Устройство и разновидности металлогалогенных ламп.

Несмотря на название схожее с галогенными, металлогалогенные лампы (МГЛ) относятся к газоразрядным лампам высокого давления. Чаще всего их применяют в промышленности.

Устройство и принцип работы МГЛ.

Конструкции лампы представляет собой разрядную трубку(горелка) со впаянными электродами, помещенную в колбу. К колбе присоединяется цоколь. Разрядная трубка изготавливается из особого тугоплавкого стекла (кварцевого или керамического). Внутрь закачивается инертный газ (аргон) с добавками металлической ртути и галогенидов металлов (йодиды натрия и скандия). Горелка помещена во внешнюю колбу из боросиликатного стекла. Внешняя колба снижает теплопотери разрядной трубки, фильтрует ультрафиолетовое излучение от горелки. Также внешняя колба защищает от механических повреждений.  Она заполнена азотом.

Применяются МГЛ с одной колбой. Они используются в процессах, где необходимо ультрафиолетовое излучение. Либо колба изготавливается из особого безозоновго кварцевого стекла, не пропускающего УФ-лучи.

Существуют МГЛ с двумя цоколями для работы в горизонтальном положении.

Принцип свечения МГЛ основан на плазме дугового разряда высокого давления. Когда лампа не работает, галогениды и ртуть сконденсированы на стенках разрядной трубки в виде пленки. Для начала работы необходим высоковольтный импульс от специального зажигающего устройства. После подачи импульса в горелке появляется тлеющий разряд, происходит испарение галогенидов. Разряд превращается в дуговой – соли и ртуть разлагаются на ионы. Ионизированные атомы ртути возбуждаются и начинают светиться. Весь процесс занимает 10-15 минут. Анионы галогенов тоже светятся в определенном спектре. Именно они позволяют создавать источники света разные по цветовой температуре и цвету.

Инертный газ необходим для протекания тока через разрядную трубку, когда источник света не разогрет и ртуть с галогенидами находится в твердом состоянии.

Для контроля заряда при разогреве лампы ток ограничивают балластами: электромагнитными (дросселями) или электронными. Дроссели дешевле, но электронные устройства исключают мерцание лампы и увеличивают ее КПД.

Схема подключения.

Поскольку для включения и правильной работы МГЛ необходимы особые устройства, то схема подключения не так проста.

Импульсное зажигающее устройство (ИЗУ) включается параллельно лампе, а токоограничивающие балласты – последовательно.

Подобные схемы наносятся прямо на корпус импульсных устройств и дросселей. Главное, определить, где фазовый провод, а где нулевой.

Штриховой линией на схеме изображен конденсатор (бумажный, неполярный). Его устанавливают для уменьшения реактивных потерь при применении электромагнитного дросселя. Емкость конденсатора выбирают исходя из мощности лампы (для 250-вольтовой подойдет 35 мкФ). Рабочее напряжение конденсатора не ниже 400 В (для ламп до 600 В). Впрочем, установка конденсатора не обязательный этап.

При монтаже металлогалогенных источников света учитывайте, что они сильно нагреваются (до 300 ⁰С). Продумайте хорошую вентиляцию и не размещайте лампу рядом с легковоспламеняющимися предметами.

Виды и маркировка МГЛ.

Металлогалогенные источники света используют для освещения коридоров, комнат разной площади. Их мощность составляет от 10 до 3500 Ватт. Причем до 2000 Вт МГЛ питаются от сети 220 В, а свыше 2 кВт – от 380 В.

Для наружного освещения выпускаются лампы мощностью 70, 150, 250, 400, 1000, 2000 Вт. Все они имеют один резьбовой цоколь и вкручиваются прямо в патрон. Двухцокольные (софитные) чаще всего бывают 70 и 150-ваттными.

Одноцокольные лампы маркируются SE, двуцокольные – DE.

Стабильность работы и срок службы зависят от положения лампы в пространстве. Дело в том, что сила тяжести напрямую влияет на конвекцию галогенидов при свечении. Поэтому МГЛ рассчитаны на работу в одной плоскости: BH – горизонтальной, BUD – вертикальной. Существуют и универсальные лампы. Они обозначаются буквой U.

За рубежом металлогалогенные лампы обозначают по-разному. Согласно системе ANSI они называются MHL/MH, далее указывается цифровой код с характеристиками лампы и типа балласта. Затем идут буквы, обозначающие размер и тип колбы, затем мощность и цветовая температура.

Альтернативным обозначением является HQI. Изначально так маркировались МГЛ фирмы OSRAM, но постепенно аббревиатура распространилась среди других производителей.

Форма горелки обозначается следующими буквами:

• Т – цилиндрическая;
• Е – эллипсоидная;
• ЕТ – эллипсоидно-трубчатая;
• Р/PAR – параболическая;
• R – рефлекторная.

Для полной уверенности в параметрах покупаемой лампы стоит изучить техническую документацию, не полагаясь на маркировку.

МГЛ различаются по исполнению цоколя. Существуют три типа:

• Е27, Е40 – резьбовой цоколь, как в лампах накаливания;
• RX7s – софитные с двумя цоколями;
• 5, g12 – штырьковый цоколь.

Источники света мощностью выше 2 кВт выпускают без цоколя с гибкими клеммами для закрепления винтами.

