Газообразный галоген вступает в реакцию с вольфрамом, который испаряется, мигрирует наружу и оседает на стенке лампы. Когда температура стенки кварцевой оболочки достигает приблизительно 250°С, галоген вступает в реакцию с вольфрамом с образованием галогенида вольфрама, который отделяется от стенки лампы и мигрирует обратно к нити накала.

Соединение галогенида вступает в реакцию на нити накала, где температуры около 2500°C вызывают диссоциацию вольфрама и галогена. Вольфрам осаждается на более холодных участках нити, а галоген высвобождается для продолжения цикла.

Нить накала вольфрамово-галогенной лампы служит для двух целей. Один из них предназначен для генерации света, а второй — для производства тепла, необходимого для получения температуры стен, превышающей 250°C.

Эти лампы были разработаны для поддержания требуемой температуры стенки при работе при расчетном напряжении. Снижение напряжения более чем на 10 % от расчетного, вероятно, приведет к падению температуры стенки ниже требуемых 250°С.

Испытания показали, что в большинстве случаев такое пониженное рабочее состояние не оказывает отрицательного влияния на работу лампы. К тому времени, когда температура стенки упадет до точки, при которой цикл галогенов перестанет функционировать, температура нити накала уменьшится до точки, при которой испарение вольфрама будет незначительным. Если замечено почернение стенок, 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 работы в таком диапазоне напряжений.

Однако в редких случаях у вольфрамовых галогенных ламп номинальные характеристики снижены более чем на 10 %, что может привести к неблагоприятной реакции коррозионно-активного галогена на вольфрамовую нить, что приведет к преждевременному выходу лампы из строя. Эксплуатация вольфрамово-галогенных ламп при напряжении, превышающем расчетное, не рекомендуется, поскольку лампы обычно рассчитаны на их максимальные пределы. Температура уплотнения лампы не должна превышать 350°C, иначе произойдет окисление молибденовой ленты, что приведет к преждевременному выходу лампы из строя.

Вольфрамово-галогенные лампы являются идеальными источниками света для спектрофотометров, поскольку они обеспечивают широкополосное спектральное излучение в диапазоне от ультрафиолетового, видимого и инфракрасного до пяти микрон. Некоторый выход излучения можно получить на 320 и 340 нм. По этой причине ILT НЕ блокирует УФ-излучение наших вольфрамовых галогенных ламп.
 

Спектральная мощность излучения для ламп накаливания с вольфрамовой нитью
 

Типы нитей накаливания

углубленная техническая информация-вакуумные, заполненные газообразными и вольфрамовыми галогенными лампами

вакуумные лампы (Связанная с таблицей продукта)

Волнатером фантастической лампы на обогревании. где видимый свет излучается за счет резистивного нагрева. Нить действует как электрический резистор, который рассеивает мощность, пропорциональную приложенному напряжению, умноженному на ток через нить. Когда этого уровня мощности достаточно, чтобы поднять температуру выше 1000 градусов по Кельвину, возникает видимый свет. По мере увеличения рассеиваемой мощности количество света увеличивается, а пиковая длина волны света смещается в синюю сторону. Типичные вакуумные лампы могут иметь температуру нити накала в диапазоне от 1800 до 2700 градусов Кельвина. Свет низкотемпературных ламп кажется красновато-желтым, в то время как высокотемпературные лампы имеют более белый вид.

Вольфрамовая нить испаряется тем быстрее, чем выше температура нити. Частицы испарившегося вольфрама имеют тенденцию осаждаться на стеклянной оболочке, вызывая со временем увеличение светоотдачи. В зависимости от области применения уровень светоотдачи может быть достаточно высоким, чтобы закончить срок службы лампы. В конце концов, материал нити накаливания испарится настолько, что нить накала порвется, полностью завершив срок службы лампы. Оба этих эффекта сильно зависят от температуры нити накала, поэтому вакуумные лампы с длительным сроком службы, как правило, работают в нижней части температурного диапазона, а свет имеет желтоватый оттенок.

Электрическое сопротивление вольфрамовой нити при комнатной температуре изначально довольно низкое. Когда к лампе впервые подается электрическое питание, большой пусковой ток вызывает быстрый нагрев нити накала. Сопротивление нити возрастает до значения, в пять-десять раз превышающего сопротивление холоду, что приводит к стабилизации величины тока, потребляемого лампой, и лампе излучается стабильный световой поток. В зависимости от размера нити пусковой период может составлять от десятков миллисекунд до сотен миллисекунд. Это требование к пусковому току 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 накаливания, что увеличивает срок службы лампы или позволяет работать при более высоких температурах при том же сроке службы. 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 природного содержания. Преимущество газов с более высоким атомным весом заключается в том, что они подавляют испарение вольфрамовой нити более эффективно, чем газы с более низким весом. Это позволяет нитям накала газонаполненных ламп работать при температурах до 3200 градусов Кельвина и достигать приемлемого срока службы. Свет от этих ламп имеет высокое содержание синего цвета, придающего свету чисто белый вид.

