Отчет по лабораторной работе

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4

2. ГАЛОГЕНЫЕ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦЫП ДЕЙСТВИЯ.

ОСОБОНОСТИ ГАЛОГЕНЫХ ЛАМП

Галогенные лампы накаливания по структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания. Но они содержат в газе-наполнителе незначительные добавки галогенов (бром, хлор, фтор, йод) или их комбинации. С помощью этих добавок возможно в определенном температурном интервале практически полностью устранить потемнение колбы (вызванное испарением атомов вольфрама) и обусловленное этим уменьшение светового потока.

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.

Современные галогенные лампы имеют ряд существенных преимуществ:

• неизменно яркий свет в течение всего срока службы;

• красивый, сочный свет, обеспечивающий великолепную цветопередачу и возможность создания⁴привлекательных световых эффектов;

• больше света при такой же мощности, благодаря более высокой световой отдаче, а следовательно, и повышенная экономичность;

• увеличенный вдвое срок службы, по сравнению с лампами накаливания;

• уменьшенные размеры. Вольфрамо-галогенный цикл

Существенные характеристики лампы накаливания — световая отдача и срок службы — в основном определяются температурой спирали: чем выше температура спирали, тем выше световая отдача, но тем короче срок службы.

Сокращение, срока службы является последствием быстро растущей при повышении температуры скорости испарения вольфрама, которая приводит с одной стороны, к потемнению колбы, а с другой — к перегоранию спирали.

Потемнение колбы можно эффективно предотвратить с помощью галогенной добавки к газу-наполнителю, которая в процессе вольфрамо-галогенного цикла (рис. 8) не дает уже испаренному вольфраму осесть на стенках колбы. Испаренный из спирали в процессе работы лампы вольфрам попадает в результате диффузии или конвекции в температурную область (Т1 < 1400 К) вблизи стенки колбы, где образует стабильное вольфрамо-галогенное соединение. Вместе с тепловым потоком эти соединения снова перемещаются в зону горячей спирали (Т2 > 1400 К) и там снова распадаются.

Часть вольфрама снова восстанавливается на спирали, но уже на новом месте. Нормальный вольфрамо-галогенный цикл приводит т.о. лишь к предотвращению потемнения колбы, но не к увеличению срока службы, который закончится в результате разрыва спирали на возникших «горячих ячейках».

Рис. 8 Вольфрамо-галогенный цикл

Так называемый «регенеративный» цикл был бы возможен с участием фтора. Но этот способ сегодня еще не разработан из-за агрессивности фтора по отношению к кварцевому и тугоплавкому стеклу, а также по причине его сопротивляемости к ныне используемым галогенам.

Галогенные лампы накаливания нового поколения

Галогенные лампы накаливания 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 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.

Рис. 9 Принцип работы софитной галогенной пампы накаливания низкого напряжения с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую

Применение галогенных ламп

Галогенные лампы накаливания применяются для светильников общего освещения и прожекторов, инфракрасного облучения, кино-фотосъемочного и телевизионного освещения, автомобильных фар, аэродромных огней, оптических приборов и др. Миниатюрные лампы применяются в кинопроекторах, в медицинских приборах, в проекторах измерительных лабораторий, театральных световых приборах, в подводных световых приборах. Среднегабаритные лампы применяются в осветительной аппаратуре для цветных кино-, фото-, телесъемок.

Система обозначений

Рассмотрим структуру условного обозначения ламп накаливания галогенных:

В СНГ приняты следующие обозначения галогенных ламп накаливания: первая буква — материал колбы (К — кварцевая), вторая буква — вид галогенной добавки (И – йод. Г — галоген); третья буква — область применения (О — облучательная) или конструктивная особенность (М — малогабаритная);

первая группа цифр — мощность, Вт; сила света, кд; ток, А, или световой поток, лм, в зависимости от принятой маркировки или ламп соответствующего типа; последняя цифра — порядковый номер разработки после первой. Конструктивные особенности

По конструктивным признакам галогенные лампы накаливания делятся на две группы: с длинным спиральным телом накала при соотношении длины ламп к диаметру более 10 — линейные или трубчатые лампы; с компактным телом накала при отношении длины тела накала к диаметру не менее 8 — эти галогенные лампы накаливания подразделяются в свою очередь на мощные и малогабаритные, в которых электроды размещены обычно с одной стороны.

