Галогеновая лампа это: Галогенная или светодиодная? / Новости экономики Красноярска и Красноярского края / Newslab.Ru

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.

Галогенная лампа – это… Что такое Галогенная лампа?

Галогенная лампа Галогенная лампа накаливания с цоколем Е27 и двойной колбой

Галоге́нная ла́мпа — лампа накаливания, в баллон которой добавлен буферный газ: пары галогенов (брома или йода). Это повышает время жизни лампы до 2000—4000 часов, и позволяет повысить температуру спирали. При этом рабочая температура спирали составляет примерно 3000 К. Эффективная светоотдача большинства массово производимых галогенных ламп на январь 2012 составляет от 15 до 22 лм/Вт.

Принцип действия

Электрический ток, проходя через тело накала (обычно — вольфрамовую спираль), нагревает его до высокой температуры. Нагреваясь, тело накала начинает светиться. Однако из-за высокой рабочей температуры атомы вольфрама испаряются с поверхности тела накала (вольфрамовой спирали) и осаждаются (конденсируются) на менее горячих поверхностях колбы, ограничивая срок службы лампы.

В галогенной лампе окружающий тело накала йод (совместно с остаточным кислородом) вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама, препятствуя осаждению последних на колбе. Этот процесс является обратимым — при высоких температурах вблизи тела накала соединение распадается на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются таким образом либо на самой спирали, либо вблизи неё. В результате атомы вольфрама возвращаются на тело накала, что позволяет повысить рабочую температуру спирали (для получения более яркого света), продлить срок службы лампы, а также уменьшить габариты по сравнению с обычными лампами накаливания той же мощности.

Галогенные лампы одинаково хорошо работают на переменном и постоянном токе. При применении плавного включения срок службы может быть повышен до 8000-12 000 часов.

Преимущества и недостатки

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250 °C. По причине отсутствия почернения колбы, галогенные лампы можно изготавливать очень компактными. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это удлиняет время жизни галогенных ламп и повышает их эффективность.

Цветопередача

Галогенные лампы обладают очень хорошей цветопередачей (Ra 99-100), поскольку их непрерывный спектр близок к спектру абсолютно чёрного тела с температурой 2800-3000K. Их свет подчёркивает тёплые тона, но в меньшей степени, чем свет обычных ламп накаливания.

Применение

Хотя галогенные лампы не достигают эффективности люминесцентных и тем более светодиодных ламп, их преимущество состоит в том, что они могут быть без каких-либо доработок использованы как прямая замена обычных ламп накаливания, например, с диммерами и с выключателями с подсветкой («с огоньком»).

Галогенные лампы также активно используются в автомобильных фарах благодаря их повышенной светоотдаче, долговечности, устойчивости к колебаниям напряжения, малым размерам колбы.

Мощная осветительная галогенная лампа ~230В 150Вт L=118мм

Мощные галогенные лампы используются в прожекторах, рампах, а также для освещения при фото-, кино- и видеосъёмке, в кинопроекционной аппаратуре.

Галогенные лампы с небольшой температурой тела накаливания являются источниками инфракрасного излучения и используются в качестве нагревательных элементов, к примеру в электроплитах^[1], микроволновках (гриль), паяльниках (спайка ИК-излучением термопластов).

Исполнение

Лампа типоразмера MR16

Галогенные лампы могут быть изготовлены как в компактных типоразмерах MR16, MR11, с цоколем GU 5.3, G4, GY 6.35 (на 12 вольт) или G9, GU10 (на 220 или 110 вольт), так и с цоколем Эдисона Е14 или Е27 (на 220 или 110 вольт), линейные с цоколем R7 различной длины (L=78 мм, L=118 мм и др.). Колба ламп может быть прозрачной, матированной, а также иметь рефлектор и/или рассеиватель.

Лампы типоразмеров MR предназначены для установки в транспортных средствах (автомобилях, мотоциклах, велосипедах), а также, при подключении через трансформатор, могут быть использованы для стационарного освещения («точечное освещение», компактные светильники) от бытовой сети.

Лампы типоразмера GU используются для стационарного освещения аналогично лампам MR, в отличие от последних не требуя трансформатора. Определить, лампа какого типа (MR или GU) установлена в данном светильнике или световой «точке», не вынимая лампу, легко, проследив, как меняется яркость лампы при включении и выключении: лампа GU загорается и гаснет практически мгновенно, а лампа MR — плавнее, обладая определённой инерцией (порядка 1/2 секунды).

Лампы с цоколем Е14 (миньон) или Е27 (стандарт) предназначены для замещения обычных ламп накаливания. Они снабжены дополнительной внешней колбой (по форме и размерам напоминающей колбу обычных ламп накаливания), защищающей внутреннюю кварцевую колбу от загрязнений, случайных прикосновений и контакта с легкоплавкими материалами.

Особенности эксплуатации

Галогенные лампы очень чувствительны к жировым загрязнениям, поэтому их внутренних колб нельзя касаться даже чисто вымытыми руками. Ввиду высокой температуры колбы любые загрязнения поверхности (например, отпечатки пальцев) быстро сгорают в процессе работы, оставляя почернения. Это ведёт к локальным повышениям температуры колбы, которые могут послужить причиной её разрушения (поэтому, из-за высокой температуры, колбы изготавливаются из кварцевого стекла). При их установке следует держать колбу лампы через чистую салфетку (или в чистых перчатках), а при случайном касании тщательно протереть колбу тканью, не оставляющей волокон (например микрофиброй) со спиртом.

Поскольку колба галогенной лампы разогревается до пожароопасных температур, то её следует монтировать так, чтобы в дальнейшем полностью исключить всякую возможность её соприкосновения с любыми находящимися поблизости предметами и материалами, и тем более человеческим телом.

При использовании галогенной лампы с диммером необходимо время от времени включать лампу на полную мощность, чтобы испарить накопившийся на внутренней части колбы осадок йодида вольфрама.

IRC-галогенные лампы

Новым направлением развития ламп является т. н. IRC-галогенные лампы (сокращение IRC обозначает «инфракрасное покрытие»). На колбы таких ламп наносится специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное (тепловое) излучение и отражает его назад, к спирали. За счёт этого уменьшаются потери тепла и, как следствие, увеличивается эффективность лампы. По данным фирмы OSRAM, потребление энергии снижается на 45 %, а время жизни удваивается (по сравнению с обычной галогенной лампой).

Примечания

Плюсы и минусы галогеновых ламп

Безопасность на дороге, особенно в темное время суток, во многом зависит именно от качества освещения дороги. Существует несколько видов осветительных приборов, но в данной статье хотелось бы рассказать именно о галогеновых лампах, их достоинствах и недостатках.

Как появились галогеновые лампы?

Изначально в машины ставились обычные лампы накаливания, которые довольно долго использовалисьв качестве единственного источника освещения проезжей части, но не отличались хорошими показателями яркости и долгим сроком службы. С развитием новых технологий были разработаны галогеновые лампы, которые и пришли на смену стандартным лампам накаливания. Пик их популярности приходится на 80-е годы. Такая популярность этих ламп объясняется, в первую очередь, небольшой ценовой политикой, которая полностью соответствует световым характеристикам ламп. Сегодня галогеновые лампы используют как источник ближнего и дальнего света, а также как противотуманные и габаритные фары.