Газонаполненные лампы требуют большей мощности для достижения той же температуры нити накала, что и вакуумные лампы. Окружающий газ охлаждает нить накала, подавляя испарение и уменьшая миграцию испарившегося вольфрама на стенку лампы. Более высокая рабочая температура газонаполненных ламп обеспечивает большую светоотдачу на ватт подводимой мощности, что оправдывает их использование в критически важных приложениях.

Галогенные лампы накаливания  (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 накала, в то время как газообразный галоген уменьшает количество вольфрама, покрывающего внутреннюю стенку лампы. Газообразный галоген вступает в реакцию с вольфрамом, который испарился, мигрировал наружу и осаждался 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 вступает в реакцию на нити накала лампы, где температуры, близкие к 2500°C, вызывают рассеивание вольфрама и галогена. Вольфрам осаждается на нити и может снова повторить цикл. К сожалению, вольфрам не осаждается в той же зоне, где произошло испарение, поэтому нить накаливания все равно становится тоньше и в конечном итоге выходит из строя.

Вольфрамовая нить галогенной лампы имеет два назначения. Один из них предназначен для генерации света, а второй — для производства тепла, необходимого для получения температуры стен, превышающей 250°C. Эти лампы были разработаны для поддержания требуемой температуры стенки при работе при расчетном напряжении. Снижение напряжения более чем на 10 % от расчетного, вероятно, приведет к падению температуры стенки ниже требуемых 250°C. Испытания показывают, что в большинстве случаев такое пониженное рабочее состояние не оказывает отрицательного влияния на работу лампы. К тому времени, когда температура стенки упадет до точки, при которой цикл галогенов перестанет функционировать, температура нити накала уменьшится до точки, при которой испарение вольфрама будет незначительным. Если замечено почернение стенок, 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 работы в таком диапазоне напряжений. Однако в редких случаях галогенные лампы с пониженным номиналом более чем на 10 % могут испытывать неблагоприятную реакцию коррозионно-активного галогена, воздействующего на вольфрамовую нить накала, что приводит к преждевременному выходу лампы из строя.

Световой поток вольфрамовой галогенной лампы более стабилен, чем у негалогенной газовой лампы, благодаря очищающему действию газообразного галогена на оболочку лампы. Эта особенность в сочетании с высокой цветовой температурой света и долгим сроком службы делает эти лампы очень востребованными во многих промышленных и научных целях. Ограничение рабочего цикла из-за необходимости поддерживать температуру оболочки лампы, достаточную для запуска галогенного цикла, является недостатком. Тем не менее, при длительном режиме работы относительно легко обеспечить надлежащую вентиляцию для обеспечения надлежащей рабочей температуры.
 

Эксплуатация вольфрамово-галогенных ламп при напряжении, превышающем расчетное, не рекомендуется, поскольку лампы обычно рассчитаны на их максимальные пределы. Температура уплотнения лампы не должна превышать 350°C, иначе произойдет окисление молибденовой ленты, что приведет к преждевременному выходу лампы из строя.

Вольфрамово-галогенные лампы являются идеальными источниками света для спектрофотометров, поскольку они обеспечивают широкополосное спектральное излучение в диапазоне от ультрафиолетового, видимого и инфракрасного до пяти микрон. Некоторый выход излучения можно получить на 320 и 340 нм.

Лампы накаливания с вольфрамовой нитью: срок службы при расчетном и рабочем напряжении

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

На рис. 1 представлены 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 идеальных лабораторных условиях. При фактическом использовании срок службы может сократиться из-за неблагоприятных условий окружающей среды, таких как удары, вибрация и экстремальные температуры. Срок службы можно существенно увеличить, выбрав рабочее напряжение меньше расчетного. Это снижение по сравнению с расчетным напряжением 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 точно в течение срока службы, на который она была рассчитана. Срок службы лампы оценивается как средний срок службы большой группы ламп.
 

Диаграмма быстрого расчета лампы

Эта диаграмма позволяет пользователю определить зависимость тока, средней сферической канделы и срока службы от значения напряжения, подаваемого на лампу, в процентах от расчетного напряжения для этой лампы. Проведите горизонтальную линию через процент используемого расчетного напряжения и прочтите значение рассчитанных параметров в правой части диаграммы.

