СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Не данный период времени, ксенон это одна из самых передовых технологий, которая позволяет добиться высоких показателей светового потока. Зачастую его эффективность превышает галогеновые лампы в 2 – 4 раза.

Есть еще один оппонент, это светодиоды, сейчас они вплотную приблизились к ксеноновым лампам, но пока их надежность реально хромает, про это думали здесь. Но за счет чего достигается такое свечение, как работает? И что такое ксенон вообще?

Содержание

• 1 Что такое ксенон?
• 2 Устройство ксеноновой лампы и системы
• 3 Собственно это вся система, как видите ничего сложного, абсолютно! Просто многие из моих читателей, думаю — что это просто «заоблачные технологии».
• 4 Как работает лампа?
• 5 Как работает блок розжига ксенона?
• 6 Световой поток
• 7 Срок службы ксенона

Для начала я предлагаю вам поговорить про само вещество, из чего состоит? Оказывается все просто – это одноатомный, инертный газ. Которые не имеет не цвета, не запаха, без вкуса, полностью безопасен для человека.

Этого газа в чистом виде очень мало в земной атмосфере, в основном он образуется около радиоактивных источников.

Однако в промышленности его научились выделять из воздуха, когда получают кислород и азот. Путем сложных преобразований выделяется чистый ксенон без примесей именно его и закачивают в колбу лампы.

Это так называемая газоразрядная лампа. В ней под высоким давлением закачан наш газ в специальную колбу.

Есть основная стеклянная колба, с достаточно толстыми стенками. То есть, я хочу отметить — что лампа не хрупкая.Колба заполнена нашим инертным газом – ксеноном, однако некоторые производители рядом могут «разместить» пары ртути. Они также зажигаются от нашего ксенона, однако она находятся в другой, внешней колбеТакже внутрь помещаются два электрода, которые располагаются рядом друг с другом, на достаточно близком расстоянии. С внешней части к этим электродам подходят два контакта, как у обычной лампы это плюс и минус.За лампой стоит высоковольтный «блок розжига», который является важным элементом системы.Ну и собственно «жгут проводов» который подсоединяется к системе питания автомобиля и соединяет лампу и блог розжига.

Собственно это вся система, как видите ничего сложного, абсолютно! Просто многие из моих читателей, думаю — что это просто «заоблачные технологии».

Процесс достаточно простой, его можно назвать горением электрической дуги в инертном газе. НА контакты, которые находятся внутри и располагаются друг напротив друга, подается очень высокий электрический разряд, под напряжением в 25 000 Вольт! Между контактами возникает электрическая дуга, которая в газе-ксеноне начинает гореть ярким светом. По сути можно сравнить с дугой от сварочного аппарата, некоторые это называют «плазмой», хотя я не уверен.

Так как газ инертный он никак не влияет на контакты — то есть дуга не разрушает их, а как бы проходит между ними. Ведь внутри колбы больше нет никаких газов, ни кислорода, ни азота, ни водорода.Дуга горит недолго, и поэтому ее нужно постоянно подпитывать определенным напряжением, чем собственно и занимается «блок розжига». Именно он формирует такое напряжение, зачастую после розжига оно составляет 60 – 80 Вольт.Внутри колбы могут устанавливаться специальные отражатели, которые могут направлять свет в нужную сторону.Питание блока, я еще раз повторяюсь — происходит от стандартной системы питания автомобиля.Многие задают вопрос – а почему ксенон загорается не сразу, а постепенно?

Все просто – потому что нужно небольшой промежуток времени, чтобы дуга «зажглась» в газе. Обычно это от 5 до 7 секунд не больше.Как видите ничего сложного! Но зачастую многих интересует — а как образовывается такой высоковольтный разряд в 25 000 Вольт? Как работает блок?

Если взять характеристики блока розжига, то зачастую составляют:

Напряжение от 8 до 16 Вольт.

Сила потребляемого тока – от 3 до 6 Ампер.

Среднее потребление около 35 – 55 Ватт.

Но постойте, а где же напряжение в 25000 Вольт?

Ведь это очень большой показатель. Спокойно ребята, такое напряжение действительное есть – то есть с одной стороны заходит низкое, а выходит очень высокое, но лишь на какие-то миллисекунды, именно они нужны для того чтобы поджечь наш газ. Это и есть принцип высоковольтного бока питания.

Если копнуть в строение (кому интересно) то становится понятно, что у нас от бортовой сети 12 Вольт, забирается первоначальная энергия — дальше она поступает в импульсный трансформатор, который преобразует напряжение уже до 250 Вольт.

После чего он отдает напряжение конденсатору, где оно накапливается (обычно его напряжение около 400 – 500 Вольт, а емкость от 0,2 до 0,5 Микрофарада). Дальше импульс, от конденсатора, поступает на высоковольтную катушку, и уже она методом индукции первичной и вторичной катушек выдает очень высокое напряжение, которое в десятки раз, может превышать напряжение на конденсаторе. Дальше напряжение, которое требуется для дальнейшего «горения» как я уже писал, составляет всего 60 – 80 Вольт, все зависит от мощности лампы.Поэтому конечное потребление всего 35 – 55 Ватт энергии, что вполне соизмеримо с обычной галогеновой лампой. Как видите достаточно простая конструкция.

Если сравнивать работу ксенона и работу обычной галогеновой лампы, то наш «технологичный претендент» намного опережает в силе светового потока.

