Галогенская лампа




Галогенская лампа (также называемая вольфрамовой галогеном , кварцевой-галогеном и кварцевым йодиным лампой) представляет собой лампу накаливания, состоящую из вольфрамовой нити , запечатанной в компактной прозрачной оболочке, которая заполнена смесью инертного газа и небольшого количества галогена , например, йод или бром . Комбинация галогского газа и вольфрамового нити производит химическую реакцию галогенового цикла , которая перераспределяет испарение вольфрама на нити, увеличивая его жизнь и поддерживая ясность оболочки. Это позволяет нити работать при более высокой температуре, чем стандартная лампа накаливания аналогичной мощности и срока действия работы; Это также производит свет с более высокой яркой эффективностью и цветовой температурой . Небольшой размер галогенных ламп позволяет использовать их в компактных оптических системах для проекторов и освещения. Небольшая стеклянная конверт может быть заключена в гораздо большую внешнюю стеклянную лампу, которая имеет более низкую температуру, защищает внутреннюю луковицу от загрязнения и делает лампочку механически более похожей на обычную лампу. [ 1 ]
Стандартные и галогенные лампы накаливания гораздо менее эффективны, чем светодиодные и компактные флуоресцентные лампы , и, следовательно, они выпускаются во многих местах .
История
[ редактировать ]Углеродная лампа с использованием хлора для предотвращения потемнения оболочки была запатентована [ 2 ] В 1882 году в 1892 году были проданы наполненные хлор «новак» лампы. [ 3 ]
Использование йода было предложено в патенте 1933 года, [ 4 ] который также описал циклическое повторное местоположение вольфрама обратно на нить. В 1959 году, General Electric запатентованный [ 4 ] Практическая лампа с использованием йода. [ 5 ]
Поэтапный
[ редактировать ]В 2009 году ЕС и другие европейские страны начали поэтапную неэффективную луковицу . Производство и импорт галогенных луковиц с направленным напряжением были запрещены 1 сентября 2016 года, а не направленные галогенные луковицы следовали 1 сентября 2018 года. [ 6 ] Австралия запретила галогенные лампочки выше 10 Вт с сентября 2021 года в пользу эко-галогеновых ламп, [ 7 ] Позже запланированная дата сентября 2020 года [ 8 ] Поддерживать политику в соответствии с Европейским Союзом. [ 9 ] В июне 2021 года правительство Великобритании также объявило о планах прекратить продажу галогенных лампочек с сентября в рамках более широких усилий Великобритании по борьбе с изменением климата . [ 10 ]
Галогенный цикл
[ редактировать ]В обычных лампах накаливания испаренная вольфрама в основном откладывает на внутреннюю поверхность луковицы, заставляя луковицу стекнуть, а нить все более слабой, пока она не сломается. Однако присутствие галогена устанавливает обратимый цикл химической реакции с помощью этого испаренного вольфрама. Галогенный цикл сохраняет лампочку и приводит к тому, что выпуск света остается почти постоянной на протяжении всей жизни лампочки. При умеренных температурах галоген реагирует с испаряющейся вольфрамовой вольфесой, образуется галогенид , перемещающийся в заполнении инертного газа. В какой -то момент, однако, он достигнет более высоких температурных областей внутри лампочки, где он затем диссоциирует , выпустив вольфрам обратно на нить и освобождая галоген, чтобы повторить процесс. Тем не менее, общая температура оболочки луковицы должна быть значительно выше, чем в обычных лампах накаливания для этой реакции, чтобы добиться успеха: это только при температурах выше 250 ° C (482 ° F) [ 11 ] На внутренней стороне стеклянной конверты, что галогенный пары могут объединиться с вольфрамотой и вернуть его в филаментацию, а не вольфрам, осаждаясь на стекле. [ 12 ] 300 -ваттная трубчатая галогенная луковица, работающая при полной мощности Только 130 ° C (266 ° F). [ 13 ]
Лампа должна быть изготовлена из плавленого кремнезема (кварца) или стекла с высокой точки зрения (например, алюминосиликатного стекла ). Поскольку кварц очень сильный, давление газа может быть выше, [ 14 ] что снижает скорость испарения нити, позволяя ей использовать более высокую температуру (и таким образом светящуюся эффективность ) для того же среднего срока службы. Вольфрам, выпущенный в более горячих регионах, обычно не переиздает, откуда он поступал, поэтому более горячие части нити в конечном итоге вырубают и не проходят.
