main page / Инфракрасные лампы

Как работает инфракрасная галогенная лампа

Что такое галогенная лампа

галогенная лампа

Галогенная лампа - это тип лампы накаливания с вольфрамовой спиралью. Обычные лампы наполняют инертным газом, а в колбу галогенной лампы добавляют небольшое количество галогена. Лампы накаливания, которые наполнены только инертным газом, постепенно теряют мощность светового потока во время работы из-за испарения вольфрама и конденсации их на внутренних поверхностях колбы (явление почернения). В галогенны лампах не возникает поченения колбы и быстрого износа спирали благодаря химическому процессу, который называется «галогенный цикл».

Стандартные нагревательные лампы.

Трубчатая двухсторонняя инфракрасная галогенная лампа Трубчатая двухсторонняя инфракрасная галогенная лампа, используемая в качестве источника тепла, обладает большой мощностью и высокой производительностью для различного промышленного применения. Эти лампы могут укомплектовываться вложенным белым отражателем, который позволяет фокусировать инфракрасное излучение на объекте. Стандартные лампы имеют широкий диапазон длин и типов контактов, поэтому подходят к любому промышленному оборудованию. Они компактны, высокопрозрачны и имеют высокий КПД. Инфракрасные нагревательные лампы — предпочтительная технология для широкого применения: нагрев, сушка, медицинские процедуры, приготовление еды

Лампы с двойной колбой. Clear sleeve lamp

Инфракрасная лампа  с двойной колбой. Нить накаливания в лампах этого типа помещена в две кварцевых колбы для увеличения безопасности и возможности применения в пищевой промышленности. Наличие наружной колбы позволяет легко устранять загрязнения просто тряпкой. Из-за низкого давления внутри нагревательной лампы нет опасности взрыва и разрушения колбы, что является важнейшим фактором для применения этого типа ламп на пищевом оборудовании.

Галогенный цикл

галогенный цикл

Атомы вольфрама W, которые испарились из нити накала, реагируют с парами галогена и образуют соединение WН2, которое перемещается к стенке из кварцевого стекла. Если температура на кварцевом стекле выше 250°C, что превышает температуру конденсации WН2, то молекулы WН2 не могут конденсироваться на стенке колбы и отражаются обратно к нити накала. Температура вблизи нити накала превышает 2000°C, где WН2 распадается на W и галоген. Свободный атом вольфрама W может осесть на остывшую часть нити, но галоген Н остается в газообразном состоянии, повторяя процесс снова и снова. Чтобы добиться возникновения галогенного цикла, кварцевые колбы галогенных ламп изготавливают уменьшенных размеров по сравнению с обычными лампами. Это создает более высокое давления газа внутри колбы, что уменьшает испарение вольфрама, и создает высокую температуру (200-250°C) на внутреннней поверхности колбы, что препятствует конденсации. Такие меры обеспечивают долгий срок службы лампы и высокие значения светимости без помутнения кварцевого стекла.

Спектр и цветовая температура

Повышение температуры нити накала увеличивает светимость в диапазоне видимого света, которое относится к коротковолновому диапазону излучения. Свет, излучаемый нитью с более высокой температурой, имеет спектр более ближе к голубому свету, что создает впечатление более белого света для человеческих глаз.

закон планка

Формула Планка
E(λ, T) = 8πhc×1
λ5e(hc)/(λkT)
  • h - постоянная Планка
  • k - постоянная Больцмана
  • c - скорость света в вакууме
  • λ - длна волны
  • E- спектральная энергия
  • T - температура нити накала

Пиковый ток

Сопротивление нити накала завист от его температуры. Вольфрамовая нить при 2727°C (с удельным сопротивлением 90,4×10-8ОМ•м), уменьшает свое удельное сопротивление в 16 раз (5,65×10-8ОМ•м) при комнатной температуре. Работа лампы основана на рабочей температуре нити накала. Пусковой ток при холодном пуске становится в 13–17 раз больше рабочего тока. В реальных приложениях импеданс сетей электроснабжения помогает в определенной степени подавлять наростание тока при включении, но обычно пусковой ток в 7-10 раз превышает номинальный. Следует учитывать мощность источника питания для защиты от тока при включении холодной галогенной лампы. Для применения в галогенных ламповых нагревателях, которые имеют довольно длительную постоянную времени, необходимо иметь источник питания с достаточным запасом мощности по току.

Температура на уплотнении лампы

Температура на уплотнении лампы не должна превышать 350°C по следующим причинам:

  • Высокая температура ускоряет окисление молибденовой фольги, что приводит к повреждению ее электропроводности
  • Из-за разных коэффициентов теплового рсширения, высокая температура может создать зазор между фольгой и стеклом и вызвать утеку рабочего газа
  • Тепловое расширение может создать разрушающее напряжение в стекле колбы

Температура в месте уплотнения зависит от мощности, тока лампы, расстояния до спирали, диаметр стеклянной трубки, метода крепления основания и других факторов.

Срок службы лампы в зависимости от напряжения на лампе

Срок службы лампы в зависимости от напряжения на лампе

График дает общее представление о сроке службы галогенной лампы.Реальный срок службы лампы зависит от многих конструктивных параметров. Этот график покзывает, что увеличение на 10% напряжения лампы от номинала ускорят перегорание нити на 70%. Практически, лампа может прийти в негодностть до этого разрушения нити из-за падения светового потока от эффекта почернения. Этот эффект может быть создан нехваткой галогена для нейтрализации повышенного испарения вольфрама при работе не в номинальном режиме.

Работа при напряжении выше номинального вызывает потемнение внутренней стенки кварцевой трубки из-за избытка паров вольфрама. С другой стороны, понижение напряжения на лампе уменьшает рабочую температуру нити накаливания и избыток галогена может вызвать коррозию нити накалаивания. Отклонения от номинального режима работы в любую сторону могут привести к сокращению срока службы лампы.