требования по расположению в пространстве. Выпускаются МГЛ, предназначенные как для установки в вертикальном, так и горизонтальном положениях.
При несоблюдении указанных требованиях не гарантируется нормальная работоспособность МГЛ. Лампы, выполненные с двумя цоколями, широко применяются в прожекторах и допускают только горизонтальную установку. Некоторые разновидности МГЛ можно устанавливать в различных положениях.

Подключение МГЛ.

Особенности работы металлогалогенных ламп требуют применения специфической аппаратуры. Возникновение электрического разряда требует повышенного напряжения и, в тоже время, физика разряда в газовой среде имеют большую зависимость величины протекающего тока от питающего напряжения, что вынуждает использовать токоограничительные элементы. Аппаратура запуска и ограничения тока называется пуско-регулирующей аппаратурой – ПРА. Существуют как трансформаторные ПРА, основанные на электромагнитных трансформаторах с повышенным магнитным рассеиванием, так и электронные. Последние имеют значительно меньшие габариты и массу. Электронные блоки управления лампами должны строго соответствовать типу применяемых ламп.
Информация по МГЛ хорошо освещена на видео:

Области применения.

Повышенная светоотдача, эффективность и малые габариты позволяют применять металлогалогенные лампы в различной осветительной аппаратуре. В основной массе осветительных прожекторов применяются именно МГЛ.
Широко распространенные в настоящее время автомобильные ксеноновые фары также относятся к МГЛ. Наличие ксенона служит, в основном, для первоначального возникновения разряда. Далее, в процессе работы, разряд происходит в парах ртути и галогенов.

МГЛ довольно часто неправильно называются металлогалогеновыми. Такое название не соответствует языковым нормам. Также неправильным является название «металлогалоидные». Такое название иногда употребляется в результате прочтения англоязычного названия «metal halide lamp».

Металлогалогенные светильники

Металлогалогенные лампы (МГЛ) – одна из разновидностей газоразрядных ламп высокого давления HID (High Intensity Discharge). Этот тип ламп становится все более популярным благодаря хорошему качеству белого света и отличной энергоэффективности и может применяться повсеместно: от компактных комнатных металлогалогенных светильников до масштабного уличного и инфраструктурного освещения.

Изобретенная еще в далеком 1960 году доктором Рейлингом, МГЛ претерпела целый ряд усовершенствований и изменений и теперь доступна для использования в разных сферах быта и промышленного освещения.

Металлогалогенная лампа SYLVANIA HSI-HX 400W

В этой статье:

Конструктивная особенность и принцип действия

Металлогалогенные лампы имеют две основные конфигурации: с наружным конвертом и без него. В первом случае основная конструкция изделия представляет собой внутреннюю оболочку (называемую дуговой трубкой), которая содержит непосредственно дугу, и внешнюю оболочку (называемую лампой), отфильтровывающую ультрафиолетовое излучение (UVR), и выполняющую функцию экранирования внутренней трубки. Эти лампы обычно односторонние (SE) и используют резьбовое крепление для ввинчивания в гнездо. Вторая конфигурация МГЛ не имеет внешней оболочки и обычно имеет два конца (DE), которые необходимо вставить в гнездо.

Внутренняя дуговая трубка содержит электроды и смесь из различных галогенидов металлов и ртути, а также инертные газы. Типичными галогенидами являются некоторая комбинация йодидов натрия, таллия, индия, скандия и диспрозия. Эти йодиды управляют спектральным распределением мощности свечения и обеспечивают цветовой баланс, комбинируя спектры используемых различных примесей.

Устройство металлогалогенной лампы

Свет создается путем образования дуги между двумя электродами, расположенными внутри дуговой трубки, которая обычно изготовлена из кварца и способна выдерживать высокие температуры, приближенные к 1000 C, и давление в 3 или 4 атмосферы. На электроды подается высокое начальное напряжение, чтобы ионизировать газ до состояния плазмы, которая и вызывает свечение. Внешняя оболочка обычно изготовлена из боросиликатного стекла, чтобы уменьшить количество УФ-излучения. Она также обеспечивает стабильную тепловую среду для дуговой трубки и содержит инертную атмосферу, удерживающую компоненты дуговой трубки от окисления при высоких температурах.

Особенности использования

Характерной особенностью источников света HID является то, что они нагреваются несколько минут, и в течение этого периода прогрева выход света изменяется в зависимости от интенсивности и цветовой температуры.

После любого прерывания питания горячая лампа не будет немедленно перезагружена и должна немного охладиться до перезапуска.

Металлогалогенные лампы выпускаются в самых разных конфигурациях, отличающихся рядом факторов: их мощностью, цветовой температурой, монтажной базой, формой, электрическими характеристиками, рабочим положением и производителем. При работе с системой освещения лучше всего начать с выбора МГЛ, а затем выбрать другие компоненты на ее основе.