Кварцевые йодные лампы, использующие йод Elemental, были первыми коммерческими галогенными лампами, запущенными GE в 1959 году. [ 15 ] [ 16 ] Скоро было обнаружено, что у Бромана есть преимущества, но не использовался в элементарной форме. Определенные углеводородные соединения брома дали хорошие результаты. [ 17 ] [ 18 ] Регенерация нити также возможна с помощью фтора, но его химическая реакционная способность настолько велика, что атаковываются другие части лампы. [ 17 ] [ 19 ] Галоген обычно смешивается с благородным газом , часто криптоном или ксеноном . [ 20 ] В первых лампах использовались только вольфрамовые опор для опор накаливания, но в некоторых конструкциях используются молибден - примером является щит молибдена в фар -свете с двумя нити H4 для европейского асимметричного проходного луча.
Для фиксированной мощности и жизни светящаяся эффективность всех ламп накаливания является наибольшей при конкретном дизайне. Галогенные лампы, сделанные для работы от 12 до 24 вольт, имеют хорошие световые выходы, и самые компактные нити особенно полезны для оптического управления (см. Picture). Диапазоны из многогранного отражателя «MR» лампы 20–50 Вт изначально были задуманы для проекции 8 -мм пленки , но теперь широко используются для демонстрации освещения и дома. Совсем недавно стали доступны более широкие версии луча, разработанные для прямого использования при напряжении питания 120 или В. 230
Влияние напряжения на производительность
[ редактировать ]Вольфрамовые галогенные лампы ведут себя аналогично другим лампам накаливания при запуске при другом напряжении. Однако световой вывод сообщается как пропорциональна и светящаяся эффективность пропорционально . [ 21 ] Нормальные отношения в отношении жизни заключаются в том, что он пропорционален Полем Например, лампочка, работающая на 5% выше, чем ее конструктивное напряжение, примерно на 15% больше света, а сияющая эффективность будет примерно на 6,5% выше, но, как ожидается, будет иметь только половину срока службы.
Галогенные лампы изготавливаются с достаточным количеством галогена, чтобы соответствовать скорости испарения вольфрама при их напряжении. Увеличение приложенного напряжения увеличивает скорость испарения, поэтому в какой -то момент может быть недостаточно галогена, а лампа становится черной. Чрезвычайная операция обычно не рекомендуется. При уменьшенном напряжении испарение ниже, и может быть слишком много галогена, что может привести к ненормальной недостаточке. При гораздо более низких напряжениях температура луковицы может быть слишком низкой, чтобы поддержать галоген -цикл, но к этому времени скорость испарения слишком низкая, чтобы луковица значительно чернела. Если лампы повернут, рекомендуется запустить лампы при номинальном напряжении, чтобы перезапустить цикл. [ 22 ] Есть много ситуаций, когда галогенные лампы успешно туснится. Однако срок службы лампы может быть продлен не так сильно, как предсказано. Срок службы на затемнение зависит от конструкции лампы, используемой галогенной добавки и того, ожидается ли для этого типа FAR.
Спектр
[ редактировать ]
Как и все лампочки накаливания , галогенная лампа производит непрерывный спектр света, от почти ультрафиолетового до глубокого в инфракрасную. [ 23 ] Поскольку лампа Filament может работать при более высокой температуре, чем негагогеновая лампа, спектр смещается в сторону синего цвета, производя свет с более высокой эффективной цветовой температурой и более высокой эффективностью мощности.
Высокотемпературные филаменты испускают некоторую энергию в УФ- области. Небольшое количество других элементов может быть смешано в кварце, так что легированный кварц (или селективное оптическое покрытие блокирует вредное ультрафиолетовое излучение. Твердые стеклянные блоки UV и широко использовались для лампочек автомобилей. [ 24 ] Альтернативно, галогенная лампа может быть установлена внутри внешней лампы, аналогичной обычной лампе накаливания, которая также снижает риски по сравнению с высокой температурой луковицы. Неподретные кварцевые галогенные лампы используются в некоторых научных, медицинских и стоматологических инструментах в качестве источника ультрафиолета.