Лампы для светильников общего освещения и прожекторов выпускаются преимущественно на напряжение 220 В мощностью от 1 до 20 кВт; световая отдача — 22...26 лм/Вт, срок службы — 2000 ч, лампы трубчатые, положение горения — горизонтальное.

Лампы инфракрасного облучения выпускаются на напряжения 127, 220 и 380 В мощностью от 0,5 до 5 кВт, срок службы повышенный (2500...5000 ч), так как тела накала этих ламп работают при низких температурах (2400...2700 К); лампы трубчатые, положение горения — горизонтальное.

Малогабаритные галогенные лампы накаливания разного назначения выпускаются на напряжение до 30 В (преимущественно 6, 12 и 24 В), мощностью 15...650 Вт, лампы имеют компактную форму тела накала. Поскольку от большинства этих ламп требуется высокая яркость, они имеют температуру тела накала 3000...3200 К и срок службы несколько десятков или сотен часов, положение горения — любое.

Устройство галогенных ламп накаливания. Колба лампы — длинная узкая кварцевая трубка; тело накала — прямолинейная вольфрамовая спираль, закрепленная на вольфрамовых держателях по оси колбы.

Расположенные по обоим концам трубки вольфрамовые вводы соединены с выводами, впаянной в кварц молибденовой фольгой. Диаметр трубки-колбы и расположение тела накала в ней выбираются так, чтобы при горении галогенных ламп накаливания температура стенки была 500...600°С (не менее 250°С и не более 1200°С). Устройство и принцип действия

Тело накала галогенных ламп накаливания изготавливают из специальных марок вольфрамовой проволоки, преимущественно в виде спирали, которой в лампе с помощью электродов и держателей придается необходимая форма.

Принцип действия галогенных ламп накаливания заключается в образовании на стенке колбы летучих соединений — галогенидов вольфрама, которые испаряются со стенки, разлагаются на теле накала и возвращают ему, таким образом, испарившиеся атомы вольфрама.

Галогенная добавка в лампах накаливания с вольфрамовым телом накала вызывает замкнутый химический цикл. Йодно-вольфрамовый цикл препятствует осаждению вольфрама на колбе, но не обеспечивает возвращение его частиц в дефектные участки тела накала. Поэтому механизм перегорания тела накала в йодных лампах остается таким же, как и в обычных лампах накаливания.

Применение йода в галогенных лампах накаливания выявило некоторые его недостатки: агрессивность по отношению к металлическим деталям, трудность дозировки, некоторое поглощение излучения в желто-зеленой области. Другие галогены (бром, хлор, фтор), будучи более агрессивными, в чистом виде не могут его заменить. В настоящее 'время в большинстве галогенных ламп накаливания применяют химические соединения галогенов СНЗВг (бромистый метил) и СН2Вг2 (бромистый метилен).

Чистый бром выделяется в зонах е температурой выше 1500°С. Для галогенных ламп накаливания с большим сроком службы применяют СНЗВг, полагая, что таким путем вводится некоторый избыток водорода, компенсирующий его утечку через горячую кварцевую колбу. По сегодняшний день продолжается работа по подбору новых летучих соединений, галогенов.

Исследования показывают, что механизм возвратного цикла значительно сложнее, чем представлялось на ранней стадии создания галогенных ламп накаливания. Установлено, что йодно-вольфрамовый цикл не происходит в лампе, абсолютно свободной от кислорода, однако, введение в галогенные лампы накаливания кислорода способствует появлению вредного для ламп водяного цикла, как и в обычных лампах накаливания. Длинные линейные галогенные лампы накаливания имеют недостатки: их невозможно долго эксплуатировать в наклонном или вертикальном положении, так как при этом галогенные добавки и инертный газ отделяются друг от друга и регенеративный цикл прекращается. Из-за высокой стоимости кварца и недостаточной технологичности галогенных ламп накаливания, они пока еще дороги.