Обычный галоген– выдает поток в 1500 Lm (Люмен)

Ксенон– примерно от 3000 до 6000 Lm (не верьте китайским производителям, которые указывают по 10 – 20 000 Lm, такие системы очень редкие и для конечного потребителя практически не используются)

Светодиодные варианты– сейчас выдают практически одинаковые потоки с ксеноновыми элементами – от 2500 до 4500 Lm (правда стоит оговориться нужно выбирать именно с специальным драйвером)

Как вы видите ксенон очень яркий, он работает с высоким потоком света, что с одной стороны является благом – хорошо освещает дорогу, с другой стороны – губителен, потому как он очень часто ослепляет встречных водителей.

НУ и в заключении хочется отметить — что на данный период времени, ксеноновая лампа самая долговечная из оппонентов.

В среднем работает около 200 000 часов, что примерно 4 – 5 лет использования по два – три часа в день. Да и потом он может не перегореть, однако его свечение кардинально меняется, то есть лампа как бы выцветает. Ее нужно срочно заменить, для восстановления изначальных характеристик.

Сейчас небольшое полезное видео, смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю, я вам подробно объяснил — как работает лампа и сам блок розжига. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

Источники:

• www.drive2.ru
• fazaa.ru
• avto-blogger.ru

Что дает «Ксенон» или какая лампа лучше?

Что дает ксенон?

Ксенон – это редчайший инертный газ земной атмосферы, содержание в воздухе 8,6•10-5% по объему. Общие запасы ксенона в атмосфере 1,6•1011м3. Название «ксенон» произошло от греческого «чужой» — ксенон открыт, как примесь к другому элементу.

Ксеноновая лампа – кардинально новый источник освещения. В ней, в отличие от лампы накаливания, свет образуется совершенно по-иному: его получают не путем разогрева электротоком нити, которая, раскаляясь, начинает светиться, а принципиально другим способом – электрическим разрядом между электродами. Техническое название ксеноновой лампы – газоразрядная металлогалогеновая, или «HID» (High Intensity Discharge).

    Конструктивно HID-лампа состоит из колбы, блока поджига и контроллера.

Ксеноновая лампа (колба) — газ ксенон и соли ртути позволяют создать внутри колбы плазменный разряд (при помощи двух молибденовых электродов, не связанных никакими нитями), который в свою очередь вызывает свечение газа внутри колбы.

Блок поджига (поджигающий трансформатор) — электронный усилитель, который принимает управляющие импульсы от балласта и умножает напряжение для розжига дуги в капсуле ксеноновой лампы.

Контроллер (балласт) — прибор электронного контроля и управления. Применяется для инициализации возникновения дуги в ксеноновой лампе с последующей подачей стабилизированного напряжения на лампу и поджигающий трансформатор во время нормальной работы ксеноновой лампы. Зачастую технически балласт и поджигающий трансформатор выполняются в одном корпусе.

Новый метод получения света дал возможность сделать фары гораздо более яркими и вместе с тем снизить энергопотребление: светоотдача газоразрядной лампы составляет порядка 90лм/Вт против 25лм/Вт у галогеновой лампы накаливания при потребляемой мощности в 35Вт против 55Вт у «галогенки». Отсутствие у «ксенона» перегорающих спиралей приводит к значительнейшему росту срока их службы, составляющему около 4000 часов, что в среднем в 10 раз больше срока службы галогеновой лампы.

Во всех представленных на сайте осветительных приборах, разработанных ООО «Координата» используется ксеноновая автомобильная HID-лампа мощностью 35ватт (H-3). Это обусловлено тем, что лампа такой мощности, распространенная в автомобильной промышленности, является одной из самых надежных, разработанных для жестких условий эксплуатации, она хорошо сбалансирована по отношению мощность/световой поток, всегда есть выбор цветовой температуры, и в конце концов такую лампу легко можно найти в автомагазинах. К этой лампе в наших фонарях используется блок поджига 5го поколения. Установочный комплект произведен в Ю.Корее.

• Рабочий диапазон питающих напряжений: 8-28 В
• Рабочее напряжение питания: 13,2 В
• Номинальный ток потребления: 3,2 А
• Выходная мощность: 35 Вт
• Напряжение для запуска лампы (выходное с блока): 23000 В
• Пусковой ток: 9 А
• Длительность запуска: 0,3 с
• Диапазон рабочих температур: -40 +110 C

Сравнение различных ламп

ПРЕИМУЩЕСТВА КСЕНОНА: 

1. Ксеноновая HID-лампа – это самый мощный и компактный, используемый сегодня в серийном производстве, источник света. 35-ваттная ксеноновая лампа аналогична по силе света галогеновой лампе, мощностью в 150 ватт. Такое преимущество достигается за счет высокого КПД HID-лампы и электронного блока, обеспечивающего ее работу.

2. Фонари, использующие HID-лампы, долговечны и уверенно превосходят любые другие системы освещения по виброустойчивости. HID-лампа не имеет нити накала, поэтому не боится сотрясений и ударов. Ресурс ксеноновой лампы в 10 раз превышает ресурс галогеновой и равен, в среднем, 4000 часам. А это значит, вам не придется беспокоиться, что в самый ответственный момент лампа выйдет из строя и ее нужно будет менять на запасную. Ресурс в 4000 часов превышает средний срок эксплуатации самого фонаря.

3. Постоянная яркость лампы вне зависимости от перепадов напряжения на источнике питания.

4. Меньшее тепловое излучение (нагрев) лампы по сравнению с аналогичной галогеновой.

НЕДОСТАТКИ КСЕНОНА:

1. Для работы лампы необходим электронный блок поджига, задающий определенные требования к своему размещению и охлаждению.

