Halogen- und Metallhalogenidlampen. Metallhalogenidlampen. Typen und Gerät. Funktionsweise und Anwendung: Reflektierende Gasentladung aus fluoreszierendem Metallhalogenid

Im Jahr 1964 nutzte das amerikanische Unternehmen General Electric erstmals neuer Typ Lampen - Metallhalogenid (MGL). Seit 1969 beherrschten Philips und Osram die Produktion solcher Lampen und in den 70er Jahren das Saransk Electric Lamp Plant in der UdSSR. 

Im Design ähneln MGLs Hochdruck-Quecksilberlampen, ihr Außenkolben ist jedoch nicht mit Phosphor beschichtet, sondern besteht aus transparentem oder (viel seltener) Milchglas. Die primäre Strahlungsquelle ist wie bei DRL-Lampen ein Brenner aus Quarz oder polykristallinem Aluminiumoxid, der mit einem Inertgas und Quecksilber gefüllt ist. Aber wenn in DRL-Lampen ein Leuchtstoff verwendet wird, um die Farbe zu korrigieren und die Lichtausbeute zu erhöhen, dann in Metallhalogenidlampen Für den gleichen Zweck werden spezielle lichtemittierende Zusatzstoffe verwendet: Halogenverbindungen verschiedener Metalle (am häufigsten Natrium und Scandium sowie Gallium, Indium, Thallium und Seltenerdelemente – Dysprosium, Holmium, Thulium usw.).

Damit der Dampfdruck lichtemittierender Zusatzstoffe in Metallhalogenidlampen ausreichend hoch ist, muss der Brenner auf höhere Temperaturen als bei DRL-Lampen erhitzt werden und der Druck des darin enthaltenen „Start“-Inertgases muss höher sein. Eine so einfache Lösung zum Zünden einer Entladung wie bei DRL (Installation von Zündelektroden in der Nähe der Hauptelektroden) reicht nicht mehr aus: Wenn bei DRL eine Entladung bei einer Spannung unterhalb der Netzspannung auftritt, ist bei MGL eine Spannung von erforderlich 3 bis 5 Kilovolt.

Durch Veränderung der Zusammensetzung lichtemittierender Zusatzstoffe ist es möglich, die Farbe der Strahlung in einem weiten Bereich zu verändern – von Warmweiß mit 7Tsv = 3000 K bis hin zu Tageslicht mit 7Tsv = 6500 K – sowie farbige Lampen zu erzeugen.

Heute werden weltweit mehr als 250 Arten von Metallhalogenidlampen mit einer Leistung von 20 bis 3500 W hergestellt.

Metallhalogenidlampen haben eine höhere Lichtausbeute als DRL und eine bessere Farbwiedergabe (Ra bis zu 90). Da es sich bei der Lichtquelle im MGL um einen kleinen Brenner und nicht um eine externe Glühbirne handelt, lässt sich ihr Lichtstrom mithilfe von Reflektoren oder Linsen viel einfacher im Raum umverteilen. Diese Eigenschaft ermöglichte es, tiefstrahlende Lampen und Strahler mit einem sehr schmalen Lichtkegel zu realisieren, was bei der Verwendung von DRL aufgrund der großen Abmessungen des Leuchtkörpers nicht möglich ist.

Parameter von Halogen-Metalldampflampen Ebenso wie DRL hängen sie wenig von der Umgebungstemperatur ab, sondern viel mehr von Schwankungen der Netzspannung. In diesem Fall wird häufig ein interessantes Phänomen beobachtet: Eine Spannungsänderung selbst in relativ kleinen Grenzen (± 5 %) führt zu einer merklichen Änderung der Strahlungsfarbe. Auch beim Betrieb der Lampen kommt es spontan zu einer Farbänderung, und zwar in verschiedenen Fällen der Lampen auf unterschiedliche Weise (die sogenannte „Farbdivergenz“). Dies macht sich insbesondere bei Beleuchtungsanlagen mit mehreren Lampen bemerkbar, wenn bei Inbetriebnahme der Anlage alle Lampen gleichmäßig leuchten und die Beleuchtung nach einiger Zeit „mehrfarbig“ wird. Gemäß den Standards verschiedener Länder kann sich die Farbtemperatur der Strahlung von Halogen-Metalldampflampen während ihrer Lebensdauer um 500 K ändern, d. h. eine Lampe mit Hz = 3500 K („weiß“) kann mit „warmweiß“ werden Hz = 3000 K oder „hellweiß“ mit Hz = 4000 K. Dies liegt daran, dass lichtemittierende Zusatzstoffe unterschiedlich mit Quarz und Wolfram interagieren und sich dadurch die Zusammensetzung der Füllung während des Lampenbetriebs allmählich ändert.

Es ist zu beachten, dass die Farbe der Strahlung einiger Arten von Halogen-Metalldampflampen auch von der Betriebsposition der Lampen abhängt. Daher sollten die Lampen nur in der Position betrieben werden, die in der Dokumentation für den jeweiligen Typ festgelegt ist.
Die Herstellung von Metallhalogenidlampen ist sehr arbeitsintensiv und erfordert äußerst hohe Produktionsstandards. Besondere Schwierigkeiten bei der Herstellung von Lampen sind mit dem hermetischen Verschweißen von Brennern verbunden, da die bestehende Technologie zum Einpressen der Buchsen keine ausreichende Genauigkeit bei der Einhaltung der Brennerabmessungen bietet.