Галогенные лампы накаливания по сравнению с обычными лампами имеют более стабильный по времени световой поток и, следовательно, повышенный полезный срок службы, а также значительно меньшие размеры, более высокие термостойкость и механическую прочность, благодаря применению кварцевой колбы. Малые размеры и прочная оболочка позволяют наполнить лампу до высоких давлений ксеноном и получать на этой основе более высокую яркость и повышенную световую отдачу (либо повышенный физический срок службы). Галогенные лампы сетевого напряжения

Галогенный свет — от широкого рассеянного, мягкого, не дающего тени, до резко ограниченного узкого пучка — дает возможность изыскивать бесчисленное количество вариантов освещения.

Галогенные лампы, в отличие от традиционных ламп накаливания, дают свет с более высокой цветовой температурой (около 3000 К) при одинаковой способности к цветопередаче. Эти лампы более долговечны, дают больше света при одинаковой мощности и сохраняют постоянную величину светового потока в течение всего срока эксплуатации. Яркость галогенных ламп можно регулировать, что позволяет адаптировать интенсивность света к индивидуальным требованиям потребителя. Галогенные лампы, рассчитанные на высокие напряжения, можно эксплуатировать без трансформатора при напряжении в сети 220...240 В.

Галогенные лампы сетевого напряжения общего назначения

Галогенные лампы накаливания предоставляют возможность по-новому передать всю цветовую гамму и блеск окружающего интерьера. Их свет не теряет свою яркость на протяжении всего срока службы ламп. По показателям экономичности они, превосходят стандартные лампы накаливания в два раза: галогенная лампа горит ярче и служит в два раза дольше аналогичной по мощности обычной лампы накаливания. Галогенные лампы сетевого напряжения — это превосходная альтернатива классическим лампам накаливания.

Галогенные лампы направленного света сетевого напряжения

Галогенные лампы направленного света — это более мощная и экономичная альтернатива обычным зеркальным лампам.

Алюминиевый отражатель направляет вперед вместе с видимым светом и тепло. Это позволяет эффективно решать температурную проблему, возникающую при установке ламп в потолочные светильники и в светильники с закрытыми головными частями. Для чувствительных к теплу объектов — модели с интерференционным отражателем, в которых 2/3 теплового излучения отводятся назад. Низковольтные галогенные лампы

Галогенный свет, благодаря своим исключительным качествам, делает цвета окружающей среды более живыми и интенсивными. Исключительные преимущества галогенных ламп низкого напряжения компактная конструкция, высокая электробезопасность и возможность регулирования светового потока позволяют осуществлять индивидуальный подход к решению осветительных задач, с учетом личных потребностей клиента. При эксплуатации ламп, рассчитанных на низкие напряжения (6, 12 или 24 В), необходимо использовать трансформатор. Низковольтные галогенные лампы общего назначения

Капсульные галогенные лампы — самые компактные из галогенных ламп, изготавливаются по технике низкого давления и могут эксплуатироваться в открытых светильниках без защитного стекла. Капсульные лампы выпускаются с поперечной или продольной нитью накала. Спираль, расположенная по оси, обеспечивает оптимальное распределение светового потока. Наряду с капсульными галогенными лампами HALOSTAR STANDARD, имеющими стандартные характеристики, предлагаются лампы HALOSTAR STARLITE с увеличенным до 3000 часов сроком службы и лампы 24-вольтовой серии HALOSTAR UV-STOP 24V со стеклом, поглощающим ультрафиолетовое излучение, а также энергосберегающее решение — лампы HALOSTAR IRC с увеличенной на 30% световой отдачей.

Низковольтные галогенные лампы направленного света

Галогенные лампы с отражателем значительно расширяют сферу применения галогенных источников света.

Благодаря тому, что поверхность интерференционного отражателя покрыта специальным слоем, пропускающим инфракрасное излучение, около 66% тепловой энергии отводится через отражатель назад. Чувствительные к теплу объекты, таким образом, не разрушаются и не портятся.

Более белый (цветовая температура света 3200К) искрящийся свет этих ламп позволяет наиболее удачно подчеркнуть блеск и цветовые нюансы товаров в витринах. Низковольтные галогенные лампы с алюминиевым отражателем, благодаря которому тепло отводится вперед, идеальны для врезных потолочных светильников. Специальные низковольтные галогенные лампы

Низковольтные галогенные лампы для специальных областей применения — HALOSTAR UV-STOP 24V со стеклом, поглощающим ультрафиолетовое излучение, 24-вольтовой серии, для помещений, в которых требуется высокий уровень освещенности, и HALOSTAR для освещения духовых шкафов.