2. Наличие «Start time». При первом пуске (на холодной лампе) требуется 15 секунд на разогрев лампы и выход ее на рабочий режим. В это время идет большое потребление электричества, и лампа плавно набирает полную мощность.

3. При неаккуратном обращении с поврежденной лампой или проводами питания существует опасность получения несильного, но чувствительного удара электрическим током высокого напряжения (как от системы зажигания автомобиля).

4. Для автономной работы ксенона необходимы мощные аккумуляторы повышенной емкости, выдерживающие большой пусковой ток. Аккумуляторный блок определяет вес изделия в целом.

5. Большая сложность и высокая стоимость лампы, электронного блока поджига и аккумуляторов.3. Существует возможность подбора ламп по цветовой температуре в зависимости от требований к освещению. Лампы выпускаются цветовой температурной гаммы от теплого бело-желтого 4500К до холодного бело-голубого 7000К цвета.

Вернуться к списку

Ксеноновые лампы: светоносное явление — журнал За рулем

Открываем новую рубрику, посвященную популярному изложению основ работы различных автомобильных компонентов — от железок до технических жидкостей.

1

КСЕНОНУ — УРА?

Ксеноновые фары впервые зажглись в 1991 году (только что был юбилей!) на «семерке» БМВ. И с тех пор не утихают споры: одни (у кого он есть) заходятся в похвалах новому свету, другие (у кого его нет) осыпают проклятиями. Причем правы обе стороны. Сначала послушаем аргументы за. Итак, ксеноновый свет ярче галогенового более чем вдвое: 3200 лм светового потока против 1500 лм у лучших образцов Н7. Ксеноновые лампы еще и намного экономичнее: они выдают на ватт мощности 91 лм против 26 лм/Вт у галогенок. Это позволяет тратить на одну фару 35 Вт вместо 55 Вт. К тому же новые ксеноновые лампы живут 2000 часов против прежних 450–500 часов у галогеновых. Они не боятся вибрации, ведь дугу плазмы не стряхнешь, как волосок нити накаливания.

В этом прожекторе, по сути, горит та же дуга, что и на заставке.

В этом прожекторе, по сути, горит та же дуга, что и на заставке.

В этом прожекторе, по сути, горит та же дуга, что и на заставке.

СВОИМИ РУКАМИ

В далеком 1802 году русский ученый Василий Петров решил проверить электропроводность угля. Он положил на стекло угольный стержень и прикрепил к нему провода от высоковольтной батареи. Но уголек нечаянно разломился пополам — и в месте разлома обе половинки быстро раскалились, а потом между ними вспыхнул невиданный до того ослепительный свет. Так был открыт дуговой разряд. Тогда его назвали «светоносным явлением». Мы решили получить свой, зарулевский разряд! Вместо угля взяли два карандаша, а вместо батареи — 220 В из сети. В качестве балласта подключили последовательно электрокамин, иначе в редакции просто выбило бы пробки. Через несколько секунд «светоносное явление» предстало перед нами во всей красе — с яркостью, жаром и шипением, а фотограф, запечатлевший для вас данный опыт, долго потом тер воспаленные глаза. Повторять самостоятельно не советуем: требуются определенные навыки…Собственно, примерно так и работают ксеноновые фары. Только вместо карандашей и электрокаминов там использованы другие компоненты.

Ксеноновые лампы большой мощности устроены, в принципе, так же.

Ксеноновые лампы большой мощности устроены, в принципе, так же.

Ксеноновые лампы большой мощности устроены, в принципе, так же.

ЧЕГО ЕЙ НАДО?

Ксеноновой лампе недостаточно для горения бортового напряжения в 14 В. Приходится добавлять в схему так называемые инверторы, повышающие его уровень. Раньше это были 300 В, сегодня удается обойтись комбинацией 85 В и 400 Гц и даже 42 вольтами! Кстати, отсюда вывод: лампа лампе рознь, при замене нужно быть внимательным. К примеру, лампы серий D1, D2, D3 и D4 не взаимозаменяемы! К тому же там сзади есть еще буковка R или S, которую тоже необходимо учитывать.

Одним инвертором, однако, не обойдешься: ни 42, ни 85, ни даже 300 В не пробьют промежуток между электродами при включении лампы. Тем более что зазор тут побольше, чем в свече зажигания, а давление газа в колбе повыше, чем в камере сгорания. Поэтому нужен еще и высоковольтный (25 000 В) импульс поджига. Генерирующее его устройство может быть как внешним (пример — лампы D1), так и интегрированным (лампы D1S). Заметим, что порог напряжения пробоя — одна из причин, почему выбран именно ксенон: у него он самый низкий среди инертных газов. А будь в колбе воздух, при таких давлении и зазоре понадобились бы куда большие киловольты! Другие причины кроются и в стоимости, и в технологии точной дозировки газа. В общем, было найдено оптимальное соотношение. Неудивительно, что за такими фарами закрепилось название «ксенон». Хотя, забегая вперед, скажем, что и сама конструкция у них несколько другая, чем у галогеновых.

Ксеноновому свету нужно время, чтобы разгореться до номинальной яркости. И это не милли-, а вполне себе полноценные 15 (!) секунд — именно за этот срок холодная лампа добирается до полной яркости. (Нет, лампа, конечно, вспыхивает сразу, но через секунду дает лишь 25% световой отдачи.) Заметим, что ксеноновые лампы не любят работу в неустановившемся режиме, поэтому моргать ими — все равно что залезать в свой кошелек.