Um die Stabilität der Parameter von Halogen-Metalldampflampen zu erhöhen, begannen Philips und Osram seit 1998 damit, Brenner nicht aus Quarz, sondern aus polykristallinem Aluminiumoxid AI2O3 herzustellen. Von der chemischen Zusammensetzung her ist polykristallines Aluminiumoxid völlig identisch mit wertvollem Saphir und Rubin sowie gewöhnlichem Ton. Technologen aus verschiedenen Ländern, vor allem den USA und der UdSSR, haben im Rahmen ihrer Raumfahrtprogramme vor langer Zeit gelernt, wie man dieses Material sehr effektiv macht Gute Qualität und daraus Rohre mit einem bestimmten Durchmesser mit guter Genauigkeit herstellen. Aus den Rohlingen lassen sich Rohrabschnitte mit genau eingehaltener Länge herstellen. In Bezug auf die chemische und thermische Beständigkeit ist polykristallines Aluminiumoxid Quarz überlegen und eignet sich daher gut zur Herstellung von Brennern für Hochdruckentladungslampen, die im Gegensatz zu Quarz über alle verfügen geometrische Abmessungen werden mit höchster Präzision eingehalten. Das Problem bei der Entwicklung solcher Brenner bestand darin, die Dichtheit der betriebsfähigen Stromeingänge sicherzustellen hohe Temperaturen in einer Umgebung mit recht aggressiven Halogenleuchtzusätzen. Aber 1998 wurde dieses Problem erfolgreich gelöst. Mittlerweile werden MGLs mit Brennern aus polykristallinem Aluminiumoxid oder, wie sie häufiger genannt werden, mit Keramikbrennern von führenden Herstellern elektrischer Lampen in großen Mengen hergestellt.

Die präzisen Abmessungen der Brenner und die hohe chemische Beständigkeit der Keramik erhöhten die Stabilität der Lichtparameter des MGL deutlich. Die Änderung der Farbtemperatur am Ende der Lebensdauer von Lampen mit Keramikbrenner beträgt nicht mehr als ± 200 K, der Rückgang des Lichtstroms über 4000 Stunden beträgt nicht mehr als 20 %. Bisher werden solche Lampen nur mit geringer Leistung (20-150 W) hergestellt.

Der Haupteinsatzbereich von Halogen-Metalldampflampen ist die Beleuchtung von Farbfernsehreportagen, Filmaufnahmen und die Beleuchtung großer Sportarenen. Die Entwicklung von Lampen mit geringer Leistung, insbesondere mit Keramikbrennern, eröffnete einen weiten Weg für die Einführung von MGL in der Innenbeleuchtung – für Verkaufsflächen, Schaufenster, Ausstellungspavillons, einige Verwaltungsräume usw.

Die Lebensdauer bestimmter Arten moderner Halogen-Metalldampflampen beträgt 15.000 Stunden. Lampen werden mit unterschiedlichen Strahlungsfarben und mit unterschiedlichen Farbwiedergabequalitäten hergestellt.
Da zum Zünden einer Entladung in einer Metallhalogenidlampe eine Spannung von mehreren Kilovolt erforderlich ist, werden die Lampen nur mit speziellen Zündgeräten eingeschaltet. In Abb. Abbildung 1 zeigt einen typischen Anschlussplan für Halogen-Metalldampflampen. Wie alle Gasentladungslampen können Halogen-Metalldampflampen nur in Verbindung mit einer Vorschaltdrossel betrieben werden, die eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung erzeugt. Daher ist eine Leistungsfaktorkompensation erforderlich, also die Einbeziehung eines Kompensationskondensators.

Reis. 1.

IN letzten Jahren Eine Reihe von Unternehmen begann mit der Produktion elektronischer Geräte zum Einschalten von Halogen-Metalldampflampen mit geringer Leistung. Die Hochfrequenzstromversorgung von Hochdrucklampen bietet nicht die Vorteile, die wir bei Leuchtstofflampen gesehen haben, und führt darüber hinaus zu einer Entladungsinstabilität (der sogenannten „akustischen Resonanz“). Daher werden Metallhalogenidlampen durch solche Geräte im Gegensatz zu Leuchtstofflampen nicht mit Hochfrequenzstrom, sondern mit einer Rechteckspannung mit einer Frequenz von 100 - 150 Hz betrieben. Elektronische Geräte zum Einschalten von Halogen-Metalldampflampen sind deutlich (3-4 mal) leichter als Drosseln und vereinen darüber hinaus die Funktionen eines Vorschaltgeräts und eines Zündgeräts sowie teilweise eines Kompensationskondensators. Für den Einsatz mit elektronischen Geräten werden grundsätzlich Lampen mit Keramikbrenner empfohlen. 

Nachteile von Halogen-Metalldampflampen sind: hohe Kosten (um ein Vielfaches teurer als DRL, insbesondere Lampen mit Keramikbrennern); lange Abbrandzeit (bis zu 10 Minuten); große Tiefe der Lichtstrompulsationen (bei Lampen mit Seltenerdelementen, die die beste Farbwiedergabe haben, bis zu 100 %); die Unmöglichkeit, eine heiße Lampe wieder zu starten, nachdem sie mindestens für den Bruchteil einer Sekunde erloschen ist; die Notwendigkeit, Zündgeräte zu verwenden.

Da Halogen-Metalldampflampen hohe Energie Werden große Sportveranstaltungen mit vielen Zuschauern beleuchtet, kann der Ausfall der Lampen zu Panik bei den Zuschauern führen, ganz zu schweigen von der Störung der Sportveranstaltung. Um solche Phänomene zu beseitigen, werden in Flutlichtern zur Beleuchtung von Sportarenen zusätzlich zu herkömmlichen Zündgeräten Sofort-Lampen-Wiederzündeinheiten verwendet – komplexe, schwere und sehr teure Geräte, die automatisch Impulse an die Lampe senden, wenn diese mit einer Spannung von bis zu 50 kV, in der Lage, sogar eine heiße Lampe zu zünden. Lampen, die für den Betrieb mit solchen Einheiten ausgelegt sind, haben ein besonderes Design – eine der Elektroden wird durch den Sockel ausgegeben, die andere durch die dem Sockel gegenüberliegende Seite des Außenkolbens.

Seit geraumer Zeit werden Metallhalogenidlampen (MHL) häufig in einer Vielzahl von Beleuchtungsgeräten eingesetzt. Sie sind kompakt, wirtschaftlich und ihre Leistung kann 20 kW erreichen. Gleichzeitig verfügen Leuchtmittel mit MGL über eine hervorragende Farbwiedergabe und können sogar in verschiedenen Farben leuchten. Wie funktioniert eine solche Lampe und was sind ihre Hauptmerkmale? Der Artikel beantwortet diese Fragen und erklärt Ihnen gleichzeitig, wie Sie ein Metallhalogenidgerät selbst anschließen.

MGL-Lampendesign

Eine Metallhalogenidlampe ist eine Gasentladungslampe. Es funktioniert nach dem Prinzip der Ionisierung von Quecksilberdampf gemischt mit Halogeniden – Verbindungen von Halogenen mit anderen chemischen Elementen.

