2.2. Галогенні лампи розжарювання (ГЛР)

 

            Галогенні лампи, також як і лампи розжарювання, є високотемпературними випромінювачами. Спіраль із тугоплавкого вольфраму, поміщена в скляну колбу, наповнену інертним газом, розжарюється під впливом електричного струму. У результаті цього генеруються світло й тепло. У нормальних умовах під впливом високої температури паркий вольфрам з'єднується з газонаповненням, утворюючи галогенід вольфраму – газоподібну речовину, що рівномірно осідає на внутрішній поверхні колби.

            Для запобігання випару вольфраму існує два способи:

1) збільшити вміст парів вольфраму;

2) додати галоген.

            При температурі близько 1400 °С пари розпеченого вольфраму (рис. 2.3) вступають в реакцію із галогеном до того, як встигають досягти поверхні скляної колби.

 

A – температура нижче 1400 °С;

B – вольфрамова нитка розжарювання;

C – температура вище 1400 °С;

D – вольфрамовий галогенід;

E – галогени;

F – частинки вольфраму;

G – скляна колба

 

 

У результаті конвекції галогенід, що утворився, циркулює поблизу нитки розжарювання та розщеплюється. Частинки вольфраму осідають на нитці розжарювання, а молекули галогену вивільняються і готові взяти участь у наступному циклі. Цьому циклічному процесу галогенні лампи зобов'язані такими своїми перевагами, як:

            а) більша світлова віддача при тій самій витраті електроенергії внаслідок більш високої температури спіралі;

            б) більш тривалий термін служби завдяки постійному відновленню нитки розжарювання;

            в) постійна світловіддача впродовж терміну служби, оскільки не відбувається почорніння колби;

            г) компактна конструкція, обумовлена вимогами циклічного процесу.

            Оскільки колба галогенної лампи повинна витримувати більш високі температури та тиски, ніж колба звичайної лампи розжарювання, вона виготовляється із кварцового скла.

            Малі розміри і міцна оболонка дозволяють наповнювати лампи до високих тисків ксеноном і одержувати на цій основі більш високу яскравість і підвищену світлову віддачу (або збільшений фізичний термін служби). Світлова віддача сучасних ГЛР становить близько 30 Лм/Вт. Типове значення колірної температури – Тк= 3000 °К. Існують ГЛР із Тк=4000 - 6000 °К. Передача кольору (Ra=100). "Точкова" форма лампи дозволяє управляти шириною променя в широких межах за допомогою мініатюрних відбивачів.

            Особливо популярні низьковольтні ГЛР (потужністю 10 - 75 Вт) з відбивачем, що дозволяє фокусувати промінь у куті 8 - 38°.

            Найбільш значне поширення одержали галогенні лампи низької напруги із дихроїчним відбивачем. Дихроїчний відбивач відводить 66% теплової енергії лампи назад, за рахунок чого освітлювані об'єкти не нагріваються.

            Силу світіння галогенної лампи можна зменшити. Однак при цьому варто мати на увазі, що зниження сили її світіння приведе до зниження температури лампи і у такий спосіб послабить або взагалі припинить галогенний цикл і пов'язані з ним корисні ефекти та переваги. Тому рекомендується регулярно на кілька хвилин включати галогенні лампи при 100% потужності для того, щоб частинки вольфраму, що осіли на колбі, випарувалися і повернулися на спіраль.