Важная особенность ксенона: относительно коротковолновое излучение дугового разряда сильнее рассеивается на микронеровностях. Поэтому рефлектор такой фары должен быть более гладким (на глаз этого не видно), чем для галогеновой. То же относится к рассеивателю: он обязан быть чистым! Вот почему категорически нельзя клевать на веселые комплекты для установки ксенона прямо в фару «Жигулей». Есть и другой нюанс: многие покупатели так называемого дешевого ксенона напрочь лишаются дальнего света! Лампочка-то всего одна, причем далеко не биксенон…

Ксеноновая лампа (профи называют их горелками) D2S.

Ксеноновая лампа (профи называют их горелками) D2S. Отчетливо видны внутренняя микроколбочка, в которой горит дуга, и защитная внешняя колба.

Ксеноновая лампа (профи называют их горелками) D2S. Отчетливо видны внутренняя микроколбочка, в которой горит дуга, и защитная внешняя колба.

А КСТАТИ, ЧТО ТАКОЕ БИКСЕНОН?

Нет, в таких лампах не накачано вдвое больше ксенона. Это просто аналог двунитевой галогенки Н4, используемый в совмещенной фаре дальнего и ближнего света. Поскольку сделать два разрядных промежутка нельзя, в цоколе лампы разместили механизм (соленоид или электромоторчик), перемещающий ее вперед-назад на несколько миллиметров. Так получают нужное в каждом режиме светораспределение.

ПОЧЕМУ ТАК ДОРОГО?

Яркость фар — это, конечно, хорошо. Однако когда они светят в глаза встречному водителю — не просто опасно, но и вредно. Случалось бросить любопытный взгляд туда, откуда вырывается сноп искр при дуговой электросварке? Здесь эффект примерно тот же. Конечно, стекла лампы и фары уменьшают долю агрессивного ультрафиолета, но все же… Чтобы избежать неприятностей, с ксеноном обычно используют систему автоматического корректирования уровня и омыватель фар. Добавьте стоимость самих ламп, обслуживающей их электроники — и поймете, почему настоящий ксенон стоит так дорого. Надо сказать, что изготовители дешевого «китайского» ксенона не слишком заморачиваются обеспечением стабильного положения дуги между электродами. Разряд пляшет, выскакивает из фокуса, и луч начинает метаться, сводя на нет все меры против ослепления. Отметим также, что в тумане ксеноновый свет сильно рассеивается и создает сплошную пелену перед водителем. Наконец, со временем ксеноновые лампы тускнеют значительно сильнее галогеновых (к концу жизни лампа Н7 теряет лишь 20% первоначальной яркости, а ксеноновая — все 45%). Правда, это произойдет за более длительный срок, но кто же будет менять не «перегоревшую», а просто потускневшую дорогую лампу?

Омыватель — обязательная принадлежность фирменного ксенона, но в наших условиях эта штука почти бесполезна.

Омыватель — обязательная принадлежность фирменного ксенона, но в наших условиях эта штука почти бесполезна.

Омыватель — обязательная принадлежность фирменного ксенона, но в наших условиях эта штука почти бесполезна.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Полноценную, ярко светящуюся плазму ксенон дает только при изрядном давлении. Пока лампа выключена (или лежит в коробочке), это 20 бар (опасайтесь разбить!). При работе давление повышается аж до сотни, но тут фара защищает. В некоторых лампах содержится ртуть, что тоже не очень полезно для здоровья. Поэтому такие изделия надо не в ведро выкидывать, а утилизировать. Впрочем, последние образцы (D3 и D4) обходятся без ртути, которую заменили натрием. Это заодно придает свету теплый оттенок.

А ДАЛЬШЕ?

Сложно? По сравнению с обычными лампочками — да. А если сравнивать со светодиодами? Со временем расскажем и о них, а пока отметим, что технических проблем там ничуть не меньше.

Ксеноновые лампы: светоносное явление

Открываем новую рубрику, посвященную популярному изложению основ работы различных автомобильных компонентов — от железок до технических жидкостей.

Ксеноновые лампы: светоносное явление

Что такое ксеноновая лампа

Технология применения ксенона для освещения возникла несколько лет назад. Сегодня она уже достаточно популярна, и занимает значительную часть рынка. Ксеноновые лампы являются искусственным прибором освещения, в которых основным источником светового потока является не спираль, а электрическая дуга, возникающая в стеклянной колбе с газом, называемым ксеноном. Такие лампы способны светить очень ярким белым светом, который по своему спектру аналогичен дневному свету.

Лампа состоит из стеклянной колбы, вольфрамовых электродов и общего корпуса. Из колбы выкачан воздух, и ее объем заполнен специальным газом – ксеноном. У некоторых моделей имеется вспомогательный разжигающий электрод, например, у ламп вспышек.

Электроды предназначены для обеспечения прохождения электрического тока через газовую среду. Для того, чтобы газ начал светиться, требуется высокая мощность энергии, которая способна накопиться в конденсаторе, соединенном параллельно посредством резисторов. Эта энергия преобразуется в импульс высокого напряжения с помощью мощного повышающего трансформатора. Он разряжает конденсатор, тем самым пропускает через лампу большие токи за короткое время.

Колба из кварцевого стекла газоразрядной лампы изготавливается в виде прямой или согнутой трубки в виде буквы «U», спирали, или окружности (для расположения лампы вокруг объектива фотокамеры для получения фотографии без теней). В продаже можно найти лампу с колбой из сапфирового стекла. Разные виды стекол обеспечивают разный цвет свечения. Сапфир придает более чистый и яркий свет, а кварцевое стекло хуже пропускает поток света.