Strukturell gesehen ist ein Metallhalogenid-Beleuchtungsgerät eine Glühbirne aus feuerfestem Quarz oder Keramikglas mit angelöteten Elektroden. Der Kolben ist mit Inertgasen gefüllt, denen metallisches Quecksilber und Halogenide bestimmter Metalle zugesetzt werden. Sie erweitern und glätten das sichtbare Strahlungsspektrum des Geräts und ermöglichen Ihnen außerdem, die Farbtemperatur und die Farbe des Lampenlichts zu ändern.

Dieser als Brenner fungierende Kolben wird in einen anderen, externen Kolben gestellt, mit Inertgas gefüllt oder evakuiert. Seine Aufgabe besteht darin, den Brenner vor mechanischen und Temperatureinflüssen zu schützen und ultraviolette Strahlung zu absorbieren, die im Emissionsspektrum von Quecksilber vorhanden ist und bei Wechselwirkung mit der Umgebungsluft das für den Menschen giftige Ozon bildet. Darüber hinaus reduziert der externe Kolben den Wärmeverlust, was die Effizienz und Lebensdauer des Geräts deutlich erhöht.

Expertenmeinung

Alexey Bartosh

Es gibt auch einflammige Lampen, allerdings wird in diesem Fall für die Herstellung des Brenners ozonfreies Quarzglas verwendet, das harte ultraviolette Strahlung abschneidet. Dies gilt natürlich nicht für spezielle Metallhalogenidgeräte, die speziell für die Erzeugung harter UV-Strahlung entwickelt wurden.

Zum Anschluss an das Stromnetz ist das Gerät mit einer oder mehreren Steckdosen der folgenden Typen ausgestattet:

• E27, E40 (Edison-Basis);
• RX7s (Untersichtsversion mit Doppelsockel);
• G8,5, E12 (Stift).

Geräte ab einer Leistung von 2 kW verfügen über flexible Klemmen mit Schraubklemmen anstelle von Sockeln.

Arbeitsprinzip

Im kalten Zustand setzen sich Quecksilberdampf und Halogenide an den Wänden des Brenners ab und der Gasspalt im Inneren weist einen hohen Widerstand auf. Um die Lampe nach dem Anlegen der Versorgungsspannung an die Elektroden zu starten, ist es daher erforderlich, eine Spannung anzulegen Hochspannungsimpuls. Zu diesem Zweck wird ein Impulszündgerät – IZU – verwendet.

Dadurch entsteht im Brenner eine Glimmentladung, die das Quecksilber und die Halogenide erhitzt. Dadurch verdunsten diese. Der Druck im Kolben steigt und der Widerstand des Gasspalts nimmt ab. Die Glimmentladung geht allmählich in eine Bogenentladung über, wodurch die Quecksilberionen sichtbares Licht aussenden – die Lampe leuchtet auf. Die Zeit, die das Gerät benötigt, um in den Betriebsmodus zu gelangen, beträgt durchschnittlich 10-15 Minuten.

Gleichzeitig kommen Halogene ins Spiel – auch sie beginnen in einem bestimmten Spektrum zu emittieren, wodurch das Emissionsspektrum von Quecksilber nivelliert und ergänzt wird. Dadurch kann eine Metallhalogenidquelle nicht nur Licht unterschiedlicher Farbtemperaturen von warmem Rot bis kühlem Blau, sondern auch Licht unterschiedlicher Farbtöne emittieren: Grün, Rot, Blau usw. Alles hängt von der Zusammensetzung und Menge der Halogenide ab. Das ist es Hauptmerkmal Metallhalogenidlampe: Ihre Farbwiedergabe ist außergewöhnlich hoch und kann 95 erreichen.

Expertenmeinung

Alexey Bartosh

Spezialist für Reparatur und Wartung von Elektrogeräten und Industrieelektronik.

Achten Sie beim Kauf einer Halogen-Metalldampflampe nicht nur auf deren Leistung und Sockel, sondern auch auf die Farbtemperatur und insbesondere auf die Farbe. Andernfalls besteht die Gefahr, dass das Objekt anstelle der vorgesehenen Beleuchtung mit Blau- oder Rottönen beleuchtet wird Tageslicht, oder umgekehrt.

Damit sich die Entladung im Brenner beim Aufheizen der Lampe nicht in einen unkontrollierten Lichtbogen verwandelt, wird der Strom durch das Gerät durch spezielle Vorschaltgeräte begrenzt: elektromagnetisch (Drossel) oder elektronisch. Erstere werden als EMPA (elektromagnetische Vorschaltgeräte) bezeichnet, letztere als elektronische Vorschaltgeräte (elektronische Vorschaltgeräte). Drosseln sind viel billiger als elektronische Gegenstücke, aber letztere erhöhen die Effizienz und Zuverlässigkeit der Lampe und verhindern vor allem das Flackern der Lampe bei doppelter Netzfrequenz.

Typen und Eigenschaften

Leider gibt es weltweit keine einheitliche Kennzeichnung von Halogen-Metalldampflampen; jeder Hersteller kann das Gerät nach eigenem Ermessen kennzeichnen. Dennoch haben sich einige Namen der IGL etabliert, an denen Sie sich orientieren können. In Russland sind Metallhalogenidlampen üblicherweise mit den Buchstaben DRI(SH) gekennzeichnet, gefolgt von einer Angabe der Leistung in Watt, wobei:

• D – Bogen;
• P – Quecksilber;
• I – Jodid;
• Ø – Kugelform des Brenners.

Die Betriebsspannung der Glühbirnen ist möglicherweise nicht angegeben. Standardmäßig sind es bei Geräten mit einer Leistung bis 2.000 W 220 V, bei Geräten ab 2.000 W Leistung 380 V.

Bei ausländischen Herstellern ist die häufigste Bezeichnung für Halogen-Metalldampflampen HMI (Metallhalogenidlampe) oder HM, gefolgt von einer Leistungsangabe.