Металлогалогенные лампы Общие сведения:

Металлогалогенные лампы "Radium" - это высококачественные источники света, которые характеризуются превосходным качеством света и очень высокой световой отдачей. Добавление редких и благородных металлов в газовый разряд увеличивает световую отдачу в 4 - 5 раз по сравнению с лампами накала. Все лампы этой серии воспроизводят аналогичный дневному свет при цветовой температуре 5600 - 6000 К и имеют индекс цветопередачи RA>90- Световая отдача колеблется от 60 до 96 лм/Вт в зависимости от каждого отдельного случая.

RSI:

Лампы RSI обладают способностью повторного зажигания из горячего состояния и бывают как одно цокольного исполнения с наружной колбой, так и двухцокольного исполнения без наружной колбы. Главным образом, эти лампы применяются для кино- и телесъемки, сценического освещения, фотосъемки, для имитации солнечного света. Они не имеют нареканий при понижении номинального напряжения с целью уменьшения светоотдачи (при диммировании) и обладают возможностью установки в любое рабочее положение. При работе ламп подавляются звуковые помехи в -электронных балластах и отсутствует мерцание лампы.

RSR

Эта лампа была специально разработана для использования в оверхед и видеопроекторах и демонстрирует, наряду с уже доказанными преимуществами ламп RSI, особое свойство, касающееся специального наполнения и задействованной системы электродов, возможность работы не только в режиме пониженного, но и в режиме дополнительного напряжения, т.е. эта лампа может превышать свою мощность. Таким образом, технические характеристики света, такие как цветовая температура, индекс цветопередачи, световая отдача, остаются фактически постоянными в любом режиме работы. RSR:

Лампы RSR с наружной колбой не обладают возможностью повторного зажигания из горячего состояния. Эти лампы применяются для световых эффектов. Повышенный срок службы и простое управление (обслуживание) - отличительная особенность этих ламп. Время разгорания

Этот период времени зависит от типа лампы и условий для рассеивания света в помещении. При нормальных условиях 80% светоотдачи достигается в течение ~ 3 минут.

Схема подключения:

Работа от батареи

Лампы RSI - это лампы работающие от переменного тока, которым требуется высоковольтный разряд (зажигание) для начала работы. Работа от батареи возможна лишь при повторных включениях. Однако в этих случаях их мощность ограничивается до 200-270 Вт.

Рабочие характеристики ламп RSI

Срок службы

На срок службы лампы существенное влияние оказывают рабочие параметры. Частота включения и цветовая температура.

Температура нагрева цоколя

При работе температура нагрева цоколя не должна превышать 230°С. Примечание:

Гарантия полноценной работы лампы может быть обеспечена лишь при условии, что электронная пускорегулирующая аппаратура является совместимой с лампой.

Примечание:

Если лампы Radium работают с дроссельными катушками или игнитерами, которые Radium не считает подходящими для той или иной конкретной лампы, то Radium не несет какойтлибо ответственности и не обеспечивает какую-либо гарантию на эти лампы. Сведения о совместимости дросселя или игнитера с той или иной лампой вы можете получить от Radium, либо от производителя этих дополнительных устройств. Технические данные соответствуют DIN и IEC. Рабочие значения и размеры даны с допустимыми отклонениями.

Лампы накаливания изготовлены для работы с напряжением в сети равным 230 - 240 вольт.

Для реализации перечисленных выше условий существования йодно-вольфрамового цикла пришлось отказаться от традиционных форм колбы и отряда материалов, используемых в обычных лампах накаливания. Первые образцы йодно-вольфрамовых ламп накаливания имели: форму довольно длинных и узких трубок из кварцевого стекла. Тело накала в виде вольфрамовой спирали располагалось строго по оси трубки. Выводы были сделаны по обоим концам трубки. Лампы могли работать только в горизонтальном, положении с допустимым углом отклонения не более ±4°.