Электроды лампы впаиваются в трубку и соединяются с конденсатором, имеющим заряд высокого напряжения, достигающего 2000 вольт, в зависимости от состава газа и длины стеклянной трубки.

Третий дополнительный электрод имеется не во всех моделях ламп. Он называется разжигающим и предназначен для начальной ионизации газов, запускающей процесс разряда в лампе. В лампах вспышках обычно в качестве дополнительного электрода применяют рефлектор света.

Вспышка света возникает при пропускании через газ мощного импульса электрического тока, и ионизации, которая требуется для снижения электрического сопротивления газа, и более легкого протекания большого тока через газовое пространство лампы.

Начальная ионизация обеспечивается специальным трансформатором. Высоковольтный кратковременный импульс, подведенный на разжигающий электрод, образует первые ионы газа. В результате электрический ток начинает проходить через газ, от чего возбуждаются атомы ксенона. Это побуждает электроны переходить на орбиты, обладающие более высокой энергией. После возвращения электронов на свои прежние орбиты, они излучают фотоны, являющиеся разницей энергии этих орбит.

Давление газа в лампе может различаться в зависимости от величины лампы, и может быть от 0,01 до 0,1 атмосферы.

Ксеноновые лампы делятся на несколько видов по конструкции и сфере применения:

• Шаровые.
• Трубчатые.
• Керамические.

Шаровые ксеноновые лампы стали наиболее популярными из всех видов. Они используются в автомобилях для обеспечения его передним светом фар. Их устройство состоит из небольшой колбы, наполненной ксеноном. Электроды в лампе расположены на очень близком расстоянии друг от друга.

Керамические ксеноновые лампы применяются в фармацевтическом производстве. Их особенностью является использование керамической колбы и отверстия в ней для прохождения ультрафиолетового излучения. Такой свет применяется в медицине для лечения грибковых болезней головы и кожи.

Трубчатые ксеноновые лампы являются устройствами для создания освещения в жилых зданиях и помещениях. Электроды в них находятся на большом удалении между собой, поэтому для их функционирования необходим балласт. Такие лампы применяются для внешнего освещения складов, вокзалов и других общественных или промышленных объектов.

В зависимости от сферы применения ламп, они могут иметь цоколи разных исполнений, которые изображены на рисунке.

Основным параметром любых ксеноновых ламп считается цветовая температура светового потока. Этот условный параметр характеризует интенсивность и спектр светового излучения, и измеряется в кельвинах.

Существует несколько интервалов цветовой температуры:

• От 3200 до 3500 кельвин. Свет лампы с такой цветовой температурой подобен свету галогенной лампы и имеет желтоватый оттенок, отличается высокой интенсивностью освещения, достигающей 1500 люмен. В основных автомобильных фарах такого света будет недостаточно, поэтому их применяют в противотуманных фарах.
• От 4000 до 5000 кельвин. Световое излучение в этом диапазоне имеет нейтральный оттенок и наименьшие визуальные цветовые искажения. Такое излучение обладает повышенной интенсивностью освещения, более 3000 люмен. Такие качества позволяют использовать лампы для основного освещения автомобиля в основных фарах. Такие ксеноновые лампы включены в основную комплектацию новых автомобилей.
• От 5000 до 6000 кельвин. Повышение цветовой температуры более 5000 К приводит к возрастанию декоративного эффекта и снижению практической пользы. Такие лампы образуют белое освещение, что создает оригинальный эффект, но уменьшает интенсивность освещения, и снижается восприятие света глазами водителя: Предметы видны в черно-белом цвете, детали скрадываются. В некоторых зарубежных странах использование ксеноновых ламп с цветовой температурой более 5000 кельвин запрещено.
• От 6000 до 12000 кельвин. Монтаж таких ксеноновых ламп выполняется только из расчета создать некоторое впечатление, а на практике ничего хорошего от такого ксенона не будет. У таких ламп интенсивность света снижается до 2000 люмен, при движении на автомобиле в темное время водитель видит объекты в черно-белом цвете и плохо их различает. В торговых точках такие лампы уже не продаются, так как они считаются недостаточно эффективными.

• Повышенные параметры светоотдачи и яркости. Ксеноновые лампы обладают светоотдачей в несколько раз больше, по сравнению с галогенными лампами. Поэтому такие лампы стали использоваться значительно чаще в автомобильных противотуманных фарах для освещения ночной дороги. Они способны обеспечить идеальное освещение даже в самых темных местах.
• Длительный срок службы обеспечивается отсутствием нити накаливания, в отличие от обычных ламп или галогенных моделей. Они также могут применяться в экстремальных случаях, что является важным достоинством. В среднем такие газоразрядные лампы на автомобиле способны служить до 200 тысяч км пробега.
• Небольшой расход электрической энергии. Для функционирования лампы требуется мощность не больше 30 ватт, что позволяет продлить срок службы аккумуляторной батареи. Нагрузка ксеноновых ламп на бортовой компьютер в автомобиле также незначительная.
• Естественный цвет светового потока автомобильных фар. Галогенные лампы, также часто используемые в фарах автомобилей, создают желтоватый свет, который непривычен для человека, и иногда искажает объекты. В отличие от них, ксеноновые фары обеспечивают белый свет, повышающий безопасность движения в темное время.
• Повышенные показатели КПД. У обычной лампы накаливания этот параметр всего 30%, так как основная часть энергии расходуется на выделение тепла. Ксеноновая лампа излучает холодный свет, что означает незначительное нагревание приборов освещения. Большая часть энергии этих ламп направлена на освещение.

