Metālu halogenīdu lampas: veidi, uzbūve, plusi un mīnusi + izvēles noteikumi

Neskatoties uz LED tehnoloģiju attīstību, metālu halogenīdu lampas (MHL) turpina noturēt savu tirgus nišu unikālo īpašību dēļ. To iekšējā uzbūve var stipri atšķirties atkarībā no plānotās lietošanas jomas. Ar raksturīgajiem konstrukciju veidiem ir vērts iepazīties. Vai piekrītat?

Mēs palīdzēsim jums izprast MHL darbības principus un uzbūves īpatnības. Mūsu ieteiktajā rakstā ir uzskaitīti konstrukciju veidi un norādītas lietošanas jomas. Tie, kas vēlas iegādāties šādu spuldzīti, pie mums atradīs vērtīgus ieteikumus izvēlei.

Kā ir uzbūvēti metālu halogenīdu gaismekļi?

MHL ir sarežģīta iekšējā uzbūve. Ārēji tās ir stikla cilindrs ar pamatni, lai gan daži modeļi ārēji atgādina bumbierveida kvēlspuldzi.

Ārējā apvalkā atrodas vēl viena darba kapsula no stikla vai caurspīdīgas keramikas, kā arī vadoši elementi un rezistori.

MHL jaudas un tilpuma attiecība ir ierobežota ar ārējā apvalka spēju novadīt lieko siltumu, jo pārkaršanas dēļ lampa var izdegt.

Ārējā kolba parasti ir piepildīta ar slāpekli, bet iekšējā – ar inertu gāzi zem spiediena, nelielu daudzumu dzīvsudraba un metālu halogenīdu piedevām. Šāda konstrukcija arī nosaka izstrādājuma nosaukumu.

Kā metālu halogenīdi galvenokārt izmanto nātrija vai skandija jodīdu. Tie kalpo gaismas spektra korekcijai un ietekmē metālu halogenīdu lampu lietošanas jomu. Izslēgtā stāvoklī dzīvsudrabs un piedevas atrodas cietā nogulsnētā stāvoklī uz stikla sieniņām.

Pieslēgta elektriskajam tīklam MHL patstāvīgi neieslēgsies. Šim nolūkam izmanto palaišanas un regulēšanas aparātus (PRA), kas nodrošina nepieciešamo palaišanas strāvu un spriegumu līdz termoelektronu emisijas efekta parādīšanās brīdim iekšējā kolbā.

Gaismas izstarošanas mehānisms

MHL ieslēgšana notiek pakāpeniski. Sākumā, pateicoties palaišanas strāvai, kas 10-20 reizes pārsniedz darba strāvu, iekšējā kolbā rodas minimāla elektriskā izlāde inertās gāzes vidē.

Pateicoties dažādu piedevu kombinācijai, kas piedalās starojumā, var iegūt praktiski tīri baltu, krāsainu vai pat monohromu starojumu.

Pēc tam 3–6 minūšu laikā notiek dzīvsudraba un metālu halogenīdu uzkarsēšana, kas, iztvaikojot, pāriet jonizētā fāzē. Strāva šajā laikā ir aptuveni divas reizes lielāka par darba strāvu. Joni palielina gaisa maisījuma vadītspēju un nodrošina pakāpenisku lampas iziešanu uz nominālo gaismas atdevi.

Pateicoties divkolbu konstrukcijai, darba kapsulā tiek uzturēta stabila augsta temperatūra, kas novērš metālu tvaiku nogulsnēšanos uz sienām. Pēc izslēgšanas MHL obligāti jāatdziest, un metālu tvaikiem jānogulsnējas uz iekšējās kolbas sienām. Tikai pēc tam būs iespējams atkal iedarbināt lampu.

Šāds ierobežojums ir būtisks trūkums, tāpēc metālu halogenīdu gaismekļi netiek izmantoti sadzīves vajadzībām, kur nepieciešams bieži ieslēgt/izslēgt apgaismojumu. Uz kondensācijas procesiem MHL ietekmē arī gravitācijas spēks, tāpēc daudzi modeļi prasa precīzi noteiktu izvietojumu telpā.

