Металлогалогенные лампы для автомобилей. Металлогалогенные лампы

Галогенные лампы представляют собой разновидность обыкновенных ламп накаливания, с одним существенным различием – если в обычных лампах основополагающим является высокая степень вакуума, то в галогенные вводится некоторое количество газа – паров брома или йода. В чем суть такого изменения? Принцип действия лампы накаливания заключается в нагреве вольфрамовой спирали электрическим током. В течении срока службы часть металла с поверхности спирали испаряется, что приводит к уменьшению толщины нити на некоторых участках и, как следствие, к увеличению сопротивления этих участков. Повышенное сопротивление приводит к увеличению температуры и, опять-таки, к повышению испарения. Данный процесс носит лавинообразный характер, что, в конечном итоге, приводит к перегоранию спирали. Кроме того, испарившийся металл оседает на внутренней поверхности колбы, вызывая ее потемнение и снижение светопропускной способности. Введение паров галогенов позволяет организовать, так называемый, галогенный цикл. В его основе лежит химическая реакция взаимодействия паров галогенов с испарившимся металлом. Данное соединение не устойчиво и при воздействии высокой температуры спирали разлагается на металл и галоген. Особенность такой реакции в том, что разложение происходит возле наиболее нагретых участков спирали, то есть там, где наименьшая толщина. Использование галогенного цикла позволяет значительно увеличить срок службы, повысить температуру спирали, что приводит к увеличению качества светового потока. Галогенные лампы имеют меньшие размеры по сравнению с лампами накаливания.

Особенности эксплуатации.

Поверхность колбы галогенной лампы имеет высокую температуру и выполняется из специального кварцевого стекла. В процессе эксплуатации не допускается касание поверхности стекла руками. Малейшие следы жира при высокой температуре сгорают, оставляя на поверхности почернение, что приводит к местному перегреву загрязненных участков и выходу галогенной лампы из строя. Для предотвращения этого, стеклянную колбу после установки требуется промыть спиртом, используя ткань, не оставляющую на поверхности частички ворса.
Высокая температура также ужесточает требования по пожарной безопасности.
Включение галогенных ламп совместно с диммером для регулировки яркости приводит к понижению их температуры. Это производит к нарушению работы галогенного цикла и осаждению металла на внутренней поверхности. Чтобы этого избежать, необходимо периодически включать лампу на полный накал в течении нескольких десятков минут.
Высокая светоотдача и небольшие габариты галогенных ламп позволяют их с успехом применять в автомобильных фарах.

Галогенные лампы на низкое напряжение.

Лампы выпускаются на различное напряжение питания. Использование низковольтных ламп (обычно 12 В) в качестве освещения, требует использования понижающих трансформаторов. Трансформатор для галогенных ламп может быть выполнен как традиционно, на металлическом сердечнике (электромагнитный трансформатор), так и с помощью радиоэлектронных элементов (электронный трансформатор). При выполнении требований по максимальной мощности электромагнитные трансформаторы имеют очень высокую надежность, но, вместе с тем, высокую массу, которая растет с увеличением мощности. От этого недостатка свободны электронные трансформаторы. Однако в случае некачественного выполнения они могут служить сильными источниками радиопомех. В любом случае трансформатор для галогенных ламп должен иметь некоторый запас по мощности.

Металлогалогенные лампы.

Совершенно иной принцип работы у металлогалогенных ламп. В этих лампах источником света является электрический разряд в среде газа. Металлогалогенные лампы (МГЛ) являются дальнейшим этапом развития газоразрядных ламп высокого давления. Они известны под названием ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная). Основой работы этих ламп является электрический разряд в парах ртути и инертного газа. Поскольку такой разряд дает в основном ультрафиолетовое излучение, внутренняя поверхность колбы покрыта слое люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Используя различный состав покрытия, можно получать различные оттенки свечения.


Введение добавок в виде соединений различных металлов с галогенами, позволяет менять цветовые характеристики МГЛ не используя люминофоры. Также введение соединений галогенов позволяет практически полностью избавиться от такого недостатка ДРЛ, как затрудненное зажигание только что выключенной лампы, поскольку высокое давление нагретых паров ртути не дает возможности для возникновения разряда.
Как происходит розжиг МГЛ можно посмотреть на этом видео.

Конструкция МГЛ.

Основным отличием большинства типов металлогалогенных ламп от других типов является наличие двух стеклянных колб. Внешняя колба позволяет уменьшить зависимость от температуры окружающей среды, что важно для стабильности световых параметров МГЛ.

Особенности эксплуатации.