Дополнительные ресурсы

• Источники датчиков NDIR
• Источники галогенов для спектрального анализа
• Источники неоновых индикаторов
• Прецизионные и оптические источники
• Отражатели и лампы с отражателями в сборе
• Миниатюрные источники света
• Светодиодные источники света

Что такое галоген и чем он отличается от лампы накаливания?

Возможно, вы слышали о лампочках, которые слишком горячие, чтобы их можно было брать в руки. Или, может быть, вы слышали, как их называют светильниками, у которых есть лампочка внутри лампочки — похоже на сон во сне, а?

Это так называемые галогены.

Как галогенные лампы излучают искусственный свет? Где следует использовать галогенные лампы? Где галоген вписывается в осветительную промышленность?

Давайте ответим на эти вопросы и углубимся в плюсы и минусы галогенной технологии.

Но, прежде чем мы начнем, вы можете подумать: «Итак, зачем мне знать о технологиях и какую пользу мне приносят эти знания?» Я хочу выделить несколько преимуществ понимания технологии, прежде чем углубляться в саму технологию.

1. Понимание того, как лампочка создает искусственный свет, помогает нам (и вам) устранять неполадки, когда сценарии выходят из строя.

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

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

Давайте кратко дадим определение галогенным лампам, прежде чем мы перейдем к ним.

Галогенная технология освещения представляет собой улучшенную версию лампы накаливания. Как и в случае с лампами накаливания, электрический ток входит в патрон и проходит к вольфрамовой нити, нагревая нить до накала. Галогенные лампы имеют вольфрамовые нити накаливания, помещенные в кварцевую капсулу и заполненные газами йода и брома.

Как работают галогенные лампы?

Мы классифицируем лампочку по технологии, используемой для получения искусственного света. Поскольку галогенные лампы являются лишь усовершенствованием технологии ламп накаливания, мы не относим их к отдельному семейству ламп. Вместо этого мы называем их подкатегорией семейства ламп накаливания.

Помните, как работают лампы накаливания? Галогены работают очень похоже.

Электрический ток выходит из патрона и контактирует с цоколем лампочки. Как и в случае с лампами накаливания, электрический ток входит в патрон и проходит к вольфрамовой нити, нагревая нить до накала. Улучшение галогенных ламп заключается 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, сгоревшие на вольфрамовой нити, затем повторно осаждаются обратно на нить с помощью галогена внутри кварцевой капсулы, что позволяет «повторно использовать» эти частицы. Повторное использование частиц придает лампе более высокую светоотдачу и более длительный срок службы по сравнению с лампами накаливания. Таким образом, галогенные лампы могут работать до 2500 часов, а лампы накаливания имеют средний срок службы 800-1200 часов.

Галогенные лампы также могут работать при более высокой температуре, чем лампы накаливания. Вот почему вы часто видите маленькие галогенные кварцевые лампочки с номинальной мощностью 250-300 Вт.

Галогеновая кварцевая капсула объяснение

Кварцевая капсула состоит из чистейшей формы стекла. В то время как большинство традиционных стекол содержат другие разбавляющие материалы, кварц является чистым и позволяет стеклу работать при более высоком сопротивлении.

Предостережение с кварцевой капсулой заключается в том, что жир с наших пальцев разрушает ее. Поэтому, если вы будете постоянно прикасаться к кварцевой капсуле внутри галогенной лампочки, ваши пальцы повлияют на срок службы изделия.

Лампы накаливания были запрещены? Мы объясняем здесь.

Где вы используете галогенные лампы?

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

И несмотря на всю шумиху вокруг светодиодов, многие специалисты по освещению и дизайнеры рекомендуют галогенные лампочки для жилых и декоративных целей.

Кроме этих, вот еще несколько применений, в которых галогенные лампы используются чаще всего:

Ювелирные изделия

Многие ювелирные магазины используют галогенные зеркальные отражатели для подсветки золотых украшений. То, как свет отражается от зеркального рефлектора на украшения, придает ему теплый, насыщенный и высококлассный тон.

Розничная торговля

Некоторые розничные магазины до сих пор используют галогенные лампы PAR в своем трековом освещении. Как правило, вы видите, что они используются в розничных магазинах, которые создают «тусклую» и теплую атмосферу, которую они пытаются достичь. Abercrombie, Hollister и PacSun — лишь некоторые из них, в которых используются галогенные лампы.

Специальное применение

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

Галогенные плюсы и минусы

Вот несколько плюсов и минусов галогенного освещения:

Галогенные плюсы

• Качество света

  Опять же, как и лампы накаливания, являются золотым стандартом качества света (по сравнению с другим искусственным освещением).