Izplūdes lampu darbības princips nav vienkāršs, taču tas ļauj sasniegt pareizu spektru un spēcīgu gaismas plūsmu. Turklāt PRA (ballasta) izmantošana ļauj stabilizēt izstarotās gaismas raksturlielumus, mainoties elektrotīkla parametriem.

MHL konstrukciju veidi

Metālu halogenīdu gaismekļi tiek izmantoti gan koridoru un telpu, gan lielu atklātu rūpniecisku laukumu apgaismošanai. Tāpēc to jauda svārstās no 10 līdz 2000 W.

Lampas ar augstu elektroenerģijas patēriņu parasti pieslēdz 380 V tīklam un izmanto tikai rūpniecības objektos. Vispieprasītākajiem modeļiem ir neliela jauda 35–250 W.

Montējot MHL ar skrūvējamo cokolu, ir jānodrošina ciešs lampas apakšējā kontakta savienojums ar patrona metāla plāksni.

Vienotu starptautisku MHL marķēšanas standartu nav, tomēr vairumā gadījumu burts M apzīmē «metālu halogenīdu», bet H informē par dzīvsudraba saturu lampā.

Vietējie ražotāji var izmantot savu saīsinājumu: D – loka, I – jodīda, R – dzīvsudraba. Pēc modeļa norādes parasti seko cokola tipa un diametra apzīmējums.

Metālu halogenīdu gaismekļiem ir dažāda konstrukcija.

Zemāk ir sniegti šo izstrādājumu klasifikācijas varianti atkarībā no to tehniskajiem parametriem:

1. Pēc orientācijas veida: vertikālie (BUD), horizontālie (BH), universālie (U).
2. Pēc kolbas izmēra: BT – spuldzes veida cauruļveida, R – reflektora, E vai ED – elipsoidāla, ET – elipsoidāli cauruļveida, T – cauruļveida, PAR – paraboliskā.
3. Pēc starojuma krāsas: balts, dzeltens, purpursarkans, zaļš un citi.
4. Pēc konstrukcijas veida: bezcokola – ar elastīgiem strāvas vadiem, viena cokola, divu cokolu.

Metālu halogenīdu lampas ārējais izpildījums maz ietekmē tās efektivitāti, jo tiešais izstarojošais elements atrodas aizsargātā iekšējā kolbā. Tieši tas nosaka izstarotās gaismas īpašības.

Lampu tehniskās īpatnības

MHL tehniskie raksturlielumi ir diezgan dažādi. Tie ir atkarīgi no ražošanā izmantotajiem materiāliem un metālu halogenīdu lampu darbības elektriskajiem parametriem. Šīm ierīcēm ir izteiktas priekšrocības un trūkumi, par kuriem ir vērts zināt, pērkot.

Vispārējie darba parametri

Metālu halogenīdu gaismekļi nav izvēlīgi attiecībā uz ārējo temperatūru un darbības nepārtrauktību. Tie var degt nedēļām ilgi mīnus temperatūrās bez pārslodzēm.

Plaša fotosintēzi veicinošo nātrija MHL izplatīšana ir izraisījusi strauju siltumnīcu biznesa attīstību reģionos, kas tam nav bijuši piemēroti.

Galvenie parametri, kas raksturo MHL, ir:

• krāsu atveides indekss (CRI);
• darbības ilgums;
• jauda;
• gaismas plūsma;
• cokola veids;
• krāsu temperatūra;
• gaismas plūsmas attiecība pret elektrisko jaudu;
• darba temperatūra.

Krāsu atveides indekss tiek uzskatīts par svarīgu MHL raksturlielumu. CRI raksturo dažādu viļņu garumu klātbūtni izstarotajā spektrā un to intensitātes vienmērīgumu.

Šis rādītājs tiek mērīts procentos, kas atbilst līdzībai ar dabisko dienasgaismu. Mūsdienu MHL krāsu atveides indekss ir 85-95%, bet lielākajai daļai mājsaimniecības LED ierīču – 70-85%.

Dažās lampās krāsu atveidi tiek apzināti izkropļota, lai gaismai piešķirtu vajadzīgās īpašības. Piemēram, nātrija MHL, ko izmanto augu augšanai, ir CRI tikai 50-60%. Lampas efektivitāte no tā nesamazinās, vienkārši lielāko daļu enerģijas tā izstaro noteiktā viļņu diapazonā.