Безопасность
[ редактировать ]
Галогенные лампы должны работать при гораздо более высоких температурах, чем обычные лампы накаливания для правильной работы. Их небольшой размер помогает сконцентрировать тепло на меньшей поверхности оболочки, ближе к нити, чем на лампе, не гагогогеном. Из -за очень высоких температур галогенные лампы могут представлять опасность огня и ожогов. В Австралии многочисленные пожары в доме каждый год связаны с потолочными галогенными светильниками. [ 25 ] [ 26 ] Департамент пожарной и аварийной службы Западной Австралии рекомендует, чтобы домовладельцы рассматривали вместо этого, используя прохладные компактные флуоресцентные флуоресцентные лампы или светлые диодные лампы . [ 27 ] галогенные торшеры В некоторых местах, таких как общежития, были запрещены , такие как общежития , из -за большого количества пожаров, которые они вызвали. Они были привлечены к ответственности Комиссией по безопасности потребительских товаров США за 100 пожаров и 10 смертей в период с 1992 по 1997 год. [ 28 ] Галогенные лампы работают при высоких температурах , а высокая высота ламп может привести к тому, что они могут привести к ним рядом с легковоспламеняющимися материалами, такими как шторы . [ 29 ] Некоторые коды безопасности требуют, чтобы галогенные луковицы были защищены сеткой или решеткой, особенно для мощных (1–2 кВт) ламп, используемых в театре , или с помощью стекла и металлического корпуса приспособления, чтобы предотвратить воспламенение драпировки или легковоспламеняющихся объектов в контакте с лампой. Чтобы уменьшить непреднамеренное ультрафиолетовое воздействие (ультрафиолетовое) воздействие и содержание горячих фрагментов лампочки в случае взрывоопасной лампы, лампы общего назначения обычно имеют ультрафиолетовый стеклянный фильтр или вокруг лампы. В качестве альтернативы, лампы лампы могут быть легированы или покрыты для фильтрации ультрафиолетового излучения. При адекватной фильтрации галогенная лампа подвергает пользователей меньше УФ, чем стандартная лампа накаливания, производящая тот же эффективный уровень освещения без фильтрации. [ Цитация необходима ]
Любое загрязнение поверхности, в частности, масло от кончиков пальцев человека, может повредить кварцевую конверт при нагревании. Загрязняющие вещества, потому что они поглощают больше света и тепла, чем стекло, создадут горячую точку на поверхности лампы при включении лампы. Это экстремальное локализованное тепло приводит к тому, что кварц превращается из его стекловидного тела в более слабую, кристаллическую форму, которая утечка газа. Это ослабление может также привести к формированию пузыря, ослабляя ее и приводит к ее взрыву. [ 30 ]
Небольшой стеклянный конверт может быть заключен в гораздо большую верхнюю стеклянную лампу, которая обеспечивает несколько преимуществ, если небольшой размер не требуется: [ 1 ]
- Внешняя куртка будет гораздо более низкая, безопасная, температура, защита объектов или людей, которые могут ее коснуться
- Горячая внутренняя конверт защищена от загрязнения, и лампочка может быть обработана без повреждения ее
- Окружение защищено от возможного разрушения внутренней капсулы
- куртка может отфильтровать ультрафиолетовое излучение
- Когда галогенная лампа используется для замены нормального ламп в фитинге, более крупная куртка делает ее механически похожим на замену луковицы
- Внутренняя и внешняя оболочка может находиться при разных давлениях, уменьшая рассеяние тепла за счет проводимости или конвекции, чтобы оптимизировать компромисс между яркой эффективностью и срок службы жизни
Форм -факторы
[ редактировать ]Галогенные лампы доступны в серии различных форм и размеров и обозначены в соответствии с системой кодирования, которая указывает диаметр луковицы, а также для того, имеет ли луковица встроенный инфракрасный дихроический отражатель. Многие такие лампы имеют обозначения, которые начинаются с буквы «t», чтобы указать, что они «трубчатые» с последующим числом, указывающим диаметр трубки в восьмом дюйме: луковица T3, а затем трубчатая галогенная лампа, которая является 9,5 мм ( 3 ~ 8 дюймов) в диаметре. [ Примечание 1 ] Обозначение MR означает « многогранный отражатель », а число, следующее за этим, все еще соответствует восьмому дюйму в диаметре общей лампочки. [ Примечание 2 ] Если у лампы есть код "G", [ Примечание 3 ] Это будет означать, что лампа представляет собой форму бипина, а число, следующее за G, будет указывать на расстояние в миллиметрах между булавками, обычно 4, 6,35 или 10; Если за g следует буква «y», то штифты лампы толще, чем обычно, - таким образом, G6.35 имеет контакты диаметром 1 мм, но GY6,35 имеет контакты диаметром 1,3 мм. Если есть код «C», это представляет количество катушек в филаменте. [ 31 ] Длина (иногда также называемая «высота») любой двухпользованной цилиндрической лампы, должна быть указана отдельно от его кода форм-фактора, обычно в миллиметрах, как необходимо напряжение и мощность лампы-следовательно, T3 120 В 150 Вт 118 мм означает двойную лампочку в форме трубки диаметром 9,5 мм ( 3 ~ 8 дюймов), который работает при 120 В и составляет 150 Вт, а также длиной 118 мм.