Галогеновые лампы

Обычные галогеновые лампы – это лампы, которые имеют две нити накаливания для ближнего и дальнего света. В основном, они отличаются от обычных ламп накаливания тем, что наполнены парами газов, в данном случае это пары бора или йода. Срок службы таких ламп небольшой, но при правильной эксплуатации они смогут вам прослужить полтора, два года. Такие лампы изготавливаются из кварцевого стекла, но стоит отметить, что оно иногда реагирует на вибрации и встряски, что может привести к быстрому выходу из строя самой лампы. Галогеновые лампы отличаются своей компактностью и являются прекрасным вариантом освещения для автомобилей разных марок. 

Галогеновые лампы. Плюсы и минусы

Плюсы	Повышенная светоотдача. Она на 60% превышает показатели обычных ламп накаливания и составляет 25 Лм/Вт. Все это обеспечивается благодаря инертному газу, который изначально находится в колбе, а после закачивания в нее паров йода или брома увеличивается температура накала вольфрамовой нити.	Хорошая яркость. Свет галогеновых ламп имеет желтоватый поток, который обеспечивает качественную видимость дорожного полотна в ночь и при непогодных условиях. Достаточно неплохая яркость позволяет осветить не только дорогу перед автомобилем, но и захватить обочину, что позволяет заранее увидеть пешеходов или животных, предотвратив аварию.	Широкий выбор цветов. Благодаря нанесению на поверхность стеклянной колбы напыления разных оттенков, достигаются различные цвета галогеновой лампы, а именно, синий или желтый.	Эксплуатационный период. Время работы галогеновых немного выше, чем у обычных ламп накаливания. В лучшем случае и при правильной эксплуатации, такие лампы смогут вам прослужить до двух лет.
Минусы	Высокая температура. Колба галогеновой лампы нагревается до высокой температуры, причиной чего является большая светоотдача и сильный разогрев вольфрамовой нити.	Качество лампы. Это касается не всех ламп, так как некоторые производители, чтобы снизить стоимость продукта, которая и так небольшая, делают галогеновые лампы низкого качества по низкой цене.	Низкая экономия энергии. Галогеновые лампы не являются экономными, так как потребляют большое количество энергии.	Дополнительный уход. Такие лампы смогут нормально функционировать только в идеальных условиях эксплуатации.

Многих водителей интересует вопрос, почему галогеновые лампы быстро перегорают? Сейчас мы попытаемся выяснить основные причины этой проблемы.  

Причины, почему галогеновые лампы быстро перегорают

• Скачок напряжения. Дело в том, что галогенки могут быть подключены напрямую в сеть или через специальный трансформатор.  Если лампы подключены к сети, то при каждом их включении происходит сильный скачек напряжения, который и может привести к перегоранию галогеновых ламп.
• Неправильная установка. Если проводить монтаж галогеновых ламп неосторожно и без перчаток, то это может привести к быстрому их выходу из строя. Использование перчаток рекомендуется для того, чтобы ограничить цоколь и саму колбу лампы от отпечатков пальцев, так как из-за этого колба может лопнуть.
• Неисправный генератор, от которого и возникают скачки напряжения.

Устройство и работа галогенок

Большинство автолюбителей прекрасно знают, что такое галогеновые лампы, но многие не знают, чем они отличаются от других осветительных приборов. Сегодня мы хотели бы разрушить этот стереотип и больше рассказать, как о самой галогеновой лампе, так и о принципе ее работы. 

Галогеновые лампы. Принцип работы

Галогеновые лампы – это следующее поколение стандартных ламп накаливания. Огромную популярность они получили в начале 80-х годов и до сих пор являются хорошим выбором многих автолюбителей.

Что же такое галогеновая лампа? Это стандартная лампа, в которой находится буферный газ. В основном, это пары брома или йода. У таких ламп небольшой эксплуатационный период, который в определенных случаях достигает отметки в 1500 рабочих часов. Галогенки способны намного быстрее и сильней разогреть нить накаливания, что обеспечит прекрасную видимость проезжей части в любое время суток. Принцип работы галогеновых ламп немного отличается от обычной лампы накаливания. Здесь пары галогена в смеси с инертным газом обеспечивают нити накала защиту от окисления и разрушения, а попутно, и яркое свечение. Также это отображается и на эксплуатационном периоде лампы. Хоть галогеновые лампы и имеют прекрасные технические показатели, но все же они имеют свои недостатки.

Преимущества галогеновой лампы

• Хорошая светоотдача
• Небольшие размеры
• Ближний/дальний режимы света (не для всех цоколей)
• На протяжении всего срока службы галогеновый лампы сохраняется та же яркость
• Безопасная установка и работа

Недостатки галогеновой лампы

• Высокая вероятность перегорания лампы из-за скачков напряжения
• Высокая температура колбы лампочки во время работы и вероятность взрыва колбы

Галогеновые лампы – устройство на самом деле уникальное, так как в автомобильной оптике используются исключительно все поколения галогеновых ламп, и каждый вид используется только по своему прямому назначению. Их установка не требует каких-то специальных знаний, достаточно лишь сохранить в чистоте саму колбу. Галогеновые лампы – оптимальное решение в автомобильной оптике. 

Интересное о LED » Чем отличается галогенная лампа от лампы накаливания

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.

Особенности галогенных ламп

Галогенная лампа по внутренней конструкции подобна лампе накаливания. По сути, это и есть обычная лампочка, только внутри нее содержится специальный газ, а в процессе производства используют более современные технологии. В колбе содержится смесь, состоящая из брома, йода и галогена, что продлевает срок эксплуатации и увеличивает температуру включенной спирали. Галогенная лампа в своем арсенале содержит:

• превосходную цветопередачу;
• большую яркость;
• направленность луча.

Многие называют их энергосберегающими. Такое утверждение правильно только частично, поскольку галогенные лампы обладают лучшей светоотдачей и сроком эксплуатации, но потребление электроэнергии у них остается достаточно высоким.

Какими бывают лампы

Условно все галогенные лампы принято разделять на две группы: низковольтные и высоковольтные. Первые применяются в освещении помещений только при наличии дополнительного адаптера питания, преобразовывающего напряжение до 24 или 12 вольт. Второй вид ламп без опасений может устанавливаться в люстры, подключенные к сети 220 вольт. Галогенные лампы также различают по конструкции. Они бывают:

• линейными;
• с внешней колбой;
• с отражателем;
• капсульные.

Каждая из них имеет свои особенности применения, преимущества и недостатки. Линейные лампы чаще применяют в промышленности, поскольку они потребляют много энергии и светят очень ярко. Лампы с отражателем идеально подходят для точечных светильников, а капсульные могут использоваться в открытых конструкциях. Самой распространенной сегодня является галогенная лампа с дополнительной колбой, являющаяся полным аналогом обычной лампы накаливания.

Преимущества галогенных ламп

Популярность таких источников света заключается в возможности обеспечения естественного освещения. Использование люстр с данными лампами не убирает цвет предметов, а делает его еще более насыщенным. На протяжении всего срока эксплуатации качество освещения будет оставаться на первоначальном уровне. Касательно срока службы, то у галогенных ламп он может составлять до 4000 часов. Если же соблюдать все правила и рекомендации производителя, лампа может прослужить в два раза больше.

Галогенная лампа для точечного светильника является одной из наиболее мощных. Их можно использовать даже для освещения больших площадей, с которыми обычные лампы справиться не могут. При своих достоинствах, галогенные лампы находятся в ценовом диапазоне, доступном для большинства покупателей. Они иногда дешевле люминесцентной лампы, а светодиодный светильник обходится в несколько раз дороже.

