Содержание

Галогеновые лампочки накаливания | Галогенные лампы

Разновидности галогенных ламп накаливания.

Галогенные лампы сегодня обладают наиболее качественной цветопередачей из всех существующих источников света. Они яркие и обладают направленным излучением, имеют в несколько раз большую световую отдачу и удвоенный срок службы, чем лампы накаливания.

Основные достоинства галогенных ламп

Галогенные лампы являются источниками искусственного освещения нового поколения. Название получили от галогенов. Это смесь газа, паров фтора, йода, брома, хлора. Галогены сокращают испарение вольфрама, поэтому лампа служит дольше, примерно в два раза. В них применяют кварцевое стекло. Оно имеет фильтрующее нанесение, которое предохраняет от ультрафиолетовых лучей. Тепловое излучение выводят за пределы поверхности, которую освещают. Яркость излучения регулируют отражателями. У них различная форма и диаметр.

Типы галогенных ламп:

1. Капсульные галогенные лампы — это революционно новая концепция светильников. Их компактные размеры — до 10 мм в диаметре — при высокой светоотдаче и высокой цветопередаче позволяют использовать такие лампы во всех сферах жизни — от освещения офисов до точечной подсветки домашнего уголка для чтения. Средний срок службы таких ламп — 4000 часов. Цоколь штырьковый, цифра, следующая за буквой, означает расстояние между штырьками. Для работы с представленными в каталоге капсульными лампами может потребоваться трансформатор.

2. Линейные галогенные лампы — это прямой аналог стандартных трубчатых галогенных ламп. Нить накаливания в виде спирали и бесцветная трубка из кварцевого стекла, два цоколя. Держатели нити накаливания очень прочные, им не страшны механические воздействия. Лампочки мощностью 500 Вт, располагают по своему усмотрению, а большей – только горизонтально. Они сохраняют естественное белое свечение, отлично передают цвет. Их можно мгновенно перезапустить и отрегулировать яркость свечения. В них значительно снижено количество выбросов CO2 и теплопроизводительность. Поэтому такие лампы можно использовать для акцентирования отделки помещений, подсветки уличных дорожек, садов, офисных помещений, музеев, картинных галерей, квартир, а также для освещения автостоянок, рекламных щитов, производственных и строительных объектов и даже проезжей части — светят они очень ярко. Служат 2000 часов.

3. Лампы галогенные с отражателями подходят для направленного и общего освещения, и еще их встраивают в мебель. Ассортимент очень широк — в нашем каталоге вы можете подобрать лампу с подходящим вариантом цоколя и размерами. Цветовая температура галогеновых ламп в среднем составляет 2700K (желтый свет).

4. Галогенные лампы с параболическим стеклянным отражателем. Он покрыт алюминием. Лицевая сторона стеклянной поверхности рифленая. Она способствует созданию эффекта «искрения» света, охраняет лампу от пыли и контакта с руками людей. Подобные лампы освещают общественные и жилые здания.

Особенности галогенных ламп:

1. Используют мало электроэнергии, а дают максимальное освещение.

2. Длительный срок эксплуатации.

3. Широкий ассортимент, нестандартные формы и размеры светильников позволяют создавать интерьер любого стиля.

4. Галогенные лампы устойчивы к изменениям атмосферного давления, перепадам температур.

5. Имеют большую яркость, способны передавать различные цветовые оттенки, распространять свет на большие площади.

6. Длительный срок эксплуатации позволяет использовать их в сушильных камерах, холодильниках и другой технике.

7. Миниатюрные конструкции этих ламп помогают в ремонте техники, где есть труднодоступные места.

8. Галогенные лампы безопасны и надежны даже при пониженной влажности.

Отличаются галогенные лампы от обычных аналогов способностью сохранять яркость на протяжении всего периода эксплуатации. Свет у них яркий ровный, сравним с естественным освещением. При таком свете сохраняется натуральный цвет обоев, стен, мебели, кожи человека.

Галогенные лампы производства компании Osram представлены также в классической и форме мини свечей. У них такой же приятный свет, как и у ламп накаливания, и моментальная подача всей мощности светового потока без задержки на розжиг. Средний срок службы — 2000 часов.

Лампы Osram Halolux используются в работе бытовых холодильников и профессионального холодильного оборудования, светят чистым естественным галогенным светом (около 2 900 K).

Модель Osram Halolux с цоколем B15d — это компактные галогенные лампы для использования в миниатюрных светильниках. В нашем каталоге на сайте shop220.ru доступен широкий выбор галогенных ламп.

Чем галогенные лампы отличаются от ламп накаливания?

Галогенная лампа — это лампа накаливания, выполненная в виде кварцевой колбы, наполненной инертным газом с добавкой галогенов или их соединений, обеспечивающих замедленное испарение тела накаливания. Первые галогенные лампы появились в 1959 году в США и почти одновременно — в СССР.

Строение галогенных ламп идентично со строением обычных ламп накаливания. Однако, для уменьшения испарения вольфрама и осветления стенок колбы в галогенных лампах используется вольфрамово-галогенный цикл. В состав наполняющего галогенную лампу газа вводится небольшое количество галогенов (фтор, хлор, бром и йод).

Галогенные лампы, как и лампы накаливания, излучают тепло. Спираль, изготовленная из жаропрочного вольфрама, находится в колбе, заполненной инертным газом. При прохождении через спираль электрического тока она накаляется, вырабатывая тепловую и световую энергию. Накаливание приводит к испарению частичек вольфрама, которые оседают в виде черного осадка внутри колбы. При повышении давления газа этот процесс замедляется.

Размеры и низкая прочность колбы традиционной лампы накаливания не позволяют повышать давление газа далее. Чем выше температура спирали, тем больше излучается света. В тоже время ускоряется процесс испарения вольфрама, что снижает срок службы лампы накаливания. В галогенных лампах большая часть этих отрицательных явлений устранена.

Кроме этого, колба галогенной лампы выполняется из тугоплавкого кварцевого стекла, которое более устойчиво к высокой температуре и химическим воздействиям. Кварцевое стекло — жаропрочный материал, а маленькие габариты гарантируют прочность, достаточную для того, чтобы создавать более высокое давление газа. Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов криптон и ксенон в качестве газов-наполнителей. Все это позволяет повысить температуру спирали, в результате чего увеличивается в 2 раза световая отдача (13-25 лм/Вт) и срок службы галогенной лампы (в 2–4 раза выше, чем у ламп накаливания). Преимущество галогенных лампочек - повышенная светоотдача.

Галогенные лампы с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую

Галогенные лампы нового поколения с отражающим инфракрасное излучение покрытием ламповой колбы характеризуются значительным повышением световой отдачи. Это обусловлено следующим физическим процессом: часть энергии, которая в обычных галогенных лампах накаливания преобразовывается в невидимое излучение инфракрасное излучение (более 60 % производительности излучения), в лампах с покрытием частично преобразовывается снова в свете. Это становится возможным благодаря структуре покрытия, которое пропускает только видимый свет, а инфракрасное излучение по возможности полностью возвращает на спираль, где оно частично поглощается. Это вызывает повышение температуры спирали, вследствие чего подачу электроэнергии можно сократить. Световая отдача возрастает.

Преимущества и недостатки галогенных светильников

Преимущество галогенных лампочек — в повышенной светоотдаче при том же расходе электроэнергии. Недостаток — в смещении спектра в синюю область. У них свет «белее», чем у ламп накаливания, причем с некоторым количеством ультрафиолета. Если он падает на вещь, окрашенную нестойкой к свету краской, то выгорает она значительно быстрее, чем от обычных ламп, — это надо учитывать. В спектре этих источников света действительно присутствуют УФ-лучи. Галогенные лампы даже рекомендуют для восполнения недостатка естественного освещения при выращивании растительных культур. Известен случай, когда в бутике платье на манекене освещали галогенной лампой, и через два месяца образовалось «выгоревшее» пятно.

Галогенные лампы излучают приятный белый свет с цветовой температурой до 3200 К и отличной цветопередачей. Свет, который они излучают, ближе света всех иных ламп к солнечному. Их малые размеры, почти миниатюрность, позволяют создавать совершенно новые светильники, например, так называемого акцентирующего освещения, — специально сконструированная система отражателя позволяет настолько усилить поток света, что это дает дизайнерам дополнительные возможности в оформлении помещения. По сравнению с обычными лампами накаливания галогенные имеют световую отдачу 13-25 лм/Вт, высокий ресурс службы и лучшую стабильность светового потока.

Миниатюрные размеры галогенных ламп эстетически более привлекательны (у низковольтных галогенных ламп (12 В, 100 Вт): диаметр колбы в 5 раз меньше, чем у ламп накаливания той же мощности). Не случайно сегодня именно низковольтные галогенные светильники используют для подсветки стеллажей, полок, различных элементов интерьера. Все предметы выглядят нарядными, объемными, а их цвета становятся сочнее и ярче; подчеркивается блеск стекла и металла.

Кроме этого галогенные лампы на 12 В полностью электробезопасны. Ассортимент галогенных лампочек гораздо богаче обычных. Производимые сегодня галогенные лампы настолько разнообразны и многофункциональны (линейные, капсульные, рефлекторные и т. д.), что это позволяет дизайнерам-светотехникам оформлять интерьеры самым изысканным образом, находить такое световое решение, которое требуется конкретному помещению.

Подведем итоги. Основные преимущества галогенных ламп по сравнению с лампами накаливания: галогенные лампы бoлee эффeктивнo пpeoбpазуют энepгию, имeют в несколько pаз бoльший cpoк cлужбы, пpoизвoдят бoлee яpкий бeлый cвeт, более качественно передают цвета освещаемых предметов, выпускаются в более богатом ассортименте, пoзвoляют лучшe упpавлять cвeтoвым пучкoм и напpавлять eгo c бoльшeй тoчнocтью, бoлee кoмпактны, благoдаpя чeму coздаютcя нoвыe вoзмoжнocти дизайна.

Более современным и эффективным аналогом галогенных светильников сейчас считаются светодиодные прожекторы.

от 2 310 o

Мощность 35-50 Вт

Отправьте нам заявку и получите проект освещения бесплатно

Мы на выгодных условиях сотрудничаем с архитекторами и дизайнерами, сетевыми магазинами, строительными и девелоперскими компаниями, проектными организациями и дилерами. Свяжитесь с нами, и мы обсудим детали сотрудничества на особых условиях



Спасибо, мы получили Ваше
обращение и перезвоним в
ближайшее время!

В рабочий день среднее время
ожидания не превышает 15 минут

Отправка заявки завершилась неудачей, пожалуйста, повторите попытку позднее


Понравилась статья? Поделитесь ей с друзьями!

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Запинить

Теги: Освещение магазинов, Источники света, Осветительное оборудование

Галогенные лампы - Официальный сайт Camelion

Галогенные лампы - Официальный сайт Camelion - лампы, светотехника, источники питания и фонари
  • Код 1с: 5556
  • Цоколь: G9
  • Тип трубки/колбы: G9
  • Мощность(Вт): 40
  • Световой поток, Лм: 600
  • Размеры: 41x14
  • Код 1с: 5557
  • Цоколь: G9
  • Тип трубки/колбы: G9
  • Мощность(Вт): 60
  • Световой поток, Лм: 900
  • Размеры: 41x14
  • Код 1с: 2168
  • Цоколь: G4
  • Тип трубки/колбы: JC
  • Мощность(Вт): 5
  • Световой поток, Лм: 75
  • Размеры: 31x9
  • Код 1с: 2167
  • Цоколь: G4
  • Тип трубки/колбы: JC
  • Мощность(Вт): 10
  • Световой поток, Лм: 150
  • Размеры: 31x9
  • Код 1с: 1955
  • Цоколь: G4
  • Тип трубки/колбы: JC
  • Мощность(Вт): 20
  • Световой поток, Лм: 350
  • Размеры: 31x9
  • Код 1с: 2169
  • Цоколь: G4
  • Тип трубки/колбы: JC
  • Мощность(Вт): 35
  • Световой поток, Лм: 650
  • Размеры: 31x9
  • Код 1с: 5088
  • Цоколь: G6.35
  • Тип трубки/колбы: JC
  • Мощность(Вт): 35
  • Световой поток, Лм: 650
  • Размеры: 39x11
  • Код 1с: 1957
  • Цоколь: G6.35
  • Тип трубки/колбы: JC
  • Мощность(Вт): 50
  • Световой поток, Лм: 950
  • Размеры: 39x11
  • Код 1с: 3058
  • Цоколь: GU4
  • Тип трубки/колбы: MR11
  • Мощность(Вт): 20
  • Световой поток, Лм: 350
  • Размеры: 35x35
  • Код 1с: 2930
  • Цоколь: GU4
  • Тип трубки/колбы: MR11
  • Мощность(Вт): 35
  • Световой поток, Лм: 650
  • Размеры: 35x35
  • Код 1с: 3059
  • Цоколь: GU5.3
  • Тип трубки/колбы: MR16
  • Мощность(Вт): 20
  • Световой поток, Лм: 350
  • Размеры: 45x50
  • Код 1с: 2931
  • Цоколь: GU5.3
  • Тип трубки/колбы: MR16
  • Мощность(Вт): 35
  • Световой поток, Лм: 650
  • Размеры: 45x50
  • Код 1с: 3060
  • Цоколь: GU5.3
  • Тип трубки/колбы: MR16
  • Мощность(Вт): 50
  • Световой поток, Лм: 950
  • Размеры: 45x50
  • Код 1с: 5561
  • Цоколь: GU10
  • Тип трубки/колбы: GU10
  • Мощность(Вт): 35
  • Световой поток, Лм: 650
  • Размеры: 52x50
  • Код 1с: 5560
  • Цоколь: GU10
  • Тип трубки/колбы: GU10
  • Мощность(Вт): 50
  • Световой поток, Лм: 950
  • Размеры: 52x50
  • Код 1с: 7091
  • Цоколь: GU5.3
  • Тип трубки/колбы: JCDR
  • Мощность(Вт): 20
  • Световой поток, Лм: 300
  • Размеры: 45x35
  • Код 1с: 7092
  • Цоколь: GU5.3
  • Тип трубки/колбы: JCDR
  • Мощность(Вт): 35
  • Световой поток, Лм: 525
  • Размеры: 45x35
  • Код 1с: 7093
  • Цоколь: GU5.3
  • Тип трубки/колбы: JCDR
  • Мощность(Вт): 50
  • Световой поток, Лм: 750
  • Размеры: 45x35
  • Код 1с: 6138
  • Цоколь: GU5.3
  • Тип трубки/колбы: JCDR
  • Мощность(Вт): 20
  • Световой поток, Лм: 300
  • Размеры: 48x50
  • Код 1с: 1952
  • Цоколь: GU5.3
  • Тип трубки/колбы: JCDR
  • Мощность(Вт): 35
  • Световой поток, Лм: 525
  • Размеры: 48x50

Отличия галогенных ламп от ламп накаливания

Отличие галогенных ламп от ламп накаливания делает их более практичными и эффективными источниками света. Разберемся, чем отличаются конструкции этих двух светотехнических устройств, и какую разницу характеристик они создают.