Высокая стоимость ламп относится к их недостаткам. Но это со временем окупается за счет длительного срока эксплуатации, экономии на отсутствии ремонта и редкой замены ламп.

Замена ксеноновых ламп доставляет некоторый дискомфорт. Рабочее давление лампы очень высоко, и при ее разрушении осколки лампы разлетаются на большое расстояние, повреждая предметы и объекты, находящиеся на пути. Поэтому чаще всего замена таких ламп должна выполняться только квалифицированными специалистами, имеющими при себе защитные средства в виде костюма и очков.

Подбор ксеноновых ламп зависит от конструктивных особенностей фар автомобиля, или прибора освещения. Если для фар предусмотрены лампы с одной нитью накаливания, то подойдут обычные газоразрядные лампы. Если в фары вставлялись двухнитевые лампы, то придется ставить биксеноновые лампы.

Они имеют в своей конструкции металлическую электромагнитную шторку, которая закрывает часть стеклянной колбы, чтобы обеспечивать переключение света с дальнего на ближний, и наоборот. При установке ксеноновых ламп на автомобиль часто приходится менять рефлекторы фар. Обычный рефлектор рассеивает свет, а для нормальной работы ксенона свет нужно фокусировать. Если рефлекторы не заменить, то вы будете ослеплять встречных водителей, что может привести к аварийной ситуации на ночной дороге.

К подбору завода изготовителя ксеноновых ламп нужно отнестись с большой ответственностью, так как от качества лампочек непосредственно зависит ваша безопасность во время движения, а также безопасность окружающих людей. Если лампа при движении внезапно потухнет, это может привести к непредсказуемым последствиям.

Гарантией качества ламп может послужить популярный бренд и наличие всего комплекта документов, которыми подтверждается качество товара и его оригинальность. Не следует приобретать дешевые ксеноновые лампы, если вам предлагают скидку и навязчиво рекламируют изделие. Качественные товары не могут стоить дешево.

Чем лучше ксеноновая лампа?

Более 60% всех дорожно-транспортных происшествий происходят в условиях плохой освещенности. Поэтому освещение в большой степени влияет на безопасность и комфорт на дороге. Для увеличения освещенности можно поставить более мощные лампы или дополнительные фары, но это влечет за собой и большее потребление электроэнергии, и большую нагрузку на генератор, а лучше использовать принципиально новые источники свечения — металлогалогеновые лампы (HID-Lamp от англ. High Intensity Discharge, лампы высокоинтенсивного разряда), более известные как ксеноновые.
К основным преимуществам можно отнести:
Большая безопасность и обзорность. Улучшенная видимость в любую погоду, кроме того, снимает с водителя постоянное напряжение на глаза, столь утомляющее в условиях современного интенсивного движения.
Повышенная (более чем в два раза) светоотдача.
Экономичность лучше (35 Вт против 55 Вт у галогенных)
Увеличившийся срок службы в силу большей вибростойкости.
Меньшая зависимость светового потока от питающего напряжения
Меньший нагрев ламп.
Кроме того, экономится топливо и снижается нагрузка на генератор, меньше нагреваются детали оптики. Меньший расход топлива — лучше и для окружающей среды.

Что значит ксеноновый свет?

Ксеноновая лампа — газоразрядная колба, наполненная смесью инертных газов, включающих ксенон. У этой лампы нет нити накаливания, а электрическая дуга возникает между двумя электродами. Одной из проблем применения HID-Lamp является необходимость генерировать для розжига дуги высоковольтные (до 25 000 В) импульсы напряжения. Когда лампа зажглась, напряжение падает до номинального (50

80V), достаточного для поддержания разряда. Поэтому в ксеноновых системах используется специальный блок управления («блок розжига» или «балласт») — например, с умножающим напряжение трансформатором и встроенными микрочипами. Среди брэндов-производителей высоковольтных блоков такие фирмы как Hella, Bosch, Denso, Valeo.
На сегодняшний момент и в России проявилась новая разработка — электронный пускорегулирующий аппарат «КСЕНИЯ 12-35» (далее ЭПРА) для розжига дуги ксеноновой лампы. Благодаря более высоким, чем у зарубежных аналогов, энергетическим параметрам, ЭПРА потребляет от бортовой сети меньший ток, как в номинальных, так и в переходных режимах, что позволяет подключаться к штатной проводке автомобиля без риска перегрузки. При низком качестве или даже при отсутствии специальных устройств защиты в боротовой сети большинства отечественных и старых импортных автомобилей, ЭПРА способен надежно функционировать при очень больших перепадах питающего напряжения (от 7 до 24 В, с кратковременными выбросами до 60 В). В ЭПРА применен так называемый симметричный выход по высокому напряжению, что позволило снизить в два раза импульсную высоковольтную нагрузку на провода и соединители для обеспечения дополнительной гарантии отсутствия пробоев изоляции и высокой надежности системы в целом. В настоящее время серийно выпускаются установочные комплекты для переоборудования оптики автомобиля на систему «Ксеноновый свет» для пяти типов наиболее применяемых ламп: h2, h5, H7, 9005, 9006. Также предлагаются комплекты с металлогалогеновыми дампами типа D2S, D2R.

Более подробно о преимуществе и выбор ксенона?