R7S представляет собой двойную утопленную линейную галогенную лампу с одним контактом (RSC), обычно измеряющая длину 118 мм или 78 мм. Некоторые менее распространенные длины составляют 189 мм, 254 мм и 331 мм. Эти лампы имеют форму T3 на основе RSC/R7S. Они также могут быть известны как лампы типа J и T Type.
Приложения
[ редактировать ]Галогенные фары используются во многих автомобилях. Галогенные прожекторы для систем наружного освещения, а также для водного суда также производятся для коммерческого и развлекательного использования. Теперь они также используются в настольных лампах.
Вольфрамовые лампы часто используются в качестве источника света в ближнем инфракрасном свете при инфракрасной спектроскопии .
Галогенные лампы использовались на шаре Таймс -сквер с 1999 по 2006 год. Однако с 2007 года галогенные лампы были заменены светодиодами из -за гораздо более длительного срока службы, примерно в десять раз дольше для светодиода над накаливанием. [ 32 ] Цифры «Нового года», которые освещаются, когда шар Таймс -квадрат достигает основания, использовали галогеновое освещение в последний раз для падения мяча в 2009 году. [ 33 ]
Обогрев
[ редактировать ]Галогенные лампы представляют собой нагревательные элементы в галогенных печи , инфракрасных обогревателей и керамических варочных панелей .
Массивы галогенных ламп с низкой мощностью широко используются хранителями ящериц . Две или три небольших галогенных лампы могут производить все тепло, необходимое в корпусе, и узнаваемы животными как источники тепла, мешающие любопытным людям пытаться прикоснуться к ним. Толстые стеклянные линзы галогенных ламп безопасны для использования в корпусах рептилий с высокой влажностью.
Банки мощных трубчатых галогенных ламп использовались для моделирования тепла повторных космических транспортных средств . [ 34 ]
Общее освещение
[ редактировать ]
Лампы с фиксированным креплением используются в внутреннем и наружном затоплении, хотя улучшения в светодиодных системах вытесняют галогенные лампы. Круглые прожекторы со встроенными многогранными лампами отражателя широко используются в жилом и коммерческом освещении. Трубчатые галогенные лампы обеспечивают большое количество света из небольшого источника и, таким образом, могут использоваться для производства мощных ламп наводнения для эффектов архитектурного освещения или для освещения больших площадей на открытом воздухе.
Лампы с низким напряжением используют GU5.3 и аналогичные биопинки , тогда как лампы для напряжения сети используют те же крышки, что и лампы с обычными вольфрамами, или специальную основу GU10/GZ10. Основы GU10/GZ10 формируются для предотвращения дихроичных ламп, используемых в светильниках, предназначенных для ламп с алюминированным отражателем, что может вызвать перегрев фитинга. Светодиодные версии с более высокой эффективностью всех этих ламп теперь доступны.
Трубачные лампы с электрическими контактами на каждом конце теперь используются в автономных лампах и бытовых приспособлениях. Они бывают различной длины и рейтингов мощности (50–300 Вт). Более мощные лампы используются в качестве портативных рабочих огней, с лампочками 250 или 500 Вт.