Поскольку холодные МГЛ содержат ртуть, то к ним предъявляются специфические требования по расположению в пространстве. Выпускаются МГЛ, предназначенные как для установки в вертикальном, так и горизонтальном положениях.
При несоблюдении указанных требованиях не гарантируется нормальная работоспособность МГЛ. Лампы, выполненные с двумя цоколями, широко применяются в прожекторах и допускают только горизонтальную установку. Некоторые разновидности МГЛ можно устанавливать в различных положениях.

Подключение МГЛ.

Особенности работы металлогалогенных ламп требуют применения специфической аппаратуры. Возникновение электрического разряда требует повышенного напряжения и, в тоже время, физика разряда в газовой среде имеют большую зависимость величины протекающего тока от питающего напряжения, что вынуждает использовать токоограничительные элементы. Аппаратура запуска и ограничения тока называется пуско-регулирующей аппаратурой – ПРА. Существуют как трансформаторные ПРА, основанные на электромагнитных трансформаторах с повышенным магнитным рассеиванием, так и электронные. Последние имеют значительно меньшие габариты и массу. Электронные блоки управления лампами должны строго соответствовать типу применяемых ламп.
Информация по МГЛ хорошо освещена на видео:

Области применения.

Повышенная светоотдача, эффективность и малые габариты позволяют применять металлогалогенные лампы в различной осветительной аппаратуре. В основной массе осветительных прожекторов применяются именно МГЛ.
Широко распространенные в настоящее время автомобильные ксеноновые фары также относятся к МГЛ. Наличие ксенона служит, в основном, для первоначального возникновения разряда. Далее, в процессе работы, разряд происходит в парах ртути и галогенов.

МГЛ довольно часто неправильно называются металлогалогеновыми. Такое название не соответствует языковым нормам. Также неправильным является название «металлогалоидные». Такое название иногда употребляется в результате прочтения англоязычного названия «metal halide lamp».

Металлогалогенная лампа

Лампа ДРИ 250

Металлогалоге́нная ла́мпа (МГЛ) - один из видов газоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. Отличается от других ГРЛ тем, что для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути в горелку МГЛ дозируются специальные излучающие добавки (ИД), представляющие собой галогениды некоторых металлов.

Терминология

До середины 1970-х гг. в отечественной светотехнике применялся термин «металлогалоидная лампа», что было обусловлено наименованием химических элементов VII группы периодической системы - «галоиды». В химической номенклатуре было признано неправильным использование этого термина, поскольку «галоид» в буквальном переводе с греческого - «солеподобный», и в повсеместное употребление вошло слово «галоген » - буквально «солерод», указывающее на высокую химическую активность этих веществ и образование в реакциях с ними солей металлов. Поэтому в настоящее время применяется русскоязычный термин «металлогалогенная лампа», включённый в состав русской редакции Международного светотехнического словаря МКО. Использование словесных ка́лек с английского термина «metal halide lamp» («металлогалоидная», «металлогалидная») является недопустимым.

Применение

МГЛ - компактный, мощный и эффективный источник света (ИС), находящий широкое применение в осветительных и светосигнальных приборах различного назначения. Основные области применения: утилитарное, декоративное и архитектурное наружное освещение, осветительные установки (ОУ) промышленных и общественных зданий, сценическое и студийное освещение, ОУ для освещения больших открытых пространств (железнодорожные станции, карьеры и т. п.), освещение спортивных объектов и др. В ОУ технологического назначения МГЛ могут использоваться как мощный источник видимого и ближнего ультрафиолетового излучения. Компактность светящегося тела МГЛ делает их весьма удобным ИС для световых приборов прожекторного типа с катоптрической и катадиоптрической оптикой.

Принцип действия

Светящимся телом МГЛ является плазма дугового электрического разряда высокого давления. В этом МГЛ схожа с другими типами РЛ. Основным элементов наполнения разрядной трубки (РТ) МГЛ является инертный газ (как правило, аргон Ar) и Hg. Помимо них в газовой среде наполнения присутствуют галогениды некоторых металлов (ИД). В холодном состоянии ИД в виде тонкой плёнки конденсируются на стенках РТ. При высокой температуре дугового разряда происходит испарение этих соединений, диффузия паров в область столба дугового разряда и разложение на ионы. В результате ионизированные атомы металлов возбуждаются и создают оптическое излучение (ОИ).

Основной функцией инертного газа, наполняющего РТ МГЛ, как и в других ртутных РЛ, является буферная, иными словами, газ способствует протеканию электрического тока через РТ при низкой её температуре, то есть в то время, когда большая часть ртути и, тем более, ИД, находятся ещё в жидкой или твёрдой фазе, и парциальное давление их весьма мало. По мере прогрева РТ током происходит испарение ртути и ИД, в связи с этим существенно изменяются как электрические, так и световые параметры лампы - электрическое сопротивление РТ, световой поток и спектр излучения.

