Высокоинтенсивная лампа
Высокоинтенсивные загрязненные лампы ( HID-лампы ) представляют собой тип электрической газовой лампы , которая производит свет с помощью электрической дуги между вольфрама, электродами размещенных внутри полупрозрачного или прозрачного слитого кварца или слитого дуговой трубки. [ 1 ] Эта трубка заполнена благородным газом и часто также содержит подходящие металлические или металлические соли. [ нужно разъяснения ] Благородный газ обеспечивает начальный удар дуги. Как только дуга запускается, она нагревает и испаряет металлическую примесь. дуги Его присутствие в плазме значительно увеличивает интенсивность видимого света, полученного дугой для данного ввода мощности, поскольку металлы имеют много спектральных линий излучения в видимой части спектра. Высокоинтенсивные загрязненные лампы-это тип дуговой лампы .
Совершенно новые высокоинтенсивные лампы разгрузки делают более видимый свет на единицу потребляемой электроэнергии, чем флуоресцентные и лампы накаливания , поскольку большая доля их излучения виден светом в отличие от инфракрасного. Тем не менее, выход света света HID может ухудшаться до 70% более 10 000 часов сжигания.
Многие современные транспортные средства используют HID -лампы для основных систем освещения, хотя некоторые приложения теперь переходят от HID -луковиц к светодиодной и лазерной технологии. [ 2 ]
Строительство
[ редактировать ]
Различные типы химии используются в дуговых трубках с HID -лампами, в зависимости от желаемых характеристик интенсивности света, коррелированной цветовой температуры , индекса цветового рендеринга (CRI), энергоэффективности и продолжительности жизни. Разновидности лампы HID включают:
- Ртутные лампы
- Металлические лампы (MH)
- Керамические MH лампы
- Натриевые лампы
- Ксенон короткими лампами
Светопроизводительный элемент этих типов ламп представляет собой хорошо стабилизированный дуговой разряд, содержащийся в рефрактерной дуговой трубке с оболочкой с нагрузкой на стену, превышающей 3 Вт на квадратный сантиметр (19 Вт/в 2 ).
Лампы ртути были первыми коммерчески доступными скрытыми лампами. Первоначально они производили голубовато-зеленый свет, но более поздние версии могут производить свет с менее выраженным цветным оттенком. Тем не менее, лампы ртути выпадают из пользы и заменяются натриевыми и металлическими лампами.
Металлические и керамические металлические лампы могут быть сделаны, чтобы испускать нейтральный белый свет, полезный для применений, где нормальный цвет является критическим, таким как производство телевизора и кино, спортивные игры в помещении или в ночное время, автомобильные фары и аквариумное освещение.
Лампы с низким давлением натриевых паров чрезвычайно эффективны. Они производят глубокий желтый оранжевый свет и имеют эффективный CRI почти нулевой; Предметы, просмотренные под их светом, кажутся монохроматическими . Это делает их особенно эффективными в качестве фотографического SafeLights . Натриевые лампы высокого давления, как правило, производят гораздо более белый свет, но все еще с характерным листом оранжевого розового. В настоящее время доступны новые версии, корректируемые на цвете, но в настоящее время доступны для улучшенного цвета.
Как и люминесцентные лампы, HID -лампы требуют балласта для запуска и поддержания своих дуг. Метод, используемый для первоначального удара по дуге, варьируется: лампы ртути и некоторые металлические лампы обычно начинаются с использованием третьего электрода вблизи одного из основных электродов, в то время как другие стили ламп обычно начинаются с использованием импульсов высокого напряжения.
Замена токсичной ртути в лампах HID была исследована и является вопросом продолжающихся исследований. Эксперименты показывают многообещающие результаты, и ожидаются широко распространенные будущие приложения. [ 3 ]
Радиоактивные вещества
[ редактировать ]Некоторые спрятанные лампы используют радиоактивные вещества, такие как Krypton-85 и Thorium . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Эти изотопы помогают запустить лампы и улучшить рабочие характеристики лампы. [ 4 ] [ 6 ]
Krypton-85 представляет собой газ и находится смешанным с аргоном , который находится в дуговой трубе лампы. [ 8 ] Торий, который является твердым, используется в электродах. [ 8 ]
Эти изотопы производят излучение альфа ионизирующее и бета -типа. Это излучение вызывает высокую ионизацию внутри лампы, не имея возможности сбежать от лампы. [ 6 ] Высокая ионизация значительно облегчает задумчивую дугу через Townsend Avalanche . Более того, наличие тория в электродах снижает рабочую функцию , которая снова приводит к более простым запускам дуги и поддержанию.
Количество гамма -излучения , полученного изотопами, которые могут убежать от лампы, незначительно. [ 6 ]
Приложения
[ редактировать ]Скрытые лампы обычно используются, когда требуется высокий уровень света по большим площади, и когда требуется энергоэффективность и/или интенсивность света. Эти области включают гимназии , крупные общественные зоны, склады , кинотеатры, футбольные стадионы, [ 9 ] Районы активности на открытом воздухе, дороги, парковки и пути. Совсем недавно лампы HID использовались в небольшой розничной торговле и даже в жилой среде из -за достижений в уменьшенных лампочках просвета. Ультра-высокопроизводительные лампы HID используются в наборах проекционных телевизоров LCD или DLP или проекционных дисплеев.
