Expert UNION   
lighting design        
17.10.2017 г.
 

МГЛ - вопросы - ответы | Печать |

Лампа МГЛСхема включания ламп МГЛ: элементы, их назначения, требования к ним;
Возникновение разряда в МГЛ;
С чем может быть связан выход из строя МГЛ в процессе срока эксплуатации;
Спектр МГЛ и его особенности;
Применение МГЛ в различных областях светотехники;
Конструкция МГЛ и назначение элементов.

Схема включания ламп МГЛ: элементы, их назначения, требования к ним

Схема включения лампы ДРИ

Все газоразрядные лампы требуют специальных схем включения, обеспечивающих необходимые условия для работы лампы.

Простейшая схема включения МГЛ состоит из источника питания, обеспечивающего номинальное напряжение работы лампы ( V 1 ), ПРА, который обеспечивает зажигание лампы ,её разгорание и устойчивую работу, балласт переменного тока - дроссель для ртутной лампы, который обеспечивает подачу на лампу напряжения холостого хода, достаточного для её зажигания, регулирование тока лампы, перезажигание лампы каждые полпериода. Подключение приборов измерения ( A , W , V 2 ), позволяет контролировать электрические и световые (поток) параметры лампы.

Возникновение разряда в МГЛ

Введение в лампу металлогалогенов приводит к тому, что непременным условием работы ламп являются физико-химические процессы, связанные с диссоциацией и образованием различных химических соединений в объеме лампы, на внутренних стенках колбы и на электродах, при этом из-за наличия больших градиентов температуры, градиентов концентраций компонентов и электрических полей имеют место многочисленные процессы переноса энергии, массы и зарядов. К этому надо добавить, что подавляющее большинство разрядных ламп работает на переменном токе так, что все эти процессы меняются периодически во времени. Присутствие в газовой фазе галогенов приводит к захвату электронов и повышает напряжение зажигания.

С чем может быть связан выход из строя МГЛ в процессе срока эксплуатации

Порой в процессе эксплуатации не лучшие показатели по стабильности светового потока во времени, а также спектральные характеристики, индекс цветопередачи и цветовая температура, обычно списываются на временное несовершенство технологии массового производства МГЛ. Во многих случаях сказанное может быть обусловлено не наилучшим качеством напряжения питания U ( t ), неотработанностью конструктивно- технологических решений ламп.

Неполадки в зажигании и испарение ртути также влияют на выход из строя ламп МГЛ. Поэтому важно отдавать предпочтение хорошим производствам - таким как Philips, Osram, Sylvania, BLV, GE. Это решает многие проблемы преждевременного выхода из строя ламп МГЛ.

Спектр МГЛ и его особенности

Применение галогенидов резко увеличило число химических элементов, используемых для генерации излучения, и позволяет создать МГЛ с различными спектрами, особенно в случае использования смеси галогенидов. Несмотря на относительно малую концентрацию добавляемых металлов по сравнению с концентрацией ртути значительная часть излучения разряда создается высвечиванием атомов добавок, что объясняется более низкими потенциалами возбуждения этих атомов. Ртутный пар играет роль буфера, обеспечивая высокую температуру в разряде, высокий градиент потенциала, малые тепловые потери и др.

Некоторые металлы дают излучение, состоящее из отдельных спектральных линий, как, например, натрий (589 нм), талий (535 нм), индий (435 и 410 нм). Другие металлы дают спектры, состоящие из весьма большого числа густо расположенных линий, заполняющих всю видимую область, как, например, скандий, титан и др. Галогениды олова дают непрерывные молекулярные спектры. Характер спектра в сильной мере зависит также от условий разряда, например индий и некоторые другие металлы при высоком давлении дают непрерывные спектры излучения в широких областях длин волн.

В лампах с некоторыми добавками наблюдается различный цвет свечения в центре и по краям шнура разряда. Так, например, в ртутном разряде с добавкой иодида натрия бело-голубой канал разряда окружен оранжево-красной каймой. Это объясняется наличием радиального градиента температуры. Атомы натрия, имеющие более низкий потенциал возбуждения (желтые линии натрия 2,1 эВ), имеют более широкую кривую распределения излучения по радиусу.