Важный момент – это мощность МГЛ, которая будет использоваться. Типичные лампы доступны в версиях мощностью 70 Вт, 100 Вт, 150 Вт, 175 Вт, 250 Вт, 400 Вт и 1000 Вт. Наиболее распространен для домашних светильников с металлогалогенными лампами вариант в 150 W.

Трековый металлогалогенный светильник Lival SQUEEZE

Преимущества и недостатки

Уникальные характеристики металлогалогенных ламп обеспечивают целый ряд преимуществ:

• Долговечность. МГЛ имеют средний срок службы 15 000-20 000 часов – более чем в десять раз больше, чем у ламп накаливания.
• Энергоэффективность. Более высокая производительность изделия обеспечивает значительное снижение потребления электроэнергии.
• Лучшее качество света. Выход металлических галогенных лампочек ближе к естественному солнечному свету, чем большинство других осветительных приборов. Люди предпочитают белый свет из-за более комфортного восприятия и улучшенной остроты зрения, даже при более низких уровнях освещенности. Металлогалогенные светильники особо благоприятны для установки в местах для чтения.
• Дизайнерский цвет. МГЛ могут быть спроектированы для получения практически любой желаемой цветовой температуры от 2700 до 20 000 К. Также могут быть изготовлены специальные цвета, в том числе синий, зеленый и розовый.
• Отличная цветопередача. Металлический галогенид обеспечивает отличную цветопередачу в 65-90 CRI (индекс цветопередачи).
• Компактный размер. МГЛ генерирует высокие уровни света из компактного источника. Это позволяет использовать меньшие, более контролируемые светильники.
• Универсальность. HID-лампы относительно не подвержены влиянию температуры окружающей среды, что одинаково подходит для использования внутри помещений или на улице. Широкие возможности по стилю оформления, размеру и мощности позволяют использовать такие лампы повсеместно.
• Высокая эффективность. Металлогалогенные лампы генерируют 65-115 люмен на ватт – больше, чем лампы накаливания, флуоресцентные или ртутные лампы.
• Положительное воздействие на окружающую среду. Поскольку HID обеспечивают более эффективное освещение, чем лампы накаливания, широкое признание технологии оказывает положительное влияние на окружающую среду.

Основные недостатки МГЛ

• Пожароопасность. В связи с нагревом внешней колбы металлогалогенных ламп до температуры в 500 С и выше существует умеренный риск возгорания.
• Чувствительности к перепадам напряжения. HID-лампы особо чувствительны и требуют дополнительного оборудования для поддержания стабильного напряжения.
• Чувствительность к загрязнениям. Лампочка чувствительна к жиросодержащим загрязнениям, в связи с чем требует особой аккуратности при монтаже.
• Стоимость. Металлогалогенные лампы при всех преимуществах стоят недешево.
• Период включения. У МГЛ максимальная яркость свечения достигается только по истечении 5-10 минут после включения.

Устройство металлогалогенной лампы ДРИ

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

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

Принцип работы

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

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

Выбор металлогалогенной лампы

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

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

Резюмируем

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

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

Типы газоразрядных ламп: ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы

Сегодня практически не используются для уличного освещения лампы накаливания, поскольку их вытеснили эффективные газоразрядные лампы. В чем же их преимущество? Какую пользу они несут человеку? Постараемся найти объективные ответы.

Перейти в раздел «Газоразрядных ламп».

Характеристики газоразрядных ламп по типу

Научный мир существенно расширил ассортимент осветительных приборов. Одни из самых функциональных и экономичных — разнообразные газоразрядные лампы.

С начала их серийного производства, то есть на протяжении последних 40 лет, на рынке не появилось осветительных устройств, способных превзойти их по технико-экономичным показателям.

Они в зависимости от химического наполнения подразделяются на следующие виды:

1. 
   Ртутные лампы.
2. 
   Металлогалогенные лампы.
3. 
   Натриевые лампы.

Ртутные лампы

Ртутные лампы дают белый свет с интенсивным ультрафиолетовым излучением. В основном их применяют для освещения помещений большой площади, улиц и площадей, поскольку они отличаются средним коэффициентом цветопередачи, минимальной энергоэффективностью и длительным сроком службы — 10000 и более часов.

При аналогичной с лампами накаливания электрической мощности, ртутные лампы обладают в 4-6 раз большей световой отдачей и позволяют улучшить общее освещение, снизив потребление энергии до 83%. При этом изделия недорого стоят, что делает их идеальным решением для людей, стремящихся к экономии денежных средств.

Различают ртутные люминесцентные лампы низкого (ДРВ) и высокого (ДРЛ) давления, используемые в световой рекламе, подсветке фасадов зданий или местном освещении рабочих мест.

Перейти в раздел «Ртутные лампы».

Металлогалогенные лампы

Этот вид газоразрядных ламп отличается наличием галогенидов металлов в парах ртути, которые и корректируют спектральные показатели устройства.