Lai piešķirtu gaismai dzeltenu nokrāsu, izmanto nātrija halogenīdus, zaļu – tallija, zilu – indija. Kas attiecas uz veiktspēju, metālu halogenīdu gaismekļi neatpaliek no LED lampām. Šis rādītājs abām ierīcēm vidējā cenu diapazonā ir 100-120 lm/W.

MHL krāsu temperatūra var būt no 2500-20000 °K. Kad tīkla spriegums pazeminās, tā mainās uz augšu un gaisma kļūst vēsāka. Ilgstoši pārsniedzot 240 V, lampa var vienkārši eksplodēt, jo iekšējā kolbā pārkarst gāzes-gaisa maisījums.

Atšķirībā no LED, metālu halogenīdu gaismekļi nebaidās no augstām temperatūrām, līdz kurām to iekšējie elementi uzkarst darbības laikā.

MGL svarīga īpašība ir gaismas plūsmas stabilitāte visā ekspluatācijas laikā, kas ir 6-15 tūkstoši stundu. Ja pēc 10000 darba stundām LED efektivitāte samazinās par aptuveni 50%, tad metālu halogenīdu lampām tā samazinās tikai par 2-20%.

Pārējie parametri ir atkarīgi no konkrētā gaismekļa modeļa un nav specifiski.

Metālu halogenīdu lampu priekšrocības

Mūsdienu izlādes apgaismes ierīču tirgus lēni sarūk, pateicoties LED ierīču izplatībai. Bet unikālās MGL īpašības vēl vismaz vairākas desmitgades būs pieprasītas patērētāju vidū.

Šo lampu galvenās priekšrocības ir:

1. Izcila energoefektivitāte. Uz katru patērētās enerģijas vatu lampa izstaro vairāk nekā 100 lm gaismas.
2. Augsts krāsu atveides indeksa līmenis.
3. Pilnveidota ražošanas tehnoloģija, kas samazina lampas iekšējo elementu bojājumus.
4. Plašs jaudu diapazons.
5. Ilgs kalpošanas laiks.
6. Izturība pret augstu temperatūru, pateicoties elektronisko komponentu neesamībai lampas iekšpusē.

Metālu halogenīdu ierīces konkurē galvenokārt ar LED un luminiscences lampām. Visas trīs tehnoloģijas aktīvi attīstās, tāpēc arī no MGL var sagaidīt turpmākus uzlabojumus.

Ierīces trūkumi

Metālu halogenīdu lampu trūkums sadzīves sfērā liecina, ka tām piemīt ne tikai pozitīvas, bet arī negatīvas īpašības.

Palaišanas-regulēšanas aparātam arī nepieciešama dzesēšana, tāpēc to nav ieteicams uzstādīt ierobežotās, nevēdinātās telpās un tuvu pašām lampām.

MGL galvenie mīnusi ir:

1. Izmaksas, kas vairākas reizes pārsniedz līdzīgas LED ierīces.
2. Spilgtuma regulēšanas iespējas trūkums.
3. Nepieciešamība atdzesēt 5-10 minūtes pirms atkārtotas ieslēgšanas.
4. Ārējā PRA esamība, kam nepieciešama papildu vieta uzstādīšanai.
5. Pakāpeniska krāsu temperatūras paaugstināšanās ilgstošas ekspluatācijas laikā.
6. Sprādzienbīstamība sprieguma lēcienu gadījumā.
7. Jutīgums pret telpisko izvietojumu.
8. Absolūta nereperabilitāte.
9. Nepieciešamība pēc īpašas utilizācijas, jo satur toksiskas vielas.
10. Nepieciešamība pēc laika, lai pēc ieslēgšanas sasniegtu aprēķināto gaismas plūsmu.

Tādējādi mīnusu tiem ir pat vairāk nekā plusu. Tas sašaurina MGL pielietojuma jomu līdz rūpnieciskām un sabiedriskām ēkām un laukumiem, kur nepieciešams nepārtraukts un kvalitatīvs apgaismojums.