Выбор ИД производится таким образом, чтобы заполнить имеющиеся в спектре излучения ртути «провалы» с целью получения необходимого спектра лампы. Так, в МГЛ, используемых для целей общего и местного освещения, необходимо компенсировать недостаток красного и жёлтого света в спектре ртути. В цветных МГЛ необходимо повысить выход излучения в заданном узком спектральном диапазоне. Для МГЛ, используемых в фотохимических или фотофизических процессах, как правило, необходимо повысить интенсивность излучения в ближней ультрафиолетовой области (УФ-A) и непосредственно примыкающей к ней области видимого ОИ (фиолетовой). Сам принцип действия МГЛ был предложен в 1911 г. Ч. Штейнмецом, хотя, проводя исторические аналогии, можно увидеть аналогию и в устройстве «ауэровских колпачков», применявшихся для повышения световой отдачи керосиновых и газовых источников света (ИС).

Как и другие виды РЛ, МГЛ нуждаются в применении специальных устройств для инициирования разряда. В качестве них применяют либо вспомогательные (зажигающие) электроды, в общем аналогичные по конструкции электродам ламп ДРЛ, либо предварительный подогрев одного из электродов до температуры термоэлектронной эмиссии, либо внешние импульсные зажигающие устройства (ИЗУ). Согласование параметров (вольтамперных характеристик, ВАХ) источника электропитания и лампы производится с помощью пускорегулирующего аппарата (ПРА) , в обиходе называемого балластом.

Как правило, в качестве ПРА используется дроссель, иногда - повышающий трансформатор с повышенным магнитным рассеянием, обеспечивающим падающий характер его внешней ВАХ. В последнем случае зажигание разряда в МГЛ происходит под воздействием высокого напряжения холостого хода трансформатора без использования каких-либо иных зажигающих устройств. Возможность широкого варьирования спектральных и электрических характеристик МГЛ, широкий диапазон мощностей и высокая световая отдача способствуют всё более широкому распространению их в различных осветительных установках. МГЛ является одним из наиболее перспективных заменителей ламп ДРЛ, а за счёт более благоприятного для восприятия человеком спектра излучения - и натриевых РЛВД (НЛВД).

Конструкция

Основой МГЛ является РТ (горелка), обычно изготавливаемая из кварцевого стекла . В последние годы всё более широкое распространение получают МГЛ с РТ из специальной керамики. Преимуществом керамических горелок является их более высокая термостойкость.

В большинстве конструкций МГЛ горелка помещается во внешнюю колбу, играющую двоякую роль. Во-первых, внешняя колба обеспечивает нормальный тепловой режим РТ, уменьшая её теплопотери. Во-вторых, стекло колбы выполняет функции светофильтра , сильно обрезающего жёсткое УФ излучение горелки. Для изготовления внешних колб МГЛ используется боросиликатное стекло , механически и термически устойчивое, относящееся по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР) к группе вольфрамовых стёкол.

МГЛ, предназначенные для использования в технологических процессах, как правило, внешней колбы не имеют, что обусловлено необходимостью эффективного использования их УФ излучения. С целью уменьшения озонообразования иногда для таких МГЛ используют безозонное кварцевое стекло, значительно ослабляющее выход резонансной линии ртути 185 нм.

МГЛ могут изготавливаться в одно- и двухцокольном (софитном) исполнении (последние предназначены для работы только в горизонтальном положении). Номенклатура используемых цоколей чрезвычайно широка и постоянно расширяется в связи с разработкой новых моделей ламп, предназначенных для специфических условий применения. Некоторые модели ламп, в основном, предназначенные для замены ламп типа ДРЛ, имеют на внутренней стороне внешней колбы слой люминофора.

Для облегчения зажигания МГЛ в некоторых конструкциях РТ предусматривается установка одного или двух вспомогательных (зажигающих) электродов - аналогично конструкции ламп типа ДРЛ . Однако использование такого метода в МГЛ затруднено по ряду причин, обусловленным особенностями химического состава наполнения РТ. Как правило, в МГЛ, оснащённых зажигающим электродом, питание последнего отключается с помощью термоконтакта после зажигания в горелке основного разряда и её прогрева. Более широко применяется зажигание МГЛ с помощью ИЗУ.

Схемы включения в электрическую сеть

ПРА компании Helvar

Электронные ПРА компании Helvar

Резкая зависимость тока МГЛ от напряжения на ней требует включения последовательно с лампой токоограничивающего элемента (ПРА). Большинство МГЛ предназначены для работы с серийными ПРА ламп ДРЛ соответствующей мощности (при отсутствии в колбе лампы специальных зажигающих устройств в таких схемах требуется установка ИЗУ). Существуют МГЛ для работы с ПРА как ДРЛ, так и ДНаТ. Также имеются ПРА специальных конструкций с повышающими автотрансформаторами или трансформаторами с повышенным магнитным рассеянием или со встроенным ИЗУ, совмещающие функции ограничения тока и стартового поджига лампы.