Благодаря их высокому коэффициенту цветопередачи и энергоэффективности, достигаемой до 100 лм/Вт, металлогалогенные лампы прекрасно зарекомендовали себя на открытых пространствах в качестве сценической, архитектурной или спортивной подсветки.

Они постепенно вытесняют ртутные источники света, поскольку излучают свет, близкий по своему спектру к дневному, и обладают более длительным сроком работы — до 15000 часов.

Перейти в раздел «Металлогалогенные лампы».

Натриевые лампы

Главная особенность натриевых ламп — газовый разряд, который появляется в лампе при ее включении. Данные устройства имеют высочайшую светоотдачу — до 100-120 лм/Вт и самый большой среди семейства газоразрядных ламп срок службы, составляющий 32000 часов.

Но, не смотря на высокую эффективность натриевых ламп, их работа напрямую зависит от температуры окружающей среды. Поэтому эти источники света имеют специальную колбу из боросиликатного стекла, которая выдерживает разрушительное воздействие натрия и поддерживает постоянную температуру.

Перейти в раздел «Натриевые лампы».

Газоразрядные лампы — технологии, проверенные временем

В условии постоянно растущих тарифов на электроэнергию, удорожания осветительной арматуры и комплектующих, не стоит забывать о проверенных газоразрядных лампах.

В стране доброго света ДАРИОН представлены разнообразные модели, наиболее эффективные в области энергосбережения.

Интернет-кампус ZEISS Microscopy | Металлогалогенные лампы

Введение

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

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

Оптическая сила металлогалогенных ламп

¹ Фильтры ZEISS ² Фильтры Semrock

Стол 1

В таблице 1 представлены значения выходной оптической мощности типичного (ZEISS HXP) 150-ваттного металлогалогенного источника света после прохождения через оптическую цепь микроскопа и выбранные наборы флуоресцентных фильтров.Мощность (в милливатт / см ² ) измерялась в фокальной плоскости объектива микроскопа (40-кратный сухой флюорит, числовая апертура = 0,85) с помощью радиометра на основе фотодиода. Для проецирования света через объектив на датчик радиометра использовалось либо зеркало с коэффициентом отражения более 95% от 350 до 800 нанометров, либо стандартный набор флуоресцентных фильтров. Потери пропускания света в системе освещения микроскопа могут варьироваться от примерно 50 до 99 процентов входной мощности, в зависимости от механизма связи источника света и количества фильтров, зеркал, призм и линз в оптической цепи.Например, для типичного инвертированного микроскопа исследовательского уровня, подключенного к внешнему металлогалогенидному источнику освещения, менее 20 процентов света, выходящего из жидкого световода на входе в систему коллимирующих линз, доступно для возбуждения флуорофоров, расположенных на объектив фокальной плоскости. Аналогичный диапазон потерь света имеет место с традиционными ксеноновыми и ртутными дуговыми газоразрядными лампами, прикрепленными непосредственно к осветителю через фонарный столб.

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

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

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

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

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

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

Оптически совершенные металлогалогенные эллипсоидные рефлекторные лампы излучают поле волнового фронта, которое разделяет различные области дуги в радугу цветовых температур, начиная от голубовато-белого (с цветовой температурой примерно 6500 K) в центральной фокальной области до более красноватых оттенков на периферии (от 4500 до 5000 К).Однако для микроскопии смесь этих компонентов с разной длиной волны желательна для формирования однородного и однородного цветового баланса, который может быть дополнительно уточнен с помощью выбранных интерференционных фильтров для оптимального возбуждения флуорофора. На практике решение состоит в том, чтобы тщательно спроектировать эллиптические отражатели, содержащие три поворотных перестановки с разными радиусами кривизны для достижения наилучшего возможного смешения различных цветовых компонентов дуги на входной плоскости жидкостного световода.Металлогалогенная лампа Operation

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

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

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

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

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

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

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

Процесс старения кварцевых колб в металлогалогенных лампах обычно известен как девитрификация (или рекристаллизация ) и проявляется в появлении молочно-белого покрытия на внутренних стенках газоразрядной трубки, которое фактически является физическим изменением. в самой кварцевой структуре.Чрезвычайно высокие рабочие температуры и давления, которым газоразрядная трубка подвергается в течение своего срока службы, медленно приводят к регрессивному переупорядочению аморфного кварца в полукристаллическое состояние в некоторых областях оболочки. Белый налет состоит из оксидов кремния, что сопровождается потерей плотности и прочности. Когда срок службы дуговых ламп заканчивается, большая часть газоразрядной трубки полностью расстеклована и подвергается повышенному риску взрыва. Помимо очевидных угроз безопасности, расстеклованные газоразрядные трубки также демонстрируют сниженные фотометрические свойства, и их следует заменять новыми лампами.Конструкция металлогалогенных дуговых ламп