Соответствие галогенных ламп лампам накаливания

Галогенный источник света появился позже лампы накаливания, и имел усовершенствованную конструкцию. Это обеспечило ему ряд преимуществ – большую долговечность и мощность, более качественную светоотдачу и другие плюсы.

Чтобы узнать, в чем галогенные источники лучше традиционных, выявим соответствие галогенных ламп лампам накаливания по определенным параметрам.

  • Лампа накаливания. Эксплуатация – до 1,2 тысяч часов, мощность в 50 Вт достигается источником света в 50 Вт, светоотдача – 10 Лм/Вт, температура цвета – около 3000K, вероятность мерцания – высокая, эксплуатация при температурном минусе – маловероятно, хрупкость – высокая, нагрев – значительный;
  • Галогенная лампа. Эксплуатация – до 6 тысяч часов, мощность в 50 Вт достигается источником света в 35 Вт, светоотдача – 20 Лм/Вт, температура цвета – около 3000K, вероятность мерцания – минимальная, эксплуатация при температурном минусе – маловероятно, хрупкость – средняя, нагрев – значительный .

Получается, галогенная лампа более мощная и прочная, а также служит дольше, чем обычная лампочка, плюс имеет более высокую светоотдачу и меньше зависит от перепадов напряжения. При этом, использовать ее при низких температурах также нельзя, и размещать рядом с текстилем или предметами, чувствительными к высоким температурам, тоже – оба этих источника света сильно нагреваются в процессе работы.

Что создает разницу между видами ламп

Если мы прочитаем историю галогенной лампы, то узнаем, что она является усовершенствованным вариантом лампы накаливания. Она также состоит из стеклянной колбы, нити накаливания и цоколя, но внутрь закачан галоген – бром или йод. Этот газ предотвращает оседание испаряемого вольфрама с нити накаливания на стенки лампы, исключая эффект нагара.

Кроме того, колба галогенного источника изготовлена из кварцевого стекла, поэтому он более прочный, чем обычная лампочка. Однако его принцип работы такой же, поэтому галогенная лампа не лишена главных недостатков традиционной – ее можно разбить при неосторожном обращении, она сильно нагревается при работе, чувствительна к скачкам напряжения и низким температурам.

Интересное о LED » Чем отличается галогенная лампа от лампы накаливания

Администратор

25 сентября 2020

Основное, чем отличается галогенная лампа от лампы накаливания при одинаковом принципе работы – особенностью конструкции. Это сделало ее более практичной и функциональной в применении. Расскажем о разнице в строении и характеристиках этих двух источников света подробнее.

Лампа накаливания и галогенная – разница конструкции

Чтобы понять отличие галогенных ламп от ламп накаливания, сравним их строение. Лампа накаливания состоит из стеклянной колбы, в которую помещают нить накаливания, тело накала и держатели, а также цоколя. Из колбы предварительно откачивается воздух, а иногда в нее могут закачивать аргон или криптон.

Галогенная лампа изобретена на основе традиционной лампочки. Она имеет аналогичное строение, за исключением колбы. Ее изготавливают из кварцевого стекла, и заполняют парами галогенов – брома или йода. Такое решение позволило избавиться от появления нагара на колбе от испарения вольфрама с нити накаливания. Галогены собирают осевшие частицы вольфрама, возвращая их обратно.

Также иное строение колбы сделало галогенную лампу более долговечной и улучшило характеристики ее потока света.

Соответствие галогенных ламп лампам накаливания

Чтобы выявить разницу лампы накаливания и галогенной, сравним конкретные технические параметры устройств, где первым указан показатель лампы накаливания, вторым – галогенной.

  • Срок службы: 1200 часов – 6000 часов.
  • Мощность в 50 Вт обеспечена мощностью: 50 Вт – 35 Вт.
  • Светоотдача: 10 Лм/Вт – 20 Лм/Вт.
  • Диапазон температуры цвета: 2100-3000K – 2100-3000K.
  • Вероятность эффекта пульсации: есть – минимальная.
  • Использование при низких температурах: затруднительно – затруднительно.
  • Прочность: очень хрупкая – хрупкая.

Выяснив соответствие галогенных ламп лампам накаливания, делаем выводы. Галогенная менее хрупкая, более мощная, долговечная, и отличается лучшей светоотдачей, хотя и сохраняет эффект пульсации, не используется при минусовых температурах и сильно нагревается.

Поэтому самыми современными источниками света считаются светодиодные лампы. Они прочные, мощные и долговечные, отличаются высокой светоотдачей, используются при разных температурах, имеют широкий диапазон цветовой температуры и экономят электроэнергию. Еще один плюс – LED-лампы сегодня выпускают с разными видами цоколей, что позволяет поменять привычный источник света на светодиодный.

Как выбрать галогеновые лампы головного света

Автомобильные лампы головного света – одна из тех вещей, которые владельцы транспортного средства могут с легкостью купить, а иногда даже и заменить самостоятельно. Сегодня на рынке автомобильных ламп можно найти самые разные товары: ксеноновые, биксеноновые, классические лампы накаливания, а также галогеновые и, совсем уж с недавних пор, светодиодные лампочки. В ближайшем будущем автолюбители будут засматриваться на лазерное освещение! Но пока это будущее не наступило, приходится выбирать между тремя вариантами. Большая часть автолюбителей по-прежнему отдает предпочтение испытанному галогеновому освещению – она не слишком яркое, плотное, относительно экономное и долговечное. Недобросовестные производители пользуются доверием владельцев авто к галогену. Давайте разберемся с тем, как правильно выбирать галогеновую лампу под автофары и заодно разберемся с тем, как они вообще устроены.

Галоген или ксенон?

Давайте начнем с разбора полетов. Сегодня наибольшим спросом на рынке головного света пользуются галогеновые и ксеноновые лампочки. И ту, и другую лампу легко найти в магазине. Они все относятся к популярным типам (h2, а также H7, h5), прекрасно справляются со своими основными задачами и будут активно использоваться в ближайшем будущем, несмотря на активное развитие лазерного освещения. Первое, что бросается в глаза при изучении каталога ксеноновых ламп, так это их высокая цена. Давайте сравним характеристики и особенности двух ламп и выясним, почему же одна может стоить в несколько раз дороже другой:

  • Галоген. Лампа проста, потребляют не очень много энергии в сравнении с классической лампой накаливания, легко заменяема. Что также важно, в магазинах можно найти галогеновые лампы самых разных размеров и форм. Минусы: энергозатратны в сравнении с более современными лампами, хрупки. Как правило, галоген служит около 1000 часов;
  • Ксенон. Такие лампы служат очень долго, экономичнее, гарантируют хорошую обзорность. Минусы: высокая стоимость, требуют докупки блока розжига, достигают максимальной яркости при работе за несколько секунд, могут ослепить водителей на встречке. Важно учесть, что световое пятно многих ксеноновых фар неравномерно: местами оно плотное, а местами прерывается тонкими полосами, что ухудшает видимость. Служит ксенон 2000 часов. Примерно после 2200 часов эксплуатации плотность светового пучка такой лампы становится критически низкой.

Несмотря на очевидную экономию электроэнергии и больший срок службы, экономия на ксеноне оказывается весьма относительной – автолюбителю придется докупать блок розжига. Еще дороже обходится биксенон, т.е. ксеноновая оптика, которая работает и как ближний, и как дальний свет. А вот галоген, входящий в штатную оптику значительной части иномарок, обходится дешевле, но служит меньше где-то в два раза. Как показывает практика, автолюбители сегодня отдают предпочтение галогеновой оптике, и дело отнюдь не в ее ценовой доступности. Она светит не так ярко, как ксенон, но зато не слепит и выдает довольно плотный световой пучок. Значительная часть ксеноновых ламп, которые можно найти на рынке, по качеству освещения даже проигрывают галогеновым. Здесь важно учитывать не только их совместимость с автомобилем, но и то, кем оптика была произведена. Этот момент мы затронем чуть позже.

Устройство галогеновой лампы и особенности работы

Даже некоторые опытные автолюбители верят в то, что автомобильный галоген работает по совсем новому принципу образования света. На самом деле все крайне просто. Внутри лампы находится уже привычная нам всем вольфрамовая нить, которая, раскаляясь, начинает светиться. Однако интересных отличий между галогеном и обычной лампочкой накаливания хватает. Начнем с конструкции. Она включает в себя:

  • Обыкновенную вольфрамовую спираль;
  • Контактную группу;
  • Светоотражающий колпачок;
  • Колбу из высокопрочного материала;
  • Электроды.

Наполнителем колбы являются т.н. галогены – газы брома, хлора, а также йода. Во-первых, лампы накаливания имеют наполнитель потому, что без него вольфрамовая нить быстро перегорает. Во-вторых, наполнитель предотвращает потемнение материала лампы по ходу ее работы. Галогены стали использоваться в лампах накаливания как раз по второй причине: объем галогенов для лампы заданной мощности может быть вдвое меньше объема, скажем, аргона для лампы этой же мощности без риска потемнения колбы. Проще говоря, автомобильный (да и любой другой в принципе) галоген удается сделать очень компактным.

Впрочем, галоген страдает теми же болезнями, что и любая другая лампа накаливания с наполнением в виде инертного газа. Вольфрамовая спираль со временем истончается в одном или нескольких участках, в этом же месте температура нити повышается, равно как и ускоряется испарение материала. Итог: перегорание спираль. Напомним, что принцип работы спиралей накаливания состоит в том, что атомы (в данном случае вольфрама) отлетают от сильно нагретого тела накала, но, не долетая до поверхности колбы, снова попадают на спираль. Результатами работы является свечение, образование тепла и постепенное истончение спирали.

Галогеновые лампы могут похвастать отличной цветопередачей. Выражаясь научным языком, их непрерывный спектр очень близок к спектру так называемого черного тела, температура которого исчисляется 2800-3000 Кельвинами. На практике это выглядит так: свет очень теплый, близкий к солнечному, но не такой теплый, как свет обычной лампы накаливания.

Параметры автомобильного галогена

При выборе новой галогеновой лампы стоит помнить о том, что она описывается целым рядом параметров. Важнейшим автолюбители считают параметр цоколя, хотя для более полного понимания особенностей автомобильной оптики нельзя забывать и об остальных параметрах. Галогеновая лампа имеет следующие характеристики:

  1. Мощность: от 55 до 65 Ватт;
  2. Световой поток: от 1450 до 2100 Люмен;
  3. Светоотдача: от 22 до 32 Люмен на Ватт. Втрое меньше, чем у ксеноновой лампы.

Ключевой особенностью фары является используемый в ней отражатель. Галогеновые фары обычно используют или параболические отражатели, или отражатели свободной формы. Светотеневая граница в совмещенных фарах реализуется посредством установки на галогеновой лампе светоотражающего колпачка или же использовании светового экрана.

После появления на рынке галогенных ламп автомобильную оптику начали адаптировать именно под них. Изначально буквой «H» обозначала галоген, а цифрой после буквы – типоразмер. Теперь такое обозначение является одним из стандартных. Самые распространенные лампы имеют обозначение: h2, h4, H7, H8 и H9. Также пользуются спросом лампы h5/HB2. Все остальные цоколи и типоразмеры не так распространены.

Выбор новой лампы

Купить галогеновую лампу можно как в специализированных магазинах, так и в онлайн-магазинах, на рынках. Последний вариант мы категорически не рекомендуем, поскольку на рынке велик шанс попасться на подделку или же лампу от малоизвестной фирмы, и, обольстившись низкой ценой, купить не лучший продукт. Правильно подобрать детали оптики можно по:

  • VIN-коду. Неплохой вариант поиска штатной оптики, но, как правило, автолюбители ищут лампы и фары в сборе другими способами;
  • Данным автомобиля. А именно: марка, модель транспортного средства, кузов, год выпуска. Руководствуясь этими данными можно легко найти оригинальную и аналоговую оптику в электронных каталогах. Минус такого способа в том, что могут возникнуть вопросы по совместимости ламп с остальными элементами фар;
  • Данным лампы. Кроме уточнения совместимости с цоколем при подборе стоит руководствоваться собственными предпочтениями. Ведущие производители автомобильной оптики предлагают лампы с повышенным сроком службы и низкой яркостью света, которые отлично подойдут тем, кто ездит по хорошо освещенным дорогам. Напротив, можно найти и очень яркий галоген, как, например, Osram Night Breaker Unlimited.

На самом деле при подборе подходящей лампочки можно столкнуться с целым рядом проблем. Фара автомобиля должна гарантировать максимальную освещенность как на скорости до 100 километром в час, так и свыше. Что же выбирать: лампы повышенной яркости или «долгоживущие»? Как показывает практика, оптика известных фирм многофункциональна и хорошо показывает себя практически в любых условиях. Для экстремальных же условий нужны специфические лампы, которые, впрочем, те фирмы, о которых мы вам расскажем, тоже предлагают.

Экскурс по брендам

На примерах рассмотрим лампы под цоколь h5, так они очень распространены. Практически все лампы имеют цветовую температуру до 5000 Кельвин – и встречных водителей не слепят, и хорошо себя показывают в дождь и негустой туман. Итак, ведущие производители и их интересные продукты:

  • Osram (Германия). Многими автолюбителям признан как лучший производитель оптики. Предлагает сотни решений по галогеновому, ксеноновому, светодиодному освещению. Недавно в каталогах немецкого производителя появились лампы подсерии Laser, хотя, конечно, лазерными они не являются. Но светят очень хорошо! Одни из самых интересных галогеновых ламп: Original Line, Night Breaker, Fog Breaker. Первая – нестареющая классика, вторая – одна из самых ярких ламп, а третья – отличное решение для езды в туман;
  • Philips (Нидерланды). Еще один прекрасный европейский производитель. В каталогах Philips легко запутаться, так что выделим для вас самые интересные и функциональные лампы: Long Life, Vision, X-Treme Vision +130%. Первая лампа – известный долгожитель, а третья является самым яркий на сегодняшний день галогеном;
  • Koito (Япония). Как ни странно, японские производители автомобильной оптики известны не очень широко. Их продукция отличается высочайшим качеством, но от европейской отличается разве что чуть более высокой ценой (порядка 5-10%). Пожалуй, лучшая лампа: White Beam. Она светит очень ярко, но при этом ее мощность равна мощности стандартного галогена;
  • Narva (Германия). По качеству исполнения Narva практически не уступает Philips и Osram. Видна разница в наполненности каталогов, т.е. у Narva галогеновых ламп не так уж и много. Однако среди них можно отметить много хороших вариантов для автомобильной оптики: Range Power White, Long Life, Heavy Duty.