Für den Rest Designmerkmale Folgende Notationen werden akzeptiert:

1. SE – Single-Base.
2. DE – Doppelsockel (Untersicht).
3. B.H. Arbeitshaltung horizontal.
4. BUD – vertikale Arbeitsposition.
5. U – jede Arbeitsposition.
6. T – zylindrischer Kolben.
7. E – Ellipsoidkolben.
8. ET – Ellipsoid-Röhrenkolben.
9. VT – bauchig-röhrenförmiger Kolben.
10. R – Reflektorlampe.
11. P – Parabolkolben.

Darüber hinaus kann die Farbtemperatur einer Metallhalogenidlampe in Kelvin angegeben werden.

Expertenmeinung

Alexey Bartosh

Spezialist für Reparatur und Wartung von Elektrogeräten und Industrieelektronik.

Die Markierungen auf der Lampe selbst sind möglicherweise nicht vollständig. Lesen Sie daher beim Kauf sorgfältig die Verpackung oder die Begleitdokumentation, falls vorhanden. Besondere Aufmerksamkeit Achten Sie auf die Betriebsposition des Geräts: Eine Lampe mit horizontaler Betriebsposition funktioniert nicht lange vertikal und umgekehrt.

Geltungsbereich

Der Anwendungsbereich von Lampen mit MGL wird durch ihre drei Hauptunterschiede zu anderen Lichtquellen bestimmt:

1. Hervorragende Farbwiedergabe.
2. Hohe Lichtausbeute.
3. Kompaktheit.

Aufgrund der oben genannten Eigenschaften werden Metallhalogenid-Beleuchtungen häufig in Film und Fotografie, Bühnenbeleuchtung, Hintergrundbeleuchtung und Beleuchtung von kulturellen Massenveranstaltungen, einschließlich Freiflächen, eingesetzt.

Hohe Leistung bei kleinen Abmessungen ermöglicht den Einsatz von Metallhalogenid-Lichtquellen in Suchscheinwerfern und Flutlichtbeleuchtungen für offene Objekte: Bahnhöfe, Flughäfen, Stadien. Lampen dieser Art finden sich in der Architekturbeleuchtung und in Beleuchtungssystemen für Industrie- und öffentliche Gebäude sowie in Scheinwerfern verschiedener Art. Fahrzeug: vom Auto bis zum Flugzeug. Leider haben sich Metallhalogenidlampen aufgrund der langen Erwärmung und der Unmöglichkeit eines schnellen Neustarts nicht im Alltag durchgesetzt.

Es gibt noch einen weiteren Anwendungsbereich für Halogen-Metalldampflampen. Durch die Wahl der Zusammensetzung und Menge der Halogenide ist es möglich, das für das Leben verschiedener Pflanzen notwendige Spektrum zu erzeugen. Es sind diese Lampen, die erfolgreich in Gewächshäusern und in Gewächshäusern eingesetzt werden.

Vorteile und Nachteile

Der wichtigste Vorteil einer Metallhalogenidlampe ist ihr breites und gleichmäßiges Emissionsspektrum. Sein Licht entspricht fast vollständig dem der Sonne und die Farbwiedergabe erreicht 95 %. wird von keiner vorhandenen künstlichen Lichtquelle, einschließlich LED-Lampen, bereitgestellt.

Der zweite wichtige Vorteil ist die hohe Energieeffizienz. Eine Metallhalogenidlampe kann selbst bei geringer Leistung einen Lichtstrom von bis zu 70 lm pro Watt Leistungsaufnahme erzeugen. Und ab einem Kilowatt kann die Lichtleistung des Geräts 95 lm/W erreichen. Dies entspricht fast den tatsächlichen Kosten von LED-Lampen (es gibt Dioden mit einer Lichtausbeute von 120 – 150 lm/W, deren Herstellung jedoch unverhältnismäßig teuer ist).

Expertenmeinung

Alexey Bartosh

Spezialist für Reparatur und Wartung von Elektrogeräten und Industrieelektronik.

Erwähnenswert ist unter anderem die Farbtemperatur. Sie kann, ebenso wie die Farbe des Glühens, mit Hilfe bestimmter Halogenidzusätze recht stark variiert werden.

Lassen Sie uns die Vorteile in Bezug auf hinzufügen niedrige Kosten(zehnmal günstiger als LED-Quellen gleicher Leistung) und Lebensdauer, die je nach Leistung zwischen 10.000 und 15.000 Stunden liegt. Zum Vergleich: Die durchschnittliche Lebensdauer von Natriumdampflampen liegt bei 10.000–20.000 Stunden, die von LEDs, deren MTBF als fantastisch gilt, bei 15.000–30.000 Stunden.

Metallhalogenid-Lichtquellen haben folgende Nachteile:

1. Hoch Arbeitstemperatur . Wie jede andere Bogenlichtquelle wird auch Metallhalogenid sehr heiß. Die Brennertemperatur kann 1200 Grad Celsius und die des Außenkolbens (sofern konstruktionsbedingt vorgesehen) bis zu 300 Grad Celsius erreichen. Dies erfordert natürlich besondere Sicherheitsmaßnahmen.
2. Es dauert lange, bis der Betriebsmodus erreicht wird. Nach dem Einschalten dauert es 10-15 Minuten, bis das Gerät in den Betriebsmodus gelangt – zum Leuchten kommt. Außerdem startet die Lampe nach dem Ausschalten erst, wenn sie abgekühlt ist. Dieser Nachteil schreckt von der Verwendung von Metallhalogenidlampen im Alltag ab, wo es ziemlich schwierig ist, 10 bis 30 Minuten zu warten, bis die Lampe zu leuchten beginnt.
3. Enthält giftige Substanzen. Der Brenner einer Metallhalogenidlampe ist mit metallischem Quecksilber gefüllt und kann daher nicht mitgenommen und in den Müll geworfen werden. MGL muss an speziellen Stellen entsorgt werden.
4. Bedarf an zusätzlicher Ausrüstung. Um eine Metallhalogenidlampe zu betreiben, benötigt man ein Vorschaltgerät und eine IZU, die oft größer sind als die Lampe selbst und natürlich viel Geld kosten.

Schaltplan

Wie ich oben sagte, benötigen Sie zum Starten einer Metallhalogenidlampe ein Impulszündgerät und um den Strom durch sie zu begrenzen, benötigen Sie ein Vorschaltgerät (Vorschaltgerät). Der erste wird parallel zur Lampe eingeschaltet, der zweite in Reihe dazu.