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На рис. 7 показан вид в разрезе внутренних компонентов типичного послепродажного металлогалогенного светильника, спроектированного с жидкостным световодом для применения во флуоресцентной микроскопии.Практически во всех современных внешних лампах используются световоды (оптоволоконные или жидкостные) для установки горячей лампы на безопасном расстоянии от чувствительных компонентов микроскопа, что снижает теплопередачу и обеспечивает более высокий уровень термостойкости для длительных экспериментов. Металлогалогенная лампа и блок отражателя крепятся с помощью зажимов для точного позиционирования фокального пятна на входной апертуре световода. В некоторых светильниках между лампой и входом в световод помещают фильтр, блокирующий ультрафиолетовое и инфракрасное излучение (см. Рисунки 7 и 8).Установка жидкостного световода осуществляется путем вставки входного разъема в переднее или заднее крепление на фонаре, пока он не будет надежно закреплен (так называемый защелкивающийся и быстроразъемный соединитель ). Другой конец световода подсоединяется к специальной системе линз расширения, которая индивидуальна для каждой конструкции микроскопа. Металлогалогенные лампы оснащены источниками питания как переменного, так и постоянного тока с установленными внутри запальниками и балластами и обычно включают небольшой электрический вентилятор под цоколем лампы для обеспечения принудительного воздушного охлаждения.Поскольку лампы выровнены со своими отражателями с очень жесткими допусками на заводе, замена — это просто вопрос удаления отработанной лампы и установки новой.

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

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

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

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

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

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

Металлогалогенные лампы на greenelectricalsupply.com

Выбрать …

Acuity — освещение Juno

Acuity — Освещение Lithonia

Органы управления Acuity — сенсорный переключатель

Aleddra

Американская сушилка

Американское освещение

Атлас Освещение

Бостонский склад

Брайант Электрик

CAO Освещение

Деко Освещение

Земляне Освещение

EarthTronics

Эйко

Инкапсулит

Фулхэм

GE Освещение

GKI / Bethlehem Lighting

GM освещение

Хорошее земное освещение

Зеленый креатив

Halco Lighting Technologies

Освещение люка

Ховард Лайтнинг

Ilsco Corporation

ИНТЕРМАТИЧЕСКИЙ

Keystone Technologies

Светодиоды KolourOne

Лорен Иллюминация

Легкий эффективный дизайн

LiteTronics

Светодиодные фонари Lotus

Люминара

Lutron Electronics

Величина освещения

MaxLite

MCLED Освещение

Продукты Морриса

Никор

NUVO Освещение

Optilumen

Орион Освещение

Пасс и Сеймур

Philips Освещение

Точность

Rize Enterprises

Satco

Сайлит

Sigma Luminous

Симкар

Специальный заказ, спецзаказ

Sunlite

Сильвания Освещение

TCP

TechBrite

Действительно зеленые решения

Универсальное освещение

Венчурное освещение

Verilux

определение для metal_halide_lamp и синонимов для metal_halide_lamp (английский)

Колба металлогалогенной лампы

Металлогалогенная лампа обеспечивает освещение для бейсбольного матча колледжа на стадионе Olsen Field в Колледж-Стейшн, штат Техас, США.Обратите внимание на различные цвета лампочек, когда они нагреваются.

Металлогалогенная лампа — это электрический свет, излучающий свет с помощью электрической дуги через газовую смесь испаренной ртути и галогенидов металлов ^{[1] [2]} (соединения металлов с бромом или йодом). Они относятся к семейству газоразрядных ламп высокой интенсивности (HID). ^[1] Разработанные в 1960-х годах, они похожи на ртутные лампы, ^[1] , но содержат дополнительные соединения металлов в дуговой трубке, которые улучшают эффективность и цветопередачу (белизну) света.

Металлогалогенные лампы имеют высокую светоотдачу, составляющую около 75-100 люмен на ватт, ^[2] примерно вдвое эффективнее, чем у ртутных ламп, и в 3-5 раз больше, чем у ламп накаливания, ^[1] лампы среднего срока службы ( От 6000 до 15000 часов, что немного меньше, чем у ртутных ламп) ^{[2] [3]} и дает интенсивный белый свет. Галогениды металлов, являясь одним из наиболее эффективных источников белого света с высоким индексом цветопередачи, являются наиболее быстрорастущим сегментом осветительной промышленности. ^[1] Они используются для верхнего освещения больших площадей. ^[2] коммерческих, промышленных и общественных помещений, таких как автостоянки, спортивные арены, фабрики и магазины розничной торговли, ^[1] , а также жилых охранное освещение и автомобильное освещение.

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

использует

Металлогалогенные лампы используются как для общего освещения, так и для очень специфических применений, требующих определенного ультрафиолетового или синего света. Из-за своего широкого спектра они используются для выращивания в помещениях, в спортивных сооружениях и довольно популярны среди рифовых аквариумистов, которым нужен источник света высокой интенсивности для своих кораллов.

Металлогалогенные лампы используются в автомобильном освещении, где используются газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID), известные как «ксеноновые фары» из-за использования в лампе ксенона вместо аргона.