Скрытые лампы сделали практику в помещении, особенно для растений, которые требуют высокого уровня прямого солнечного света в их естественной среде обитания; Скрытые лампы, в частности, натрия с металлическим и высоким давлением, являются распространенным источником света для внутренних садов. Они также используются для воспроизведения солнечного света тропической интенсивности для внутренней аквариумы .
Большинство скрытых ламп производят значительное ультрафиолетовое излучение и требуют ультрафиолетовых фильтров для предотвращения ультрафиолетового деградации компонентов светильника и затухания окрашенных предметов, освещенных лампой. Воздействие спрятанных ламп, работающих с неисправными или отсутствующими ультрафильцирующими фильтрами, приводит к повреждению людей и животных, таких как солнечные ожоги и дуговые глаза . Многие спрятанные лампы предназначены для быстрого погашения, если их внешняя конверт из ультрафиолетового стекла сломана.
Начиная с начала 1990 -х годов, HID -лампы видели приложения в автомобильных фарах . Ксенон, или высокая интенсивная разрядка (HID), освещение обеспечивает более яркие фары и увеличивает видимость многих периферических объектов (например, уличных знаков и пешеходов), оставленных в тенях при стандартном галогенном освещении.
Скрытые лампы используются в высокопроизводительных велосипедных фарах , а также фонариках и других портативных огнях, потому что они производят большое количество света на единицу мощности. Поскольку HID-светильники используют менее половины мощности эквивалентного вольфрамового света, можно использовать значительно меньший и легкий источник питания.
Светлые лампы также стали обычным явлением на многих самолетах в качестве замены традиционной посадки и света такси. [ Цитация необходима ]
Скрытые лампы также используются в лампах для подводного дайвинга . Более высокая эффективность ламп HID по сравнению с галогенными единицами означает более длительное время сжигания для данного размера аккумулятора и выхода света.
Цветовая температура
[ редактировать ]Скрытые лампы доступны в различных цветах (обычно называемые цветовыми температурами ) и измеряются в келвинах (K). Шкала цветовой температуры Кельвина колеблется от 1000 тыс. (Амбер) до 3000 тыс. (Желтый) до 5500K (белый) до 8000 тыс. (Синий) до 12000K (фиолетовый).
Скрытые лампы производят разные цвета света, прежде всего, благодаря использованию различных металлических добавок в дуговой трубе лампы и физики процесса разряда газа. [ 10 ]
- Металлические добавки : спрятанные лампы содержат дуговую трубку, заполненную смесью газов, включая благородный газ (например, ксенон ). Эти металлические добавки имеют решающее значение для производства разных цветов света. Различные металлы излучают свет на определенных длинах волн при энергии, и эта характеристика определяет цветовой выход лампы.
- Процесс сброса газа : работа лампы включает в себя создание электрической дуги на электродах в дуговой трубе. Эта дуга генерирует интенсивное тепло и возбуждает газы и металлические добавки в трубе. Когда возбужденные атомы возвращаются в свое основное состояние, они высвобождают энергию в виде света.
- Эмиссия спектра : конкретный спектр излучаемого света зависит от уровней энергии возбужденных атомов и свойств металлических добавок. Каждый металл излучает свет на определенных длин волн, что приводит к определенным цветам
- Покрытие фосфора : некоторые спрятанные лампы, такие как ртутные паровые лампы , также используют фосфорные покрытия на внутренней поверхности дуговой трубки. Эти фоссы поглощают ультрафиолетовый (ультрафиолетовый) свет, излучаемый возбужденными атомами газа, а затем вновь вновь выражает видимый свет. Сочетание ультрафиолетового света и испускаемого видимого света создает более широкий спектр цветов.
- Индекс цветового рендеринга (CRI) : Скрытые лампы не всегда известны своими превосходными свойствами цветового рендеринга. Цветовое рендеринг относится к тому, насколько точно источник света отображает истинные цвета объектов по сравнению с естественным солнечным светом. Различные лампы HID имеют различные значения CRI , некоторые обеспечивают лучшую цветовую рендеринг, чем другие.
Выбор металлических добавок и их концентрации позволяет производителям ламп создавать HID -лампы с различными цветовыми температурами и спектральными характеристиками для удовлетворения различных потребностей в освещении.
Большинство ламп с HID производятся в диапазоне цветовой температуры от 5000 до 6000 тысяч, что аналогично естественному дневному свету. Это полезно для применений, требующих высокого уровня светимости, таких как спортивные стадионы, склады, проекционные телевизоры и садовые огни. [ 11 ]
Тем не менее, для определенных применений, таких как автомобильные фары, спрятанные лампы производятся практически в каждом цвете от желтого и белого до синего и фиолетового цвета. [ 12 ]
Конец жизни
[ редактировать ]Факторы износа поступают в основном из циклов включения/выключения по сравнению с общим вовремя. Самый высокий износ возникает, когда горелка спрятана зажигается, а еще горячая и до того, как металлические соли перекристаллизуются.