Anschlussplan für Halogen-Metalldampflampen mit Zwei- und Dreipol-IZU

Typischerweise wird ein solches Schema direkt auf das Gehäuse des Vorschaltgeräts und der IZU angewendet, sodass der Zusammenbau einer Halogen-Metalldampflampe mit eigenen Händen nicht schwierig ist. Dazu genügen ein gewöhnlicher Schraubendreher und ein Spannungsanzeiger, um Null und Phase im Netzwerk zu bestimmen.

Das Einzige, was Sie beachten müssen, ist, dass die Lampe und das Vorschaltgerät ziemlich heiß werden: Ersteres bis zu 300, zweites bis zu 100-120 Grad. Daher muss bei der Konstruktion einer Lampe für eine Belüftung des Geräts gesorgt werden (normalerweise ist dies recht einfach). Belüftungslöcher) und platzieren Sie die Taschenlampe selbst nicht in der Nähe von brennbaren Gegenständen.

Betriebsmerkmale

Bei der Verwendung eines elektromagnetischen Vorschaltgeräts (Drossel) zur Reduzierung der Blindverluste und zur leichten Steigerung der Effizienz empfiehlt es sich, parallel zur Lampe einen Kompensationskondensator zu installieren, der im Diagramm durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Die Betriebsspannung muss mindestens 400 V betragen (bei 380-V-Lampen 600 V) und es muss selbst aus unpolarem Papier bestehen. Die Kapazität des Kondensators wird basierend auf der Leistung der Lampe ausgewählt. Für DRI-250 reichen beispielsweise 35 µF, für DRI-400 kann die Kapazität auf 45 µF erhöht werden.

Für einen qualitativ hochwertigen und langfristigen Betrieb der Lampe muss die Leistung des Vorschaltgeräts der Leistung der Lampe entsprechen. Die IZU ist so ausgewählt, dass die Lampenleistung innerhalb des auf ihrem Gehäuse angegebenen Bereichs liegt.

Und noch ein Ratschlag. Installieren Sie die DRI-Lampe nur mit Baumwollhandschuhen oder einem sauberen Tuch. Tatsache ist, dass sich der äußere Kolben des Geräts auf bis zu 300 Grad erhitzt, und wenn es sich um ein Einzelkolbengerät handelt, dann bis zu 1200. Die „Finger“, die Sie auf dem Kolben lassen, verbrennen und bilden eine Rußschicht, die dies tut leitet die Wärme nicht gut. Dadurch kommt es zu einer lokalen Überhitzung und das Glas platzt einfach. Wenn Sie oder jemand anderes die Glühbirne bereits „angepackt“ hat, wischen Sie sie mit einem mit Alkohol befeuchteten Tuch ab.

Also haben wir uns für Metallhalogenidlampen entschieden. Wenn Sie den Artikel zu Ende gelesen haben, wissen Sie jetzt, wie es funktioniert, wie es einschaltet und wie es sich von anderen Gasentladungslichtquellen unterscheidet.

Kurzlebige und wirkungslose Glühlampen werden heute durch moderne Analoglampen mit guter Lichtintensität und großem Leistungsbereich ersetzt.

Solche Vertreter der neuen Generation der Lichttechnik sind Metahalogenlampen.

Dank seiner langen Lebensdauer und guten Farbwiedergabe, gepaart mit geringer Wärmeentwicklung und hoher Lichtintensität, Metallhalogenidlampen haben ihre Anwendung in fast allen Bereichen des menschlichen Lebens gefunden, von der Beleuchtung von Pflanzen bis hin zur Beleuchtung von Schaufenstern und Stadien. Dabei spielte auch die Möglichkeit, ein Design zu wählen, eine große Rolle – röhrenförmig mit Quarz- oder Keramikbrennern, doppelendiger Bajonett- oder Gewindebrenner, geeignet für einfache Installation, einseitig mit Innen- oder Außenbirne (letztere werden am häufigsten von Fotografen verwendet). aufgrund der nahezu perfekten Lichtqualität), mit Aluminiumreflektor und einfach kompakt – die Eigenschaften eines bestimmten Modells hängen von der benötigten Leistung und dem Einsatzzweck ab.

Solche Lampen werden mit einer speziellen Lampe eingeschaltet. Innerhalb von zwei Minuten erreichen sie die maximale Helligkeit der Lichtemission und geben einen sanften Summton von sich. Allerdings dauert es etwa fünf bis zehn Minuten, sie wieder anzuzünden, da sie vollständig abkühlen müssen. Diese Funktion schränkt den Einsatz von Metallhalogenidlampen in einigen Branchen ein.

Allgemein, Metallhalogenidlampen Aufgrund ihrer UV-Strahlung sind sie ohne Innenbeleuchtung nicht nutzbar. Allerdings gibt es Modelle mit eingebautem UV-Filter, die für den Menschen absolut unbedenklich sind.

Sehr langlebig, bis zu 15.000 Betriebsstunden, mit stabiler Helligkeit über die gesamte Betriebsdauer, Metallhalogenidlampen Dadurch können Sie die Kosten für Strom, Installation und technischen Support jeder Einrichtung senken. Solche hellen und sparsamen Lichtquellen können nicht in normalen Geschäften gekauft werden, aber auf unserer Website www.site können Sie die für Sie passende Option auswählen.

Eine Metallhalogenidlampe (MHL) ist eine Hochdruck-Gasentladungslichtquelle. Beim Betrieb der Lampe kommt es in Quecksilberdampf in einer inerten Argonumgebung zu einer Bogenentladung, während das Spektrum durch spezielle emittierende Zusätze – Halogenide bestimmter Metalle – bestimmt wird.

Halogenide wie Scandium- und Natriumiodide unterstützen die Entladung und reagieren nicht mit dem Quarzglas des Kolbens. Während die Lampe kalt ist, kondensieren die Halogenide in Form eines dünnen Films an den Wänden der Entladungsröhre (Brenner). Mit steigender Temperatur verdampfen die Halogenide, vermischen sich im Entladungsbereich mit Quecksilberdampf und zerfallen in Ionen. Dadurch werden ionisierte Atome angeregt.