Недостатки

Наиболее существенным недостатком является существенное нагревание лампы во время работы. Это требует использования осветительных приборов особой конструкции, в которых используются термостойкие материалы. Обжечься можно, даже коснувшись плафона, расположенного в десятке сантиметров. Также эксплуатация требует соблюдения правил монтажа светильников и люстр.

Заявленные сроки эксплуатации могут быть достигнуты только при кропотливом соблюдении всех пожеланий производителя. Постоянная аккуратность позволит пользоваться ими очень долго. Тем более, что все правила посильны каждому и указаны на упаковке. Подключение лучше произвести через специальный блок защиты, который обеспечит плавный пуск и защитит лампу от перегорания из-за скачка напряжения.

Особенности эксплуатации

Поскольку галогенные лампы являются самыми привередливыми в плане ухода, владельцу квартиры придется соблюдать требования их эксплуатации. Как уже было сказано ранее, нужно использовать люстры и светильники специальной конструкции, способные выдержать высокие температуры. Присутствуют особые требования к замене таких ламп. Рабочую лампу ни в коем случае нельзя брать голой рукой за колбу. Это может оставить жирный след, из-за которого стекло колбы просто вздуется и лопнет.

Но даже если случайно пришлось взяться за колбу, ее можно промыть спиртом. Такие лампы меняют только в чистых перчатках или с использованием бумажных полотенец. Раз в полгода придется выкручивать лампы и чистить их от нагара, наличие которого негативно сказывается на сроке эксплуатации.

Подобрать галогенные лампочки

Галогеновые лампы для дома – что выбрать?

Все чаще современные хозяева отказываются от светильников накаливания в пользу экономных моделей, которые значительно экономят электрическую энергию. Предлагаем рассмотреть, как работают галогеновые лампы для дома, их достоинства и недостатки, а также основные характеристики.

Принцип работы галогеновых ламп

Домашние энергосберегающие лампы типа Camelion или Osram по принципу работы очень похожи на аналогичные модели накаливания. Обычная лампочка состоит из довольно большой колбы, чаще всего из прозрачного или матового стекла. Внутри этой емкости находится газовая смесь, в большинстве случаев это аргон или азот (иногда они вместе). Непосредственно в центре расположена тонкая вольфрамовая нить накаливания. Электрический ток, проходя по ней, нагревает нитку до 2500 градусов по Цельсию, впоследствии чего она начинает излучать свечение. Вольфрам, как и любой другой «белый» металл при нагревании светится белым, а уже цвет колбы решает, каким будет освещение: теплым или холодным.

Фото — Галогеновые лампы для дома

В среднем, обычная лампа накаливания способна работать до 1000 электро-часов при нормальном потреблении от 12 в сутки. Создается вопрос, почему тогда на её работу уходит так много электричества? В основном энергопотребление тратится не на свет, а на тепло, которого такой светильник отдает практически в два раза больше, чем света. Т.к. лампа нужна для освещения определенного помещения, а не его нагрева, выходит, что большая часть тока просто проходит в пустоту. Из-за тепла, вольфрамовая нить перегорает и иногда даже взрывается. В этом и заключается ключевое отличие галогенки.

Фото — Стандартные галогеновые лампы

Металлогалогеновые лампы также используют для работы нить из вольфрама, но только её помещают в гораздо меньшую колбу из кварца. Если простое стекло расположить на таком маленьком расстоянии от нити – оно начнет плавиться, но кварц увеличивает его стойкость к высоким температурам. Кроме того, очень отличается газ в галогенке и в лампе накаливания. Специалисты сочетают это вещество с испарениями вольфрама, благодаря чему образовывается газообразный галогеновый пар. При сочетании с парами вольфрама, они способствуют продлению срока службы нити, т. к. бесследно испаряются, а не оседают на её поверхности.

Фото — Линейные галогеновые лампы

Также эта газовая смесь необходима для понижения температуры нити, при использовании галогена, нить отдает тепла в пространство в полтора раза меньше, чем во время применения аргона или азота. Это позволяет экономить затраты электрического тока на её содержание и оплату счетов за электроэнергию.

Фото — Галогеновые лампы в интерьере

Достоинства и недостатки галогеновых ламп

Галогеновые лампы для дачи, дома и офиса имеют свои плюсы и минусы. Рассмотрим их.

Положительные качества:

1. Для чтения и других требующих повышенного внимания глаз задач, яркий свет снижает зрительное напряжение, не напрягает кристаллик.

2. Если Вы хотите использовать систему освещения для привлечения внимания клиентов или потенциальных покупателей, то белый свет – самый лучший вариант для оформления витрин. Галогенные прожекторы позволяют настроить точечную фокусировку. Многие отмечают, что во время их работы, цвета становятся более насыщенными и интересными, краски оживают.

3. Встраиваемые галогенные прожекторы для наружной работы по праву считаются самыми лучшими вариантами иллюминации во дворе. Они, как и светодиодные, отлично переносят перепады температур, внешние факторы и атмосферные осадки (при условии полной герметизации). Помимо этого, они как минимум на 20 % экономнее, чем модели накаливания. Отличительной чертой является чрезвычайно яркий свет, который позволяет освещать любые уголки открытого пространства.

Но даже у такого идеального устройства есть свои недостатки:

1. Немногим людям нравится яркий белый свет, он слишком бьет по глазам, к тому же не везде уместен. К примеру, редко используются галогеновые потолочные люстры в спальне или детской, а если они там все же есть, то электротехники прорабатывают стратегию размещения светильника под углом;
2. Несмотря на то, что внешняя оболочка лампы очень прочная, ее можно сломать и тогда наружу выйдет весьма опасный газ. В маленьких количествах это не вредно, но если у Вас не одна галогенка – то могут начаться мигрени и головокружения;
3. Не рекомендуется использовать галогеновые лампы для ванной комнаты – под постоянным воздействием влаги они могут легко взорваться;
4. Патроны, цоколи и осколки светильников требуют специальной системы утилизации. Не выйдет просто выбросить в ведро, Вам необходимо будет воспользоваться или услугами специализирующейся компании, или универсальным контейнером для удаления химических отходов;
5. Стоимость галогеновых ламп на порядок выше, чем цена светильников накаливания для дома. Конечно, этот недостаток легко окупается экономией энергопотребления и долговечностью.

Фото — Встраиваемые галогеновые лампы

Видео: сравнение галогеновых и светодиодных ламп

Монтаж галогеновых светильников

Рассмотрим, как установить такую модель; пошаговая инструкция:

1. Отключите питание в квартире или непосредственно на светильнике, который заменяете. Дайте торшеру остыть;
2. Снимите закаленное стекло крышки над галогеновой лампой. Возможно, Вам придется убрать зажимы или винты, которые держат стеклянную крышку;
3. Проследите за тем, чтобы маркировка на купленной лампе была такой же, как и старой;
4. При помощи хлопковой ткани снимите старую лампу. В большинстве случаев нужно немного нажать на светильник и вынуть патрон.
5. Не трогая руками новую лампочку, аккуратно вставьте её на место старой;
6. Теперь осталось только закрутить винты и стеклянную крышку и провести тест на работу.

Отличия в монтаже таких галогеновых ламп для дома – это причина наличия кварцевого напыления. Если Вы потрогаете его руками – то нарушите структуру. Светильник не будет работать, либо при работе взорвется и может навредить Вам осколками и газом, поэтому будьте осторожны.