При работе ламп на переменном токе наблюдается периодическое изменение цветности излучения, связанное с различной глубиной пульсации излучения разных линий. Чем ниже потенциал возбуждения линии, тем меньше ее излучение зависит от температуры разряда и тем, следовательно, меньше глубина ее пульсации, связанная с периодическими изменениями температуры в разряде. По этой причине в ртутном разряде с добавкой, например, иодида натрия вблизи max тока преобладает бело-голубое свечение ртути, а вблизи нуля тока - оранжево-красное свечение натрия. Эти обстоятельства необходимо учитывать при использовании МГЛ в осветительных установках.

Применение МГЛ в различных областях светотехники

Самой ранней областью применения было уличное освещение , где повышенная светоотдача и улучшенная цветопередача имели столь существенное значение, что перевешивали их серьёзные недостатки в отношении срока службы и стоимости по сравнению с ртутными лампами. Такое положение чаще всего имеет место для уличного освещения торговых районов города. Уличное функциональное освещение, например, стоянок автомашин является другой значительной областью применения металлогалогенных ламп, равно как и освещение зданий, прожекторами заливающего света. Лампы с иодидами металлов с большим успехом могут быть использованы и для промышленного освещения, которое в течение длительного времени являлось областью почти исключительного применения люминесцентных ламп. Кроме того, лампы находят широкое применение для внутреннего освещения некоторых торговых предприятий, таких как магазины без продавцов. Освещение спортивных арен представляет собой естественную область применения металлогалогенных ламп вследствие современной тенденции к цветной телевизионной передаче спортивных соревнований. Для этого необходимы высокий уровень освещенности и высокое качество цветопередачи, и лампы с иодидами металлов представляют собой наиболее экономичный источник света, удовлетворяющий этим требованиям .

Конструкция МГЛ и назначение элементов

ДРИ лампа МГЛ

а – лампа 400 Вт в эллипсоидальной прозрачной внешней колбе.

б – лампа 2000 Вт в циллиндрической прозрачной колбе.

в – электрическая схема включения.

1 – пружинящие распорки, 2 – разрядная трубка, 3 – основные электроды, 4 – зажигающий электрод, 5 – утепляющее покрытие,

6 – ограничительное термостойкое сопротивление ЗЭ, 7 – термо-

биметаллическое реле, отключающее ЗЭ после включения лампы.

По внешнему виду металлогалогенные лампы очень похожи на ртутную лампу. Кварцевая горелка с двумя основными электродами и поджигающим электродом помещена в колбу из тугоплавкого стекла, имеющую размеры и внешний вид, подобные ртутной лампе той же мощности. Сама кварцевая горелка содержит инертный газ для зажигания, некоторое количество ртути и один или более галоидных соединений металлов (обычно иодиды). В процессе работы вся ртуть испаряется и образуется стабилизированная стенками колбы дуга, горящая в газовой среде высокого давления, состоящей в основном из паров ртути, при давлении в несколько атмосфер. При достаточной температуре стенок иодиды также испаряются с последних и молекулы иодидов диффундируют в зону высокотемпературного дугового разряда, где они разлагаются. Атомы металла ионизируются, возбуждаются и создают присущие им спектральные линии излучения. Диффундируя за пределы разряда обратно к стенкам, атомы металлов соударяются с атомами иода в более холодном газе около стенок и вновь воссоединяются, образуя молекулы иодида.

В МГЛ для общего освещения в качестве излучающих добавок наиболее широкое применение получили две композиции (кроме ртути и Ar ): иодиды Na , Tl и In (так называемая тройная смесь) и иодиды Na , Sc ( и Th ). Лампы с этими наполнениями имеют высокую световую отдачу, достаточно большой срок службы и обеспечивают приемлемое качество цветопередачи ( Ra =55-65).

Читайте другие статьи по теме источники света

Обсудить на форуме

Кривоносов Петр
Светотехническое сообщество ЭкспертЮнион
 
Популярное