Категорически не советуем покупать галогеновые лампы любых других производителей, особенно если они относятся к категории малоизвестных. Во-первых, галоген не слишком устойчив к вибрациям, а недобросовестный производитель не вносит в конструкцию лампы дополнительные усиливающие элементы. Во-вторых, некачественный аналог служит очень мало: от пары дней до 3 месяцев. 

Вывод

На самом деле выбрать галогеновую лампу головного света очень легко. Автолюбителю нужно лишь руководствоваться ее типом и обращать внимание на фирму-производителя. Отличные лампы изготавливают в Южной Корее и Германии. Кроме того, хорошие варианты можно подобрать в каталогах японских и нидерландских производителей. Как показывает практика, многие водители не доверяют ксенону – он кажется им слишком ярким. На самом деле качественная ксеноновая лампа, которая обычно продается по намного большей цене, нежели галоген, на данный момент является лучшим решением для головного света авто. Бюджет ограничен или свет все равно кажется слишком ярким? Галоген отлично вам подойдет.


Автомобильные лампы OSRAM — все, что надо знать — журнал За рулем

Специалисты компании OSRAM рассказали, в чем разница между галогенными, ксеноновыми и светодиодными лампами, чем отличаются дешевые и дорогие лампы головного света и из-за каких ламп могут строго наказать.

Стандарт ЕСЕ: что это и зачем он нужен?

Все выпускаемые автомобильные лампы должны отвечать строгим стандартам и характеристикам света, разработанным Европейской экономической комиссией (ЕСЕ). Каждый тип автомобильной лампы должен иметь строго определенный набор характеристик, например, лампа типа H7 на 12 Вольт имеет номинальную мощность 55 ватт и световой поток 1500 лм, а лампа типа H8 на 12 Вольт — номинальную мощность 35 ватт и световой поток 800 лм. Кроме этого, строго задано положение источника света относительно цоколя лампы и, соответственно, относительно отражателя фары.

Для чего это нужно? Несложно догадаться, что раз лампа сертифицирована согласно требованиям ECE и каждый тип лампы имеет свой цоколь, то и любая автомобильная фара точно так же создана как прибор, в котором стоит строго определенная лампа. Это нужно для правильного светораспределения и обеспечения необходимого уровня освещения на дороге. Поэтому, когда лампа перегорает, мы идем в магазин, покупаем лампу нужного нам типа и при этом уверены, что она подойдет для нашего автомобиля.

Принцип работы лампы в фаре. Система оптики фар направляет свет на дорогу и создает правильное светораспределение на дороге. В каждой фаре может использовать строго определенный тип лампы, в противном случае светораспределение будет неправильным.

Принцип работы лампы в фаре. Система оптики фар направляет свет на дорогу и создает правильное светораспределение на дороге. В каждой фаре может использовать строго определенный тип лампы, в противном случае светораспределение будет неправильным.

Типы ламп ECE на примере галогенных ламп

Типы ламп ECE на примере галогенных ламп

Почему не стоит экономить на автомобильных лампах?

Всегда следует отдавать предпочтение проверенным брендам, отвечающим за свое качество. Предположим, в магазине на полке лежат две галогенные лампы разных производителей — известного бренда и совсем незнакомого. С виду они похожи, но цена лампы неизвестного бренда значительно ниже. Скорее всего, если покупатель не видит различий в товаре, он купит то, что дешевле.

За качество и безопасность на дороге надо платить. Вы же не определите на глаз, какое давление смеси инертных газов закачано в колбу? Из какой вольфрамовой нити изготовлена спираль? Правильно ли она припаяна? Все это скажется на дальнейшей работе лампы: низкое давление и некачественная смесь газов приведут к малому сроку службы и потемнению колбы из-за нарушения галогенного цикла. Некачественная вольфрамовая нить может вызвать неравномерный нагрев спирали, что обязательно отразится на распределении света на дороге. Неправильное расположение источника света относительно отражателя — такое бывает из-за некачественной сборки — приведет к ослеплению водителей встречного транспорта и плохому распределению света на дороге. Так что не экономьте на свете. Это повышает риск ДТП, а на безопасности не экономят.

Компания OSRAM осуществляет постоянный контроль на каждой технологической операции, поэтому может с уверенностью гарантировать высокое качество любой лампы. Все лампы OSRAM не просто отвечают требованиям по качеству, предъявляемым ECE, но и существенно превосходят их. Благодаря этому продукцию OSRAM выбирают не только автомобилисты: большинство автопроизводителей комплектует свои новые автомобили именно лампами OSRAM.

У меня перегорела лампа в фаре, надо менять парой или по одной?

Конечно, можно заменить одну перегоревшую лампу. Так как ПДД запрещают ездить с неисправным головным светом, то, чтобы не нарушать правила, достаточно поменять только перегоревшую лампу. Но если перегорела одна галогенная лампа, то велика вероятность того, что соседняя долго не проживет. Поэтому лучше потратить время и деньги и заменить обе. Если этого не сделать, то, по закону подлости, она перегорит в дороге, ночью, когда будет идти снег или дождь.

С ксеноновыми лампами дело обстоит сложнее. Со временем яркость ксеноновой лампы падает, а цветовая температура растет. Поэтому ксеноновые лампы следует менять только парой. В противном случае вождение будет дискомфортным, так как новая лампа будет светить ярче старой, а внешний вид автомобиля будет непривлекательным, так как цвет у двух фар автомобиля будет разным, что, согласитесь, некрасиво.

Можно ли заменить традиционные лампы на светодиодные?

Можно. Если говорить про новинку — светодиодные лампы OSRAM LEDriving HL, то автомобилист получит ряд неоспоримых преимуществ, к которым можно отнести более высокую яркость, чистый белый цвет с цветовой температурой 6000 К (это сделает ваш автомобиль более привлекательным) и гарантию 5 лет. Для понимания, на галогенные лампы никто гарантию не дает, и в среднем стандартная лампа служит один год.

Таким образом, приобретая светодиоды, вы получите сплошные преимущества, а именно более высокую яркость, более привлекательный вид автомобиля и повышенный комфорт за счет меньшего цикла замены ламп. Более того, эти лампы итальянского производства, что также говорит о бескомпромиссном качестве.

Что касается геометрии, то светодиодные лампы OSRAM полностью повторяют галогенные лампы: цоколи идентичны, а светодиодные чипы по расположению и размерам соответствуют вольфрамовой нити накала. Поэтому светораспределение на дороге будет правильным. Такие лампы никого не ослепят и обеспечат повышенную яркость дорожного полотна, что делает вождение автомобиля более безопасным.

Приобретая светодиодные лампы OSRAM LEDriving HL, вы получите такие очевидные преимущества, как более высокую яркость, более привлекательный вид автомобиля и повышенный комфорт за счет меньшего цикла замены ламп.

Приобретая светодиодные лампы OSRAM LEDriving HL, вы получите такие очевидные преимущества, как более высокую яркость, более привлекательный вид автомобиля и повышенный комфорт за счет меньшего цикла замены ламп.

Однако есть определенный нюанс, о котором стоит обязательно сказать. Любые светодиодные лампы на замену галогенных в фарах головного света не имеют одобрения ECE, то есть они не сертифицированы, а раз не сертифицированы, то, с точки зрения закона, становятся лампами, которые не одобрены к использованию на дорогах общего пользования. К сожалению, Европейская экономическая комиссия не торопится с сертификацией светодиодных ламп на замену галогенных.

Чем может грозить замена обычных ламп на светодиодные в фарах головного света? Тип светового прибора для светодиодных ламп пока не установлен. Значит, сотрудник полиции может выписать только штраф.

Итак, с моральной точки зрения светодиодные лампы вместо галогеновых устанавливать можно: эти лампы полностью отвечают всем требованиям ECE и более того — только повышают безопасность на дороге за счет повышенной яркости и продолжительного срока службы. А вот с точки зрения закона такие лампы использовать нельзя, так как они попросту не сертифицированы той же ECE.

Можно ли поставить ксеноновую лампу вместо галогенной?

При желании, установить можно всё. Но ни с точки зрения закона, ни с моральной точки зрения устанавливать ксеноновые лампы вместо галогенных категорически нельзя.

Конструкция фары для галогенной лампы сильно отличается от той, которая предназначена для ксеноновой. На фарах нанесена специальная индикация: буква Н — фара предназначена для галогенных ламп, D — фара предназначена для ксеноновых ламп. На рынке существуют комплекты для замены галогенной лампы на ксеноновую. Но это продукция неизвестных брендов, которые совсем не думают о безопасности при вождении. Если вы купите такой комплект и поставите в фары, в которых используют галогенные лампы, получите неправильное светораспределение на дороге. Это связано с тем, что ксеноновые лампы имеют совсем другие геометрические формы по сравнению с галогенными, соответственно, источник света будет находиться совсем в другом месте. Мало того, что такая «модернизация» существенно повысит риск ДТП, так как будет слепить водителей встречного транспорта, но еще и может нанести вред вашим фарам, так как они рассчитаны на галогенные лампы, температура колбы которых существенно отличается от температуры колбы ксеноновых ламп при их работе. Более того, фара с ксеноновой лампой должна иметь автоматический корректор и омыватель фар, в отличие от галогенной, которая таких опций не предусматривает.

Так что же делать, если хочется установить ксеноновые лампы? Ответ один: узнать, продаются ли для вашего автомобиля фары, которые были изначально разработаны под ксеноновые лампы, и если да, купить фары целиком и установить их в сервисном центре.

Чем отличаются галогенные лампы от ксеноновых?

Это два разных принципа получения света.

Если галогенная лампа создает свет с помощью вольфрамовой нити накала, на которую подается ток, то у ксеноновой лампы другой принцип работы. Газоразрядные лампы, они же ксеноновые, создают свет по принципу электрического разряда. На лампу при помощи пускового устройства подается напряжение зажигания. Лампа имеет два электрода, помещенных в колбу, которая наполнена газом (заполнение инертным газом ксеноном, смесью из металлов и галогенидов металлов). При подаче напряжения газ ионизируется и при помощи дуги возбуждается к свечению. При этом во время контролируемой подачи тока жидкие и твердые субстанции под действием высокой температуры испаряются. Лампа достигает своей полной яркости только через несколько секунд, когда ионизированы все компоненты.

Световая дуга ксеноновой лампы, создающая световой поток:

При этом ксеноновые лампы имеют существенные преимущества по сравнению с галогенными лампами:

Если у стандартного галогена цветовая температура 3200 К (бело-желтый цвет), то у стандартного ксенона цветовая температура 4200 К, что делает цвет более белым. А это значит, что внешний вид автомобиля более привлекательный и свет такой лампы более комфортен при вождении.

Если у стандартного галогена цветовая температура 3200 К (бело-желтый цвет), то у стандартного ксенона цветовая температура 4200 К, что делает цвет более белым. А это значит, что внешний вид автомобиля более привлекательный и свет такой лампы более комфортен при вождении.

  • Яркость в 2 раза выше, световой конус длиннее (до 40 метров) и шире по сравнению с галогеном.
  • Если у стандартного галогена цветовая температура 3200 К (бело-желтый цвет), то у стандартного ксенона цветовая температура 4200 К, что делает цвет более белым. А это значит, что внешний вид автомобиля более привлекательный и свет такой лампы более комфортен при вождении.
  • Срок службы лампы выше в 4 раза по сравнению с галогеном. Более того, ксеноновые лампы менее подвержены перенапряжению так как подключаются не напрямую к аккумулятору, а через пускорегулирующее устройство, которое контролирует правильное напряжение.
  • Так как у лампы световая дуга, а не вольфрамовая нить, она менее подвержена вибрациям, что также продлевает срок службы.
  • Благодаря иной конструкции можно создавать лампы с повышенной яркостью или цветовой температурой не в ущерб сроку службы, в отличие от галогенных ламп.

Что такое OEM лампы и чем они отличаются от ламп в магазине?

Лампы, которые поставляются на автомобильный конвейер, называют лампами OEM качества. Чтобы попасть на конвейер, лампа должна отвечать не только стандартам ECE, но и более жестким требованиям автопроизводителей. Ведь если через месяц на новом автомобиле перегорит лампа, кто будет виноват? Автопроизводитель!

Где же взять такие лампы максимального качества на замену? Лучший вариант — OSRAM ORIGINAL. Лампы этого семейства имеют на коробке отметку «OEM качество». Лампы OSRAM ORIGINAL имеют такое же высокое качество и световые характеристики, как и лампы, которые изначально стояли в новом автомобиле. Благодаря большим мощностям производственных линий OSRAM может позволить себе выпускать продукцию максимального качества как на автомобильный конвейер, так и на полки магазинов. Разница только в упаковке. Суть в том, что лампы ORIGINAL — это абсолютно те же лампы, которые выбирают автопроизводители и устанавливают в новый автомобиль на конвейере.

Лампы ORIGINAL — это абсолютно те же лампы, которые выбирают автопроизводители и устанавливают в новый автомобиль на конвейере.

Лампы ORIGINAL — это абсолютно те же лампы, которые выбирают автопроизводители и устанавливают в новый автомобиль на конвейере.

Почему лампы, имея одно и то же значение светового потока, светят по-разному? Как повысить яркость не в ущерб требованиям ECE?

Согласно стандарту ECE, каждый тип лампы имеет ограничение по максимальному световому потоку. Например, лампа Н7 имеет ограничение 1500 люмен. Однако важнее другой параметр — освещенность, то есть то количество света, которое попадает на дорогу. Для достижения большей освещенности приходится идти на определенные технические хитрости. На примере галогенной лампы OSRAM Night Breaker Laser объясним, каким образом удалось создать лампу, которая на 150% ярче стандартной лампы, но при этом полностью сертифицирована, имеет стандартные размеры нити накала и стандартную мощность.

Шаг первый

Модернизируем вольфрамовою нить накала, уменьшаем ее толщину. Спираль нагревается до большей температуры, выше световой поток. К тому же нить накала лампы содержит большее количество витков по сравнению со стандартной лампой, сохранив при этом такую же длину.

Шаг второй

Создать световой фильтр на колбе лампы, чтобы снизить увеличенную яркость в тех местах, где это не нужно. Синий фильтр на колбе необходим для того, чтобы формировать правильную светотеневую границу. Если бы фильтра не было, то светотеневая граница была бы неправильной и фара ослепляла бы встречный транспорт.

Белое окошко пропускает максимально яркий свет, который, проходя через оптику фар, в итоге оказывается ниже светотеневой границы. Синий фильтр затемняет (блокирует) излишне яркий свет, который попадал бы выше светотеневой границы.

Белое окошко пропускает максимально яркий свет, который, проходя через оптику фар, в итоге оказывается ниже светотеневой границы. Синий фильтр затемняет (блокирует) излишне яркий свет, который попадал бы выше светотеневой границы.