Технические характеристики.

1. Отличный индекс цветопередачи: 85-95%.
2. Широкий диапазон цветовой температуры. В зависимости от добавок ее получают от 2500 К до 20000 К.
3. Чувствительность к перепадам в сети. Колебание в 10% может выключить лампочку. Более сильное превышение напряжения может привести ко взрыву колбы. А долгая работа на низком напряжении приводит к изменению качеств света.
4. Металлогалогенные источники света не зависят от температуры окружающей среды. Успешно работают при морозах.
5. Стабильность светового потока на протяжении всего срока службы. В конце срока эксплуатации лампочка светит так же, как и в начале.
6. Долгий срок службы: 6000-15000 часов.

В таблице указаны сравнительные характеристики популярных моделей МГЛ фирм OSRAM и Philips.

Обозначение		Мощность, Вт	Тип цоколя	Световой поток, Лм	Ra	Габаритные размеры, мм (d×l)
OSRAM	Philips
HQI TS 70/D	—	75	RX7s	5000	95	20×114,2
HQI TS 70/NDL	MHN TD 70W	75		5500	85
HQI TS 70/WDL	MHW TD 70W	75		5000
HQI T 35/WDL/BU	CMD-T35W/830	35	G12	2400		25×84
HQI T 70/NDL	MHN-T 70W	75		5500
HQI T 70/WDL	CMD-T70W/830	75		5200
HQI T 150/NDL	MHN-T 150W	150		12500

Минусы и плюсы металлогалогенных ламп.

Преимущества металлогалогенных источников света в следующем:

• Высокая цена.
• Невозможность диммирования.
• Сложная схема подключения к сети, повышенные требования к охлаждению источника света.
• Взрывоопасность, опасность из-за содержания ртути.
• Зависимость от расположения в пространстве.
• Необходимость утилизации из-за содержания ртути.
• Медленное разгорание.
• Необходимость остывания лампы перед повторным запуском.

Область применения.

Для домашнего освещения металлогалогенные лампы не подходят: слишком много недостатков. Однако их достоинства обуславливают широкое применение в других отраслях:

• Кино- и фотосъемка, театральное освещение и освещение массовых уличных мероприятий.
• Поисковые прожекторы.
• Фары различных транспортных средств.
• Освещение открытых пространств: вокзалов, аэропортов, стадионов, строительных объектов и т.д.
• Освещение промышленных зданий, цехов.
• Уличное освещение в городах.
• Освещение в теплицах, оранжереях, аквариумах.

Интересные факты.

Для оранжерей и теплиц выпускают особые лампы с искаженной цветопередачей. Таким образом добиваются ускоренного роста растений при помощи специального спектра, не подходящего для работы людей. Индекс цветопередачи в таком случае составляет всего 50-60%. Подробнее про лампы для аквариума можете прочитать в статье «Освещение аквариума».

Чтобы получить оранжевый цвет в разрядную трубку добавляют ионы натрия. Зеленые оттенки  света даст таллий, а синие  – индий.

Характеристики света, указанные на упаковке МГЛ относятся к лампе, отработавшей 70-100 часов. Следовательно, новая лампа может светить по-другому.

На цветовую температуру влияет напряжение сети: при заниженном спектр будет холоднее, с примесью голубого. При завышенном напряжении будут примешиваться красные оттенки.

Советы по эксплуатации и выбору ламп.

• Знать характеристики света, которые необходимо получить.
• Внимательно изучить упаковку и технические характеристики покупаемого источника света.
• Диаметр цоколя должен точно совпадать с диаметром патрона светильника. Лампы с резьбовым цоколем тщательно вкручивать для очень плотного соединения.
• Следить за соблюдением рабочего положения светильника: вертикальные МГЛ не должны висеть горизонтально и т.д.
• Лучше выбирать лампу, к которой в комплекте идет пусковое устройство (ИЗУ). В этом случае лампа прослужит дольше, так как срок службы зависит от совместимости МГЛ и ИЗУ. В случае выхода из строя лампы новый источник света стоит выбирать исходя из параметров пускового устройства. А лучше принести перегоревшую лампу в магазин и показать ее продавцу.
• Мощность балласта должна соответствовать мощности МГЛ.
• Обеспечить хорошую вентиляцию МГЛ и дросселей.
• Сохраняйте после покупки чеки и гарантийные талоны.
• Утилизируйте МГЛ правильно, как ртутные опасные отходы. Вышедшие из строя и новые лампы хранить в картонной упаковке в недоступном месте.
• Вкручивать МЛГ стоит в перчатках или при помощи тканевой салфетки. Если на колбе останутся следы от пальцев, то кожный жир сгорит. Колба станет черной, а стекло моет лопнуть от перегрева в этом месте. Перед эксплуатацией лампу можно очистить спиртом.

Заключение.

Поскольку в быту металлогалогенные лампы малоприменимы из-за своей опасности и сложности подключения, то чаще всего их покупкой занимаются организации. Они же заключают договоры на утилизацию со специальными лицензированными фирмами.

В сфере промышленного освещения металлогалогенные источники света успешно выдерживают конкуренцию с другими типами лампочек. А за счет своих достоинств они будут находить применение и в более узких сферах деятельности. Если вы не уверены в своих возможностях, то лучше вызовите специалиста.

---