Gaismekļu lietošanas jomas

Metālu halogenīdu lampu izmantošana mājās ir ne tikai ekonomiski neizdevīga, bet arī bīstama, jo tās satur dzīvsudrabu. Kolba var pārsprāgt, un telpa piepildīsies ar toksiskiem tvaikiem.

Nedrošības dēļ metāla halogenīdu gaismekļu izmantošana galvenokārt ir pieprasīta tikai nedzīvojamām telpām:

1. Kino uzņemšanas studijas, fotosaloni.
2. Automašīnu priekšējie lukturi.
3. Arhitektūras būves.
4. Sabiedriskās ēkas, tirdzniecības centri.
5. Rūpnieciskie cehi.
6. Būvējamie objekti.
7. Āra apgaismojums.
8. Sporta objekti.
9. Parku zonas.
10. Siltumnīcu kompleksi, oranžērijas.
11. Lauku māju nakts apgaismojums.

Lielākā daļa cilvēku nesaskaras ar MHL iegādi arī tāpēc, ka šīs ierīces reti tiek pārdotas mazos būvmateriālu veikalos. Tās galvenokārt iegādājas uzņēmumi un uzņēmēji no specializētiem uzņēmumiem.

Kā izvēlēties metālu halogenīdu lampu?

Pielietojuma jomu specifika izlādes spuldzītēm liek rūpīgi pieiet to raksturlielumu izvēlei. Preci, protams, vienmēr var apmainīt, bet labāk uzreiz iegādāties piemērotu modeli.

Palaišanas ierīces bieži tiek piegādātas komplektā ar lampām, jo no to saderības lielā mērā ir atkarīgs MHL kalpošanas laiks.

Galvenās rekomendācijas, iegādājoties metāla halogenīdu lampas, ir šādas:

1. Uzmanīgi lasīt uzrakstus uz iepakojuma, kas var informēt par MHL izmantošanas ierobežojumiem noteiktos apstākļos.
2. Norādītajai izstrādājuma darba pozīcijai jāatbilst gaismekļa pozīcijai, kurai tas paredzēts. Vismazākais resurss ir vertikāli orientētiem modeļiem.
3. Cokola diametram jāatbilst gaismekļa patronai.
4. Palaišanas ierīces korpusam jābūt izgatavotam no metāla ar pietiekamu ventilācijas atveru skaitu. Jo atkarībā no modeļa, PRA patērē 10-20% no lampas jaudas.
5. Palaišanas ierīce ir paredzēta noteiktam spriegumam un strāvai, tāpēc, nomainot lampu, šie faktori ir jāņem vērā.
6. Vairākos gadījumos ātra MHL iedegšana ir kritiski svarīga, tāpēc par tās nominālā gaismas izstarojuma sasniegšanas laiku ir iepriekš jāizlasa instrukcijā.

Ja metāla halogenīdu lampa tiek iegādāta bojātās lampas aizstāšanai, tad var paņemt līdzi uz veikalu kā paraugu salauzto modeli.

MHL ir dārgas, tāpēc ir svarīgi saglabāt visus čekus un pavadzīmes, lai vēlāk varētu izmantot garantijas tiesības.

Salīdzināt metāla halogenīdu ierīces ar halogēna spuldzītēm palīdzēs informācija nākamajā rakstā, kas veltīta modeļa G4 raksturlielumu analīzei.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video #1. Metāla halogenīdu gaismekļu raksturlielumu apskats:

Video #2. Metāla halogenīdu prožektora darbības pārbaude:

Video #3. Metāla halogenīdu lampas pievienošana:

Metālu halogenīdu gaismekļi joprojām tiek izmantoti daudzās jomās, neskatoties uz vairākiem konstrukcijas trūkumiem. Daudzveidīgais starojuma spektrs ļauj tos pielāgot dažādām saimnieciskās darbības vajadzībām. Tāpēc MHL vēl ilgi būs konkurētspējīgi rūpnieciskā apgaismojuma nišā.

Rakstiet, lūdzu, komentārus zemāk esošajā blokā, uzdodiet jautājumus, ievietojiet fotogrāfijas par raksta tēmu. Dalieties ar saviem kritērijiem metālu halogenīdu spuldzes izvēlei. Pastāstiet, kāpēc tieši šī ierīce jums bija vēlama.