Der Brenner besteht aus Quarzglas oder Keramik und der äußere Schutzkolben besteht aus Borosilikatglas (zusätzlich zu seiner schützenden mechanischen Funktion schneidet der Kolben ultraviolette Strahlung aus dem Spektrum ab).

Bei einigen industriellen MGL-Typen gibt es keinen Außenkolben; in diesem Fall wird ozonfreies Quarzglas zur Herstellung des Sockels verwendet. Es verhindert eine erhöhte Ozonbildung und verringert das Risiko einer Quecksilberresonanz (185 nm) in der Lampe.

Das Funktionsprinzip einer Metallhalogenidlampe wurde 1911 vom amerikanischen Elektroingenieur Charles Steinmetz beschrieben und vorgeschlagen. Die Lampe wird gestartet, was zunächst für die Zündung des Lichtbogens sorgt und dann den Betrieb der Lampe aufrechterhält.

Das Startgerät kann eine Direktinduktivität oder ein Hilfs-Hochspannungstransformator sein. Wenn dann die Entladung gezündet wird, werden die Elektroden auf Nennspannung gehalten und die Lampe emittiert sichtbares Licht.

Heute werden Lampen vom Typ MGL hergestellt große Auswahl Kapazität. Für die Außenbeleuchtung werden Lampen mit 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 Watt, Einzel- oder Doppelsockel, mit Stift- oder Laibungssockel verwendet. Sie werden als SE oder DE bezeichnet – Single-Ended (Single-Ended) und Double-Ended (Double-Ended).

Da das Lichtbogenplasma durch die Schwerkraft beeinflusst wird, muss die Betriebsposition der Lampe genau definiert sein. Daher gibt es Halogen-Metalldampflampen in horizontaler, vertikaler und universeller Ausrichtung. Entsprechende Markierungen: BH, BUD, U – Basis horizontal, Basis oben/unten und universal. Wenn die Lampe nicht in der richtigen Betriebsposition verwendet wird, verkürzt sich ihre Lebensdauer und die Leistung nimmt ab.

Nach Angaben des American National Standards Institute (ANSI) werden Metallhalogenidlampen mit dem Buchstaben „M“ gekennzeichnet, gefolgt von einem Zahlencode, der die elektrischen Eigenschaften der Lampe und den Typ des Vorschaltgeräts angibt. Nach den Zahlen stehen zwei Buchstaben, die die Größe und Form des Kolbens sowie seine Beschichtung angeben. Darüber hinaus gibt jeder Hersteller auf seine Weise die Leistung der Lampe und die Farbe ihres Leuchtens an. Europäische Markierungen unterscheiden sich geringfügig von ANSI.

Der Kolben einer Metallhalogenidlampe wird durch Buchstaben gekennzeichnet, die seine Form angeben, und Zahlen, die den maximalen Durchmesser des Kolbens angeben. Buchstaben BT (Bulbous Tubular) – bauchig-röhrenförmig, E oder ED (Ellipsoidal) – ellipsoidisch, ET (Ellipsoidal Tubular) – ellipsoid-röhrenförmig, PAR (Parabolisch) – parabolisch, R (Reflektor) – reflektierend, T (Röhrenförmig) – röhrenförmig .

Beispielsweise ist die Lampe Lisma DRI 250-7 relativ zur E90-Glühbirne gekennzeichnet – ellipsoidförmig, Durchmesser ca. 90 mm. Sockeltyp E40, Leistung 250 Watt. Wie Sie sehen, ist die Bezeichnung hier unterschiedlich. Generell ist das Angebot an Halogen-Metalldampflampen sehr breit gefächert.

Eigenschaften von Halogen-Metalldampflampen

Die Emissionsfarbe einer Metallhalogenidlampe und die Farbtemperatur hängen hauptsächlich von der Art des verwendeten Halogens ab. Natriumverbindungen ergeben einen gelben Farbton, Thallium - grün, Indium - blau. Zunächst wurden Metallhalogenidlampen dort eingesetzt, wo naturnahes Licht erforderlich war, weiß, ohne Beimischung von Blau.

Es ist möglich, sauber zu werden Tageslicht mit einem Farbwiedergabeindex über 90. Grundsätzlich ist jede Farbtemperatur aus dem Bereich von 2500 bis 20000 K erreichbar.

Spezielle MGL-Typen werden in Gewächshäusern und Gewächshäusern für Pflanzen sowie in Aquarien für Tiere eingesetzt, wo ein besonderes Spektrum erforderlich ist. Gleichzeitig ist bei der Auswahl einer Lampe zu bedenken, dass die Farbeigenschaften in der Realität zunächst von den in der Spezifikation angegebenen abweichen werden, da sich die angegebenen Eigenschaften auf eine Lampe beziehen, die bereits 100 Stunden in Betrieb war, also Zuerst werden sie etwas anders sein.

Die größte Abweichung in den Eigenschaften wird bei Metallhalogenidlampen mit Vorheizung beobachtet; bei ihnen erreicht der Unterschied in der Farbtemperatur 300 K. Bei Lampen mit Impulsstart ist die Abweichung geringer – von 100 bis 200 K.

Eine langfristige Abweichung der Versorgungsspannung vom Nennwert kann zu einer Veränderung der Lichtfarbe und des Lichtstroms führen. Plötzliche Schwankungen der Netzspannung über +/-10 % können zum Ausschalten der Lampen führen.

Bei schwankender Stromversorgung schwankt auch die Farbtemperatur – liegt die Spannung unter der Nennspannung, ist das Licht kälter, da die für die Farbe verantwortlichen Zusatzstoffe nicht in ausreichender Menge ionisiert werden.

Wenn die Spannung höher als der Nennwert ist, wird die Farbe wärmer, aber bei längerer Überspannung besteht die Gefahr, dass die Glühbirne aufgrund des erhöhten Drucks in ihr explodiert. Es ist am besten, für eine Stabilisierung der Versorgungsspannung zu sorgen.

Vorteile von Halogen-Metalldampflampen

Die spektralen und elektrischen Eigenschaften von Halogen-Metalldampflampen können stark variieren; die Marktspanne ist riesig. Die Lichtqualität und die hohe Lichtausbeute erklären den weit verbreiteten Einsatz von MGL heute in verschiedenen Beleuchtungsanlagen und Beleuchtungsgeräten.