Фото — Галогеновые лампы с цоколем g9

Многие хозяева считают, что это отличная альтернатива домашней иллюминации светодиодами или натриевыми лампами. Купить галогеновые лампы для дома можно в любом магазине электрических приборов, самые лучшие отзывы про линейные (длинные) модели фирмы Delux G9, немецкие наружные Osram Night Breaker и Люмиум. Также продажа производится непосредственно в дилерских центрах этих компаний.

в чём их отличия и как выбирать

При выборе типа лампы, используемой в светильнике, надо руководствоваться как техническими характеристиками, так и дизайнерской задачей. С технической точки зрения учитываются несколько факторов.

Чтобы помочь потребителю разобраться в данных вопросах, рассмотрим, как устроены лампы, их достоинства и недостатки.

Энергосберегающая лампа

Компактная люминесцентная лампа состоит из 3 основных компонентов: цоколя, люминесцентной лампы и электронного блока. Цоколь предназначен для подключения лампы к сети. Электронный блок (ЭПРА: электронный пускорегулирующий аппарат) обеспечивает зажигание (пуск) и дальнейшее горение люминесцентной лампы. ЭПРА преобразует сетевое напряжение 220 В в напряжение, необходимое для работы люминесцентной лампы. Благодаря ЭПРА энергосберегающая лампа зажигается без мерцания и работает без мигания свойственного обычным люминесцентным лампам. Люминесцентная лампа наполнена парами ртути и инертным газом (аргоном), а её внутренние стенки покрыты люминофорным покрытием. Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет. Благодаря механизму действия энергосберегающих ламп удаётся добиться снижения потребления электроэнергии на 80% по сравнению с лампами накаливания при аналогичном световом потоке. Помимо пониженного потребления световой энергии энергосберегающие лампы выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания. Незначительное тепловыделение позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах, в которых от ламп накаливания с высокой температурой нагрева может оплавляться пластмассовая часть патрона, либо сам провод. Из-за более равномерного распределение света энергосберегающие лампы снижают утомляемость человеческого глаза.

Люминесцентные лампы

Люминесцентная лампа – это газоразрядная лампа низкого давления. Ультрафиолетовое излучение, возникающее в результате газового разряда невидимо для человеческого глаза. Оно преобразуется люминофорным покрытием в видимый для нас свет. Принцип работы люминесцентной лампы похож на компактные энергосберегающие лампы (см. выше).

Лампы накаливания

Лампы накаливания традиционно используются на протяжении многих лет и по-прежнему являются наиболее широко применяемым источником света. Они дают приятный свет со спектром, сдвинутым в инфракрасную область. Цветные лампы прекрасно подходят для создания декоративных специальных эффектов, а зеркальные лампы, излучающие направленный свет, позволяют создать необходимый световой акцент. Несмотря на многообразие типоразмеров ламп накаливания, отличающихся номинальным напряжением, мощностью и родом тока, все они объединены единым физическим принципом получения видимого излучения (нагрев электрическим током вольфрамовой нити до температуры 2200-2800°С) и сходством применяемых во всех конструкциях основных составляющих элементов: стеклянная колба; вольфрамовая нить; электроды.

Зеркальная лампа

Верхняя часть колбы зеркальной лампы покрыта отражающим свет слоем. Зеркальное покрытие защищает конструкцию лампы от перегрева, и в то же время позволяет самой лампе светить ярче. При этом другая часть колбы остается матовой, а свет от нее равномерный, рассеянный. Срок службы такой лампы 600-1000 часов.

Галогенные лампы

Галогенные лампы излучают приятный белый свет с отличной цветопередачей. Основаны на том же принципе, что и лампы накаливания, но с применением «галогенного цикла». Вольфрамовая нить накаливания окружена инертным газом, содержащим галогениды. Благодаря специально созданным условиям вылетающие частички нити возвращаются обратно, что значительно продлевает срок службы лампочки и предотвращает почернение колбы. Если к галогенной лампе холодного света добавить отражатель, то освещаемые такой лампой объекты не будут нагреваться. Кроме того, галогенная лампа дает больше света, чем лампа накаливания при одинаковой мощности. При использовании галогенных ламп обратите внимание на одну особенность – эти лампы очень чувствительны к перепадам напряжения.

Параметры	люминис­центные лампы	ком­пакт­ные энерго­сберегающие лампы	металло­галогенные лампы	зеркальная лампа	галогенные лампы
Срок службы, час*	3000-6000		6000-15000	1000	до 1000
Световой поток, Лм**	110-7500	100-10000	1000-30000	70-18000	30-11000
Световая отдача лм/Вт***	25-104	25-80	50-95	7-18	до 30
Цветовая температура указывается в градусах Кельвина****	2700-6500		3000-6000	2500-2900	2700-4000
Недостатки	большие габариты, наличие ртути, необходимость специальной аппаратуры включения		наличие ртути, необходимость специальной аппаратуры включения, пульсации светового потока	низкая светоотдача, малый срок службы
Достоинства	высокая световая отдача, большой срок службы		компактность, хорошая цветопередача	идеальная цветопередача, простота включения, дешевизна
Основные области применения лампы	внутреннее освещение административных помещений, магазинов и т. д.		архитектурное, художественное освещение, акцентир. освещение	освещение жилых помещений	архитектурное, художественное освещение, акцентир. освещение

* Зависит от стабильности напряжения в сети, также повысить срок службы можно используя схемы для плавного включения ламп.
** Световым потоком называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека и измеряется в люменах.
*** Световая отдача показывает с какой экономичностью потребляемая электрическая мощность преобразуется в свет. Теоретически достигаемая максимальная величина при полном преобразовании энергии в видимый свет составляет 683 лм/Вт. Реально достижимые значения, разумеется, значительно ниже и находятся между 10 лм/Вт и 150 лм/Вт.
**** Цветовая температура любого источника электромагнитных волн, в том числе световых, определяется путем сопоставления спектральных характеристик источника и абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело (излучатель Планка) – тело, которое поглощает все падающие на него излучения, независимо от длины волны и направления излучения. Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (обозначение К), отсчитываемых от абсолютного нуля. Шкала Кельвина отличается от шкалы Цельсия только положением нуля: положение нуля на шкале Кельвина на 273 градуса ниже нуля по Цельсию. Она, таким образом, выше на 273 градуса, чем та же температура, выраженная в градусах Цельсия.

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, используя форму здесь.

ILT предлагает большой выбор газонаполненных ламп с различными размерами, цоколями и типами 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 – генерировать свет, а второй – генерировать тепло, необходимое для получения температуры стенок выше 250 ° C.

Эти лампы были разработаны для поддержания требуемой температуры 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 до видимого и инфракрасного до пяти микрон.Некоторый выход излучения может быть получен при 320 и 340 нм. 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, а 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 кажется красновато-желтым, в то время как высокотемпературные лампы выглядят более белыми.

Вольфрамовая нить накала испаряется быстрее, чем выше температура нити. Частицы испаренного вольфрама имеют тенденцию осаждаться на стеклянной оболочке, вызывая со временем увеличение препятствий для выхода света. 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 повышается 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 накаливания 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 температуры, близкие к 2500 ° C, вызывают рассеивание вольфрама и галогена. Вольфрам осаждается на нити накала и освобождается, чтобы повторить цикл 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 были разработаны для поддержания требуемой температуры 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 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, чтобы обеспечить надлежащую рабочую температуру.