В конце жизни во многих типах высокоинтенсивных сброса демонстрируется явление, известное как езда на велосипеде . Эти лампы могут быть запущены при относительно низком напряжении . Однако по мере того, как они нагреваются во время работы, внутреннее давление газа внутри дуговой трубки поднимается, и для поддержания разряда дуги требуется более высокое напряжение . Когда лампа становится старше, напряжение, необходимое для поддержания дуги, в конечном итоге поднимается, чтобы превышать напряжение, обеспечиваемое электрическим балластом . Когда лампа нагревается до этой точки, дуга сбой, и лампа выходит. В конце концов, с погашением дуги, лампа снова остывает, давление газа в дуговой трубке уменьшается, и балласт может снова привести к удару дугу. Эффект этого заключается в том, что лампа некоторое время светится, а затем неоднократно выходит. Более сложные балластные конструкции обнаруживают езду на велосипеде и отказываются от попыток запустить лампу после нескольких циклов. Если мощность удаляется и повторно подается, балласт предпримет новую серию попыток запуска.
Другим явлением, связанным с износом и старением спрятанной лампы, является обесцвечивание излучаемого светового луча («Искусство» [ 13 ] ) Обычно можно наблюдать сдвиг в сторону синего и/или фиолетового. Этот сдвиг поначалу незначительна и, в более общем, является признаком того, что лампы «разбиты», в то время как все еще находятся в хорошем рабочем состоянии, но к концу своей жизни лампа спрятана часто воспринимается как производящая только синий и фиолетовый свет Полем Основываясь на законе Планка , это прямой результат увеличения напряжения и более высокой температуры, необходимой для поддержания дуги.
Иногда кварцевая трубка, содержащая ртуть, может взорваться в лампе UHP. [ 14 ] Когда это происходит, в атмосферу выпускается до 50 мг паров ртути. Это количество ртути потенциально токсично, но основной опасностью от сломанных ламп является стеклянные порезы, а случайное воздействие сломанных ламп не будет иметь неблагоприятных последствий. Philips рекомендует использовать пылесос ртути, вентиляцию или дыхательную защиту, защиту глаз и защитную одежду при работе со сломанными лампами. Меркурийские лампы всегда требуют специализированной утилизации или утилизации, что является юридически обязательным во многих местах в зависимости от юрисдикции. [ 15 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Металлическая галогенидная лампа - как это работает и история» . Edisontechcenter.org . Получено 14 августа 2023 года .
- ^ «Лазерный свет для фар: последняя тенденция в автомобильном освещении» (URL) (пресс -релиз). Осрам . Получено 16 октября 2016 года . [ недостаточно конкретный, чтобы проверить ]
- ^ «Замена ртути в лампах разряда высокого давления металлическим цинком» (PDF) . IOP Science . Получено 14 июня 2011 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Скрытые лампы, содержащие излучения излучения» (PDF) . Нома Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2014 года . Получено 6 ноября 2012 года .
- ^ Типы ламп , федерация европейских ламп, архивные из оригинала 22 июня 2012 года , извлечено 6 ноября 2012 г.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Ионизирующие вещества в осветительных продуктах (PDF) , европейская федерация компаний, 2009 г., архивировав из оригинала (PDF) 20 февраля 2014 года , извлеченные 6 ноября 2012 г.
- ^ NRPB и GRS (2001), Транспорт потребительских товаров, содержащих небольшое количество радиоактивных материалов (PDF) , Европейская комиссия , архивировав из оригинала (PDF) 25 ноября 2011 года , полученная 6 ноября 2012 г.
- ^ Jump up to: а беременный в Оценка рентгенологического воздействия транспортировки и утилизации лампочек, содержащих Tritium, Krypton-85 и радиоизотопы Thorium , Агентство по защите здравоохранения, 2011 г., архивировано из оригинала 28 мая 2012 года , полученная 6 ноября 2012 г.
- ^ Сосредоточьтесь на открытом освещении, стр. 4 [ мертвая ссылка ]
- ^ «Скрытые лампы: быстрее становятся ярче» . Нист . 6 января 2016 года.
- ^ Маккоуэн, Брайан; Кафлин, Томас; Эпштейн, Гэри; Бержерон, Питер (2001). «Альтернативы стандартному освещению HID на промышленных объектах» (PDF) . Американский совет по энергоэффективной экономике (ACEEE) .
- ^ «HID Xenon Color Hacart - Руководство по температуре фары - xenonpro.com» . www.xenonpro.com . Получено 14 августа 2023 года .
- ^ "Почему лампы спрятали цвет?" Полем ProperCoat.co.uk .
- ^ Хосе Л. Каповилла (3 июня 2001 г.). «Обзор ламп Philips UHP» . Ercservice.com. Архивировано с оригинала 22 января 2013 года . Получено 8 декабря 2009 года .
- ^ «Philips Digital Projection Lighting Product Product Data Data Data Data Data (PSDS)» (PDF) . Филипс освещение. Май 2008 г. Получено 26 октября 2011 года . [ мертвая ссылка ]