Шаг третий

Улучшить газовый состав колбы для того, чтобы компенсировать срок службы лампы. Из-за более высокой температуры горения нити накала лампа теряет в сроке службы. Улучшенный газ в колбе нивелирует негативные факторы модернизированной нити накала. Однако полностью компенсировать срок службы лампы за счет модернизированного состава газа и вернуть его на уровень стандартной лампы не представляется возможным. Поэтому важно знать, что любое увеличение яркости галогенной лампы ведет к снижению срока службы лампы.

Данные правила распространяются на все лампы повышенной яркости, единственным уточнением является то, что не на всех лампах используется светофильтр на колбе.

С галогенными лампами разобрались, а что насчет ксеноновых?

Тут все проще: увеличение освещенности достигается за счет другого расположения световой дуги в лампе.

У стандартной лампы световая дуга расположена под прямым углом относительно отражателя фары.

У стандартной лампы световая дуга расположена под прямым углом относительно отражателя фары.

У ксеноновых ламп повышенной яркости световая дуга расположена под небольшим углом, что приводит к тому, что большее количество света попадает на дорогу в область светотеневой границы.

Здесь свет изображен желтым цветом, и мы видим, что его больше, чем у стандартной лампы.

Кроме этого, повышенная яркость ксеноновых ламп достигается за счет измененного состава газа колбы, что также позволяет увеличить яркость.

Вспомним несколько понятий из курса физики и узнаем, каким стандартам должна соответствовать автомобильная лампа.

Световой поток Φ. Единица измерения — люмен [лм]

Световой поток — количество света, излучаемого лампой во всех направлениях на 360 градусов.

Световой поток — количество света, излучаемого лампой во всех направлениях на 360 градусов.

Сила света Ι. Единица измерения — кандела [кд]

Сила света — световой поток, излучаемый в конкретном направлении (телесный угол Ω)

Сила света — световой поток, излучаемый в конкретном направлении (телесный угол Ω)

Освещенность E. Единица измерения — люкс [лк]

Освещенность — это отношение светового потока к площади, которую охватывает поток.

Освещенность — это отношение светового потока к площади, которую охватывает поток.

Освещенность — отношение светового потока к площади, которую охватывает поток. Освещенность в 1 люкс соответствует потоку в 1 лм, равномерно распределенному на площади 1 м2. Именно освещенность является наиболее важным параметром для автомобильной лампы, так как водителя интересует в первую очередь то, какое количество света попадет на дорогу, а не то, какое количество света излучает лампа во всех направлениях, учитывая, что после установки лампы в фару в среднем половина света блокируется системой оптики фар.

Яркость L. Единица измерения — кандела на квадратный метр [кд/м2]

Яркость L источника света или освещаемой поверхности является основным фактором для восприятия света человеком.

Яркость L источника света или освещаемой поверхности является основным фактором для восприятия света человеком.

Цветовая температура. Единица измерения — кельвин [K]

Цветовая температура источника света определяется в сравнении с излучением «абсолютно черного тела» и отображается в виде графика, известного как «кривая Планка». Чем выше температура «абсолютно черного тела», тем сильнее синий компонент спектра и слабее красный. У автомобильных ламп стандартная цветовая температура галогена — 3200 К, бело-желтый свет, ксенона — 4200 К, белый свет с желтым оттенком. Чистый белый свет без желтого оттенка — 6000 К. Именно 6000 К — цветовая температура естественного дневного солнечного света. Все, что выше 6000 К, будет давать синий оттенок.

галоген | Типы лампочек

Какие они?

Галогенная лампа накаливания или лампа представляет собой тип лампы накаливания, в которой используется галоген для увеличения светоотдачи и номинального срока службы. Они известны умеренно высокой эффективностью, качеством света и длительным сроком службы по сравнению с обычными лампами накаливания.

Откуда они взялись?

Ранняя история галогенных ламп параллельна истории ламп накаливания. Использование хлора для предотвращения почернения лампы было запатентовано в 1882 году.В 1959 году General Electric запатентовала коммерчески жизнеспособную галогенную лампу, в которой в качестве газообразного галогена использовался йод.

Как они работают?

Галогенная лампа работает так же, как лампа накаливания, за одним заметным исключением: галогенный цикл. В обычной лампе накаливания вольфрам медленно испаряется из горящей нити. Это вызывает почернение лампы, что снижает светоотдачу и сокращает срок службы.

Галогенные лампы

в значительной степени могут решить эту проблему, поскольку газообразный галоген химически реагирует с испаренным вольфрамом, предотвращая его прилипание к стеклу.Некоторое количество вольфрама возвращается в нить накала, что также способствует увеличению номинального срока службы лампы. Поскольку температура, необходимая для этой реакции, выше, чем у обычной лампы накаливания, галогенные лампы обычно должны производиться с использованием кварца.

Где они используются?

Галогенные лампы используются в различных областях, как коммерческих, так и жилых. Галогенные лампы используются в автомобильных фарах, освещении под шкафом и рабочем освещении. Кроме того, галогенные отражатели, такие как лампы MR и PAR, часто предпочтительны для направленного освещения, такого как прожекторы и прожекторы.Они также все чаще используются как более эффективная альтернатива лампам накаливания. Существует не так много ситуаций, в которых нельзя использовать галогенные лампы, но одним из потенциальных недостатков является тепло, выделяемое галогенными лампами, особенно в тех областях, где затраты на ОВК являются проблемой.

Другие полезные ресурсы

Что такое галоген и чем он отличается от лампы накаливания?

Возможно, вы слышали о лампах, которые слишком горячие, чтобы обращаться с ними.Или, возможно, вы слышали, что их называют лампами с лампочкой внутри колбы - похоже на сон во сне, да?

Они называются галогенами.

Как галогенные лампы излучают искусственный свет? Где использовать галогенные лампы? Какое место в светотехнике занимает галоген?

Давайте ответим на эти вопросы и расскажем о плюсах и минусах галогенной технологии.

Но, прежде чем мы начнем, вы можете подумать: «Итак, почему мне нужно знать о технологиях и какую пользу мне от этих знаний?» Я хочу выделить несколько преимуществ понимания технологии, прежде чем углубляться в саму технологию.

  1. Понимание того, как лампочка производит искусственный свет, помогает нам (и вам) устранять неполадки, когда сценарии идут наперекосяк.

    Пример: Знаете ли вы, что некоторые галогенные и HID лампы выглядят почти одинаково? Знание различий в технологиях поможет вам быстро определить, что у вас есть галогенная лампа в цоколе и HID .

  2. Понимание того, как лампочка производит искусственный свет, помогает нам (и вам) выбрать правильную лампу для правильного применения.

Давайте кратко определимся с галогенными лампами, прежде чем мы начнем.

Что такое галогенный свет?

Галоген - это тип осветительной техники, который по сути является усовершенствованной версией лампы накаливания. Как и в случае с лампами накаливания, электрический ток попадает в розетку и поднимается до вольфрамовой нити, нагревая нить до накала. Галогенные лампы накаливания имеют вольфрамовые нити, помещенные в кварцевую капсулу и заполненные газами йода и брома.

Как работают галогенные лампы накаливания?

Мы классифицируем лампочки по технологии, по которой они производят искусственное освещение. Поскольку галогенные лампы являются лишь усовершенствованием технологии накаливания, мы не относим их к собственному семейству ламп. Вместо этого мы называем их подкатегорией семейства ламп накаливания.

Помните, как работают лампы накаливания? Галогены действуют аналогично.

Электрический ток течет из розетки и контактирует с цоколем лампочки.Как и в случае с лампами накаливания, электрический ток попадает в розетку и поднимается до вольфрамовой нити, нагревая нить до накала. Усовершенствование галогенных ламп состоит в том, что нить накала заключена в кварцевую капсулу, заполненную газообразным галогеном. Этот газ инертен и состоит из йода и брома.

Поток электрического тока запускает «галогенный цикл», когда частицы, выгоревшие из вольфрамовой нити, затем повторно осаждаются обратно на нить галогеном внутри кварцевой капсулы, что позволяет «повторно использовать эти частицы».«Повторное использование частиц придает лампе более высокую светоотдачу и более длительный срок службы, чем лампы накаливания. Таким образом, галогены могут работать до 2500 часов, в то время как лампы накаливания имеют средний срок службы 800–1200 часов.

Галогенные лампы также могут работать при более высоких температурах, чем лампы накаливания. Вот почему вы часто видите маленькие галогенные кварцевые лампочки мощностью 250–300 Вт.

Описание галогенной кварцевой капсулы

Кварцевая капсула изготовлена ​​из чистейшего стекла.В то время как большинство традиционных стекол содержит другие разбавляющие материалы, кварц является чистым и позволяет стеклу работать с более высоким сопротивлением.

Осторожность с кварцевой капсулой заключается в том, что масло из наших пальцев разрушает ее. Поэтому, если вы постоянно прикасаетесь к кварцевой капсуле внутри галогенной лампочки, ваши пальцы могут повлиять на срок службы продукта.

Были ли лампы накаливания запрещены? Мы объясняем здесь.

Где вы используете галогенные лампы?

Наш генеральный директор использует в доме галогенные лампы.Галогенное качество света и цветовая температура идеально подчеркивают красивый деревенский декор в его доме.

И, несмотря на то, что светодиоды получают много шума, многие специалисты по свету и дизайнеры рекомендуют галогенные лампы для жилых или декоративных целей.

Помимо этого, вот несколько областей применения, в которых галогенные лампы используются чаще всего:

Шкатулки

Многие ювелирные магазины используют галогенные зеркальные отражатели для выделения золотых украшений. То, как свет отражается от зеркального отражателя на украшения, придает им теплый, насыщенный и первоклассный оттенок.

Розничная торговля

Некоторые розничные магазины до сих пор используют галогенные лампы PAR для освещения дорожек. Как правило, вы видите, что они используются в розничных магазинах, у которых есть «тусклая» и теплая атмосфера, которую они пытаются достичь. Abercrombie, Hollister и PacSun - вот некоторые из немногих, в которых используются галогенные лампы.

Специальные приложения

Вы также увидите галогены, используемые для нагрева пищи или в портативных проекторах. Из-за небольшого размера кварца галогенные лампы могут быть очень полезны в этих нишевых приложениях.

Галоген за и против

Вот несколько плюсов и минусов галогенного освещения:

Галоген профи

  • Качество света

    Опять же, подобно тому, как лампы накаливания являются золотым стандартом качества света (по сравнению с другими источниками искусственного света), галогены придерживаются того же стандарта, поскольку они по-прежнему являются частью семейства ламп накаливания.

  • Компактный размер

    Поскольку кварц такой маленький, вы можете использовать галогенные лампы в некоторых уникальных приложениях - внутри инструментов, бытовых приборов и, как я упоминал ранее, проекторов.

  • Возможность диммирования

    Если у вас есть ресторан и в ваших встраиваемых банках для общего освещения вставлено несколько галогенных ламп PAR, вы в хорошей форме, если хотите приглушить их. Где бы вы ни хотели приглушить свет, галогены - отличный вариант.

  • Низкая стоимость

    С массовым отказом от многих традиционных продуктов накаливания галоген стал недорогим вариантом освещения.

Галогеновые минусы

  • Неэффективное использование энергии

    Хотя галогены более эффективны, чем традиционные лампы накаливания, по сравнению с искусственным светом в наши дни, галогены очень неэффективны с точки зрения соотношения люмен на ватт.

  • Скрытые компоненты

    Поскольку вольфрам в галогенной лампе заключен в кварц, старинный и традиционный вид лампы накаливания теряется.

  • Распад компонентов

    Галогены чувствительны к маслам на коже, что в конечном итоге может нанести вред продукту.

Для получения дополнительной информации о технологиях освещения, ознакомьтесь с этими статьями:

Галогенные лампы - как они работают и история

Галогенная лампа

Яркий и Compact
История
(1953 - сегодня)

Введение:
Галогенная лампа также известна как галогенная кварцевая и вольфрамовая галогенная лампа. фонарь.Это усовершенствованная форма лампы накаливания. фонарь. Нить накала состоит из пластичного вольфрама и расположена в газовая колба, как и стандартная вольфрамовая колба, однако газовая в галогенной лампочке находится при более высоком давлении (7-8 атм). Стеклянная колба изготавливается из плавленого кварца, высококремнеземного стекла или алюмосиликата. Этот колба прочнее стандартного стекла, чтобы выдерживать высокое давление. Эта лампа является отраслевым стандартом для рабочего освещения и кино / телевидения. освещение за счет компактных размеров и большого светового потока.Галогенная лампа медленно заменяется белой светодиодной лампой, миниатюрной HID и люминесцентные лампы. Галогены повышенной эффективности с яркостью 30+ люмен на ватт может изменить снижение продаж в будущем.

Все кредиты и источники расположены внизу каждой страницы освещения

Преимущества / недостатки:

Преимущества:
-Галоген Лампы маленькие, легкие
-Низкая стоимость производства
-Не используются ртутные лампы типа КЛЛ (флуоресцентные) или ртутные лампы.
-Лучшая цветовая температура, чем у стандартного вольфрама (2800-3400 Кельвинов), он ближе к солнечному свету, чем более «оранжевый» стандартный вольфрам.
- Более длительный срок службы, чем у обычных ламп накаливания
- Мгновенное включение на полную яркость, отсутствие времени на прогрев и регулировку яркости

Недостатки:
- Чрезвычайно горячий (легко может вызвать сильные ожоги. при прикосновении к лампе).
- Лампа чувствительна к маслам, оставленным на коже человека при прикосновении колба голыми руками оставшееся масло нагреется один раз лампа активирована, это масло может вызвать дисбаланс и привести к разрыв луковицы.
-Взрыв, колба способна выдувать и посылать горячие осколки стекла наружу. Экран или слой стекла на внешней стороне лампы могут защитить пользователей.
-Не такая эффективная, как лампы HID (металлогалогенные и лампы HPS)

Видео . 6 мин. (YouTube не должен быть заблокирован на вашем сервере и требуются плагины для прошивки)

Статистика
* Люмен на ватт: 10-35
* Срок службы лампы: 1700-2500 часов
* CRI 100 (максимально возможное)
* Цветовая температура: 2800-3400 K
* Время нагрева: мгновенно

Обычный использует: 8 мм проекторы (первое использование в 1960 г.)
Переносные рабочие фары
Освещение для кино / телевидения
Домашнее внутреннее освещение (меньшая мощность)
Домашнее и коммерческое внешнее освещение (большая мощность)
Автомобильные фары


1.Как это работает

Галогенная лампа имеет вольфрам нить накаливания аналогична стандартной лампе накаливания, однако лампа намного меньше при той же мощности и содержит газообразный галоген в лампочка. Галоген важен тем, что останавливает почернение и замедляет истончение вольфрамовой нити. Это продлевает жизнь лампы и позволяет вольфраму безопасно нагреваться до более высоких температур (поэтому делает больше света).Лампа должна стоять выше температуры, поэтому плавленый кварц часто используется вместо обычного кремнезема стекло.