Не рекомендуется работать с вольфрамовыми галогенными лампами 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 нм.

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, на который она была рассчитана. 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 соотношение расчетного напряжения, которое будет использоваться, и прочтите значение рассчитанных параметров в правой части диаграммы.

Что такое галоген и чем он отличается от лампы накаливания?

Возможно, вы слышали о лампах, которые слишком горячие, чтобы обращаться с ними.Или, может быть, 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 занимает галоген в осветительной промышленности?

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 лампочку для правильного применения.

Давайте вкратце 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 входит 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 входит в розетку и поднимается до вольфрамовой нити, нагревая нить до накала. Усовершенствование 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, выгоревшие из вольфрамовой нити, затем повторно осаждаются на нить галогеном внутри кварцевой капсулы, что позволяет использовать эти частицы повторно.«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 небольшие 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, которые имеют «тусклый» и теплый оттенок, которого они пытаются добиться. 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, 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 их затемнить. 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 и в наши дни галогены очень неэффективны, когда речь идет об их соотношении 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 более подробной информации о технологиях освещения, ознакомьтесь с этими статьями:

Галогенная лампа | Энциклопедия.com

Фон

Галогенная лампа – это разновидность лампы накаливания. Обычная лампа накаливания содержит вольфрамовую нить накаливания, запечатанную в стеклянной оболочке, которая либо откачана, либо заполнена инертным газом или смесью этих газов (обычно азотом, аргоном и криптоном). Когда к нити применяется электрическое питание, она становится достаточно горячей (обычно более 3 600 ° F [2 000 ° C]), чтобы загореться; Другими словами, нить накала светится и излучает свет. Во время работы вольфрам, испаряющийся из горячей нити накала, конденсируется на внутренней стенке колбы охладителя, в результате чего колба почернеет.Этот процесс почернения постоянно снижает световой поток в течение всего срока службы лампы.

Галогенная лампа поставляется с несколькими модификациями для устранения этой проблемы почернения. Колба, сделанная из плавленого кварца вместо известково-натриевого стекла, заполнена теми же инертными газами, что и лампы накаливания, смешанными с небольшими количествами газообразного галогена (обычно менее 1% брома). Галоген химически реагирует с отложениями вольфрама с образованием галогенидов вольфрама. Когда галогенид вольфрама достигает нити, интенсивное нагревание нити вызывает разрушение галогенида, высвобождая вольфрам обратно в нить.Этот процесс, известный как цикл вольфрам-галоген, обеспечивает постоянный световой поток в течение всего срока службы лампы.

Для работы галогенного цикла поверхность лампы должна быть очень горячей, обычно выше 482 ° F (250 ° C). Галоген может не испаряться должным образом или не реагировать должным образом с конденсированным вольфрамом, если колба слишком холодная. Это означает, что колба должна быть меньше по размеру и изготовлена ​​либо из кварца, либо из высокопрочного и жаропрочного стекла, известного как алюмосиликат. Поскольку колба небольшая и обычно довольно прочная из-за более толстых стенок, ее можно заполнить газом под давлением выше обычного.Это замедляет испарение вольфрама из нити накала, увеличивая срок службы лампы.

Кроме того, небольшой размер колбы иногда делает экономичным использование более тяжелых заправочных газов премиум-класса, таких как криптон или ксенон, которые помогают замедлить испарение вольфрама, вместо более дешевого аргона. Более высокое давление и более качественные заполняющие газы могут продлить срок службы баллона и / или обеспечить более высокую температуру нити накала, что приводит к повышению эффективности. Любое использование заполняющих газов высшего качества также приводит к тому, что заполняющий газ отводит меньше тепла от нити накала.Это приводит к тому, что больше энергии покидает нить за счет излучения, что немного повышает эффективность.

Галогенные лампы, таким образом, излучают более белый и яркий свет, потребляют меньше энергии и служат дольше, чем стандартные лампы накаливания той же мощности. Их срок службы составляет от 2000 до 4000 часов (примерно от двух до четырех лет) по сравнению с обычными лампами накаливания, которые работают только 750–1500 часов или три часа в день в течение примерно года. Однако галогенные лампы стоят дороже.

Большинство галогенных ламп имеют мощность от 20 до 2000 Вт.Типы низкого напряжения варьируются от 4 до 150 Вт. Некоторые галогенные лампы также имеют специальное отражающее инфракрасное излучение покрытие на внешней стороне колбы, чтобы излучаемое тепло, которое в противном случае теряется, отражается обратно к нити накала лампы. Нить накаливания горит сильнее, поэтому требуется меньшая мощность. Эти лампы могут прослужить до 4000 часов.

Хотя вольфрамовые галогенные лампы более эффективны, чем другие большие лампы накаливания, они неэффективны по сравнению с люминесцентными и газоразрядными лампами высокой интенсивности (HID).Галогенные лампы также могут представлять угрозу безопасности, так как выделяемое тепло может находиться в диапазоне от 121 до 482 ° C (250–900 ° F).

История

Масляные лампы со стеклянными трубами были предшественниками электрических ламп. Газовые лампы тоже были обычным явлением, но имели очевидные недостатки. В начале девятнадцатого века была разработана лампа, в которой использовалась электрически нагреваемая проволока (платина). Более эффективные лампы стали возможны благодаря использованию различных материалов накаливания. В 1860 году английский изобретатель по имени Свон продемонстрировал лампу с угольной нитью.И он, и Томас Эдисон наконец улучшили эту лампу для практического использования примерно в 1878 году. Эдисон установил первую успешную систему электрического освещения в 1880 году.

Позже эти углеродные нити были заменены танталовыми, а затем вольфрамовыми нитями, которые испаряются медленнее, чем углерод. После того, как процесс волочения вольфрамовой проволоки был усовершенствован, в 1911 году были представлены первые лампы с вольфрамовой нитью накаливания. Это были вакуумные лампы. В 1913 году General Electric Corporation представила лампы с вольфрамовой нитью, использующие инертный газ и спиральные нити. Шесть лет спустя годовое производство лампочек в США превысило 200 миллионов. Сегодня почти все электрические лампы накаливания изготавливаются с вольфрамовой нитью.

Вольфрам-галогенный цикл, используемый в галогенных лампах, был впервые разработан и испытан 40 лет назад. Некоторые из первых коммерческих галогенных ламп были представлены в 1959 году. С тех пор их применяли в студийном освещении, проекционных лампах и автомобильных фарах. Последнее привело к появлению другого типа стекла, называемого алюмосиликатом, который впервые был использован в лампах в начале 1970-х годов.Более низкая температура размягчения или рабочая температура этих стекол позволила быстро автоматизировать производство галогенных ламп.

Производство лампочек возникло в начале двадцатого века, когда электроэнергия стала доступной для широкой публики. К началу 1980-х годов около 70 американских компаний продавали лампочек и трубок на сумму более 2 миллиардов долларов каждый год. В течение следующего десятилетия, из-за спада в начале 1990-х годов, общий рынок луковиц вырос примерно до 2,9 миллиарда долларов. В 1994 году рынок достиг почти 4 миллиардов долларов, но в течение следующих нескольких лет оставался относительно стабильным.