Колба

Придание колбе лампы формы довольно узкой трубки, по оси которой расположено тело накала, вызвано необходимостью обеспечить по всей поверхности колбы температуру не ниже 250-300°С, так как при более низкой температуре йодид вольфрама начинает конденсироваться, цикл нарушается и колба лампы быстро темнеет. Для быстрого образования йодида вольфрама и его полного испарения температура стенок колбы должна быть около 500-600°С.

Наиболее подходящим материалом, пригодным для работы в таких условиях, является чисто кварцевое стекло или специальные тугоплавки стёкла с очень высоким содержаием окиси кремния ( до 96-98%), так называемые кварцоидные стекла. Поэтому колбы йодно-вольфрамовых ламп накаливания изготавливаются из этих стекол, преимущественно из кварца. Кварцевое стекло широко применяется для производства интенсивных газоразрядных источников излучения. Поэтому при применении его для ламп накаливания был использован большой опыт, накопленный в производстве кварцевых газоразрядных ламп. Кварцевое стекло может в течение многих тысяч часов работать при температуре около 700-800°С. Механическая прочность его находится на уровне прочности лучших силикатных стекол:

σ_z=70— 120 МПа. Кварцевое стекло прозрачно в области (180 - 200)-4500 нм. На рис. 1.7.

представлен спектральный коэффициент пропускания кварцевого стекла. Кварцевое стекло имеет весьма низкий температурный коэффициент линейного расширения а=6-10^-7 °С^-1 и относительно высокую теплопроводность. Такое сочетание свойств обеспечивает исключительно высокую термическую стойкость кварцевого стекла. Однако его малый температурный коэффициент линейного расширения привел к необходимости создания специальных вакуумно-плотных вводов.

Положение горения

В лампах трубчатой формы при отступлении от горизонтального положения горения происходит постепенное уменьшение количества пода в верхней части трубки, в результате чего нарушается цикл и происходит быстрое почернение колбы. Область почернения по мере работы лампы постепенно распространяется вдоль трубки от ее верхнего конца к нижнему. Почерневшая часть колбы вследствие увеличения поглощения излучения тела накала перегревается, и лампа быстро выходит из строя. В малогабаритных галогенных лампах накаливания с компактным телом накала такого явления не наблюдается и лампы могут работать в любом положении горения без нарушения цикла. Это позволило создать большее количество малогабаритных галогенных ламп накаливания для множества различных применении

Что касается создания трубчатых галогенных ламп накаливания, пригодных для работы в любом положении горения, то пути решения этой проблемы были намечены лишь совсем недавно благодаря глубокому изучению физики процессов, приводящих к сепарации галогенов в лампах накаливания.

Вакуумно-плотные вводы в кварцевое стекло.

Поскольку ни один металл при температуре размягчения 200 кварцевого стекла не имеет такого малого температурного коэффициента расширения, как кварцевое стекло, исключалась возможность создания традиционных вакуумно-плотных вводов согласованного типа в виде впая проволоки из металла с температурным коэффициентом линейного расширения, мало отличным от такового для стекла. В процессе создания кварцевых газоразрядных ламп были разработаны два типа вакуумно-плотных вводов в кварцевое стекло:

1)фольговые вводы

2) вводы на переходных стеклах

Оба типа вводов нашли применение в йодно-вольфрамовых лампах накаливания.

Фольговый ввод представляет собой полоску из молибденовой фольги, заваренную в кварцевое стекло. К концам фольги при помощи точечной сварки приварены проволоки. Внутренняя проволока из вольфрама служит для присоединения тела накала; внешняя — из молибдена служит для токоподвода. Ширина фольги лежит в пределах 1-6 мм длина 8-50 мм. Фольговый ввод -представляет собой типичный пример несогласованного впая. в котором вакуумная плотность обеспечивается благодаря малой толщине фольги, составляющей 25-30 мкм, В этом случае разрывающие усилия, возникающие между поверхностями фольги и кварцевого стекла при остывании впая после запайки, оказываются меньше сил смачивания. При увеличении толщины фольги выше некоторого предела разрывающие силы превосходят силы смачивания, поверхность фольги отслаивается от поверхности кварца и впай теряет вакуумную плотность.