Другое широко распространенное использование таких ламп — это фотографическое освещение и осветительные приборы для сцены, где они широко известны как лампы MSD и обычно используются с номинальной мощностью 150, 250, 400, 575 и 1200 Вт, особенно для интеллектуального освещения.

В видеопроекторах

3LCD и DLP в качестве источника света используются металлогалогенные лампы.

Спектр металлогалогенной лампы.

Операция

Как и другие газоразрядные лампы, такие как очень похожие ртутные лампы, металлогалогенные лампы излучают свет, создавая электрическую дугу в смеси газов. В металлогалогенной лампе компактная дуговая трубка содержит смесь под высоким давлением аргона или ксенона, ртути и различных галогенидов металлов, таких как йодид натрия и иодид скандия, ^[4] . Смесь галогенидов будет влиять на характер производимого света, влияя на коррелированную цветовую температуру и интенсивность (например, делая свет более голубым или красным).Газ аргон в лампе легко ионизируется и облегчает зажигание дуги между двумя электродами, когда на лампу впервые подается напряжение. Тепло, генерируемое дугой, затем испаряет ртуть и галогениды металлов, которые производят свет при повышении температуры и давления.

Обычные рабочие условия внутри дуговой трубки: 5-50 атм или более ^[5] (70-700 фунтов на квадратный дюйм или 500-5000 кПа) и 1000-3000 ° C. ^[6] Как и все другие газоразрядные лампы, металлогалогенные лампы требуют вспомогательного оборудования для обеспечения надлежащего пускового и рабочего напряжения и регулирования тока в лампе.Около 24% энергии, используемой металлогалогенными лампами, производят свет (65–115 лм / Вт) ^{[ цитата: ]} , что делает их значительно более эффективными, чем лампы накаливания.

Компоненты

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

Дуговая трубка

Внутри дуговой трубки из плавленого кварца два вольфрамовых электрода, легированных торием, запаяны с каждого конца, и ток пропускается к ним через уплотнения из молибденовой фольги в плавленом кварце.Фактически свет создается внутри дуговой трубки.

Помимо паров ртути, лампа содержит йодиды, а иногда и бромиды различных металлов. Скандий и натрий используются в некоторых типах, таллий, индий и натрий — в европейских моделях Tri-Salt , а в более поздних типах используется диспрозий для высокой цветовой температуры, олово для более низкой цветовой температуры. Гольмий и тулий используются в некоторых очень мощных моделях освещения для кино. Галлий или свинец используются в специальных моделях с высоким УФ-А для печати.Смесь используемых металлов определяет цвет лампы. В некоторых типах для праздничного или театрального эффекта используются почти чистые йодиды таллия для зеленых ламп и индия для синих ламп. Щелочной металл (натрий или калий) почти всегда добавляют для уменьшения импеданса дуги, что позволяет сделать дуговую трубку достаточно длинной и использовать простые электрические балласты. Благородный газ, обычно аргон, вводится в дуговую трубку в холодном состоянии под давлением около 2 кПа, чтобы облегчить запуск разряда.Лампы с аргоновой нитью обычно запускаются довольно медленно, для достижения полной силы света требуется несколько минут; ксеноновая нить накаливания, используемая в автомобильных фарах, имеет гораздо лучшее время запуска.

Концы дуговых трубок часто покрываются снаружи белым силикатом циркония или оксидом циркония, отражающим инфракрасное излучение, для отражения тепла обратно на электроды, чтобы они оставались горячими и излучали термоэмиссию. Некоторые лампы имеют люминофорное покрытие на внутренней стороне внешней лампы для улучшения спектра и рассеивания света.

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

Колба внешняя

Большинство типов оснащены внешней стеклянной колбой для защиты внутренних компонентов и предотвращения потери тепла. Внешняя колба также может использоваться для блокирования части или всего УФ-излучения, генерируемого разрядом паров ртути, и может состоять из плавленого кварца со специальной присадкой «УФ-стоп».Ультрафиолетовая защита обычно используется в моделях с одним концом (с одним основанием) и моделях с двумя цоколями, которые обеспечивают освещение для использования людьми поблизости. Некоторые модели с высокой мощностью, особенно модели со свинцово-галлиевой УФ-печатью и модели, используемые для некоторых типов освещения стадионов, не имеют внешней лампы. Использование дуги без оболочки может обеспечить пропускание ультрафиолетового излучения или точное позиционирование в оптической системе светильника. Защитное стекло светильника можно использовать для защиты от ультрафиолета, а также может защитить людей или оборудование, если лампа выйдет из строя в результате взрыва.

База

Некоторые типы имеют металлическую основу с винтом Эдисона для различных номинальных мощностей от 10 до 18 000 Вт. Другие типы являются двухсторонними, как показано выше, с основаниями R7s-24, состоящими из керамики, а также с металлическими соединениями между внутренней частью дуговой трубки и внешней стороной. Они изготовлены из различных сплавов (таких как железо-кобальт-никель), коэффициент теплового расширения которых соответствует коэффициенту расширения дуговой трубки.