В 1992 году в США был принят Закон о национальной энергетической безопасности, предписывающий использовать современные лампы накаливания, которые были более эффективными. Закон направлен на предотвращение продажи неэффективных люминесцентных ламп, начиная с 1994 года, и других энергоэффективных ламп к 1995 году. Он также запретил несколько типов люминесцентных ламп, некоторые лампы с отражателем накаливания и различные прожекторы. Принятие этого закона также увеличило стоимость ламп на 4-6%.

Этот шаг, а также снижение прибыли вдохновили производителей ламп в середине 1990-х годов предложить лампы, которые могли бы снизить потребление энергии, улучшить освещение, увеличить срок службы и минимизировать воздействие на окружающую среду.Компактные люминесцентные и галогенные лампы были двух типов, которые предлагали рост. Таким образом, в период 1993-1998 годов поставки галогенов увеличивались почти на 15% в год. Общий объем рынка осветительного оборудования в США в 1998 году превысил 10 миллиардов долларов.

В середине 1997 года Совет по безопасности потребительских товаров координировал отзыв галогенных фонарей для домашнего ремонта из-за опасности возгорания, вызванной плохой конструкцией светильников и горячей водой. луковицы. Целью отзыва было переоборудование существующих фонарей с защитной проволочной решеткой (лампы, изготовленные после отзыва, уже включали эту защиту).

Другие типы лампочек, включая галогенные, с годами совершенствовались и разрабатывались для специальных применений. Последним достижением в технологии галогенных ламп является галогенная лампа, отражающая инфракрасное излучение (ИК). Эти лампы могут обеспечивать такой же световой поток (люмен) при гораздо меньшей мощности (ватт) или, наоборот, значительно увеличенный световой поток при той же мощности, что и стандартные галогенные лампы. Только 10-15% мощности, используемой в лампах накаливания и галогенных лампах, производят видимый свет. Большая часть энергии излучается в виде тепла (инфракрасная энергия).

Эти новые лампы имеют покрытие, отражающее инфракрасное излучение, нанесенное на внешнюю поверхность капсулы лампы, которое отражает большую часть потерянной инфракрасной энергии обратно в капсулу и на вольфрамовую нить накала. Это перенаправлено энергия увеличивает температуру нити накала, тем самым производя больше света без дополнительной мощности. Сегодня эти лампы в основном используются в крупных розничных магазинах для общего освещения и акцентного освещения или освещения дисплеев.Недавно на балу на Таймс-сквер в канун Нового года в 1999 году было использовано 180 новых галогенных ламп. Благодаря конструкции с двойной оболочкой распределение тепла в этих лампах аналогично распределению тепла у ламп накаливания.

Сырье

В зависимости от типа галогенной лампы материал колбы – кварц (плавленый кварц) или алюмосиликатное стекло. Кварцевое стекло имеет соответствующую термостойкость для цикла вольфрам-галоген, который обеспечивает температуру колбы до 1,652 ° F (900 ° C). Для ламп малой мощности примерно до 120 Вт можно использовать алюмосиликатное стекло. Стекло бывает либо в виде цилиндрических трубок, которые предварительно нарезаются на нужную длину, либо нарезаны на нужную длину производителем лампы.

Вольфрам используется для нити накаливания. Вольфрам получают в форме проволоки, которая изготавливается с использованием легирования (добавление небольшого количества других материалов) и процесса термообработки. Легирующие добавки придают пластичность, необходимую для переработки вольфрама в катушки, и помогают предотвратить деформацию во время работы.Молибден, используемый для герметизации, получают в виде фольги и проволоки на катушках. Основания из керамики, стекла или металла изготавливаются заводским способом.

Газы, используемые при производстве, включают аргон, азот, криптон, ксенон, бром, водород, кислород и природный газ или пропан. Большинство этих газов поставляется в резервуарах или баллонах, некоторые в жидкой форме. Природный газ поступает от газовой компании.

Конструкция

Электрические свойства лампы определяются размерами, формой или геометрией нити накала.Чем выше рабочее напряжение, тем длиннее должен быть провод. Для более высоких мощностей требуется более толстый провод. Нить накала наматывается в виде катушки разной конфигурации в зависимости от области применения лампы.

Наиболее распространены конфигурации с круглым сердечником, плоским сердечником и двойной нитью накала. В особых случаях используются другие конфигурации: модулированные (для максимальной эффективности генерации света) и сегментированные (для равномерного распределения света). Нити также ориентированы двумя способами: осевым или поперечным.В двухцокольных цилиндрических лампах ориентация всегда аксиальная. В одноцокольных лампах ориентация определяется применением.

Процесс производства

Некоторые компоненты лампы производятся в разных местах и ​​отправляются на завод, где происходит окончательная сборка. Степень автоматизации производства зависит от области применения лампы, объема продаж и отпускной цены. Будет обсужден процесс изготовления одноцокольных кварцевых галогенных ламп.

Изготовление катушки

• 1 Поскольку тонкий прямой провод имеет плохие характеристики излучения и его трудно вставить в колбу лампы, провод наматывают в форме катушки с помощью автоматизированных машин, которые напоминают высокоскоростные катушки.Чтобы сделать нить с круглым сердечником, каждый виток укладывается по спирали рядом с другим на цилиндрическом стержне. Прямоугольный стержень используется для нити с плоским сердечником. В случае двойной нити накала проволока сначала наматывается на очень тонкую первичную обмотку, а затем она еще раз наматывается на вторую, более толстую сердцевину. Таким образом, большое количество проволоки может уместиться в очень маленьком пространстве.

Формовка колбы

• 2 После того, как стеклянная трубка отрезана до нужной длины, к верхней части необходимо прикрепить выхлопную трубу.Сначала верх трубы нагревается с помощью газового / кислородного пламени. Круг из карбида вольфрама складывает размягченное стекло, образуя куполообразную форму с небольшим отверстием.
• 3 Стеклянная трубка меньшего размера, называемая выхлопной трубой, помещается в отверстие и соединяется с большей трубкой путем плавления. Эта трубка небольшого диаметра используется как средство для вымывания воздуха из лампы во время операции герметизации, а также для откачивания воздуха и подачи наполняющего газа во время процесса выпуска. Этот процесс выполняется на специальных роторных машинах.

Изготовление крепления

• 4 Затем изготавливается крепление. Во-первых, мост изготавливается путем заделки предварительно сформованных вольфрамовых проволок в небольшой цилиндрический кварцевый стержень. Нить накала приваривается к этим опорным проводам и приваривается к узлу внешнего вывода, состоящему из молибденовых уплотнительных пленок и внешних выводов.
• 5 Готовая опора проходит через водородную печь при 1,925 ° F (1050 ° C) для очистки. Этот процесс удаляет любые оксиды, которые могут повредить вольфрамовую нить во время работы лампы.

Уплотнение

• 6 Машина, называемая прессовым уплотнением, используется для герметичного уплотнения держателя внутри колбы. Крепление вставляется в лампочку, и обе части надежно удерживаются. Затем нижняя часть колбы нагревается примерно до 3 272 ° F (1800 ° C) с помощью газовых / кислородных горелок для размягчения кварца. Подушечки пресса из нержавеющей стали, работающие при давлении 20-60 фунтов на квадратный дюйм, прижимают кварц к молибденовой фольге, образуя герметичное уплотнение. Во время этой операции колба промывается инертным газом (азотом или аргоном) для удаления воздуха и предотвращения окисления опоры.Наружные выводы выступают из конца пресса и обеспечивают средство для электрического соединения лампы с цоколем лампы.