Процесс прогрева и выхода МГЛ в рабочий режим сопровождается значительными изменениями тока лампы и напряжения на ней, причём к конструкции ПРА и ИЗУ предъявляются особые требования, существенно отличающиеся от требований к ПРА для ДРЛ и натриевых ламп высокого давления. Испарение ИД в процессе прогрева МГЛ делает вероятным погасание лампы из-за недостаточно высокого напряжения на ней.

Крайне опасным для МГЛ является акустический резонанс (АР), возникающий при питании лампы переменным током некоторой частоты (в акустическом диапазоне). Причина возникновения АР заключается в том, что при изменении направления протекания тока, дуга гаснет и, при нарастании напряжения, загорается вновь. При этом, из-за резкого изменения давления в области разряда, возникает акустическая волна, которая отражается от стенок горелки. При некотором значении частоты, возникает явление резонанса. Частота АР зависит от геометрических размеров горелки лампы и скорости звука в ней (то есть от давления в данный момент). Последствиями акустического резонанса являются нестабильность горения лампы, самопроизвольное погасание и, в худшем случае, физическое разрушение горелки. Это явление затрудняет проектирование высокочастотных электронных ПРА для МГЛ. В качестве одного из методов борьбы с АР используется модуляция частоты случайным сигналом. Для ламп малой мощности успешно применяется питание выпрямленным (пульсирующим) током.

Кратковременные перебои в электроснабжении вызывают погасание МГЛ. К такому же исходу может привести сильная вибрация, особенно опасная для ламп с длинной дугой, работающих в горизонтальном положении. Для повторного зажигание МГЛ должна остыть, чтобы давление паров в ней, и, соответственно, напряжение пробоя РТ, снизились. Для освещения особо ответственных объектов, где перебои недопустимы, применяются ПРА быстрого перезажигания. В них зажигание горячей МГЛ достигается за счёт подачи более мощных зажигающих импульсов с амплитудой до 30 - 60 кВ. Такой режим существенно ускоряет разрушение электродов ламп, к тому же требует применения более мощной изоляции токоведущих частей, а потому используется редко.

Цветовая температура горения

Первоначально МГЛ использовались вместо ртутных ламп в тех местах, где необходимо было создать свет, по своим характеристикам приближающийся к естественному, по причине того, что данные лампы излучают белый свет (ртутные лампы излучают свет с большой примесью синего света). Однако в настоящее время различие между спектрами данных типов ламп не столь значительно. Некоторые металлогалогеновые лампы могут излучать очень чистый белый дневной свет, имеющий индекс цветопередачи более 90.

МГЛ способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 2500 (жёлтый свет) до 20 000 К (синий свет). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д) или животных (используются в освещении аквариумов). Однако следует учитывать то обстоятельство, что вследствие присутствия допусков и стандартных отклонений при фабричном производстве ламп, цветовые характеристики ламп не могут быть указаны со 100 % точностью. Более того, по стандартам ANSI цветовые характеристики металлогалогеновых ламп измеряются после 100 часов их горения (т. н. выдержка). Поэтому цветовые характеристики данных ламп не будут соответствовать заявленным в спецификации до тех пор, пока лампа не будет подвергнута данной выдержке.

Наиболее сильные расхождения с заявленными спецификационными данными имеют лампы с технологией пуска «предварительный прогрев» (±300 К). Выпущенные по новейшей технологии «импульсного старта» лампы улучшили соответствие заявленным характеристикам, вследствие чего расхождение составляет от 100 до 200 К. На цветовую температуру горения ламп могут влиять также электрические характеристики питающей сети, а также вследствие отклонений в самих лампах. В том случае, если подаваемое на лампу питание имеет недостаточную мощность, она будет иметь меньшую физическую температуру и её свет будет «холодным» (с большей примесью синего света, что будет делать их очень сходными с ртутными лампами). Данное явление происходит по причине того, что дуга с недостаточно высокой температурой не сможет полностью испарить и ионизировать ИД, которые и придают свету лампы тёплый оттенок (жёлтые и красные цвета), из-за чего в спектре лампы будет доминировать спектр легче ионизирующейся ртути. Это же явление наблюдается также во время прогрева лампы, когда колба лампы еще не достигла рабочей температуры и ИД ионизировались не полностью.