Ксеноновая лампа излучает в два раза больше света, чем галогеновая лампа и в то же время потребляет меньше энергии, что снижает нагрузку на генератор. Водитель видит более отчетливо, а у автомобиля остается больше энергии для других функции. Ксеноновое освещение делает автомобиль безопаснее и для окружающей среды, так как меньше потребление энергии означает уменьшение потребление топлива и снижение выбросов вредных веществ в атмосферу. Белый свет, излучаемый ксеноновой лампой по спектру очень близок к дневному. Результаты исследований показали, что свет ксеноновых ламп позволяет водителям лучше оценивать дорожную ситуацию, поскольку именно этот «цвет света» отражает разметку на дороге и дорожные знаки лучше, чем традиционное освещение.
При оценке и выборе источников освещения имеют смысл три вещи
(и которые почти независимы):

(1) ЦТ — цветовая температура,
(2) ИЦ — индекс цветопередачи, и
(3) интенсивность (яркость) светового потока.

(1) Что такое цветовая температура и характеризует ли она «естественный белый» цвет?

Среди главных параметров (а нередко и основных достоинств) ксенонового света нередко называют номинал (под разными числами) цветовой температуры.

Цветовая температура измеряется в Кo (градусах по
Кельвину) и характеризует распределения энергии в спектре излучения: например, астрономы ей пользуются, чтобы по спектру излучения оценивать температуру звезд (теплые или холодные). В светотехнике, схоже, по цветовой температуре на теплые или холодные нередко делят типы ламп.

Тем не менее, в рекламе ксеноновых ламп удивительны утверждения, что более высокая ЦТ дает «более естественный» свет. Это не вполне так — с равным успехом ЦТ, как физический параметр, легко способен выражать и «неестественность». С одной стороны, как известно, комфортный для людей диапазон ЦТ — это 2800-3500Кo («домашний свет»). С другой, несмотря на то, что настройка «баланса белого» и цветокоррекция являются одним из важнейших приложений ЦТ в ряде областей (например, в фото-видео и др), тем не менее, цветоощущение (в том числе и белого, как смеси всех других) — зависит от множества вещей, включая нечто индивидуальное. Запутывает ситуацию и то, что — в сильной зависимости от яркости, — различные номиналы ЦТ действительно могут быть «близки к белому», будь то 4000К или 6000К (выше 6000Кo рассеянный свет приобретает явный оттенок голубого).
Помимо влияния яркости (A.A. Kruithof, Philips, 1941), стоит также заметить, что ЦТ — интегральный параметр, а глаз плохо раскладывает белый свет на составляющие — человек легко способен счесть два белых пятна идентичными, даже если они «составлены» из разных компонент. Кроме того, «естественный белый» широко варьируется не только от яркости источника, но и от географической широты, времени суток, погоды и т. д.

Что касается нормативов для ксеноновых фар, то по многим источникам рекомендациями для ECE/DOT являются лампы с цветовой температурой 4100Кo — 4300Кo (и причины, почему не выше, могут стать более ясными также из объяснений ниже).

(2) индекс цветопередачи, ИЦ

Другой характеристикой является индекс цветопередачи (ИЦ) или CRI (colour rendering index). Это относительная от 0 до 100 величина, показывающая, насколько хорошо в свете данного источника видны другие цвета: например, при желтом будут хуже видны желтые полосы, при синем — синие. За эталон (100) принят солнечный свет, но иногда эталоном служат лампы накаливания (ибо их собственный ИЦ около 97-99). Для сравнения обычно выбирают 8 основных цветов [Ra-8] и вычисляют среднее. Полученное значение называют Ra и принимают за ИЦ — чем ниже эта величина, тем хуже цветопередача. Комфортная для человека цветопередача — 80-100 Ra.

Дело в том, что многие искусственные источники, хотя и имеют коррелированную (приведенную) ЦТ, например, 5000К, но с очень
неравномерным спектром. Это может (выборочно, но сильно) оказывать влияние на восприятие определенных цветов или объектов. ИЦ ксеноновых ламп всего 65-75, тогда как у галогенных он близок к 90- 97. Ксеноновые фары выбросывают тонну люменов, поэтому освещают очень хорошо, но есть и недостаток — узкое распределение цветности.

Пояснить это можно обращением к спектру. Спектр представляет собой распределение длин волн источника в нм (1 нм — одна миллионная миллиметра). Видимый глазом спектр обычно находится в интервале от 380 до 780 нм, а наибольшая восприимчивость лежит в его средней (зеленой) части (555 нм).

• лампы накаливания (обычные галогенные) имеют плоский (непрерывный) спектр.
• ксеноновые лампы создают линейчатый (дискретный) спектр.

Из этой иллюстрации должно быть ясно, почему ксеноновые источники «естественно» уступают по индексу цветопередачи (из-за провалов в спектре), а также почему сильный сдвиг к синему — еще не обязательно эквивалент лучшей видимости (например, противотуманные фары — не случайно «желтые»).

Хотя свет ксеноновых ламп и кажется белым, на самом деле это просто очень яркое сочетание всего нескольких цветов.
Есть мнения, что все наше знание о ксеноновых фарах заключено в одной фразе: «В этом свете вы, вероятно, можете различать цвета достаточно неплохо». И только-то! Поэтому перебор, что лампы с очень высокой ЦТ ближе «к естественному свету», может вводить в заблуждение.

Это нормально, что цвет ламп со временем изменяется?