Балласты

Электрическая дуга в металлогалогенных лампах, как и во всех газоразрядных лампах, имеет свойство отрицательного сопротивления; Это означает, что по мере увеличения тока через лампочку напряжение на ней уменьшается.Если лампочка питается от источника постоянного напряжения, например, напрямую от проводки переменного тока, ток будет увеличиваться до тех пор, пока лампочка не разрушится; поэтому галогенидные лампы требуют электрических балластов для ограничения тока дуги. Есть два типа.

Во многих светильниках используется индуктивный балласт, аналогичный тем, которые используются с люминесцентными лампами. Он состоит из индуктора с железным сердечником. Катушка индуктивности имеет сопротивление переменному току. Если ток через лампу увеличивается, индуктор снижает напряжение, чтобы ограничить ток.

Электронные балласты легче и компактнее. Они состоят из электронного генератора, который генерирует ток высокой частоты для возбуждения лампы. Поскольку они имеют меньшие резистивные потери, чем индуктивный балласт, они более энергоэффективны. Однако работа на высоких частотах не увеличивает КПД лампы в отличие от люминесцентных ламп.

Металлогалогенные лампы с импульсным пуском не содержат пускового электрода, который зажигает дугу, и требуют, чтобы воспламенитель генерировал импульс высокого напряжения (1–5 кВ при холодном зажигании, более 30 кВ при повторном зажигании) для запуска дуга.Электронные балласты включают в себя схему воспламенителя в одном корпусе. Стандарты системы балласта для ламп Американского национального института стандартов (ANSI) устанавливают параметры для всех металлогалогенных компонентов (за исключением некоторых более новых продуктов).

Цветовая температура

Выходной спектр типичной металлогалогенной лампы.

Из-за более белого и естественного света металлогалогенные лампы изначально предпочитались голубоватым ртутным лампам. С появлением специализированных смесей галогенидов металлов теперь доступны металлогалогенные лампы с коррелированной цветовой температурой от 3000 К до более 20000 К.Цветовая температура может незначительно отличаться от лампы к лампе, и этот эффект заметен в местах, где используется много ламп. Поскольку цветовые характеристики лампы имеют тенденцию меняться в течение срока службы лампы, цвет измеряется после 100 часов горения лампы (выдержки) в соответствии со стандартами ANSI. Более новая металлогалогенная технология, называемая «импульсным запуском», улучшила цветопередачу и более контролируемую дисперсию кельвина (от ± 100 до 200 кельвинов).

На цветовую температуру металлогалогенной лампы также могут влиять электрические характеристики электрической системы, питающей лампу, и производственные различия в самой лампе.Если у металлогалогенной лампы недостаточно мощности из-за более низкой рабочей температуры, ее световой поток будет голубоватым из-за испарения одной только ртути. Это явление можно увидеть во время прогрева, когда дуговая трубка еще не достигла полной рабочей температуры и галогениды не полностью испарились. Обратное верно для лампы с избыточным током, но это состояние может быть опасным, что может привести к взрыву дуговой лампы из-за перегрева и избыточного давления.

Запуск и прогрев

Металлогалогенная лампа 400 Вт вскоре после включения

«Холодная» (ниже рабочей температуры) металлогалогенная лампа не может сразу начать выдавать свою полную световую мощность, потому что температуре и давлению во внутренней дуговой камере требуется время для достижения полного рабочего уровня.Запуск начальной аргоновой дуги иногда занимает несколько секунд, а период прогрева может достигать пяти минут (в зависимости от типа лампы). В это время лампа приобретает разные цвета, так как различные галогениды металлов испаряются в дуговой камере.

Если питание прерывается, даже на короткое время, дуга лампы гаснет, и высокое давление, которое существует в трубке с горячей дугой, предотвратит повторное зажигание дуги; с обычным запальным устройством потребуется 5–10 минут для охлаждения перед повторным запуском лампы, но с помощью специальных воспламенителей со специально разработанными лампами дуга может быть немедленно восстановлена.В светильниках без возможности мгновенного повторного включения кратковременная потеря мощности может означать отсутствие света в течение нескольких минут. По соображениям безопасности многие металлогалогенные светильники имеют резервную вольфрамово-галогеновую лампу накаливания, которая работает во время охлаждения и повторного зажигания. Как только галогенид металла снова загорится и нагреется, лампа безопасности выключается. Тёплой лампе также требуется больше времени для достижения полной яркости, чем лампе, которая запускается полностью холодной.

Большинство подвесных потолочных светильников имеют пассивное охлаждение с использованием комбинированного балласта и светильника; немедленное восстановление питания горячей лампы до ее повторного зажигания может увеличить время повторного зажигания из-за потребляемой мощности и нагрева балласта с пассивным охлаждением, который пытается повторно зажечь лампу.