Для ламп, запитанных от чрезмерно высокого напряжения, верна обратная картина, но такая ситуация является более опасной, вследствие возможности взрыва внутренней колбы из-за её перегрева и возникновения в ней избыточного давления. Кроме того, при использовании металлогалогеновых ламп их цветовые характеристики часто меняются с течением времени. В больших осветительных установках с использованием металлогалогеновых ламп часто все лампы существенно различаются по цветовым характеристикам.

Типы и их обозначения

Диапазон мощностей МГЛ начинается от десятков ватт и достигает 10 - 20 кВт. Наиболее массовыми являются лампы, используемые в ОУ наружного освещения (одноцокольные 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 Вт и софитные 70 и 150 Вт).

Одноцокольные лампы обозначается аббревиатурой SE (single-ended), а двусторонний, соответственно, аббревиатурой DE (double-ended). Лампы с односторонним цоколем, как правило, вкручиваются в патрон при помощи имеющейся на цоколе резьбы (имеют так называемый цоколь Эдисона). Лампы с двусторонним цоколем необходимо вставлять в патроны, расположенные по обе стороны используемого светильника.

Конвекционные потоки металлогалогенидов в плазме дуги МГЛ зависят от направления силы тяжести и существенно влияют на распределение потока энергии, выходящей из горелки МГЛ. Поэтому металлогалогеновые лампы чувствительны к тому положению, в котором они установлены. Лампы рассчитаны только на работу в определенной ориентации. Однако лампы, помеченные маркировкой «universal», могут работать в любом положении, хотя при работе их не в вертикальном положении продолжительность срока службы и интенсивность излучаемого света будут снижаться. Для получения наилучших характеристик при эксплуатации лампы в том случае, если её ориентация известна заранее, необходимо выбирать не универсальную, а соответствующую данной позиции лампу.

Для обозначения рекомендованной ориентации лампы, в которой она должна работать, используются различные коды (напр., U = universal (универсальная), BH = base horizontal (горизонтальная), BUD = Base up/down (вертикальная) и т. д.). При использовании ламп в горизонтальной позиции лучше всего направлять отпаечный носик внутренней колбы (т. н. ниппель) вверх.

МГЛ компании Osram

В системе ANSI обозначение МГЛ начинается с буквы «M», за которой следует цифровая кодировка, обозначающая электрические характеристики лампы, а также соответствующий ей тип балласта (для обозначения ртутных разрядных ламп используется литера «H», а для обозначения натриевых ламп - литера «S»). После цифровой кодировки следуют две буквы, обозначающие размер лампы, ее форму, а также тип покрытия и т. д., за исключением цвета. После данного обозначения производитель может по своему выбору добавить какие-либо цифровые или буквенные коды для отображения информации, не отображаемой системой обозначений ANSI, такой как мощность лампы и ее цвет. Для выбора балласта важна только литера «M» и следующее за ним цифровая кодировка. Например, кодировка M59-PJ-400 в системе ANSI обозначает лампу, работающую только с балластами типа М59. Лампы европейских производителей выпускаются с использованием европейских стандартов, которые в некоторых случаях незначительно отличаются от стандартов ANSI.

Другим обозначением, часто встречающимся при выборе МГЛ, является аббревиатура HQI. Данная аббревиатура является торговой маркой фирмы OSRAM и обозначает особый тип ламп, производимый данной фирмой. Но со временем этой аббревиатурой стали называть МГЛ любого производителя, в том числе и с двухсторонним цоколем. Европейские МГЛ не соответствуют в точности стандартам ANSI и работают при других значениях тока и напряжения. В большинстве случаев прямой европейский аналог лампы для стандарта ANSI не может работать с американским ПРА, таким образом, для работы с данным типом ламп необходимо выбрать соответствующий ей балласт, обозначенный маркировкой HQI. Например, ПРА M80 и M81 также имеют обозначение HQI, и применяются с лампами мощностью 150 и 250 Вт соответственно.

Колбы

Обозначение колб состоит из буквы/букв, указывающих на их форму, и цифрового кода, обозначающего в восьмых частях дюйма максимально возможный диаметр колбы. Например, маркировка E17 обозначает, что лампа имеет эллипсоидальную форму с максимальным диаметром 17 / 8 или 2 1 / 8 дюйма.

Буквенные обозначения колб: BT (Bulbous Tubular) - бульбовидно-трубчатая, E или ED (Ellipsoidal) - эллипсоидальная, ET (Ellipsoidal Tubular) - эллипсоидно-трубчатая, PAR (Parabolic) - параболическая, R (Reflector) - рефлекторная, T (Tubular) - трубчатая.

Недолговечные и малоэффективные лампы накаливания сегодня вытесняются современными аналогами с хорошей интенсивностью света и большим диапазоном мощности.

Такими представителями светотехники нового поколения являются метагалогенные лампы.

Благодаря продолжительному сроку службы и хорошей цветопередаче вкупе с малой теплоотдачей и большой интенсивностью света, металлогалогенные лампы нашли свое применение практически во всех сферах жизни человека от подсветки растений до освещения витрин и стадионов. Большую роль здесь сыграла и возможность выбора конструкции - трубчатые с кварцевыми или керамическими горелками, двухцокольные штыковые или резьбовые, подходящие для простого монтажа, одноцокольные с внутренней или наружной колбой (последние чаще всего используют фотографы из-за практически совершенного качества света), с алюминиевым отражателем и просто компактные - особенности той или иной модели зависят от нужной мощности и целей использования.

Включаются такие лампы с помощью специальной . За две минуты они достигают максимальной яркости излучения света, издавая негромкое жужжание. Однако на то, чтобы зажечь их повторно, уходит порядка пяти-десяти минут, так как им требуется полное остывание. Эта особенность ограничивает применение металлогалогенных ламп на некоторых производствах.

Как правило, металлогалогенные лампы нельзя использовать без закрытого светильника из-за их ультрафиолетового излучения. Однако существуют модели, имеющие встроенный УФ-фильтр, которые абсолютно безопасны для человека.

Очень долговечные, работающие до 15 000 часов, со стабильной яркостью в течение всего периода эксплуатации, металлогалогенные лампы позволят вам сократить расходы на электроэнергию, монтаж и техническое сопровождение любого объекта. Такие яркие и экономичные источники света нельзя купить в обычных магазинах, однако на нашем сайте www.сайт вы сможете подобрать вариант, который подойдет именно Вам.

Одной из последних разработок современных технологов считается изобретение металлогалогенных ламп (МГЛ). Это разновидность газоразрядных ламп, которые, несмотря на свою компактную форму, являются одними их максимально сильных ресурсов света. Они широко применяются в самых различных сферах, от архитектурной и сценической подсветки до освещения парников и аквариумов.

Принцип действия МГЛ

МГЛ имеет сходные черты с некоторыми видами разрядных ламп, где принцип светящегося тела заключен в работе плазмы дугового электрического разряда высокого давления. Горелка МГЛ заполнена инертным газом, ртутью и рядом галоидов (солей-галогенидов). Принцип работы металлогалогенной лампы заключается в следующем: излучение света в колбе МГЛ совершается под высоким давлением вследствие реакции инертного газа и ртути с определенным числом солей-галогенидов. Во время первичного поступления напряжения на МГЛ тепло, которое фокусируется в колбе после зажжения аргоновой дуги, при повышении температуры и давления, начинает превращать ртуть и соляную смесь в пар, что приводит к излучению света.

Как и многие газоразрядные лампы МГЛ нуждаются во вспомогательных устройствах (дополнительно зажигающихся электродах, импульсно зажигающихся единицах) для инициирования разряда, функционирования должного уровня рабочего напряжения.

Для того чтобы параметры источника электропитания и лампы соответствовали друг другу, используется пускорегулирующий аппарат (ПРА), всем известный под названием балласта.

Особенности конструкции МГЛ

Учитывая конфигурацию, устройство МГЛ имеет свои отличительные характеристики:

• наличие внутренней оболочки, МГЛ с однонаправленным цоколем, или её отсутствие, МГЛ с двунаправленным цоколем;
• металлический цоколь;
• внешняя колба из боросиликатного стекла, которое служит для сбережения внутренних элементов МГЛ, выступает в роли светофильтра и терморегулятора, является источником защиты от оксидирования элементов внутренней оболочки. МГЛ без наружной колбы, изготавливаются из безозонного кварцевого стекла с целью ослабления выхода ртути;
• дополнительные (зажигающие) и вольфрамовые электроды;
• особое покрытие фосфором внутренней оболочки наружно стеклянной колбы для улучшения качества цветопередачи;
• провода, поддерживающие внутреннюю колбу электрической дуги (горелку), которая изготовлена из плавленого кварца, или алюминиевую внутреннюю колбу, изготовленную из поликристаллического алюминиевого оксида.

Виды металлогалогенных ламп

Типы МГЛ

Определенная форма дуги во внутренней колбе оказывает влияние на фиксированное положение лампы, что и определяет её тип:

• одноцокольные / односторонние МГЛ с условным обозначением SE (single-ended) вставляются в патрон при помощи резьбы на цоколе;
• двухцокольные / двусторонние МГЛ имеют условное обозначение DE (double-ended) и вставляются в патроны, которые находятся с обеих сторон лампы;
• универсальные МГЛ с маркировкой «universal», которые могут работать в горизонтальном или вертикальном положении.