Серьезной проблемой является вопрос о рабочей температуре внешних частей ввода, точнее говоря, места спая молибденовой фольги, с выводом. Работа на воздухе при температуре места спая выше 300-350°С приводит к постепенному окислению молибденовой фолы и. В результате может произойти либо растрескивание кварцевого стекла из-за того, что окислы молибдена имеют больший объем, чем сам молибден, либо в месте окисления повысится сопротивление, что вызовет дополнительный нагрев этого места и еще более быстрое окисление, в

результате чего произойдет разрушение контакта. Кроме того, излишне высокая температура приводит к быстрой коррозии контактов цоколя. Эти обстоятельства необходимо учитывать при конструировании и эксплуатации ламп. По данным [Л. 9-3] при рабочей температуре места внешнего спая фольги, равной 450°С, срок службы ламп составляет всего 15 ч, а при 350°С около 2000 ч.

Выбор размеров фольговых вводов должен проводиться исходя из их теплового режима при заданных условиях работы тела накала и эксплуатации лампы, а также из конструктивно-технологических соображений.

Как показывают эксперименты и расчеты, впай с плоской одиночной фольгой нормально работают при силах тока до 8-10 А. При больших силах тока нагрев внешнего края фольги становится недопустимо высоким. Уменьшение температуры, которое могло бы быть достигнуто путём увеличения длины фольги выше 15 мм, не практикуется, поскольку при этом мы вынуждены отказываться от машинной заштамповки фольги и переходить на ручную запайку, что резко снижает производительность труда и повышает себестоимость ламп.

С целью уменьшения температуры наружной части вводов в некоторых конструкциях концы лампы изгибают под прямым углом. При этом увеличивается расстояние выводов от тела накала, а сами выводы выносятся из зоны с высокой температурой, которая господствует в пространстве около рабочей части лампы.

Окисление внешних концов вводов можно предотвратить, устранив контакт мест сварки фольги с кислородом воздуха. Этого важно достигнуть, например, помещая галогенную лампу накаливания во внешнюю стеклянную колбу, наполненную инертным газом. В этом случае температура внешнего конца фольги и всего впая может быть существенно повышена без снижения его срока службы. Такой способ удобен также и тем. что для включения ламп в сеть могут быть использованы стандартные цоколи и патроны вместо специальных. Однако изготовление таких ламп более сложно а пока дорого. Кроме того, наличие внешней колбы может ограничить области их применения. В каждом конкретном случае вопрос должен решаться с учетом всех обстоятельств.

При конструировании кварцевых йодно-вольфрамовых ламп накаливания на силы тока свыше 10 А применяют вводы, состоящие либо из нескольких параллельно соединенных плоских полосок из фольги, либо так называемые цилиндрические фольговые вводы или. наконец, вводы на переходных стеклах. Изготовление подобных вводов трудно поддается механизации и связано с большим количеством ручных операций, требующих высокой квалификации и опыта.

Тело накала и его фиксация. Тело накала в йодно-вольфрамовых лампах изготавливается так же, как и у обычных ламп накаливания, из вольфрамовой проволоки специальных марок. В йодно-вольфрамовых лампах трубчатой формы тело накала имеет форму спирали. Оно должно располагаться как можно строже по оси колбы, чтобы не нарушалась однородность теплового режима колбы. Для этой цели служат поддержки (держатели), которые располагаются на расстоянии около 20 мм друг от друга на прямой части лампы и на расстоянии 8-10 мм в местах изгибов. Держатель представляет собой кольцо из вольфрамовой проволоки диаметром 0,2-0,3 мм. которое при помощи специального приспособления навивается прямо на вольфрамовых спираль. Внешний диаметр кольца примерно равен внутреннему диаметру кварцевой трубки. Применение молибдена недопустимо из-за агрессивности йода.

Расчёт тела накала производится по единому инженерному методу расчета МЭИ так же, как и для обычных ламп накаливания.

Состав и давление наполняющего инертного газа.