А галоген - одновалентный элемент который легко образует отрицательные ионы. Есть 5 галогенов: фтор, хлор, бром, йод и астат. В галогенных вольфрамовых лампах используются только йод и бром.

A.) Лампа включается, и нить накала начинает светиться красным по мере того, как через него проходит ток.Температура быстро повышается. Галогены закипать до газа при относительно низких температурах: йод (184 ° C) или бром (59 С).

Б.) Обычно атомы вольфрама испаряются с нити накала и осаждаются внутри лампы, это затемняет обычные лампы накаливания. Когда атомы уходят нить накала становится тоньше. В конце концов нить оборвется (обычно на концах нити).В галогенной вольфрамовой лампе Атомы вольфрама химически объединяются с молекулами галогенового газа и когда галоген остывает, вольфрам снова осаждается на нити накала. Этот процесс называется галогенным циклом.

2. Варианты и способы применения


Двойной галогенная лампа с цоколем (400 Вт)

Галогенная лампа поставляется в двух основных конфигурациях: односторонний и двусторонний.Чаще всего используются галогенные лампы с двумя цоколями. лампы большей мощности и используются для рабочего освещения, двора светильники и лампы для кинопроизводства. Галогенная лампа имеет мгновенный способность включения в отличие от паров ртути или натрия высокого давления, поэтому они хорошо работают с охранными лампами, которые активируются при движении датчики. Срок службы галогенной лампы сокращается из-за частого циклы включения и выключения.

Нити в двойном галоген на концах может быть прямым или двойным. Все филаменты свернуты в спираль для увеличения яркости, это была разработка Ирвинг Ленгмюр в стандартной лампе накаливания.

А экран используется для защиты актеров от насильственных неудач на конец срока службы лампы (лампа может лопнуть из-за высокого давления)

галоген лампы, используемые для телевидения и кинопроизводства, варьируются от 125-750 + Вт.Высокое потребление ограничивает количество ламп, которые можно подключить к стандартная схема на 15 ампер. Каждый год светодиоды, человеко-машинные интерфейсы и люминесцентные лампы дневного света замените галогенную лампу из-за меньшей опасности возгорания (меньше тепла) и потребляемая мощность.

Другой использование галогенных ламп, которое выросло с середины 1990-х гг., было бытовое и торговое освещение.Галогенный трековый светильник популярный способ обеспечить качественным светом определенные области для приготовление пищи, картины / гобелены и общее настроение освещение. Галогенная лампа полностью регулируемая, в отличие от компактной. флюоресцентные лампы. Галоген потребляет очень мало энергии и имеет более длительный срок службы в затемненном состоянии. Фредерик Мосби рано развился галогенные светильники со стандартными винтами Эдисона в основаниях для использования в доме еще в середине 1960-х гг.

The Лампа MR16 (слева) используется во многих современных трековых светильниках xtures.


The Лампа выше - это более новый галоген, используемый в автомобильных фарах. У Сильвании продукт под названием "Blue Star", в котором используется галогенная лампа и фильтрует его, чтобы создать синий цвет. Это ухудшает цветопередачу. чем стандартный вольфрам.Отмена регулирования фар в автомобилях привела к к большему разнообразию доступных ламп.

3. Изобретатели и разработки

Элмер Фридрих и Emmet Wiley разработали галогенную лампу в General Electric в Нела-Парк, штат Огайо, в 1955 году. Другие пытались построить галогенные лампы. лампы, однако они не могли придумать, как остановить почернение лампы. Фридрих понял, что нужно использовать небольшое количество йода, окружающего вольфрамовую нить, что позволило бы ей гореть при повышенной температуре.Первые лампы использовались и проектировались «запекать» краску на металле за счет высокой теплоотдачи галоген.


В Двухцокольная галогенная лампа была запатентована в 1959 году в Нела Парк (Кливленд, США). ОН)

Патентов были выпущены в 1959 году, а к 1960 году галоген был улучшен другими инженеров, чтобы было дешевле производить и продавать. С 1980-х гг. светильники стали легче.

Ранний работа, выполненная до 1950-х годов, включает Уильяма Работа Д. Кулиджа по разработке пластичного вольфрама в 1911 г. Этот материал используется во многих типах ламп, включая галогенные лампы. Ирвинг Ленгмюр изучал заполнение газом и легирование вольфрама для удлинения жизнь лампочки с 1905 по 1940 годы.

1953/1959 Эльмер Фридрих разработал первый галогеновый вольфрам прототипы ламп с Эммиттом Уайли.Первое тестовое использование в 1955 году лампы стояли на освещении законцовок крыла самолетов. разработал двухцокольную галогеновую лампу в 1959 году. Фридрих также первый электролюминесцентный ламповая техника того же периода. Фридрих продолжал разрабатывать улучшения в лампе до самой смерти в 2010 году. Общие Электрический. Нела Парк. Кливленд, Огайо

Фото: Музей Скенектади

1953/1959 Эммет Уайли работал с Фридрихом над первым галогенные лампы.В качестве галогена они использовали йод. Общие Электрический. Нела Парк. Кливленд, Огайо

1955 г. Фредерик А. Мосби также работал в General Electric в исследовательском центре в парке Нела. Он разработал более эффективный галогенную лампу и приспособили лампу для использования в обычных патронах. General Electric. Нела Парк. Кливленд, Огайо

1955 г. Неизвестно - Philips Разработано инженерами Philips лампа, в которой использовался галоген бром. Эта лампа была эффективнее чем йод в то время и стал стандартом. Philips имеет политика не разглашать имена своих инженеров, так что правда о том, какие люди заслуживают похвалы, может никогда не быть известно. Philips Gloeilampenfabrieken, Nederlands

Фото: Philips

Лампы представлены в порядке хронологического развития

The Электрический свет

КОММЕНТАРИИ?
Помогите нам редактировать и добавлять на эту страницу, став волонтером ETC!
Оставьте отзыв на этой и других страницах с помощью нашего Facebook Стр. Решебника

Назад на дом

Письменный М.Уилан с дополнительным исследованием Рика ДеЛэра
Свяжитесь с нами, если вы историк и хотите исправить или улучшить этот документ.

Источники:
«В свои 88 лет изобретатель галогенных ламп Элмер Фридрих все еще придумывает яркие идеи »Роджер Мезгар, Cleveland.com
Как работает галоген. www.sylvania.com
Подразделение света неизвестным
« A История электрического света и энергии »Б. Бауэрса

Фотографии:
Технический центр Эдисона
Уилан Коммуникации
Музей Скенектади

Фото / видео использование:
Коммерческие организации должны платить за использование фотографий / графики / видео в своих веб-страницы / видео / публикации
Ни один коммерческий или публичный объект не имеет права изменять фотографии / графику / видео Технического центра Edison.
Использование в образовательных целях: Учащиеся и учителя могут использовать фото и видео в школе. Графика и фотографии должны содержать водяной знак или подписи Технического центра Edison. и остаются без манипуляций, за исключением калибровки.

Разрешения - Видео: Мы не отправляем никому по электронной почте, FTP и не отправляем видео / графику. кроме DVD. За эту услугу требуется оплата. Смотрите наш пожертвование страницу с ценами, и наш каталог для списка видео на DVD.
Профессиональные компании по производству видео могут получать видео в виде данных с подписанные лицензионные соглашения и оплата по коммерческим ставкам.


Авторские права 2013 Технический центр Эдисона

Вольфрамовые галогенные лампы и газонаполненные лампы

Применение и технические примечания


Ниже приводится техническая информация и информация по применению вольфрамовых галогенных и газонаполненных ламп ILT. Многие из наших ламп можно приобрести прямо в нашем интернет-магазине.Чтобы поговорить с одним из наших экспертов по лампам, узнать о лампе, изготовленной по индивидуальному заказу, или попросить образец, свяжитесь с нами, заполнив форму здесь.

ILT предлагает большой выбор газонаполненных ламп различных размеров, цоколей и типов газа, включая цоколи T-1 3/4, G4-G10, двухштырьковые, проволочные выводы, сборки отражателей MR3 - MR11 с газами. включая галоген, ксенон, аргон и криптон


<Назад ко всем источникам света

Обзор ламп Настроить мою лампу


Как работают вольфрамовые галогенные лампы (краткий обзор)

Вольфрамовые галогенные лампы по конструкции аналогичны обычным газонаполненным лампам с вольфрамовой нитью, за исключением небольшого следа галогена (обычно брома) в заполняющем газе.

Газообразный галоген вступает в реакцию с вольфрамом, который испарился, мигрировал наружу и отложился на стенке лампы. Когда температура стенки кварцевой оболочки достигает примерно 250 ° C, галоген вступает в реакцию с вольфрамом с образованием галогенида вольфрама, который отделяется от стенки лампы и мигрирует обратно к нити накала.

Галогенид вступает в реакцию на нити накала, где температура около 2500 ° C вызывает диссоциацию вольфрама и галогена. Вольфрам осаждается на более холодных частях нити, а галоген высвобождается для продолжения цикла.

Нить накала вольфрамовой галогенной лампы служит двум целям. Один из них предназначен для генерации света, а второй - для выработки тепла, необходимого для получения температуры стенок выше 250 ° C.

Эти лампы спроектированы таким образом, чтобы поддерживать требуемую температуру стенок при работе от расчетного напряжения. Снижение напряжения более чем на 10% от расчетного, вероятно, приведет к падению температуры стенок ниже требуемых 250 ° C.

Испытания показывают, что в большинстве случаев эти пониженные рабочие условия не влияют на работу лампы.К тому времени, когда температура стенки упадет до точки, при которой цикл галогена перестает функционировать, температура нити снизится до точки, при которой испарение вольфрама будет незначительным. Если наблюдается почернение стен, следует избегать диапазона рабочего напряжения, при котором это происходит. Сжигание лампы при расчетном напряжении в течение короткого периода времени обычно может устранить почернение лампы из-за временной эксплуатации в таком диапазоне напряжений.

Однако в редких случаях вольфрамовые галогенные лампы со снижением номинала более чем на 10% могут испытывать неблагоприятную реакцию коррозионного воздействия галогена на вольфрамовую нить, что приводит к преждевременному выходу лампы из строя.Не рекомендуется использовать вольфрамовые галогенные лампы при напряжении, превышающем расчетное, поскольку лампы обычно рассчитаны на свои максимальные пределы. Температура уплотнения лампы не должна превышать 350 ° C, в противном случае произойдет окисление молибденовой ленты, что приведет к преждевременному выходу лампы из строя.


Вольфрамовые галогенные лампы - идеальные источники света для спектрофотометров, поскольку они обеспечивают широкополосное спектральное излучение от ультрафиолетового, видимого и инфракрасного до пяти микрон.Некоторый выход излучения может быть получен при 320 и 340 нанометрах. По этой причине ILT НЕ блокирует УФ-излучение от наших вольфрамовых галогенных ламп.


Выход спектрального излучения для вольфрамовых ламп накаливания

Типы нитей


Подробная техническая информация - вакуумные, газонаполненные и вольфрамовые галогенные лампы

Вакуумные лампы (ссылка на таблицу продуктов)


Вольфрамовая нить вакуумной лампы накаливания нагревается до температур, при которых излучается видимый свет за счет резистивного нагрева.Нить накала действует как электрический резистор, который рассеивает мощность пропорционально приложенному напряжению, умноженному на ток через нить накала. Когда этого уровня мощности достаточно, чтобы поднять температуру выше 1000 градусов Кельвина, излучается видимый свет. По мере увеличения рассеиваемой мощности количество света увеличивается, и пиковая длина волны света смещается к синему. Типичные вакуумные лампы могут иметь температуру нити накала от 1800 до 2700 градусов Кельвина. Свет от низкотемпературных ламп имеет красновато-желтый цвет, а от высокотемпературных ламп - более белый цвет.

Вольфрамовая нить накала испаряется быстрее, чем выше температура нити. Частицы испаренного вольфрама имеют тенденцию осаждаться на стеклянной оболочке, что со временем приводит к увеличению светового препятствия. В зависимости от области применения препятствие для выхода света может быть достаточно высоким, чтобы закончить срок службы лампы. В конце концов, материал нити накаливания испарится в количестве, достаточном для разрыва нити, что полностью завершит срок службы лампы. Оба эти эффекта сильно зависят от температуры нити накала, поэтому долговечные вакуумные лампы, как правило, работают в нижнем диапазоне температур, и свет имеет желтоватый оттенок.

Первоначально электрическое сопротивление вольфрамовой нити при комнатной температуре довольно низкое. Когда к лампе впервые подается электрическое питание, большой пусковой ток вызывает быстрый нагрев нити накала. Сопротивление нити накала увеличивается до значения, в пять-десять раз превышающего сопротивление холоду, что приводит к стабилизации силы тока, потребляемого лампой, и к тому, что лампа излучает стабильный световой поток. В зависимости от размера нити накала период пуска может составлять от десятков миллисекунд до сотен миллисекунд.Это требование пускового тока следует учитывать при выборе источника питания для конкретного применения лампы.

Газонаполненные лампы (ссылка на таблицу продуктов)

Газонаполненные лампы излучают свет от нити накаливания, работающей в атмосфере инертного газа. Добавление инертного газа подавляет испарение вольфрамовой нити, что увеличивает срок службы лампы или позволяет работать при более высоких температурах в течение того же срока.В качестве обычных газов используются азот, аргон, криптон и ксенон. Стоимость резко возрастает по мере использования более редких газов, особенно для ксенона, из-за их очень низкого естественного содержания. Преимущество газов с более высоким атомным весом состоит в том, что они подавляют испарение вольфрамовой нити более эффективно, чем газы с более низким весом. Это позволяет нити накала газонаполненных ламп работать при температурах до 3200 градусов Кельвина и достигать разумного срока службы. Свет от этих ламп имеет высокое содержание синего цвета, что придает свету чисто-белый вид.

Газонаполненным лампам требуется больше энергии для достижения той же температуры нити накала, чем вакуумным лампам. Окружающий газ охлаждает нить накала, подавляя испарение и уменьшая миграцию испаренного вольфрама на стенку лампы. Более высокая рабочая температура газонаполненных ламп обеспечивает большую светоотдачу на ватт входной мощности, что оправдывает их использование в критических приложениях.