Поведение в конце жизни

По окончании срока службы металлогалогенные лампы демонстрируют явление, известное как циклическое изменение . Эти лампы можно запускать при относительно низком напряжении, но по мере их нагрева во время работы внутреннее давление газа внутри дуговой трубки повышается, и для поддержания дугового разряда требуется все больше и больше напряжения. По мере того как лампа стареет, поддерживающее напряжение дуги в конечном итоге повышается и превышает напряжение, обеспечиваемое электрическим балластом. Когда лампа нагревается до этой точки, дуга гаснет, и лампа гаснет.В конце концов, когда дуга гаснет, лампа снова остывает, давление газа в дуговой трубке снижается, и балласт может снова вызвать зажигание дуги. Это заставляет лампу некоторое время светиться, а затем снова и снова гаснуть. В редких случаях лампа взрывается по истечении срока службы. ^[7]

Современные конструкции электронного балласта обнаруживают циклическое движение и прекращают попытки запустить лампу после нескольких циклов. При отключении и повторном включении питания балласт сделает новую серию попыток запуска.

Риск взрыва лампы

Прочность всех трубок для HID-дуги ухудшается в течение срока службы из-за различных факторов, таких как химическое воздействие, термическое напряжение и механическая вибрация. По мере старения лампы дуговая трубка меняет цвет, поглощает свет и нагревается. Трубка будет становиться слабее, пока в конечном итоге не выйдет из строя, что приведет к разрыву трубки.

Хотя такой отказ связан с окончанием срока службы, дуговая трубка может выйти из строя в любое время, даже если она новая, из-за невидимых производственных дефектов, таких как микроскопические трещины.Однако такое бывает довольно редко. Производители обычно «приправляют» новые лампы для проверки на производственные дефекты до того, как лампы покинут помещение производителя.

Поскольку металлогалогенная лампа содержит газы под очень высоким давлением, выход из строя дуговой трубки неизбежно является серьезным событием. Фрагменты дуговой трубки запускаются с большой скоростью во всех направлениях, ударяя по внешней колбе лампы с силой, достаточной для ее разрушения. Если прибор не имеет вторичной защиты (например, линзы, чаши или экрана), то очень горячие частицы мусора упадут на людей и имущество под источником света, что может привести к серьезным травмам, повреждению и, возможно, вызвать крупный пожар в здании, если легковоспламеняющийся материал присутствует.

Риск «непассивного отказа» дуговой трубки очень мал. Согласно информации, собранной Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (www.nema.org), только в Северной Америке насчитывается около 40 миллионов металлогалогенных систем, и имели место лишь очень немногие случаи непассивных отказов. Хотя невозможно предсказать или исключить риск взрыва металлогалогенной лампы, есть несколько мер предосторожности, которые можно предпринять для снижения риска:

• Использование только качественно разработанных ламп от известных производителей и исключение ламп неизвестного происхождения.
• Осмотрите лампы перед установкой на предмет неисправностей, таких как трещины в трубке или внешней лампе.
• Замена ламп до того, как закончится срок их службы (т. Е. Когда они проработали в течение количества часов, указанного производителем как номинальный срок службы лампы).
• Для непрерывно работающих ламп с возможностью отключения на 15 минут на каждые 7 дней непрерывной работы.
• Светильники Relamp как группа. Точечная замена ламп не рекомендуется.

Кроме того, существуют меры, которые могут быть приняты для уменьшения ущерба в случае сильного выхода лампы из строя:

• Убедитесь, что в светильнике есть кусок упрочненного стекла или полимерного материала между лампой и освещаемой областью.Он может быть встроен в чашу или линзу приспособления.
• Использование ламп с усиленным стеклянным экраном вокруг дуговой трубки для поглощения удара летящих обломков дуговой трубки и предотвращения разрушения внешней колбы. Такие лампы безопасно использовать в «открытых» светильниках. Эти лампы имеют маркировку «O» на упаковке, отражающую стандарты Американского национального института стандартов (ANSI).

Прочие меры безопасности

Глаза

Несмотря на то, что это отличный источник освещения для рифового аквариума, некоторые аквариумисты высказывали опасения по поводу потенциальных вредных последствий близкого контакта с металлогалогенным освещением, которое требуется для хобби.Некоторые люди замечают временное затуманивание зрения даже после очень короткого воздействия металлогалогенного освещения. Это нечеткость зрения может быть связано с фотокератитом (снежной слепотой) — результатом незащищенного воздействия ультрафиолетового (УФ) излучения. ^{[ необходима ссылка ]}

Предупреждения FDA

Известно, что сломанные и неэкранированные металлогалогенные лампы высокой интенсивности вызывают травмы глаз и кожи, особенно в школьных спортзалах. См. Следующую статью FDA: Ожоги ультрафиолетовым излучением от высокоинтенсивного металлогалогенного освещения и освещения с парами ртути остаются проблемой для общественного здравоохранения.См. Также: Фотокератит и ожоги УФ-излучением, связанные с поврежденными металлогалогенными лампами.