Сценическое освещение
[ редактировать ]Вольфрамовые галогенные лампы используются в большинстве театральных и студийных (кино и телевизионных), в том числе эллипсоидальные прожекторы отражателя , источник четвертый и Fresnels . PAR CAN также являются преимущественно вольфрамовым галогеном.
Специализирован
[ редактировать ]Проекционные лампы используются в проекторах по картинку и слайде для домов и небольшого офиса или в школе. Компактный размер галогенной лампы допускает разумный размер для портативных проекторов, хотя между лампой и пленкой необходимо размещать фильтры поглощения тепла, чтобы предотвратить плавление. Галогенные лампы иногда используются для инспекционных светильников и иллюминаторов на стадии микроскопа. Галогенные лампы использовались для раннего ЖК- подсветки другие типы ламп, таких как CCFL , и теперь светодиоды с плоским экраном, но используются .
Утилизация
[ редактировать ]Галогенные лампы не содержат ртути. General Electric говорит, что их кварцевые галогенные лампы не будут классифицированы как опасные отходы. [ 35 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Би-пин разъем для базовых обозначений GY6,35, G8 и т. Д.
- Неправильная лампа
- Светлобилба гнездо для других баз
- Список источников света
Примечания
[ редактировать ]- ^ Тем не менее, T-3, T yehphen 3, представляет собой галогенную лампу «трубку», диаметр 3/8 дюйма с одним двукоростным основанием, а не цилиндрической трубкой T3 3/8 дюйма в диаметре с электродами на противоположных концах.
- ^ Таким образом, MR11 - это многогранная лампочка отражателя, которая составляет 11/8 или 1 3/8 дюйма в диаметре
- ^ "G" означает "стекло"
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный "Вольфрам -галоген - двойная куртка" . Lamptech.co.uk . 14 сентября 2014 года . Получено 23 января 2019 года . Источник имеет иллюстрации различных галогенных лампочек с двойной обезвреживанием.
- ^ US 254780 , Scribner, Edward A., «Электрическая лампа накаливания», опубликованная 1882-03-07, назначенная в США Electric Lighting Co.
- ^ Furfari, FA (2001). «Другой вид химии: история галогенных ламп вольфрама» . Журнал IEEE Industry Applications . 7 (6): 11. doi : 10.1109/2943.959111 .
- ^ Jump up to: а беременный US 2883571 , Fridrich, Elmer G. & Wiley, Emmett H., «Электрическая лампа накаливания», опубликованная 1959-04-21, назначенная на General Electric Co.
- ^ Кейн, Рэймонд; Продать, Хайнц (2001). Революция в лампах: хроника 50 -летнего прогресса (второе изд.). Lilburn, GA: Fairmont Press. ISBN 9780881733785 .
- ^ «Основная лампочка расписания / консультации по освещению - Lyco» . www.lyco.co.uk. Архивировано с оригинала 27 октября 2017 года . Получено 30 апреля 2018 года .
- ^ Кроссли, Дэвид (февраль 2020 г.). «Поэтапная галогенная лампа (глобус) в Австралии» (PDF) . LightingCouncil.com.au . Светлый совет Австралия . Получено 2 октября 2023 года .
- ^ «Галогенные луковицы должны быть запрещены на рынке ЕС с сентября - Ledinside» . www.ledinside.com . Получено 26 августа 2018 года .
- ^ Каработ, Майк (26 мая 2020 г.). «Поэтапные лампы в Австралии отодвинулись в конце 2021 года» . Передовая энергия . Получено 9 марта 2021 года .
- ^ «Конец галогенных лампочек заклинает заклинания ярче и чистого будущего» . gov.uk. 9 июня 2021 года . Получено 9 июня 2021 года .
- ^ Секстон, Дж. Эндрю (1 февраля 1991 г.). «Сервер технических отчетов НАСА (NTRS)-результаты вибрации и тепловых вакуумных испытаний для низковольтного вольфрамового света» . Https . Получено 19 января 2019 года .
- ^ Роберт Вольке (29 июля 2009 г.). Что Эйнштейн рассказал своему парикмахеру: более научные ответы на повседневные вопросы . Случайный дом. п. 52. ISBN 978-0-307-56847-2 .
- ^ Группа пожарной и защищенной безопасности. «Галогенные лампы Torchiere и пластиковые оттенки - политики и процедуры» (PDF) . Университет Колорадо Боулдер. [ Постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Некоторые лампы имеют целых 15 раз при холодном давлении, а некоторые лампы увеличивают давление в пять раз при рабочей температуре . Kane and Sell 2001, стр. 76–77
- ^ Zubler и Mosby Olminating Engineering 1959 54.734
- ^ Ковингтон, Эдвард Дж . Архивировано с оригинала 5 марта 2016 года . Получено 4 марта 2016 года .
- ^ Jump up to: а беременный Burgin and Edwards Lighting Research and Technology 1970 2.2. 95–108
- ^ Itjampens и Van The Philips Technical Review в 1966 году 27,173
- ^ Schroder Philips Technical Review 1965 26.116
- ^ Хайссингер, Петр; Гладкие волосы, Рейнхард; Род, Вильгельм; Удар, Хельмут; Бенкманн, Кристиан; Вебер, Йозеф; Wunschel, Hans-Jörg; Стенке, Виктор; Свет, Эдит; Стенгер, Германн (2002). "Благородные газы". Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Уайли. Doi : 10.1002/14356007.a17_485 . ISBN 3527306730 .
- ^ Neumann Lichtechnik 1969 21 6 63a
- ^ «Руководство по латюму по замолчанию низкого напряжения освещение | Службы освещения вкл.» . Служба освещения вкл . Архивировано с оригинала 7 октября 2018 года . Получено 12 октября 2018 года . (Также доступен в качестве PDF от Lutron.com)
- ^ Вольфрам-хаугогеновая информация о лампе архивировала 2011-03-03 на машине Wayback на сайте Carl Zeiss Online Campus (по состоянию на 2 ноября 2010 г.)
- ^ Burgin Lighting Research and Technology 1984 16. 2 71
- ^ Тысячи рисков в результате смертельных ловушек с галогеном, архивными 2012-12-18 на машине Wayback на сайте воскресного возраста (по состоянию на 22 декабря 2012 г.)
- ^ Галоген вниз по световой пожарной безопасности архив 2013-04-09 на машине Wayback At Fire and Rescue NSW (по состоянию на 22 декабря 2012 г.)
- ^ внизу, Аархивированы в 2013-02-08 на машине Wayback на площадке Министерства пожарной и аварийной службы Западной Австралии (по состоянию на 22 декабря 2012 г.)
- ^ "Светло" . Популярная наука : 41. Октябрь 1997.
- ^ Нэнси Харви Steorts (1999). Безопасность и вы . Syracuse University Press. п. 15. ISBN 0815628005 Полем
Индустрия галогенной лампы добровольно предприняла инициативу по восстановлению около 40 миллионов галогенных туршеров. CPSC знает о 189 пожарах и одиннадцать смертей, которые произошли из -за этих ламп.
- ^ Кремер , З. Джонатан
- ^ Владимир Протопопов (17 марта 2014 г.). Практическая опто-электроника: иллюстрированное руководство для лаборатории . Спрингер. п. 37. ISBN 978-3-319-04513-9 .
- ^ «Освещение Нового года» . www.usa.philips.com . Филипс. Архивировано из оригинала 16 мая 2016 года . Получено 21 сентября 2017 года .
- ^ «Альянс Таймс -сквер - Новый год - виджеты 2010 года» . Архивировано из оригинала 30 декабря 2009 года.
- ^ Раймонд Кейн, Хайнц Продажи, Революция в лампах: хроника 50 -летнего прогресса, второе издание , 2001 г. Фармаунт Пресс, ISBN 0-88173-351-2 стр. 72-74
- ^ «Информационный лист материала MSDS-двойные или кварцевые галогенные лампы на основе двойного или штифта» (PDF) . Ток по GE . 2017. Архивировано из оригинала (PDF) 23 января 2019 года . Получено 22 января 2019 года .
Внешние ссылки
[ редактировать ]СМИ, связанные с галогенными лампами в Wikimedia Commons