Вольфрамовые галогенные лампы (ссылка на таблицу продуктов)

Вольфрамовая галогенная лампа похожа на лампу, заполненную инертным газом, за исключением того, что она содержит небольшое количество активного газообразного галогена, такого как бром.Инертный газ подавляет испарение вольфрамовой нити, в то время как газообразный галоген снижает количество вольфрама, покрывающего внутреннюю стенку лампы. Газообразный галоген вступает в реакцию с вольфрамом, который испаряется, мигрирует наружу и осаждается на стенке лампы. Когда температура стенки лампы достаточна, галоген вступает в реакцию с вольфрамом с образованием бромида вольфрама, который отделяется от стенки лампы и мигрирует обратно к нити накала. Соединение бромида вольфрама реагирует на нити накала лампы, где температура, близкая к 2500 ° C, вызывает рассеивание вольфрама и галогена.Вольфрам осаждается на нити накала и освобождается для повторения цикла снова. К сожалению, вольфрам не осаждается в той же зоне, где происходило испарение, поэтому нить накала все равно становится тоньше и в конечном итоге выходит из строя.

Вольфрамовая нить накала галогенной лампы служит двум целям. Один из них - генерировать свет, а второй - генерировать тепло, необходимое для получения температуры стенок выше 250 ° C. Эти лампы спроектированы таким образом, чтобы поддерживать требуемую температуру стенок при работе с расчетным напряжением.Снижение напряжения более чем на 10% от расчетного, вероятно, приведет к падению температуры стенок ниже требуемых 250 ° C. Испытания показывают, что в большинстве случаев эти пониженные рабочие условия не влияют на работу лампы. К тому времени, когда температура стенки упадет до точки, при которой цикл галогена перестает функционировать, температура нити снизится до точки, при которой испарение вольфрама будет незначительным. Если наблюдается почернение стен, следует избегать диапазона рабочего напряжения, при котором это происходит.Сжигание лампы при расчетном напряжении в течение короткого периода времени обычно может устранить почернение лампы из-за временной эксплуатации в таком диапазоне напряжений. Однако в редких случаях галогенные лампы с пониженными характеристиками более чем на 10% могут испытывать неблагоприятную реакцию коррозионного воздействия галогена на вольфрамовую нить, что приводит к преждевременному выходу лампы из строя.

Светоотдача вольфрамовой галогенной лампы более стабильна, чем у негалогенной газовой лампы, благодаря очищающему действию газообразного галогена на колбу лампы.Эта особенность в сочетании с высокой цветовой температурой света и долгим сроком службы делает эти лампы очень востребованными для многих промышленных и научных приложений. Ограничение рабочего цикла из-за требования поддерживать температуру оболочки лампы при температуре, достаточной для запуска галогенного цикла, является недостатком. Однако в приложениях с непрерывным режимом работы относительно легко обеспечить правильную вентиляцию для обеспечения надлежащей рабочей температуры.


Не рекомендуется эксплуатировать вольфрамовые галогенные лампы при напряжении, превышающем расчетное, поскольку лампы обычно рассчитаны на свои максимальные пределы.Температура уплотнения лампы не должна превышать 350 ° C, в противном случае произойдет окисление молибденовой ленты, что приведет к преждевременному выходу лампы из строя.

Вольфрамовые галогенные лампы - идеальные источники света для спектрофотометров, поскольку они обеспечивают широкополосное спектральное излучение в диапазоне от ультрафиолетового, видимого и инфракрасного до пяти микрон. Некоторый выход излучения может быть получен при 320 и 340 нанометрах.

Срок службы при проектном и рабочем напряжении

Срок службы лампы, выраженный в часах, рассчитан при расчетном напряжении и в идеальных лабораторных условиях.Отклонение от расчетного напряжения приведет к уменьшению или увеличению срока службы лампы. Это отклонение также изменит значения потребления тока, яркости и цветовой температуры. Эти отклонения должны использоваться инженером-проектировщиком для улучшения технических характеристик лампы для конкретного применения.

На рисунке 1 показаны процентные изменения тока, цветовой температуры и яркости, когда рабочее напряжение отличается от расчетного.

Указанный здесь номинальный срок службы выражается в часах.Номинальный срок службы рассчитывается при расчетном напряжении, переменном токе и в идеальных лабораторных условиях. При фактическом использовании срок службы может сократиться в результате агрессивных сред, таких как удары, вибрация и экстремальные температуры. Срок службы можно существенно увеличить, выбрав рабочее напряжение меньше расчетного. Это снижение напряжения по сравнению с расчетным также приведет к более холодной нити накала, обеспечивающей повышенную устойчивость к ударам и вибрации.

Из-за незначительных различий в производстве миниатюрных ламп и в составных частях невозможно, чтобы каждая отдельная лампа работала в течение того срока, для которого она была разработана.Срок службы лампы оценивается как средний срок службы большой группы ламп.


Схема калькулятора Rapid Lamp

Эта диаграмма позволяет пользователю определить зависимость тока, средней сферической канделы и срока службы от значения напряжения, приложенного к лампе, в процентах от расчетного напряжения для этой лампы. Проведите горизонтальной линией через процентное значение расчетного напряжения, которое будет использоваться, и прочтите значение рассчитанных параметров в правой части диаграммы.

Галогенная лампа - Energy Education

Рисунок 1.Ксеноновая галогенная лампа. [1]

Галогенные лампочки - это довольно эффективные лампочки, которые излучают свет из потока электричества. Галогенные лампы используются при съемках, но также используются в жилом и коммерческом освещении, а также в автомобилях. [2]

Это усовершенствованная форма лампы накаливания; они работают одинаково, но служат намного дольше: [2]

  1. Более высокое давление - газ, содержащийся в колбе, находится под более высоким давлением (7-8 атм), что делает колбу меньше, чем обычная лампа накаливания.Лампы должны быть изготовлены из более прочных материалов, чтобы выдерживать такое давление.
  2. Галогеновый газ - газ внутри галогенной лампы соединяется с парами вольфрама, выделяемыми нитью накала (часть, которая нагревается и излучает свет). Если температура достаточно высока, этот пар повторно осаждается на нити, рециркулируя вольфрам и продлевая срок службы лампы. [3]

Лампа может нагреваться намного сильнее, производя больше света на единицу электроэнергии по сравнению с лампой накаливания.Недостатком являются сильные ожоги галогеновых ламп при прикосновении к ним во время работы. [2]

Преимущества

  • Маленький, легкий и простой в изготовлении.
  • Обычная лампа накаливания может длиться до 1000 часов, а галогенная лампа - более 2500 часов.
  • Галогенные лампы имеют цветовую температуру, близкую к солнечной, которая имеет более белый цвет по сравнению с оранжевым цветом, излучаемым лампами накаливания. [2] Для сравнения см. Приведенное ниже моделирование PhET: лампы накаливания работают при температуре около 2800 K, а галогены - до 3400 K. [2] [3]
  • Более длительный срок службы, как описано выше.
  • Мгновенный запуск (не нужно прогревать)

Недостатки

  • Чрезвычайно горячий (опасность ожога).
  • Может взорваться из-за высокого давления, выбросив осколки стекла наружу. Это можно смягчить, если использовать стеклянный экран, который защищает от травм. [2]

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета.Изучите эту симуляцию, чтобы увидеть, как изменение температуры меняет количество излучения, создаваемого нитью накаливания лампочки. Обратите внимание, что большая часть энергии уходит в виде тепла (в инфракрасном спектре, справа от видимого спектра):

Для дальнейшего чтения

Список литературы

Как работает галогенная лампа?

Начнем с обычной электрической лампочки, такой как обычная бытовая лампа. Обычная лампочка представляет собой довольно большой тонкий корпус из матового стекла.Внутри стекла находится газ, например аргон и / или азот. В центре лампы находится вольфрамовая нить накала. Электричество нагревает эту нить примерно до 4500 градусов по Фаренгейту (2500 градусов по Цельсию). Как и любой горячий металл, вольфрам при этом нагревается добела и излучает большое количество видимого света в процессе, называемом накаливанием . См. «Как работают газовые фонари» для получения дополнительной информации о накаливании.

Обычная лампочка не очень эффективна, и ее срок службы составляет от 750 до 1000 часов при нормальном использовании.Это не очень эффективно, потому что в процессе излучения света он также излучает огромное количество инфракрасного тепла - гораздо больше тепла, чем света. Поскольку цель лампочки - генерировать свет, тепло тратится впустую. Это длится недолго, потому что вольфрам в нити накала испаряется и осаждается на стекле. В конце концов, тонкое пятно на нити накала приводит к ее разрыву, и колба «перегорает».

В галогенной лампе также используется вольфрамовая нить накала, но она заключена в кварцевую оболочку гораздо меньшего размера, .Поскольку конверт расположен так близко к нити накала, он расплавился бы, если бы был сделан из стекла. Газ внутри оболочки тоже другой - он состоит из газа группы галогенов . Эти газы обладают очень интересным свойством: они соединяются с парами вольфрама. Если температура достаточно высока, газообразный галоген будет соединяться с атомами вольфрама, когда они испаряются, и повторно осаждаются на нити накала. Этот процесс переработки позволяет нити служить намного дольше. Кроме того, теперь можно нагреть нить накаливания, а это значит, что на единицу энергии будет приходиться больше света.Однако вы все равно получаете много тепла; а поскольку кварцевая оболочка расположена так близко к нити накала, она на очень горячая по сравнению с обычной лампочкой на .

ZEISS Microscopy Online Campus | Лампы вольфрамово-галогенные

Введение

Источники света накаливания, в том числе более старые версии с вольфрамовой и углеродной нитью, а также новые, более совершенные вольфрамово-галогенные лампы, успешно используются в качестве высоконадежных источников света в оптической микроскопии на протяжении многих десятилетий и продолжают оставаться одними из них. предпочтительные механизмы освещения для различных методов визуализации.Старые лампы, оснащенные вольфрамовой проволочной нитью и заполненные инертным газом аргоном, часто используются в студенческих микроскопах для получения светлопольных и фазово-контрастных изображений, и эти источники могут быть достаточно яркими для некоторых приложений, требующих поляризованного света. Вольфрамовые лампы относительно недороги (по сравнению со многими другими источниками света), их легко заменить, и они обеспечивают адекватное освещение в сочетании с диффузионным фильтром из матового стекла. Эти особенности в первую очередь ответственны за широкую популярность источников света накаливания во всех формах оптической микроскопии.Вольфрамово-галогенные лампы, наиболее совершенная конструкция в этом классе, генерируют непрерывное распределение света в видимом спектре, хотя большая часть энергии, излучаемой этими лампами, рассеивается в виде тепла в инфракрасных длинах волн (см. Рисунок 1). Из-за относительно слабого излучения в ультрафиолетовой части спектра вольфрамово-галогенные лампы не так полезны, как дуговые лампы и лазеры, для исследования образцов, которые необходимо освещать с длинами волн менее 400 нанометров.

Несколько разновидностей вольфрамово-галогенных ламп в настоящее время являются источником освещения по умолчанию (и предоставляются производителем) для большинства учебных и исследовательских микроскопов, продаваемых по всему миру.Они отлично подходят для исследования в светлом поле, микрофотографии и цифровой визуализации окрашенных клеток и срезов тканей, а также для многочисленных применений отраженного света для промышленного производства и разработки. В поляризованных световых микроскопах, используемых для идентификации частиц, анализа волокон и измерения двойного лучепреломления, а также в рутинных петрографических геологических приложениях, обычно используются вольфрамово-галогенные лампы высокой мощности для обеспечения необходимой интенсивности света через скрещенные поляризаторы.Стереомикроскопы также используют преимущества этого повсеместного источника света как в моделях начального, так и в продвинутых моделях. Для визуализации живых клеток с помощью методов усиления контраста (в основном дифференциального интерференционного контраста ( DIC ) и фазового контраста) в составных микроскопах проходящего света наиболее распространенным в настоящее время источником света является вольфрамово-галогенная лампа мощностью 100 Вт. . В долгосрочных экспериментах (обычно требующих от сотен до тысяч снимков) эта лампа особенно стабильна и при нормальных условиях эксплуатации подвержена лишь незначительным уровням временных и пространственных колебаний выходной мощности.

Первые коммерческие лампы накаливания с вольфрамовой нитью были представлены в начале 1900-х годов. Эти передовые нити, которые можно было наматывать, скручивать и эксплуатировать при очень высоких температурах, оказались гораздо более универсальными, чем их предшественники на основе углерода и осмия. Углеродные лампы страдают от быстрого испарения нити накала при температурах выше 2500 ° C и, следовательно, должны работать при более низких напряжениях для получения света с относительно низкой цветовой температурой (желтоватый).Напротив, вольфрам имеет температуру плавления приблизительно 3380 ° C и может быть нагрет почти до этой температуры в стеклянной оболочке для получения света, имеющего более высокую цветовую температуру и срок службы, чем любой из предыдущих материалов, используемых для нити ламп. Основная проблема с вольфрамовыми лампами заключается в том, что во время нормальной работы нить накала постоянно испаряется с образованием газообразного вольфрама, который медленно уменьшает диаметр нити накала и в конечном итоге затвердевает на внутренней стороне стеклянной оболочки в виде почерневшего, покрытого сажей отложений.Со временем мощность лампы уменьшается, поскольку остатки осажденного вольфрама на стенках внутренней оболочки становятся толще и поглощают все большее количество более коротких видимых длин волн. Точно так же потеря вольфрама из нити накала уменьшает диаметр, делая ее настолько тонкой, что в конечном итоге она выходит из строя.

Вольфрамово-галогенные лампы были впервые разработаны в начале 1960-х годов путем замены традиционной стеклянной колбы на кварцевую колбу с более высокими характеристиками, которая больше не была сферической, а трубчатой.Кроме того, внутри оболочки были запечатаны незначительные количества паров йода. Замена стекла с более низкой температурой плавления на кварцевое была необходима, потому что цикл регенерации галогена лампы (подробно обсуждается ниже) требует, чтобы оболочка поддерживалась при высокой температуре (превышающей допустимую для обычного стекла), чтобы предотвратить образование галогеновых соединений вольфрама. от затвердевания на внутренней поверхности. Из-за новых компонентов эти усовершенствованные лампы первоначально назывались термином: кварц-йодид .Хотя лампы, содержащие галогены, представляли собой значительное улучшение по сравнению с обычными вольфрамовыми лампами, которые они заменили, новые лампы имели легкий розоватый оттенок, характерный для паров йода. Кроме того, кварц легко подвергается воздействию слабых щелочей, образующихся во время работы, что приводит к преждевременному выходу из строя самой оболочки. В последующие годы соединения брома заменили йод, и оболочка была изготовлена ​​из более новых сплавов боросиликатного стекла для производства вольфрамово-галогенных ламп с еще более длительным сроком службы и более высокой мощностью излучения.