Откачка и заполнение прессованной груши

• 7 Спрессованная груша заполняется галогеновым газом на вытяжной машине. В этой машине используются вакуумные насосы для откачивания воздуха из баллона и система наполнения для подачи газовой смеси галогена в баллон через выхлопную трубу. Высокое внутреннее давление в лампе достигается сначала за счет заполнения лампы при давлении выше атмосферного, а затем путем распыления или погружения баллона в жидкий азот, который охлаждает и конденсирует заполняющий газ при давлении ниже атмосферного.Газ / кислород загорается, а затем расплавляет выхлопную трубу в верхней части баллона, образуя наконечник и удерживая газ в баллоне. Газ расширяется по мере того, как он нагревается до температуры окружающей среды, в результате чего возникает лампа под давлением.

Крепление цоколя

• 8 Цоколь лампы обеспечивает электрическое подключение и установку. Геометрия определяется национальными и международными стандартами. Есть несколько разных типов оснований. Для одноцокольных ламп используются стеклянные, керамические или металлические цоколи.Обычно они прикрепляются к стеклянной колбе с помощью специального цемента, который обладает хорошей устойчивостью к высоким температурам. влага и термическое напряжение или прикреплены механически. Для специальных применений используется соединение без цемента.

Упаковка

• 9 После окончательного тестирования лампы вручную или автоматически упаковываются в коробки, в зависимости от области применения. Лампы, продаваемые в розничных магазинах, упаковываются индивидуально.

Контроль качества

Испытание давлением (при 40-100 атмосфер в зависимости от давления наполнения) проводится после процесса прессования / уплотнения, чтобы гарантировать, что лампа не взорвется во время работы.Обычно отбирается случайная выборка, хотя некоторые лампы проходят 100% тестирование. После заполнения лампы проверяют на герметичность, помещая их на роторную машину и зажигая на несколько минут. В случае серьезной утечки лампа станет бело-желтой. Если есть какие-либо серьезные механические дефекты, лампа обычно перегорает. Случайная выборка из каждой партии также проверяется на соответствие всем техническим характеристикам (мощность, температура, светоотдача и срок службы).

Побочные продукты / отходы

Дефектный кварц утилизируется или перерабатывается.Иногда выхлопные трубы используются повторно. Отработанный вольфрам утилизируется и продается как металлолом. Завершенные лампы, не прошедшие тестирование, выбрасываются. Однако производители ламп продолжают использовать более экологически чистые материалы, чтобы сократить количество не подлежащих переработке отходов.

Некоторые галогенные лампы сделаны со свинцовыми припоями в основании лампы. Поскольку свинец является высокотоксичным материалом, продукты, содержащие свинец, должны пройти TCLP (процедура выщелачивания, характерная для токсичности) Агентства по охране окружающей среды. В противном случае их следует классифицировать как опасные отходы и соблюдать особые правила утилизации в некоторых штатах.Некоторые производители ламп избегают этой проблемы, используя бессвинцовый припой.

Будущее

По прогнозам, поставки вольфрамовых галогенных ламп будут увеличиваться на 7,7% в год до 58 миллионов единиц в 2003 году, опережая поставки ламп накаливания. Это отражает растущее распространение галогенов в жилых и коммерческих помещениях, таких как дорожное и встраиваемое освещение, настольные и торшеры, а также другое общее и рабочее освещение.

Несмотря на все более широкое использование галогенных ламп в ряде приложений, единичные поставки значительно замедлились с середины 1990-х годов из-за увеличения импорта из таких стран, как Китай, Южная Корея, Тайвань, Япония, Филиппины, Мексика, Германия и Венгрия.Помимо конкуренции со стороны импорта, падению цен на единицу продукции будут способствовать и другие факторы, что ограничит прирост стоимости поставок от 5,3% в год до 180 миллионов долларов в 2003 году. В попытке захватить долю рынка некоторые производители будут ограничивать рост цен. Кроме того, более низкая экономия на масштабе и технология производства помогут снизить цены за единицу продукции.

Производители галогенных ламп также продолжат разработку ламп с превосходными световыми характеристиками, большей эффективностью и увеличенным сроком службы при меньших затратах. Новые и улучшенные конструкции будут предлагаться для удовлетворения потребностей специальных приложений. Лампы будут по-прежнему производиться более экологически безопасными, а производственные процессы – более эффективными для сокращения количества отходов.

Ожидается, что к началу века мировой рынок осветительной продукции достигнет 28 миллиардов долларов. Ожидается, что Соединенные Штаты увеличат свою долю на этом рынке сверх нынешних 30%. Американские компании по производству ламп и ламп также расширяют свою деятельность за рубежом, создавая совместные предприятия или приобретая предприятия.Ожидается, что к 2005 году рынок осветительного оборудования в Северной Америке превысит 15 миллиардов долларов.

Лампы накаливания останутся доминирующими на рынке США, на них будет приходиться более 80% штучных продаж и более 50% рыночной стоимости, в зависимости от их значительного использования. на крупных рынках бытовой и транспортной техники. Из-за зрелости рынка ламп накаливания, конкуренции со стороны других типов ламп и замедления темпов роста в жилищном и автомобильном секторах рост спроса на лампы накаливания будет отставать от средних показателей по отрасли.

Где узнать больше

Книги

«Электроосветительное и электромонтажное оборудование». В отраслевых профилях США. The Gale Group, 1998.

Клипштейн, Дональд. Великая Интернет-книга с лампочками. 1996.

Уэймут, Джон и Роберт Левин. Справочник дизайнера: применение источников света Дэнверс, Массачусетс: GTE Products Corporation, 1980.

Periodicals

Cable, Michael. «Механизация стекольного производства». Журнал Американского керамического общества 82, нет.5 (май 1999 г.): 1107-1108.

Другое

The Freedonia Group, Inc. 767 Beta Drive, Cleveland, OH 44143-2326. (440) 684-9600. http://www.freedoniagroup.com.

Фрост и Салливан. http://www.frost.com.

Osram Sylvania Products Inc. 100 Endicott Street, Danvers, MA 01923. (800) 544-4828. http://www.sylvania.com.

– Laurel M. Sheppard

Интернет-кампус ZEISS Microscopy | 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 изображений светлого поля и фазового контраста, 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. Было обнаружено, что эти усовершенствованные нити, которые можно было наматывать, скручивать и эксплуатировать при очень высоких температурах, гораздо более универсальны, 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, образуя газообразный вольфрам, который медленно уменьшает диаметр нити накала и в конечном итоге затвердевает на внутренней стороне стеклянной колбы 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 была больше не 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 колбы 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 (азотом, аргоном, криптоном или ксеноном), 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, наполняющий 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, испаренные из нити накала (см. Рис. 2 (а)), вступают в реакцию с парами газообразного галогена и следовыми количествами 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 использовать меньшие по размеру конверты, которые поддерживаются в чистом состоянии без отложений в течение всего срока службы лампы. Поскольку колба меньше, чем у обычных вольфрамовых ламп, 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, испарившийся и повторно осаждаемый в цикле регенерации галогена, не возвращается на свое первоначальное место, а скорее скатывается на самых холодных участках 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, описанные 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 путем нагрева 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 выходной профиль 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 наивысших 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 градусах Кельвина ( K ), в то время как фактическая измеренная температура практически выражается в градусах Цельсия ( C ). 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 К (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 и , 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, равная кандел, единиц, используется для оценки характеристик лампы в оптической системе.Лампы также оцениваются с точки зрения световой отдачи при использовании люмен на ватт электрической мощности (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, 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 отражатели 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 штифта основания до точки герметичной выхлопной трубы.Важным критерием расположения лампы по отношению к системе коллекторных линз является длина светового центра (рис. 5 (a)), при которой центр нити накала находится в определенной плоскости отсчета в цоколе лампы. Другими важными параметрами являются диаметр колбы (самая толстая часть оболочки), ширина 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 по полю нити разработаны для конкретной архитектуры нити и должны измеряться, когда нить накала горячая.