Добавление йода к инертному газу само по себе не увеличивает срока службы, а только устраняет потемнение колбы в процессе горения. Это обстоятельство оказалось крайне важным для повышения световой отдачи и срока службы галогенных ламп. Повышение срока службы или световой отдачи может быть достигнуто путем увеличения давления инертного газа и перехода на инертный газ с большой молекулярной массой, например криптон или ксенон. Однако в обычных лампах этому препятствует потемнение колбы. Действительно, уменьшение диаметра колбы при сохранении толщины стенки позволяет, во-первых, повысить механическую прочность колбы и, следовательно, рабочее давление инертного гаю в лампе, а во-вторых, уменьшить её объём, что делает рентабельным применение более дорогостоящего крип гона и даже ксенона.

Уменьшение диаметра потом приводит к увеличению ее температуры, что заставляет использовать кварцевое стекло. Рост почернения внутренней стенки колбы из-за распыления вольфрам будет приводить к росту поглощения излучения в колбе и соответствующему увеличению температуры. Если размеры колбы будут меньше некоторых предельных, то в результате постепенного почернения колбы в процессе горения ее температура превзойдет допустимый предел и лампа разрушится. При наличии возвратного щита, в результате которого стенки колбы не темнеют в процессе работы, это ограничение размеров снижается. Диаметр колбы может быть еще уменьшен, что позволяет дополнительно повысить ее прочность и уменьшить объём лампы.

Резкое уменьшение объема ламп накаливания с галогенным никлом позволило применять в качестве наполняющего газа ксенон и повысить его давление до нескольких атмосфер. За счет этого удалось существенно поднять температуру тела накала, а вместе с тем яркость и световую отдачу практически без потери светового потока в процессе горения. Таким путем были созданы различные типы малогабаритных галогенных ламп накаливания высокой яркости с компактными телами накала для целей проекции.

Выбор давления газа должен производиться с учетом ряда факторов, в том числе механической прочности колбы, значения тепловых потерь, влияния давления газа на конвекцию и термодиффузию, стоимости газа и т. п.

3. ТИПЫ И ПАРАМЕТРЫ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ.

Галогенные лампы накаливания благодаря ряду достоинств, т. е. повышенным световой отдаче и сроку службы, более высокой яркости, весьма малым габаритам, высокому постоянству световых характеристик в процессе работы, быстро завоевали многие специальные области применения, в которых вопросы цены ламп не имеют решающего значения. По областям применения современные галогенные лампы накаливания можно разделить на следующие основные типы: 1) лампы для инфракрасного облучения; 2) лампы для прожекторов и светильников внутреннего и наружного освещения; 3) лампы для фотосъемочного и телевизионного освещения; 4) лампы для автофар; 5) лампы для аэродромных огней: 6) лампы для оптических приборов; 7) лампы для специальных применении.

По конструктивным признакам они могут быть разделены на дампы линейные, или трубчатые, и лампы с компактным телом накала.

К линейным, пли трубчатым, лампам могут быть отнесены лампы с телом накала в форме длинной спирали, у которой отношение длины к диаметру больше 10. Соответственно колбы этих ламп имеют форму сравнительно узких трубок с отношением длины к диаметру порядка 10. Такие лампы имеют обычно выводы с двух сторон колбы.

У ламп второго типа отношение длины тела накала к его диаметру меньше или равно 8. Соответственно колбы имеют форму короткого цилиндра или близкую к ней.

В табл. 3.1. приведены типы типичных галогенных ламп накаливаний для прожекторов и светильников наружного и внутреннего освещения выпускаемых отечественной промышленностью.

Таблица 3.1.

Типы лампы	Номинальные значения			Срок службы	Размеры (не более), мм		Изготовитель
Типы лампы	U, в	Р,Вт	Ф,Лм	Срок службы	d_k	L	Изготовитель
КГМ27-27	27	27	590	15	7	75	ВНИИС
КГМ27-100	27	10	3450	15	11	85	ВНИИС
КГМ75-630-2	75	630	14450	100	37	1125	ВНИИС
КГМ110-500/	ПО	500	13000	40	14	83	ОП ВНИИС
ЬСИИО-630	ПО	630	16250	200	11	132	ВНИИИС
КИ220-100-5	220	1000	22000	2000	10.75	191	«Светотехника»
КИ220-1500	220	1500	33000	2000	10.75	246	«Светотехника»
КИ220-2000-4	220	2000	44000	2000	10.75	337	«Светотехника»

Blog

Отчет по лабораторной работе