Как обсуждалось ранее, в традиционных лампах накаливания испаренный газообразный вольфрам из нити накала переносится через паровую фазу и непрерывно осаждается на внутренних стенках стеклянной колбы. Этот артефакт затемняет внутренние стенки лампы и постепенно снижает светоотдачу. Чтобы поддерживать потери света на минимально возможном уровне, обычные вольфрамовые лампы накаливания помещают в большие колбы, имеющие достаточную площадь поверхности, чтобы минимизировать толщину осажденного вольфрама, который накапливается в течение срока службы лампы.Напротив, трубчатая оболочка в вольфрамово-галогенных лампах заполнена инертным газом (азот, аргон, криптон или ксенон), который во время сборки смешивается с небольшим количеством галогенового соединения (обычно бромистого водорода; HBr ). и следовые уровни молекулярного кислорода. Соединение галогена служит для инициирования обратимой химической реакции с вольфрамом, испаренным из нити, с образованием газообразных молекул оксигалогенида вольфрама в паровой фазе. Температурные градиенты, образующиеся в результате разницы температур между горячей нитью накала и более холодной оболочкой, способствуют перехвату и рециркуляции вольфрама в нить накала лампы благодаря явлению, известному как цикл регенерации галогена (проиллюстрирован на Рисунке 2).Таким образом, испаренный вольфрам реагирует с бромистым водородом с образованием газообразных галогенидов, которые впоследствии повторно осаждаются на более холодных участках нити, а не накапливаются медленно на внутренних стенках оболочки.

Цикл регенерации галогена можно разделить на три критических этапа, которые показаны на рисунке 2. В начале работы оболочка лампы, заполняющий газ, парообразный галоген и нить накала изначально находятся в равновесии при комнатной температуре. Когда к лампе подается питание, температура нити накала быстро повышается до ее рабочей температуры (в районе 2500–3000 ° C), в результате чего также нагревается наполняющий газ и оболочка.В конце концов, оболочка достигает стабильной рабочей температуры, которая колеблется от 400 до 1000 C, в зависимости от параметров лампы. Разница температур между нитью накала и оболочкой создает температурные градиенты и конвекционные токи в заполняющем газе. Когда температура оболочки достигает примерно 200–250 ° C (в зависимости от природы и количества паров галогена), начинается цикл регенерации галогена. Атомы вольфрама, испарившиеся из нити накала (см. Рис. 2 (а)), вступают в реакцию с парами газообразного галогена и следами молекулярного кислорода с образованием оксигалогенидов вольфрама (рис. 2 (б)).Вместо того, чтобы конденсироваться на горячих внутренних стенках оболочки, оксигалогенидные соединения циркулируют конвекционными токами обратно в область, окружающую нить, где они разлагаются, в результате чего элементарный вольфрам повторно осаждается на более холодных участках нити (рис. 2 (c)). ). После освобождения от связанного вольфрама соединения кислорода и галогенидов диффундируют обратно в пар, чтобы повторить цикл регенерации. Непрерывная рециркуляция металлического вольфрама между паровой фазой и нитью обеспечивает более равномерную толщину проволоки, чем это было бы возможно в противном случае.

Преимущества цикла регенерации галогенов включают возможность использования меньших по размеру конвертов, которые поддерживаются в чистом состоянии без отложений в течение всего срока службы лампы. Поскольку колба меньше, чем в обычных вольфрамовых лампах, дорогой кварц и родственные стеклянные сплавы могут быть более экономичными при производстве. Более прочные кварцевые оболочки позволяют использовать более высокое внутреннее давление газа, чтобы помочь в подавлении испарения нити накала, тем самым позволяя повышать температуру нити, что приводит к большей световой отдаче, и смещать профили излучения, чтобы обеспечить большую долю более желательных длин волн видимого диапазона.В результате вольфрамово-галогенные лампы сохраняют свою первоначальную яркость на протяжении всего срока службы, а также преобразуют электрический ток в свет более эффективно, чем их предшественники. С другой стороны, вольфрам, испаренный и повторно осажденный в цикле регенерации галогена, не возвращается на свое исходное место, а скорее скатывается на самые холодные участки нити, что приводит к неравномерной толщине. В конечном итоге лампы выходят из строя из-за уменьшения толщины нити накала в самых жарких регионах. В противном случае вольфрамово-галогенные лампы могут иметь практически бесконечный срок службы.

Ранние исследования показали, что добавление фторидных солей к парам, запечатанным внутри вольфрамово-галогенных ламп, дает на выходе самый высокий уровень видимых длин волн, а также осаждает переработанный вольфрам на участках нити накала с более высокими температурами. Это открытие вселило надежду на то, что вольфрамовые нити могут иметь более однородную толщину в течение значительного увеличения срока службы этих ламп. Кроме того, смещение выходного профиля излучения лампы для включения большего количества видимых длин волн было весьма желательно по сравнению с более низкими цветовыми температурами, обеспечиваемыми аналогичными лампами, имеющими альтернативные галогенные соединения (йодид, хлорид и бромид).К сожалению, было обнаружено, что фторидные соединения агрессивно воздействуют на стекло (обратите внимание, что фтористоводородная кислота обычно используется для травления стекла), что приводит к преждевременному разрушению оболочки. Таким образом, фторидные соединения не подходят для коммерческих ламп. Как следствие, обсуждаемые выше бромидные соединения по-прежнему являются предпочтительным реагентом для производства вольфрамово-галогенных ламп, но производители ламп продолжают исследовать применение новых смесей заполняющего газа и галогенов для этих очень полезных источников света.

Вольфрамово-галогенные лампы накаливания работают как тепловые излучатели, что означает, что свет генерируется при нагревании твердого тела (нити накала) до очень высокой температуры. Таким образом, чем выше рабочая температура, тем ярче будет свет. Все лампы на основе вольфрама демонстрируют спектральные профили излучения, напоминающие профили излучения излучателя с черным телом, а спектральный профиль выходной мощности вольфрамово-галогенных ламп качественно аналогичен профилям ламп накаливания с вольфрамовой и углеродной нитью накаливания.Большая часть излучаемой энергии (до 85 процентов) находится в инфракрасной и ближней инфракрасной областях спектра, при этом 15-20 процентов попадают в видимую область (от 400 до 700 нанометров) и менее 1 процента - в ультрафиолетовых длинах волн. (ниже 400 нм). Мягкая стеклянная оболочка обычных ламп накаливания поглощает большую часть ультрафиолетового излучения, генерируемого вольфрамовой нитью, но оболочка из плавленого кварца в вольфрамово-галогенных лампах поглощает очень мало излучаемого ультрафиолетового света выше 200 нанометров.

Значительная часть электроэнергии, потребляемой накаленными вольфрамовыми проволочными волокнами, выводится в виде электромагнитного излучения, охватывающего диапазон длин волн от 200 до 3000 нанометров. Математически полное излучение увеличивается как четвертая степень температуры проволоки, что смещает спектральное распределение в сторону все более коротких (видимых) длин волн в колоколообразном профиле по мере увеличения температуры (см. Рисунки 1 и 3). Несмотря на то, что пиковые длины волн имеют тенденцию перераспределяться из ближнего инфракрасного диапазона ближе к видимой области с более высокими температурами нити накала, точка плавления вольфрама не позволяет большей части выходного излучения смещаться в видимую область спектра.При самых высоких практических рабочих температурах пиковое излучение составляет примерно 850 нанометров, при этом около 20 процентов общего выходного излучения приходится на видимый свет. Инфракрасные волны, составляющие большую часть выходного сигнала, должны рассеиваться как нежелательное тепло. В результате, по сравнению со спектром дневного света (5000+ K), излучаемого ртутными, ксеноновыми и металлогалогенными дуговыми лампами, в галогенидных лампах всегда преобладают красные участки спектра.

В случае идеального радиатора с черным телом воспринимаемая цветовая температура равна истинной (измеренной) температуре материала радиатора.Однако на практике общее излучение обычных источников излучения (таких как лампы накаливания) меньше, чем можно было бы ожидать от черного тела. Цветовая температура выражается в Кельвинах ( K ), в то время как фактическая измеренная температура более практично выражается в градусах Цельсия ( C ). Эти два числа различаются на 273,15 линейных единиц градусов, при этом значение Кельвина равно Цельсию плюс 273,15. Более высокие цветовые температуры соответствуют более белому свету , который больше напоминает солнечный свет, тогда как более низкие цветовые температуры имеют тенденцию смещать цвета в сторону желтых и красноватых оттенков.Вольфрам не является истинным черным телом в том смысле, что полное испускаемое излучение меньше, чем могло бы наблюдаться в идеальном случае, однако вольфрам является лучшим излучателем (и более точно приближается к истинному черному телу) в более короткой видимой области длин волн, чем в более длинные волны. Для значительной части видимого диапазона длин волн цветовая температура вольфрама выше, чем эквивалентная истинная температура в градусах Цельсия. Таким образом, для измеренной температуры нити накала 3000 C цветовая температура составляет примерно 3080 K.Предел цветовой температуры вольфрама определяется температурой плавления, которая составляет чуть более 3350 ° C или приблизительно 3550 K.

Таким образом, в качестве излучателей накаливания вольфрамово-галогенные лампы генерируют непрерывный спектр света, который простирается от центрального ультрафиолета до видимого и инфракрасного диапазонов длин волн (см. Рисунки 1 и 3). По сравнению со спектром излучения солнечного света и теоретическим излучателем черного тела 5800 K (как показано на рис. 3 (а)), в вольфрамово-галогенных лампах всегда преобладают более длинноволновые области.Однако по мере увеличения температуры нити в вольфрамово-галогенной лампе профиль излучения света смещается в сторону более коротких длин волн, так что по мере приближения температуры к предельной точке плавления вольфрама доля видимых длин волн, излучаемых лампой, существенно увеличивается. Этот эффект проиллюстрирован на рисунке 3 (b) путем нормализации выходного распределения излучения лампы при цветовых температурах 2800 K и 3300 K на тот же световой поток. В дополнение к значительно меньшей доле излучения в инфракрасном диапазоне, кривая 3300 K показывает гораздо больший выход в видимом диапазоне длин волн.

Фотометрические характеристики для оценки характеристик источников света несколько необычны в том смысле, что две системы единиц существуют параллельно для определения важных переменных, связанных с яркостью и спектральным выходом. Физическая фотометрическая система рассматривает свет исключительно как электромагнитное излучение с точки зрения яркости (яркости), связанной с единицами длины и угла и измеряемой в ваттах. Физиологическая фотометрическая система учитывает способ, которым гипотетический человеческий глаз оценивает источник света.Поскольку каждый человеческий глаз несколько по-разному реагирует на видимый спектр света, стандартный глаз определен международным соглашением. Основной характеристикой этого стандарта является чувствительность к разным цветам света, основанная на максимальном отклике на 550-нанометровый (зелено-желтый) свет, измеряемом в единицах люмен, , а не ваттах. Физиологическая система подойдет, если датчиком света является человеческий глаз, цифровая камера, фотопленка или какое-либо другое устройство, которое реагирует аналогичным образом.Однако эта система выйдет из строя, если анализируемый свет попадет в ультрафиолетовую или инфракрасную область, невидимую для человеческого глаза. В этом случае для измерений и анализа необходимо использовать физическую фотометрическую систему.

Технические характеристики вольфрамово-галогенной лампы для микроскопии

Номинальная
Мощность
(Вт)
Номинальное
Напряжение
(В)
Световой
Поток
(лм)
Нить накала
Размер
Ш x В (мм)
Средний
Срок службы
(часы)
10 6 150 1.5 х 0,7 300
20 6 480 2,3 х 0,8 100
30 6 765 1,5 x 1,5 100
30 12 750 2.6 х 1,3 50
50 12 1000 3,0 x 3,0 1100
100 12 3600 4,2 x 2,3 2000
Таблица 1

В таблице 1 представлены электрические характеристики, размеры нити накала, типичный срок службы и фотометрическая мощность некоторых из самых популярных вольфрамово-галогенных ламп, используемых в настоящее время в оптической микроскопии.Среди наиболее важных терминов, используемых для сравнения этих ламп, - световой поток , который представляет собой общий излучаемый свет, измеренный в люмен (). Световой поток увеличивается пропорционально его физическому фотометрическому эквиваленту в ваттах. Другая важная величина, известная как сила света , представляет собой ту часть светового потока, которая измеряется телесным углом в одном направлении. Сила света в единицах кандела используется для оценки характеристик лампы в оптической системе.Лампы также оцениваются с точки зрения световой отдачи при использовании люмен на ватт электроэнергии (относящейся к физическим и физиологическим системам) для определения эффективности преобразования электроэнергии в видимое излучение. Теоретический максимум световой отдачи составляет 683 люмен на ватт, но на практике вольфрамово-галогенные лампы обычно достигают предела в 37 люмен на ватт. Чтобы более четко понять электрические характеристики вольфрамово-галогенных ламп, обычно можно применять следующие обобщения: на каждые 5 процентов изменения напряжения, подаваемого на лампу, срок службы либо удваивается, либо сокращается вдвое, в зависимости от того, составляет ли напряжение. уменьшилось или увеличилось.Кроме того, каждые 5 процентов изменения напряжения сопровождаются 15-процентным изменением светового потока, 8-процентным изменением мощности, 3-процентным изменением тока и 2-процентным изменением цветовой температуры.

Большое разнообразие конструкций вольфрамово-галогенных ламп включает встроенные отражатели, которые служат для эффективного сбора фронтов световых волн, излучаемых лампой, и их упорядоченного направления в систему освещения. Эти предварительно собранные блоки, получившие название рефлекторных ламп (см. Рисунок 4), нашли широкое применение в качестве внешних осветителей для приложений стереомикроскопии.Свет от осветителя может быть направлен в любую область образца с помощью гибкого оптоволоконного световода. Рефлекторные лампы сильно различаются по конструкции в зависимости от характеристик и геометрии рефлектора, а также от положения лампы внутри рефлектора. Тем не менее, все лампы с отражателем включают в себя однотактные лампы, которые устанавливаются в центре оптической оси отражателя с цоколем, вклеенным в вершину отражателя. Конфигурация нити накала обычно определяется характеристиками луча, необходимыми для конкретной оптической системы, для которой предназначена лампа.В рефлекторных лампах используются все конструкции нити накала, включая поперечную, осевую и плоскую.

Рефлекторные лампы обычно подключаются к патронам с молибденовыми штырями, выступающими наружу из задней части рефлектора и устанавливаемыми с керамическими крышками. В некоторых случаях используются специальные кабельные соединения, чтобы пространственно отделить электрический контакт от источника тепла (лампы). Поскольку рефлекторные лампы обычно встраиваются как часть точно выровненной оптической системы, электрическое соединение только изредка используется как часть крепления.Существует несколько методов установки отражателей, в том числе установка держателя на переднем крае отражателя, использование давления на заднюю часть крышки отражателя, центрирование края отражателя в конусе и регулировку края отражателя на угловом упоре. В большинстве случаев конструкция основания рефлектора и механизм крепления используются для обозначения конкретного класса рефлекторной лампы. Внешний диаметр переднего отверстия рефлектора является определяющим критерием для рефлекторных ламп, и производители установили два основных размера.Они обозначены как MR 11 и MR 16 , причем буквы представляют собой аббревиатуру для металлического отражателя , а цифры относятся к диаметру отражателя в восьмых долях дюйма. Таким образом, рефлекторная лампа MR 16 имеет диаметр приблизительно 50 миллиметров, тогда как лампы MR 11 имеют диаметр почти 35 миллиметров.