Двухцокольная МГЛ

Технические характеристики МГЛ

Эффективность определяется целым набором высокотехнических характеристик металлогалогенных ламп.

Мощность. Спектр номинальной энергии МГЛ необычайно огромен. Диапазон начинается от небольшого количества десятков ватт (70, 100, 150, 175, 250, 400 и 1000 Вт) и способен доходить до 10 ‑ 20 кВт.

Срок службы. Срок действия немногих видов МГЛ может составлять 15 000 часов. Чтобы определить средний срок службы МГЛ рекомендуется учитывать продолжительность эксплуатации и их техническое устройство (дросселя или электронный ПРА). Средняя частота включения и ритм выключения ‑ еще один немаловажный признак, влияющий на срок службы МГЛ. Длительность службы таких ламп зависит от постоянной номинальной мощности и избегания выключения МГЛ во время запуска.

Не рекомендуется использовать МГЛ, срок эксплуатации которых превышает хотя бы 25% указанного срока службы из-за возможности растрескивания. По истечении срока службы у таких ламп может снизиться уровень качества светового потока.

Качество цветопередачи. При выборе ламп для освещения различных предметов и сооружений нужно принимать во внимание её способность к передаче истинного цвета и учитывать возможные эффекты оттенков света. Это определяется параметром индекса цветопередачи, о котором читайте . Изначально МГЛ использовались для создания света, максимально приближенного к естественному, так как способны были излучать белый дневной свет с индексом передачи 80.

Современные МГЛ уже имеют индекс цветопередачи свыше 90. Например, индекс цветопередачи более 80 или 90 играет главенствующую роль для придания естественного цвета продуктам. Неестественный оттенок, который создается при освещении ламп с низким индексом цветопередачи, приводит к тому, что покупатель не обращает внимания на товар или, более того, избегает его покупки.

Однако определить цветовые коэффициенты МГЛ 100% не всегда возможно по причине фабричных отклонений или без преодоления порога горения в 100 часов. Мощность питания электрической сети также сказывается на цветопередаче лампы. Недостаточная мощность питания изменяет физическую температуру, так что свет такой лампы приобретает синеватый оттенок. Качество цветопередачи часто изменяется по мере эксплуатации, отражаясь на свете лампы.

Цветовая температура. Характеристики цветовой температуры и спектральный состав излучения, измеряемой в единицах Кельвина (К.), очень важны для создания теплых или холодных оттенков при освещении предметов и создания правильного визуального образа. Так, способность МГЛ создавать температуру горения со спектром от 2500 единиц Кельвина (приобретает жёлтый оттенок) до 20 000 единиц Кельвина (становится синим) может быть вызвана необходимостью различного применения, например, для растений или животных.

Некоторые МГЛ обладают функцией «предварительный прогрев» (примерно 300 единиц Кельвина), что сказывается на цветопередаче, но МГЛ нового поколения улучшили показания от 100 до 200 единицах Кельвина.

Цоколь. Наиболее употребительными МГЛ считаются лампы с односторонним винтовым цоколем, который вкручивается в патрон светильника. Двуцокольные МГЛ популярны благодаря возможности снижать потерю световой энергии.

Область применения напрямую зависит от МГЛ, среди которых выделяют одноцокольные МГЛ с керамической / кварцевой горелкой, двухцокольные МГЛ с керамической / кварцевой горелкой, бесцокольные МГЛ с кварцевой горелкой.

Световой поток. Световой поток металлогалогенных лампочень важен при определении силы света лампа. Эта техническая характеристика лампы способна раскрыть возможность определенного источника света при освещении помещения.

Световая величина МГЛ составляет 75 ‑ 100 лм / Вт и превышает показатели других световых источников. Так, вольфрамовая лампа накаливания имеет всего лишь светоотдачу в 10 ‑ 22 лм / Вт.

Схема включения МГЛ

Схема включения металлогалогенной лампы сходна со схемой всех газоразрядных ламп. Небольшое отличие состоит лишь в том, что вместе с электромагнитным или электронным ПРА, о которых читайте , требуется специальное поджигающее устройство, которое обеспечивает зажигание в несколько кВт.

Подключение металлогалогенных ламп идет с балластом, который создаёт сдвиг между током и напряжением, и конденсатором, служащим для компенсации коэффициента мощности. МГЛ поглощают малочастотный ток, а электронные аппараты включения иногда гораздо легче (в 3 ‑ 4 раза), так как функционируют как балласт, зажигающее устройство и компенсирующий конденсатор.

Металлогалогенный прожектор для архитектурной подсветки

МГЛ – энергоэффективный тип лампы, который обладает повышенной светоотдачей и цветоотдачей. Высокий срок эксплуатации и хорошее качество освещения делает возможным применение этих ламп в разных сферах, а компактность и небольшой размер подходят для установки в труднодоступных местах.