Die Lampen sind kompakt, leistungsstark, als Lichtquelle effektiv und stellen heute dank ihres weicheren und sichereren Spektrums für den Menschen einen vielversprechenden Ersatz für herkömmliche Quecksilberbogen-Leuchtstofflampen (MAFLs) und Natriumdampf-Hochdrucklampen (HPS) dar.

Der Lichtstrom von MGL-Lampen ist bis zu viermal höher als der von Glühlampen und die Lichtausbeute beträgt durchschnittlich 80-100 Lm/W. Farbtemperaturen: 6400 K (kaltes Licht), 4200 K (natürliches Licht) oder 2700 K (warmes Licht) – problemlos erreichbar mit einer Farbwiedergabe von ca. 90–95 % – das ist eine sehr gute Farbwiedergabe für eine Lampe mit einem Wirkungsgrad von 8 mal höher als bei Glühlampen.

Die Leistung aus einer Quelle kann zwischen 20 W und 3500 W variieren, und der unterbrechungsfreie Betrieb ist nicht von der Temperatur abhängig Umfeld und aus seinen Schwankungen, wenn die Lampe bereits gezündet hat. Die Lebensdauer einer MGL-Lampe wird im Durchschnitt auf 10.000 Stunden Dauerbetrieb berechnet.

MGL-Lampen werden heute sehr häufig verwendet. Filmbeleuchtung, Außenbeleuchtung in der Architektur, dekorative Beleuchtung, Bühnen- und Studiobeleuchtung usw. Metallhalogenidlampen erfreuen sich großer Beliebtheit in der Industriebeleuchtung in Werkstätten, in Flutlichtern auf Freiflächen von Bahnhöfen, in Steinbrüchen, auf Baustellen, auf Sportanlagen, usw. d.

Beleuchtung von öffentlichen und industriellen Gebäuden, Spezialbeleuchtung für Pflanzen und Tiere, als Quelle für nahes ultraviolettes Licht. Schließlich Straßenbeleuchtung, Beleuchtung von Landschaften und Schaufenstern, zur Schaffung von Lichteffekten in Design und Werbung, in Einkaufszentren... – überall haben Halogen-Metalldampflampen ihren rechtmäßigen Platz eingenommen.

Eine der neuesten Entwicklungen moderner Technologen ist die Erfindung von Metallhalogenidlampen (MHLs). Hierbei handelt es sich um eine Art Gasentladungslampen, die trotz ihrer kompakten Form zu ihren leistungsstärksten Lichtquellen zählen. Sie werden in zahlreichen Bereichen eingesetzt, von der Architektur- und Bühnenbeleuchtung bis hin zur Beleuchtung von Gewächshäusern und Aquarien.

Funktionsprinzip von MGL

MGL hat ähnliche Eigenschaften wie einige Arten von Entladungslampen, bei denen das Prinzip eines Leuchtkörpers in der Wirkung des Plasmas einer elektrischen Hochdruckbogenentladung liegt. Der MGL-Brenner ist mit Inertgas, Quecksilber und einer Reihe von Halogeniden (Halogenidsalzen) gefüllt. Das Funktionsprinzip einer Metallhalogenidlampe ist wie folgt: Die Lichtemission im MGL-Kolben erfolgt unter hohem Druck aufgrund der Reaktion eines Inertgases und Quecksilbers mit einer bestimmten Anzahl von Halogenidsalzen. Während der anfänglichen Spannungsversorgung des MGL beginnt die Wärme, die nach der Zündung des Argonlichtbogens im Kolben konzentriert wird, mit zunehmender Temperatur und steigendem Druck, das Quecksilber-Salz-Gemisch in Dampf umzuwandeln, was zur Emission von Licht führt .

Wie viele Gasentladungslampen benötigen MGLs Hilfsgeräte (zusätzliche Zündelektroden, Impulszündeinheiten), um die Entladung einzuleiten und mit der richtigen Betriebsspannung zu arbeiten.

Damit die Parameter des Netzteils und der Lampe einander entsprechen, wird ein Vorschaltgerät (Vorschaltgerät) verwendet, das jeder als Vorschaltgerät bezeichnet.

MGL-Designmerkmale

In Anbetracht der Konfiguration weist das MGL-Gerät seine eigenen Besonderheiten auf:

• das Vorhandensein einer inneren Hülle, MGL mit einer unidirektionalen Basis, oder deren Fehlen, MGL mit einer bidirektionalen Basis;
• Metall Basis;
• Der Außenkolben besteht aus Borosilikatglas, das zum Schutz der inneren Elemente des MGL dient, als Lichtfilter und Temperaturregler fungiert und eine Schutzquelle gegen Oxidation der Elemente der Innenhülle darstellt. MGLs ohne Außenkolben bestehen aus ozonfreiem Quarzglas, um die Freisetzung von Quecksilber zu reduzieren;
• zusätzliche (Zünd-) und Wolframelektroden;
• spezielle Phosphorbeschichtung der Innenschale des äußeren Glaskolbens zur Verbesserung der Qualität der Farbwiedergabe;
• Drähte, die den Lichtbogen-Innenkolben (Brenner) aus Quarzglas oder den Aluminium-Innenkolben aus polykristallinem Aluminiumoxid tragen.

Arten von Halogen-Metalldampflampen

Arten von MGL

Die spezifische Form des Lichtbogens im Innenkolben beeinflusst die feste Position der Lampe. was seinen Typ bestimmt:

• einseitige / einseitige MGLs mit dem Symbol SE (single-ended) werden über ein Gewinde an der Basis in die Kartusche eingesetzt;
• doppelendige / doppelseitige MGLs haben Symbol DE (doppelend) und werden in Fassungen gesteckt, die sich auf beiden Seiten der Lampe befinden;
• Universelle MGLs mit der Aufschrift „universal“, die in horizontaler oder vertikaler Position betrieben werden können.

Doppelendiger MGL

Technische Eigenschaften von MGL

Die Effizienz wird durch eine ganze Reihe hochtechnischer Eigenschaften von Halogen-Metalldampflampen bestimmt.