Вольфрамово-галогенные отражатели предназначены для фокусировки или коллимирования света, излучаемого лампой, как показано на рисунке 4.Фокусирующие отражатели концентрируют свет в небольшом пятне (фокусной точке) в центральной оптической оси на определенном расстоянии от отражателя (см. Рисунок 4 (b)). Этот тип отражателя имеет эллиптическую геометрию, что требует, чтобы нить накала лампы располагалась в первой фокусной точке эллипсоида так, чтобы проецируемое световое пятно концентрировалось во второй фокусной точке. При проектировании светильников для фокусирующих отражателей важнейшим критерием является установка лампы на надлежащем расстоянии от входной апертуры оптической системы.Коллимирующие отражатели имеют параболическую геометрию, чтобы генерировать параллельный луч света, характеристики луча которого определяются параметрами лампы и размером отражателя (см. Рисунок 4 (c)). Угол выхода луча в первую очередь определяется размером нити накала лампы и свободным отверстием отражателя. В большинстве случаев осевая нить накала с круглым сердечником обеспечивает осесимметричный луч.

Отражатели обычно изготавливаются из стекла, но некоторые из них также изготавливаются из алюминия.Их внутренние стенки могут быть гладкими или иметь фасетки для контроля распределения света. Внутренняя структура варьируется от мелких, едва заметных зерен до крупных, выложенных плиткой граней (см. Рис. 4 (а)). В стеклянных отражателях внутренняя поверхность куполообразного отражателя покрывается (обычно осаждением из паровой фазы) для получения требуемых отражающих свойств. Стабильность размеров стеклянных отражателей превосходит стабильность металлических отражателей, а возможность выбора конкретных материалов покрытия, в том числе тех, которые могут изменять спектральный характер отраженного света, делает эти отражатели гораздо более универсальными.Металлические отражатели намного проще и дешевле изготавливать, но они ограничены в управлении спектральным выходом и более подвержены колебаниям геометрических допусков во время работы.

Если требуется полный спектр излучения, излучаемого лампой, или в случаях, когда полезен инфракрасный свет, оптимальным выбором будут металлические или стеклянные отражатели с тонким золотым покрытием. Однако там, где необходимо использовать определенные отражательные свойства для выбора длин волн посредством интерференции, оптимальными являются дихроичные тонкопленочные покрытия на стеклянных отражателях.Эти покрытия состоят примерно из 40-60 очень тонких слоев, каждый из которых составляет всего четверть длины волны света, и состоят из чередующихся материалов, имеющих высокий и низкий показатель преломления. Точная настройка толщины и количества слоев позволяет разработчикам генерировать широкий спектр выходных спектральных характеристик. Среди ламп с дихроичным отражателем наиболее полезным для микроскопии является отражатель холодного света , потому что только видимый свет в диапазоне длин волн от 400 до 700 нанометров направляется в оптическую систему (рис. 4 (d)).Инфракрасные волны излучаются через заднюю часть отражателя и отводятся от фонаря с помощью электрического вентилятора. Применение подходящих отражателей холодного света снижает общую тепловую нагрузку на систему освещения и дает свет, который можно записывать с помощью пленочных и цифровых фотоаппаратов.

Базовая анатомия одноцокольной вольфрамово-галогенной лампы, обычно используемой для освещения в оптической микроскопии, показана на рисунке 5. Общая длина измеряется от конца стержня основания до точки герметичной выхлопной трубы.Важным критерием для размещения лампы по отношению к системе коллекторных линз является длина светового центра (рис. 5 (а)), при которой центр нити накала соответствует определенной плоскости отсчета в цоколе лампы. Другими важными параметрами являются диаметр колбы (самая толстая часть оболочки), ширина зажима основания (обычно немного больше диаметра колбы) и размеры поля нити накала (высота и ширина). Эффективный размер источника освещения, используемого при проектировании выходной оптической системы, определяется высотой и шириной нити накала (поле нити накала).Допуски и положение поля накала имеют решающее значение и не должны отклоняться более чем на 1 миллиметр от оси симметрии лампы (определяемой плоскостью штифтов основания и центральной линией лампы). Допуски поля накала разработаны для конкретной архитектуры волокна и должны измеряться, когда нить накала горячая.

Чрезмерно высокие рабочие температуры вольфрамово-галогенных ламп требуют существенно более прочных и толстых прозрачных колб по сравнению с обычными вольфрамовыми и угольными лампами.Стекло из кварцевого стекла из кварцевого стекла является стандартным материалом, используемым при производстве вольфрамово-галогенных ламп, поскольку этот материал может выдерживать температуру оболочки до 900 C и рабочее давление до 50 атмосфер. В целом оптическое качество кожухов кварцевых ламп значительно ниже, чем у ламп из дутого стекла, используемых для производства обычных ламп накаливания. Этот артефакт связан с тем, что кварц труднее обрабатывать (в первую очередь из-за более высокой температуры плавления).Кварц, предназначенный для огибающих ламп, начинается с цилиндрической трубки, которую сначала обрезают до нужной длины, прежде чем присоединить меньшую выхлопную трубу. Позже в процессе производства, после того, как нить накала и выводные штыри вставлены и зажаты, оболочка заполняется соответствующим газом и галогеновым соединением, прежде чем выхлопная труба будет удалена и запломбирована в процессе, называемом наконечник , который оставляет видимый дефект на конверте. Вольфрамово-галогенные лампы, используемые в микроскопии, обычно имеют выступающее пятно, расположенное в верхней части оболочки в области, которая не влияет на оптическое качество света, излучаемого лампой (рис. 5 (а)).Предварительно изготовленные внутренние конструктивные элементы лампы (нить накала, соединитель из фольги и штыри) вставляются в трубчатую кварцевую трубку до того, как свинцовые штыри герметично запечатываются в оболочке путем защемления. Форма внешней поверхности зажима обеспечивает максимальную механическую прочность.

После защемления выводов штифта (этот процесс проводится, когда оболочка промывается инертным газом, чтобы избежать окисления), колба заполняется через выхлопную трубу соответствующим газом, содержащим 0.От 1 до 1,0 процента галогенового соединения. Инертный наполняющий газ может быть ксеноном, криптоном, аргоном или азотом, а также смесью этих газов, имеющей наивысший средний атомный вес, совместимый с желаемым сопротивлением дуге. Галоген, используемый для вольфрамово-галогенных ламп, используемых в микроскопии, обычно представляет собой HBr, CH 3 Br или CH 2 Br 2 . Высокое внутреннее давление в лампе достигается за счет заполнения оболочки до желаемого давления и погружения лампы в жидкий азот для конденсации заполняющего газа.После герметизации выхлопной трубы на выходе наполняющий газ расширяется по мере того, как он нагревается до температуры окружающей среды. В высокоэффективных вольфрамово-галогенных лампах, производимых Osram (Сильвания, США), используется технология Xenophot , в которой газ криптон заменяется ксеноном, который имеет более высокую атомную массу, чем криптон и другие газы-наполнители. Ксенон обеспечивает лучшее подавление испарения вольфрама, позволяет повысить температуру нити накала и увеличивает световую отдачу примерно на 10 процентов (что соответствует увеличению цветовой температуры примерно на 100 K).Лампы Xenophot продаются с использованием аббревиатуры HLX , которая образована от терминов H, алоген, L напряжение тока и X энон. Большинство вольфрамово-галогенных ламп, используемых в исследовательских микроскопах, оснащены лампами Osram / Sylvania HLX или их эквивалентами.

Вольфрам всегда используется для изготовления проволочной нити в современных лампах накаливания. Чтобы быть пригодной для вольфрамово-галогенных ламп, необработанная вольфрамовая проволока должна пройти сложный процесс легирования и термообработки, чтобы придать пластичность, необходимую для обработки, и гарантировать, что нить накала не деформируется в течение длительных периодов высокой температуры во время работы лампы.Провод также необходимо тщательно очистить, чтобы предотвратить выброс вредных газов после герметизации лампы. Длина нити накала определяется рабочим напряжением, при более высоком напряжении требуется большая длина. Диаметр определяется уровнями мощности лампы и желаемым сроком службы. Для высоких уровней мощности требуются более толстые волокна, которые к тому же механически прочнее. Геометрия нити в значительной степени определяет фотометрические свойства вольфрамово-галогенных ламп. Лампы, используемые в микроскопии, обычно имеют геометрию нити с плоским сердечником, при которой проволока сначала наматывается в форме прямоугольного стержня, а затем зажимается поперек длинной оси.Вместо диаметра и длины нити с плоским сердечником измеряются по длине и ширине плоской стороны нити и по толщине прямоугольной формы. Характеристики светового излучения ламп накаливания с плоским сердечником значительно отличаются от характеристик излучения других геометрических форм. Наиболее значительная часть излучаемого света излучается перпендикулярно плоской поверхности нити накала, которая совмещена с собирающей оптикой для максимальной пропускной способности. В некоторых конструкциях ламп используется специальная нить накала с плоским сердечником, у которой светоизлучающая поверхность имеет квадратную форму.Эти лампы являются предпочтительными источниками освещения в микроскопии проходящего света.

Одним из критических факторов при производстве вольфрамово-галогенных ламп является герметизация внутренних элементов, чтобы изолировать их от внешней атмосферы. Подводящие провода (молибденовые штыри; рис. 5 (b)) выходят из цоколя лампы через уплотнение, чтобы установить и закрепить лампу в гнезде, подключенном к источнику питания. Наиболее важным аспектом создания уплотнения является разница в коэффициентах теплового расширения кварцевых и вольфрамовых нитей накала.Кварц имеет очень низкий коэффициент расширения, тогда как у вольфрама намного выше. Без надлежащего уплотнения подводящие провода будут быстро расширяться, когда лампа нагревается, и разбивают окружающее стекло. В современных вольфрамово-галогенных лампах очень тонкая молибденовая фольга (шириной от 2 до 4 миллиметров и толщиной от 10 до 20 микрометров; рис. 5 (b)) заделана в кварц, и каждый конец фольги приварен к коротким соединительным проводам из молибдена, которые в свою очередь приварены к нити накала и подводящему штифту.Молибден используется в уплотнении, потому что острые как бритва края позволяют безопасно врезать его в кварц во время операции зажима. Лампы, используемые для микроскопии, имеют односторонние основания, имеющие либо молибденовые штыри, выступающие из зажима, либо вольфрамовые штыри, которые изнутри связаны с молибденовой фольгой, как описано выше. Расстояние между штифтами стандартизовано и составляет от 4 до 6,35 миллиметра (обозначено как G4 и G6.35; G для стекла). Диаметр штифта колеблется от 0.От 7 до 1 миллиметра.

Поскольку на данный момент технология производства вольфрамово-галогенных ламп настолько развита, срок службы обычной лампы внезапно заканчивается, обычно при включении холодной лампы накаливания. В течение среднего срока службы современные вольфрамово-галогенные лампы не чернеют и претерпевают лишь незначительные изменения в фотометрических выходных характеристиках. Как и в случае с другими лампами накаливания, срок службы вольфрамово-галогенной лампы определяется скоростью испарения вольфрама из нити накала.Если нить накала не имеет постоянной температуры по всей длине провода, а вместо этого имеет области с гораздо более высокой температурой, вызванные неравномерной толщиной или внутренними структурными изменениями, то нить обычно выходит из строя из-за преждевременного обрыва в этих областях. Даже несмотря на то, что испаренный вольфрам возвращается в нить за счет цикла регенерации галогена (обсужденного выше), материал, к сожалению, откладывается на более холодных участках нити, а не в тех критических горячих точках, где обычно происходит утонение.В результате практически невозможно предсказать, когда какая-либо конкретная нить накала выйдет из строя в лампах, которые работают непрерывно. В тех лампах, которые часто включаются и выключаются, можно с уверенностью предположить, что они выйдут из строя в какой-то момент при включении.

Вольфрамово-галогенные лампы

могут работать от источников питания постоянного или переменного тока, но в большинстве исследовательских приложений микроскопии используются источники питания постоянного тока ( DC ). Самые современные источники питания для вольфрамово-галогенных ламп имеют специализированную схему, которая обеспечивает стабилизацию тока и подавление пульсаций.Критическая фаза для вольфрамово-галогенной лампы - это когда напряжение впервые подается на холодную нить накала, период, когда сопротивление нити примерно в 20 раз ниже, чем при полной рабочей температуре. Таким образом, когда напряжение питания мгновенно прикладывается к лампе путем ее включения, течет очень высокий начальный ток (до 10 раз выше, чем в установившемся режиме; называемый броском тока , ), который медленно падает по мере того, как температура нити накала и электрическое сопротивление увеличивать. Пиковый уровень тока достигается в течение нескольких миллисекунд после запуска, но обычно заканчивается примерно за полсекунды.К сожалению, высокий пусковой ток, возникающий при холодном запуске, отрицательно сказывается на ожидаемом сроке службы лампы. Специализированная схема источника питания (часто называемая схемой плавного пуска ) используется для компенсации высоких пусковых токов в самых передовых приложениях (включая микроскопию), в которых вольфрамово-галогенные лампы используются для проведения логометрических измерений.

На рисунке 6 показана типичная вольфрамово-галогенная лампа мощностью 100 Вт, используемая в микроскопии проходящего света.Лампа оснащена охлаждающими отверстиями, которые позволяют конвекционным потокам омывать лампу более прохладным воздухом во время работы. Металлический отражатель, покрывающий внутреннюю часть светильника, помогает сферическому отражателю направлять максимально возможный уровень светового потока в систему коллекторных линз для подачи на оптическую цепь микроскопа. Этот усовершенствованный фонарик содержит запасной патрон и сменный пластиковый инструмент, который оператор может использовать для захвата корпуса лампы во время переключения лампы.Регулировка положения лампы по отношению к оптической оси сферического отражателя и коллектора может быть выполнена с помощью винтов с внутренним шестигранником, которые перемещают основание. Лампа прикрепляется к осветителю микроскопа с помощью запатентованного монтажного фланца, который соединяет лампу с вертикальным или инвертированным микроскопом (хотя большинство ламп не могут быть заменены с одной марки микроскопа на другую). Инфракрасный (тепловой) фильтр перед системой коллекторных линз поглощает значительное количество нежелательного излучения, и дополнительные фильтры обычно могут быть вставлены в световой тракт (используя прорези держателя фильтра в осветителе микроскопа) для поглощения выбранных диапазонов видимых длин волн, регулировки цветовой температуры или добавить нейтральную плотность (уменьшение амплитуды света).Большинство ламп для микроскопии не оснащены диффузионными фильтрами, но они часто требуются для достижения равномерного освещения по всему полю обзора и обычно помещаются производителем в осветительный прибор микроскопа.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *