Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Шам түрі
Type of lamp
Металл галоидты шам – буланған сынап пен металл галоидтарының (бром немесе йодпен қосылған металл қосылыстары) газды қоспасы арқылы электр доғасы пайдалану арқылы жарық шығаратын электр шам. Бұл жоғары интенсивті газды разряд (HID) шамдарының бір түрі. 2005 жылға дейін жоғары CRI ақ жарықтың ең тиімді көздерінің бірі ретінде металл галоидтары жарықтандыру өнеркәсібінің ең қарқынды өсіп келе жатқан сегменті болды. Дегенмен, LED шамдары металл галоидты шамдарды дерлік толығымен ығыстырды, тек бірқатар жақтастар ғана оны қолдануда.
A metal halide lamp is an electrical lamp that produces light by an electric arc through a gaseous mixture of vaporized mercury and metal halides (compounds of metals with bromine or iodine). It is a type of high intensity discharge (HID) gas discharge lamp. As one of the most efficient sources of high CRI white light, metal halides as of 2005 were the fastest growing segment of the lighting industry. However LEDs have almost entirely replaced metal halide in both applications, with just a handful of purists still holding on.
Операция
Басқа газды төгілетін шамдар сияқты, мысалы, өте ұқсас сынап бу шамдары сияқты, металл галоидты шамдар электр доғасында газ қоспасын иондау арқылы жарық шығарады. Металл галоидты шамның ықшам доға түтігінде аргон немесе ксенон, сынап және натрий йодиді және скандий йодиді сияқты әртүрлі металл галоидтары бар. Металл галоидтарының нақты қоспасы, байланысты түс температурасы мен қарқындылығына әсер етеді (мысалы, жарықты көк немесе қызыл түсті етеді). Іске қосылған кезде шамдағы аргон газы алдымен иондалады, бұл екі электрод арасындағы доғаны қолданатын бастапқы кернеумен ұстауға көмектеседі. Доға мен электродтар өндіретін жылу, содан кейін, сынап пен металл галоидтарын плазмаға иондастырады, бұл температура мен қысым жұмыс жағдайларына жеткен сайын жарқыраған ақ жарық шығарады. Доға түтігі 5–50 атм немесе одан да көп (70–700 пси немесе 500–5000 кПа) және 1000–3000 °C аралығында жұмыс істейді. Барлық басқа газды разрядты шамдар сияқты, металл галоидты шамдар теріс кедергіге ие (өздігінен балластысы бар шамдарды қоспағанда), сондықтан шам арқылы ток ағынын реттей отырып, дұрыс іске қосу және жұмыс кернеулерін қамтамасыз ету үшін балласт қажет. Металл галоидты шамдар қолданатын энергияның шамамен 24% жарыққа айналады (тиімділігі 65–115 лм/Вт).
Like other gas discharge lamps such as the very similar mercury vapor lamps, metal halide lamps produce light by ionizing a mixture of gases in an electric arc. In a metal halide lamp, the compact arc tube contains a mixture of argon or xenon, mercury, and a variety of metal halides, such as sodium iodide and scandium iodide. The particular mixture of metal halides influences the correlated color temperature and intensity (making the light more blue or red, for example). When started, the argon gas in the lamp is ionized first, which helps to maintain the arc across the two electrodes with the applied starting voltage. The heat generated by the arc and electrodes then ionizes the mercury and metal halides into a plasma, which produces an increasingly brighter white light as the temperature and pressure increases to operating conditions. The arc tube operates at anywhere from 5–50 atm or more (70–700 psi or 500–5000 kPa) and 1000–3000 °C. Like all other gas discharge lamps, metal halide lamps have negative resistance (with the rare exception of self ballasted lamps with a filament), and so require a ballast to provide proper starting and operating voltages while regulating the current flow through the lamp. About 24% of the energy used by metal halide lamps produces light (an efficacy of 65–115 lm/W),
Импульстік металл галоидты шамдар доғаны тудыратын бастапқы электродты қамтымайды және доғаны іске қосу үшін жоғары кернеулі (суық соққыда 1–5 кВ, ыстық соққыда 30 кВ-тан жоғары) импульс жасау үшін тұтандырғыш қажет. Электрондық балластар тұтандырғыш схемасын бір жиынтықта қамтиды. Америка Ұлттық Стандарттар Институтының (ANSI) шам балласты жүйелерінің стандарттары барлық металл галоидты компоненттерге (кейбір жаңа өнімдерді қоспағанда) параметрлерді белгілейді.
Pulse start metal halide bulbs don't contain a starting electrode which strikes the arc, and require an ignitor to generate a high voltage (1–5 kV on cold strike, over 30 kV on hot restrike) pulse to start the arc. Electronic ballasts include the igniter circuit in one package. American National Standards Institute (ANSI) lamp ballast system standards establish parameters for all metal halide components (with the exception of some newer products).
Түс температурасы
Ақ түсті және табиғи жарық шығаратындықтан, металл галоидты шамдар бастапқыда көкшіл түсті сынап бу шамдарынан артық танылды. Арнайы металл галоид қоспаларының енгізілуімен металл галоидты шамдар қазір 3000 К-ден 20000 К-ға дейін түс температурасымен қол жетімді. Түс температурасы шамдар арасында сәл өзгеруі мүмкін, және бұл әсер көп шамдар қолданылатын жерлерде байқалады. Шамның түс сипаттамалары шамның қызмет ету мерзімі ішінде өзгеретіндіктен, ANSI стандарттарына сәйкес түс, шам 100 сағат бойы жанғаннан кейін (іске қосылғаннан кейін) өлшенеді. Импульстік металл галоидты шамдар түстің дұрыстығын жақсартады және арнайы зондты металл галоидты шамдарға қарағанда арк түтігінің жақсы пішіндеріне байланысты кельвиннің ауытқуын жақсырақ бақылайды (±100-200 кельвин). Зондты шамдарға бастау электроды қажет болмайды және галоидтардың жоғары қысымы мен температурасын қамтамасыз етеді. Металл галоидты шамның түс температурасына шамды қуаттандыратын электр жүйесінің электрлік сипаттамалары және шамның өндірісіндегі айырмашылықтар да әсер етуі мүмкін. Егер металл галоидты шамның қуаты жеткіліксіз болса, төмен жұмыс температурасының салдарынан, оның жарық шығаруы тек сынаптың булануынан көкшіл болады. Бұл құбылысты шамның қызу кезінде байқауға болады, осы кезде арк түтігі әлі толық жұмыс температурасына жетпеген және галоидтар толық буланбаған. Бұл димдеу балластарында да айқын көрінеді. Ал шамның қуаты артық болса, керісінше болады, бірақ бұл жағдай қауіпті болуы мүмкін, қызып кету және қысымның артуынан арк түтігінің жарылуына әкелуі мүмкін.
Because of the whiter and more natural light generated, metal halide lamps were initially preferred to the bluish mercury vapor lamps. With the introduction of specialized metal halide mixtures, metal halide lamps are now available with a correlated color temperature from 3,000 K to over 20,000 K. Color temperature can vary slightly from lamp to lamp, and this effect is noticeable in places where many lamps are used. Because the lamp's color characteristics tend to change during lamp's life, color is measured after the bulb has been burned for 100 hours (seasoned) according to ANSI standards. Pulse start metal halide lamps have improved color rendering and provided a more controlled kelvin variance (±100 to 200 kelvins) because of better arctube shapes compared to probe start metal halide lamp, which don't requires a starting electrode to be present and allow higher pressure and temperature of the halides. The color temperature of a metal halide lamp can also be affected by the electrical characteristics of the electrical system powering the bulb and manufacturing variances in the bulb itself. If a metal halide bulb is underpowered, because of the lower operating temperature, its light output will be bluish because of the evaporation of mercury alone. This phenomenon can be seen during warmup, when the arc tube has not yet reached full operating temperature and the halides have not fully vaporized. It is also very apparent with dimming ballasts. The inverse is true for an overpowered bulb, but this condition can be hazardous, leading possibly to arc tube explosion because of overheating and overpressure.
Бастау және жылыту
Салқын металл галоидты шам бірден толық жарық қуатын бере алмайды, себебі ішкі доға камерасындағы температура мен қысым толық жұмыс деңгейіне жету үшін уақыт керек. Алғашқы аргон дуасын (немесе автомобильдерде ксенонды) іске қосу кейде бірнеше секундқа созылуы мүмкін, ал қыздыру кезеңі бес минутқа дейін жетеді (лампа түріне байланысты). Осы уақыт ішінде доға камерасындағы әртүрлі металл галоидтар буланып, шам әртүрлі түстерді көрсетеді. Электр қуаты үзілсе, шамның доғасы сөніп, ыстық доға түтігіндегі жоғары қысым доғаның қайта тұтануына кедергі келтіреді. Қалыпты тұтандырғышпен шамды қайта іске қосу үшін 5–10 минут салқындату қажет, бірақ арнайы тұтандырғыштармен және арнайы жасалған шамдармен доғаны дереу қалпына келтіруге болады. Жедел қайта тұтандыру мүмкіндігі жоқ шамдарда қуаттың уақытша жоғалуы бірнеше минут бойы жарықсыздыққа әкелуі мүмкін. Қауіпсіздік үшін кейбір металл галоидты шамдарда салқындау және қайта тұтандыру кезінде жұмыс істейтін қосымша вольфрам-галогенді шам қарастырылған. Металл галоидты шам қайта тұтанып, қызғаннан кейін, қауіпсіздік шамдары өшіріледі. Сондай-ақ, жылы шамның толық жарық беруіне, толығымен суық күйде іске қосылған шамға қарағанда, көбірек уақыт қажет. Көптеген аспалы төбе шамдары пассивті түрде салқындатылады және балласт пен шамды бірге қамтиды.