Leistung. Das Spektrum der Nennenergie des MGL ist ungewöhnlich groß. Der Bereich beginnt bei einer kleinen Anzahl von mehreren zehn Watt (70, 100, 150, 175, 250, 400 und 1000 W) und kann bis zu 10 – 20 kW reichen.

Lebensdauer. Die Dauer einiger MGL-Typen kann 15.000 Stunden betragen. Um die durchschnittliche Lebensdauer von MGLs zu ermitteln, wird empfohlen, die Betriebsdauer und deren Betriebsdauer zu berücksichtigen technisches Gerät(Gashebel oder elektronisches Vorschaltgerät). Die durchschnittliche Schalthäufigkeit und der Schaltrhythmus sind ein weiteres wichtiges Merkmal, das die Lebensdauer des MGL beeinflusst. Die Lebensdauer solcher Lampen hängt davon ab, dass die Nennleistung eingehalten wird und ein Abschalten der MGL während des Startvorgangs vermieden wird.

Es wird nicht empfohlen, MGL zu verwenden, dessen Lebensdauer mindestens 25 % der angegebenen Lebensdauer überschreitet, da die Möglichkeit einer Rissbildung besteht. Am Ende ihrer Lebensdauer kann es bei solchen Lampen zu einer Verschlechterung der Qualität des Lichtstroms kommen.

Qualität der Farbwiedergabe. Bei der Auswahl von Lampen zur Beleuchtung verschiedener Objekte und Strukturen müssen Sie deren Fähigkeit zur Wiedergabe echter Farben und die möglichen Auswirkungen von Lichttönen berücksichtigen. Dies wird durch den Parameter Farbwiedergabeindex bestimmt, der etwa lautet. Ursprünglich wurden MGLs verwendet, um möglichst naturnahes Licht zu erzeugen, da sie in der Lage waren, weißes Tageslicht mit einem Transmissionsindex von 80 auszustrahlen.

Moderne MGLs haben bereits einen Farbwiedergabeindex von über 90. Beispielsweise spielt ein Farbwiedergabeindex von über 80 oder 90 eine dominierende Rolle, um Produkten eine natürliche Farbe zu verleihen. Der unnatürliche Farbton, der bei Beleuchtung durch Lampen mit niedrigem Farbwiedergabeindex entsteht, führt dazu, dass der Käufer dem Produkt keine Beachtung schenkt oder sogar den Kauf vermeidet.

Allerdings ist es aufgrund von Werksabweichungen oder ohne Überschreitung der 100-Stunden-Verbrennungsschwelle nicht immer möglich, 100 % MGL-Farbkoeffizienten zu bestimmen. Auch die Stromversorgung des Stromnetzes beeinflusst die Farbwiedergabe der Lampe. Eine unzureichende Stromversorgung verändert die physikalische Temperatur, sodass das Licht einer solchen Lampe einen bläulichen Farbton annimmt. Die Qualität der Farbwiedergabe verändert sich häufig während der Nutzung und spiegelt sich im Licht der Lampe wider.

Bunte Temperatur. Die Eigenschaften der Farbtemperatur und der spektralen Zusammensetzung der Strahlung, gemessen in der Einheit Kelvin (K), sind sehr wichtig, um bei der Beleuchtung von Objekten warme oder kühle Farbtöne zu erzeugen und das richtige visuelle Bild zu erzeugen. Die Fähigkeit von MGL, eine Verbrennungstemperatur mit einem Spektrum von 2500 Kelvin-Einheiten (wird gelb) bis 20.000 Kelvin-Einheiten (wird blau) zu erzeugen, kann daher auf die Notwendigkeit verschiedener Anwendungen zurückzuführen sein, beispielsweise für Pflanzen oder Tiere.

Einige MGLs verfügen über eine „Vorheizfunktion“ (ca. 300 Kelvin-Einheiten), die sich auf die Farbwiedergabe auswirkt, aber MGLs der neuen Generation haben verbesserte Messwerte von 100 auf 200 Kelvin-Einheiten.

Keller. Die am häufigsten verwendeten MGLs sind Lampen mit einseitigem Schraubsockel, der in die Lampenfassung geschraubt wird. Doppelendige MGLs sind aufgrund ihrer Fähigkeit, Lichtenergieverluste zu reduzieren, beliebt.

Der Anwendungsbereich hängt direkt von der MGL ab, darunter Single-Ended-MGL mit Keramik-/Quarzbrenner, Double-Ended-MGL mit Keramik-/Quarzbrenner und Single-Ended-MGL mit Quarzbrenner.

Lichtfluss. Der Lichtstrom von Halogen-Metalldampflampen ist sehr wichtig für die Lichtstärke der Lampe. Das technische Spezifikationen Lampen können bei der Beleuchtung eines Raumes auf die Möglichkeit einer bestimmten Lichtquelle hinweisen.

Der Lichtwert der MGL beträgt 75 - 100 lm/W und übertrifft den anderer Lichtquellen. Somit hat eine Wolframglühlampe nur eine Lichtleistung von 10 – 22 lm/W.

MGL-Anschlussplan

Der Schaltkreis einer Metallhalogenidlampe ähnelt dem aller Gasentladungslampen. Der einzige kleine Unterschied besteht darin, dass Sie zusammen mit elektromagnetischen oder elektronischen Vorschaltgeräten, von denen Sie gelesen haben, ein spezielles Zündgerät benötigen, das eine Zündung von mehreren kW ermöglicht.

Der Anschluss von Metallhalogenidlampen umfasst ein Vorschaltgerät, das eine Verschiebung zwischen Strom und Spannung erzeugt, sowie einen Kondensator, der zur Kompensation des Leistungsfaktors dient. MGLs absorbieren niederfrequenten Strom und elektronische Schaltgeräte sind teilweise deutlich leichter (3-4 mal), da sie als Vorschaltgerät, Zündgerät und Kompensationskondensator fungieren.

Halogen-Metalldampfstrahler für die Architekturbeleuchtung

MGL ist ein energieeffizienter Lampentyp mit erhöhter Lichtausbeute und Farbwiedergabe. Lange Lebensdauer und gute Qualität Beleuchtung ermöglicht den Einsatz dieser Lampen in verschiedenen Bereichen und ihre Kompaktheit und geringe Größe eignen sich für den Einbau an schwer zugänglichen Stellen.

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