Чрезмерно высокие рабочие температуры вольфрамово-галогенных ламп требуют значительно более прочных и толстых прозрачных колб, чем обычные вольфрамовые и угольные лампы.Стекло из кварцевого стекла из плавленого кварца 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, а затем присоединяют меньшую выхлопную трубу. На более поздних этапах производственного процесса, после того, как нить накала и выводные штифты 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 выполняется, когда оболочка продувается 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 заменен 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 быстро расширились бы, когда лампа стала горячей, и разбили бы 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 кромки 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 проволоки, а вместо этого имеет области с гораздо более высокой температурой, вызванные неравномерной толщиной или внутренними структурными изменениями, то нить накала обычно выходит из строя из-за преждевременного обрыва в этих областях. 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, обеспечивающую 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 подается на лампу 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 вентиляционными 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 пластмассовый сменный 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 взаимозаменяемы 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 оборудованы диффузионными фильтрами, но они часто требуются для достижения равномерного освещения по всему полю обзора и обычно помещаются производителем в осветительный прибор микроскопа.

Трудный выбор: как выбрать светодиодные или галогенные лампы

Трудный выбор: как выбрать светодиодные или галогенные лампы

Вы нашли идеальную лампу – так можно ли вставлять в нее светодиодную или галогеновую лампу?

Вот что вам нужно знать.

• Галогенные лампы служат до 2000 часов, что в два раза больше, чем у ламп накаливания, но меньше, чем у светодиодных.
• Галогенные лампы излучают инфракрасный свет, который может повредить произведения искусства и ткани.
• Галогенные лампы чувствительны к маслам вашей кожи, поэтому вам нужно надевать перчатки, когда вставляете их в лампы. нельзя прикасаться к ним, пока они не остынут (еще один побочный продукт их тепла: им требуется оборудование для кондиционирования воздуха, чтобы работать усерднее).
• Галогенные лампы хрупкие, особенно когда они находятся рядом с вращающимся оборудованием, таким как вентиляторы или компрессоры. Из-за их тонкой нити вибрация может сократить срок их службы.

• Светодиодные лампы могут работать до 25 000 часов, тогда как светодиодные лампы обычно рассчитаны на 50 000 часов.
• Светодиодные лампы могут потреблять на 80% меньше энергии, чем галогенные лампы.
• Светодиодные лампы дороже, но со временем окупают свою стоимость за счет экономии энергии и предотвращения частой замены ламп.
• Светодиодные лампы в целом небьющиеся.
• Светодиодные лампы после использования становятся холоднее на ощупь (рекомендуется проявлять осторожность!)
• Светодиодные лампы доступны в различных цветах и ​​цветовых температурах.
• Светодиоды не содержат вредных химикатов или газов.

Итак, светодиоды лучше, не так ли? Хитрый вопрос. При поиске лампы, совместимой с вашим устройством, вы всегда должны обращаться к руководству по эксплуатации вашей лампы – и при необходимости разговаривать со специалистом FLOS.

Магазин светодиодных лампочек или галогенных лампочек.

---

FLOS признан ведущим мировым производителем топовых дизайнерское освещение и инновационные системы освещения как для жилых и профессиональные секторы.

---

Фототоксичность галогенных ламп – PubMed

Фон: Сообщалось, что излучение кварцевых галогенных лампочек вызывает эритему у людей и опухоли кожи у экспериментальных животных.

Задача: Целью этого исследования было определение относительного риска травм людей из-за излучения этих ламп.

Методы: Мы исследовали 12-вольтовую 50-ваттную кварцевую галогеновую лампу. Мы измерили его ультрафиолетовый выходной спектр и биологическую токсичность его излучения с помощью его способности индуцировать димер пиримидина.

Полученные результаты: На расстоянии 1 см светоотдача лампы на длине волны 254 нм составляет 3 x 10 (-7) Вт / см2 / нм. Солнечное излучение на этой длине волны не обнаруживается на поверхности земли, т.е. менее 10 (-12) Вт / см2 / нм. При длине волны 290 нм мощность лампы составляет примерно 3 x 10 (-6) Вт / см2 / нм, что в 5000 раз больше, чем у летнего солнца в 13:00. на уровне моря в Кувейте. В этих условиях мощность излучения лампы UVB и UVA примерно такая же, как у солнечной энергии.Мы также измерили потенциал образования димеров пиримидина в лампах относительно солнца с целью оценки токсичности ламп для ДНК. На расстоянии 7 см лампа индуцирует приблизительно 3,9 димера пиримидина / 100 000 пар оснований / мин. Это примерно в 4 раза быстрее, чем полуденное летнее солнце в Мичигане.

Выводы: Мы пришли к выводу, что прямое излучение этих ламп может вызвать повреждение кожи человека из-за их излучения UVC и UVB.По нашим оценкам, относительный риск для ДНК кератиноцитов в коже человека in vivo от воздействия галогенной лампы мощностью 50 Вт на расстоянии 7 см составляет от 27 до 400% от дневного летнего солнца в Мичигане.

Использование галогенного освещения – VisionAware

---

Стенограмма использования галогенного освещения Видео

РАССКАЗЧИК: Мужчина на кухне.

BRYAN: Галогенное освещение – это разновидность лампы накаливания.Это, пожалуй, самый яркий из доступных типов освещения. Он кажется белым и интенсивным. При использовании на потолке он может быть превосходным местом для размещения в таком месте, как плита или шкаф. Его также можно использовать для освещения под прилавком, чтобы лучше видеть такие задачи, как приготовление пищи. Галогенная лампа, установленная в потолке или рядом с ним, может быть очень полезна для освещения шкафа, кладовой, библиотеки или даже стиральной и сушильной машины в прачечной.

РАССКАЗЧИК: Другой мужчина загружает стиральную машину.

BRYAN: Марк использует галогенную лампу, установленную на потолке, чтобы обеспечить полезное точечное освещение, когда он кладет одежду в стиральную машину.

РАССКАЗЧИК: На кухне.

BRYAN: Недорогой накладной галогенный светильник может обеспечить полезное точечное освещение внутри шкафа, на прилавке для приготовления пищи, в зоне для чтения или шитья или даже на верстаке.

Марк использует галогенную лампу с поворотным рычагом, чтобы увидеть ингредиенты для смешивания брауни, а также накладную лампу на гусиной шее, чтобы обеспечить отличное освещение прямо там, где он работает.Он также собирается использовать точечные галогенные лампы под прилавком, чтобы лучше видеть, когда он режет овощи, такие как кабачки и брокколи.

РАССКАЗЧИК: Марк идет к плите.

БРАЙАН: Он может использовать точечный галогенный свет над плитой, чтобы лучше видеть, когда он готовит свой обед.

РАССКАЗЧИК: Он поднимает крышку с кастрюли на плите.

BRYAN: Следует добавить одну меру предосторожности в отношении галогенных ламп, поскольку они очень горячие, и следует соблюдать осторожность при работе под лампой или рядом с ней.