A cold metal halide lamp cannot immediately begin producing its full light capacity because the temperature and pressure in the inner arc chamber require time to reach full operating levels. Starting the initial argon arc (or xenon in automotive) sometimes takes a few seconds, and the warm up period can be as long as five minutes (depending upon lamp type). During this time the lamp exhibits different colors as the various metal halides vaporize in the arc chamber. If power is interrupted, the lamp's arc will extinguish, and the high pressure that exists in the hot arc tube will prevent restriking the arc; with a normal ignitor a cool down period of 5–10 minutes will be required before the lamp can be restarted, but with special ignitors and specially designed lamps, the arc can be immediately re established. On fixtures without instant restrike capability, a momentary loss of power can mean no light for several minutes. For safety reasons, some metal halide fixtures have a backup tungsten halogen incandescent lamp that operates during cool down and restrike. Once the metal halide restrikes and warms up, the incandescent safety light is switched off. A warm lamp also tends to take more time to reach its full brightness than a lamp that is started completely cold. Most hanging ceiling lamps tend to be passively cooled, with a combined ballast and lamp fixture.
Өмірінің соңындағы мінез-құлық
Металл галоидты шамдар, әдетте, галоидтардың жоғалуынан және шамның ішкі бөлігінің қараюынан жарық шығымын жоғалтады немесе түсі өзгереді. Олардың қызмет ету мерзімі аяқталысымен жұмысы тоқтатылады, бұл сынап шамдарына ұқсас. Сирек жағдайларда, шамдар қосылып-өшірілуі мүмкін. Кейбіреулерінде түстің күрт өзгеруі байқалады, ал өте сирек жағдайларда жарылуы мүмкін.
Metal halide lamps, usually lose their output or change color due to the loss of halides and arctube blackening. They stop working at the end of life that is similar to mercury lamps. In rare cases, they can also cycle on/off. Some can exhibit major color shift, and in rare cases, explode.
Лампаның жарылу қаупі
Барлық металл галоидты доғалы құбырлар химиялық әсерге, жылулық стреске және механикалық дірілге байланысты қызмет ету мерзімі ішінде беріктігін жоғалтады. Лампа ескірген сайын доға түтігі түссізденеді (көбінесе қою сұр түске боялады), жарықты сіңіріп, қызып кетеді. Түтік әлсіреп, ақырында бұзылып, құбырдың жарылуына себеп болады. Доға түтігінің ерте бұзылуы өндіріс ақауларынан туындауы мүмкін. Өндірушілер сатудан бұрын мұндай ақауларды тексеру үшін жаңа шамдарды "тексеруден өткізе" алады. Металл галоидты шамдағы газдардың қысымы жоғары болғандықтан (3,4 атмосфераға дейін), доға түтігінің бұзылуы қауіпті жағдайға әкеледі. Доға түтігінің сынықтары сыртқы колбаны сындырады, ал ыстық шыны сынықтары төмендегі адамдарға немесе заттарға түсуі мүмкін. Ыстық сынықтар өрт қаупін тудыруы мүмкін. Арнамалар ыстық сынықтарды берік шыны қаптамамен ұстауға немесе доға түтігін қоршап тұратын кварц түтігі бар шамдарға арналған етіп жасалуы мүмкін, бұл жарылудың алдын апаруға көмектеседі. Егер доға түтігінің қараюы күшейсе, доға түтігі ісіп кетсе, жарық түсі кенеттен өшсе немесе шам үнемі қосылып-өшіп тұрса, шамды ауыстыру арқылы доға түтігінің жарылуын болдырмауға болады.
All metal halide arc tubes deteriorate in strength over their lifetime due to chemical attack, thermal stress and mechanical vibration. As the lamp ages the arc tube becomes discoloured (often obtaining a dark grey shade), absorbing light and getting hotter. The tube will continue to become weaker until it eventually fails, causing the breakup of the tube. Early failure of the arc tube may occur due to manufacturing defects. Manufacturers may "season" new lamps to check for such defects before sale. Since a metal halide lamp contains gases at a significant high pressure (up to 3.4 atmospheres), failure of the arc tube is inevitably a violent event. Fragments of arc tube will break the outer bulb, and hot glass fragments may fall on people or objects below. Hot fragments may present a fire hazard. Fixtures are designed to contain hot fragments with a hard glass cover, or may be designed for lamps with a quartz tube surrounding the arc tube to prevent breakage. Shattering of the arc tube may be avoided by replacing the lamp if there is an excessive blackening of the arc tube, the arc tube begins to swell, there is a sudden changing of the light color, or the lamp begins to cycle on and off.