Коды балласта ANSI

См. Также

Список литературы

• Уэймут, Джон (1971). Лампы электрические разрядные . Кембридж, Массачусетс: M.I.T. Нажмите. ISBN 0-262-23048-8.

PAR30 mh лампы, hid, hqi, металлогалогенные лампы, металлогалогенные лампы от китайского производителя, завода, завода и поставщика на ECVV.com

• Торговый центр MRO Products
• Торговый центр MRO Products / Китай
• ECVV 会员 服务

Глобальные партнеры:

• ОАЭ
  
  

  • Индия

• Насчет нас

• Свяжитесь с нами

• Категории
  • COVID19 Защитное оборудование

    • Носить защитный

      • Маска для лица
      • Костюмы защитные
      • Перчатки медицинские
      • Шляпа от солнца с маской

      Обнаружение вирусов

      • Kuang-Chi AI Защитный шлем
      • Набор для тестирования на коронавирус
      • Термометр
      • Робот для дезинфекции

      Медицинское оборудование

      • УФ-дезинфекция
      • Ультразвуковая система
      • Машина для изготовления масок
      • Вентилятор
  • Машинное оборудование

    • Машинное оборудование

      • Инженерная и строительная техника
      • Машины землеройные
      • Металлургическое оборудование
      • Промышленное лазерное оборудование
      • Деревообрабатывающее оборудование
      • Упаковочная машина

      Механические детали и услуги по изготовлению

      • Насосы и детали
      • Клапаны
      • Двигатель
      • Формы
      • Фитинги
      • Уплотнения
  • Электрооборудование и электронные компоненты

    • Электрооборудование и материалы

      • Разъемы и клеммы
      • Аккумуляторы
      • Профессиональное аудио, видео и освещение
      • Источники питания
      • Генераторы
      • Электрические вилки и розетки

      Электронные компоненты и принадлежности

      • Активные компоненты
      • Оптоэлектронные дисплеи
      • Пассивные компоненты
      • Электронные аксессуары и принадлежности
      • Оборудование для производства электроники
      • Электронные знаки

      Телекоммуникации

      • Коммуникационное оборудование
      • Телефоны и аксессуары
      • Антенны для связи
  • Освещение и освещение

    • Освещение и освещение

      • Светодиодное освещение
      • Осветительные аксессуары
      • Профессиональное освещение
      • Внутреннее освещение
      • Осветительные лампы и трубки
      • Наружное освещение
  • Автомобили и мотоциклы, Транспорт

    • Автомобили и мотоциклы

      • Автомобильные инструменты
      • Автоэлектроника
      • Авто Двигатель
      • Автомобили
      • Транспортное оборудование
      • Автоматическая электрическая система

      Транспорт

      • Морские принадлежности
      • Контейнер
      • Велосипед
      • Электрический велосипед
      • Автобус
      • Запчасти для грузовиков
  • строительство

    • Строительство и недвижимость

      • Двери и окна
      • Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и запчасти
      • Ванная
      • Плитка и аксессуары
      • Металлические строительные материалы
      • Платы

metal_halide_lamp

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

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 по лампам 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 использовать их правильно 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, заполненную 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 и 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. подробнее о сравнении в конце этой статьи.

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

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

Зачем нужны лампы для выращивания MH?

Лампы

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

Как видите, спектр содержит большое количество синих и зеленых волн, а также большое количество оранжевого и желтого цветов. 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.

К растениям, которые не цветут, могут быть салат, различные травы и т. Д. Цветущие растения: орхидеи, помидоры, каннабис и т. Д.

Освещение

MH заставляет ваши растения расти густыми пышными кронами. Он 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. Добавление нескольких ламп MH для балансировки спектра HPS решает эту проблему.

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

Это причина, по которой 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, чтобы выбрать металлогалогенные лампы:

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

Какая лампа MH мне нужна?

Лампы

MH бывают разной мощности, из которых 400 Вт, 600 Вт 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, чтобы покрыть лампочку 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?

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 возможность регулировки яркости до мощности лампы.

Если у вас еще нет этих компонентов, я настоятельно рекомендую купить комплект 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 лампы, 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 света для выращивания растений также есть обширный раздел о различных типах отражателей. Это должно помочь вам понять, какой из них вам подходит.

Металлогалогенные и светодиоды

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, а это означает, что вам не нужно столько охлаждающего оборудования.Более низкие эксплуатационные расходы обычно компенсируют более высокую начальную цену в течение года.

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

Но как насчет этого уродливого розово-фиолетового свечения?

В наши дни вы можете получить множество белых светодиодных ламп 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.

Металлогалогенный против HPS

У меня есть целая статья о лампах HPS и MH, 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 луковицы 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 можете 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 против керамики Металлогалогенид

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

Итог таков: 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 металлогалогенные лампы 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 24 000 часов.

Металлогалогенид против. 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 гораздо 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.