Вконтакте

Металлогалогенные лампы (МГЛ) - это высокомощные источники освещения, обладающие относительно небольшим энергопотреблением. Такие приборы являются разновидностью газоразрядных элементов высокого давления. Образование светового потока происходит в плазме дугового разряда за счёт того, что внутри колбы находятся галогениды определённых металлов.

Как устроена лампа металлогалогенная?

Основной составляющий компонент металлогалогенной лампы - горелка. Этот разрядный сосуд, изготовленный из кварцевого стекла, при работе испускает вредное ультрафиолетовое излучение. Для его задержания используется внешняя колба, внутри которой и расположена горелка.

Принципы работы металлогалогенной лампы

МГЛ заполнены галогенидами - специальными добавками в виде инертных газов. В качестве излучающих компонентов используют сложные соединения цезия, редкоземельных металлов и олова. Именно в результате возникновения электрических разрядов в парах металла происходит свечение. В зависимости от содержания того или иного инертного газа внутри горелки устанавливается стоимость металлогалогенной лампы.

Если осветительный элемент находится в неработающем состоянии, происходит оседание излучающих добавок на стенки разрядной колбы. Когда лампа металлогалогенная включается, происходит нагревание поверхности горелки. Вследствие этого осевшие химические элементы начинают испаряться и попадают в зону действия дугового разряда, возникшего между электродами. Здесь на галогениды воздействует высокая температура, и они распадаются на ионы. Вследствие возбуждения частиц металла и образуется свечение.

Классификация металлогалогенных ламп

Металлогалогенные лампы можно классифицировать в зависимости от мощности, цветности излучения, конструктивного исполнения и типа цоколя.

Мощность источников освещения может быть следующей: 20, 35, 50, 70, 150, 250, 400, 700, 1000, 2000 и 3500 Ватт. Каждой из этих ламп необходимо своё напряжение электросети. Элементам с мощностью 2000 и 3500 Вт для работы необходимо 380 В. А все остальные источники освещения, к примеру, лампа металлогалогенная 400 Вт, подключаются к сети с напряжением 220 В.

Показатель цветности излучения источников освещения варьируется от тепло-белого в 3000 К до дневного в 6500 К. Также существуют цветные металлогалогенные лампы следующих оттенков: синий, зелёный, оранжевый и пурпурный.

По своему конструктивному исполнению эти элементы освещения могут быть бесцокольными, одноцокольными и двухцокольными (софитными).

Тип цоколя может быть следующим:

• E27 и E40. Стандартная форма с резьбой для элементов освещения с мощностью от 250 до 2000W.
• G8,5 и G12. Используется для источников света небольшой мощности, какой, к примеру, является лампа металлогалогенная 70W.
• RX7s. Применяется в элементах освещения с двумя цоколями.

Подключение металлогалогенных ламп

Лампа металлогалогенная не способна работать, если её подключить напрямую к энергосистеме. Чтобы такой источник света правильно функционировал, необходимо использование специального балласта и импульсного зажигательного устройства, ведь работа элемента освещения осуществляется от переменного тока. Высоковольтный разряд может быть обеспечен электронным или электромагнитным пускорегулирующим аппаратом.

Первый вариант предпочтительнее, ведь при его использовании срок службы лампы увеличивается, излучаемый свет более ровный, значительно снижается сила тока при пуске и работе.

Преимущества металлогалогенных ламп

Такие элементы освещения обладают следующими преимуществами:

Недостатки металлогалогенных ламп

К основным недостаткам этих источников света относятся следующие:

• Значительное тепловыделение. В связи с этим рекомендуется устанавливать металлогалогенные лампы на определённой высоте, причём чем мощнее лампа, тем больше это значение.
• Длительное время зажигания. Лампам небольшой мощности требуется около трёх минут для достижения максимальной яркости, а источникам света с более высоким показателем необходимо для этого около десяти минут.
• Невозможность диммирования. Металлогалогенные лампы не предназначены для плавного регулирования яркости освещения.
• Высокая стоимость. Хорошие источники света отличаются дороговизной в сравнении с традиционными лампами накаливания, но замену им, подходящую по качеству и с более низкой ценой, найти сложно.

Металлогалогенные лампы дают качественное освещение и обладают хорошей цветопередачей. Благодаря этому область их применения обширна. Такие лампы применяют для освещения как открытых, так и закрытых спортивных сооружений, стадионов, производственных зданий, концертных залов. Также их используют в торговых центрах, гостиницах, ресторанах, школах, офисах и для архитектурного подсвечивания строений.