Заявленная производителем номинальная температура ксеноновой лампы — на самом деле некое среднее значение. И после примерно 100-500 часов может наблюдаться «цветовое смещение» — цвет «уходит» в сторону меньшей длины волны (в сторону синего). Изменение это очень медленное, и, если специально не обращать внимание, можно даже не заметить. Величина смещения варьируется в зависимости от бренда, модели и исходного номинала. Так, фирмы Philips и Osram признают естественным, когда после 500 часов работы лампа с номиналом 4100K «уходит» на величину около 250K, т. е. цветовая температура будет составлять уже 4350K.

Итак, хорошо ли в ксеноне, что он Голубой ?

Сегодня легко видеть волну «ламп под голубизну» — свидетельство
прямого желания ряда автовладельцев имитировать внешнее сходство с дорогими машинами. Тем не менее (как отмечают многие), с чрезмерным завышением цветовой температуры отчетливость и различимость способны ухудшиться. Оптимальным (например, в современной немецкой автоиндустрии) считают свет с цветовой температурой 4100К-4500К. Более того, материалы американского агентства Штерна указывают на исследования, что чрезмерный цветовой сдвиг уже сам по себе может вызывать повышенное ослепление встречного транспорта. Глаз человека на самом деле более чувствителен к синему свету, но не с хорошей стороны. У синего света (благодаря короткой длине волны) более высокая энергия, и кроме того, он легче рассеивается даже после того, как преломлен через хрусталик (причина бликов, проявляющаяся как синяя дымка). Степень ослепления, и ее детали зависят от того, сколько именно синего по отношению к остальной части видимого спектра. Сегодня разные люди по разному относятся к тому, что ксеноновый спектр — ближе к синему. Но в любом случае «реальный синий» свет в фарах, как правило, является нонсенсом и нарушением стандартов (официально разрешенных «синих ламп», кроме спец-сигналов, не существует!).

Разве нельзя было просто улучшать галогенные лампы?

Пределы галогенных источников уже достигнуты. Так, лампы Philips PREMIUM дают по сравнению с стандартными лампами на 30% больше света на дороге впереди. Единственный путь к дальнейших улучшениям — через новые технологии. Пока ответом оказались ксеноновые системы.

Недостаток №1 — влияние на встречных водителей

Именно этот фактор (из-за более яркого света и потенциального или реального эффекта ослепления) считают первым и главным недостатком ксеноновых систем.
Поэтому на европейских дорогах общего пользования действуют ограничения — автомобили с ксеноновыми фарами должны иметь автоматический корректор угла наклона, ну и кроме того, омыватель. Причем корректор (“automatic leveling device”) исключительно автоматический — только такие могут гарантировать точную фокусировку и отсутствие слепящего эффекта встречного транспорта. Эти правила действуют в Европе, но вероятно, приживутся и в России.

Именно из-за автоматических корректоров, например считается незаконной и опасной замена штатных галогенных фар на ксеноновые, поскольку устройства, регулирующие уровень фар, остаются прежними и фары не могут правильно корректироваться.

На настоящий момент нет точного документа ограничивающего использование ксенона, но тем не менее косвенно к нему можно отнести упоминание
об административной ответственности. «За установку в передней части автомобилей световых приборов и световозвращающих приспособлений, цвет которых не соответствует требованиям ПДД, согласно ч. 1 ст. 12.4 КоАП РФ, При этом указанные приборы и приспособления подлежат обязательной конфискации».

1) ксеноновые лампы имеют период разогрева — соли металлов в капсуле должны нагреться и превратиться в пары. Это означает, что ксеноновые системы не слишком хороши для быстрых переключений или «посигналить» (если только это не би-ксенон). 2) Кроме того, если часто включать и выключать HID-лампы, срок их службы сокращается.

Почему ксеноновые системы такие дорогие?

Переход на ксенон — не столько вопрос о замене ламп на некоторый другой тип, сколько о совершенно новых системах, куда входят: 1) лампы повышенной сложности, изготавливаемые по самым передовым технологиям и наивысшим стандартам точности. 2) электронные блоки питания, управления и защиты и 3) системы автоматической коррекции угла наклона фар и их очистки. Стоимость зависит от всех этих составляющих.

Электробезопасность ксеноновых систем

Насколько все это безопасно? Ксеноновые системы сегодня используются повсеместно и обязаны удовлетворять стандартам. Ведь в случае аварии или повреждения фар на вашем переднем бампере могло бы оказаться 25 тысяч вольт! Электробезопасность — очень важный фактор, и блоки бренд-производителей имеют встроенную защиту, срабатывающую в случае аварии или повреждения. Например, в конструкциях систем фирмы Hella предусмотрено обесточивание в случае неожиданных отклонений в штатных цепях.

Технология использования ксенона для обеспечения освещения появилась несколько лет назад, но в данный момент она занимает достаточно существенный сегмент рынка. Ксеноновые лампы для авто являются идеальным вариантом, благодаря надежности и длительному сроку эксплуатации.

Что это такое

Ксеноновые автомобильные лампы – это газоразрядный источник света, который обеспечивает очень яркое свечение, близкое к естественному дневному. Особенностью работы является наличие в колбе с электрической дугой газа ксенона. В такой схеме нет необходимости использовать нить накаливания, которая легко может перегореть вследствие изменения напряжения.

Фото — свечение

Для работы HID-лампы используется смесь инертных газов, которые при пропускании электрической энергии начинают излучать свет. К ксенону добавлены также пары ртути, которые обеспечивают работу источника света под высоким давлением.

От состава смеси зависит цвет света. Например, сам ксенон светится ярким белым, в то время как смесь со ртутными парами издает более холодное, голубоватое свечение. Поэтому варианты со смесью газов в основном используются в медицине – они отлично подходят для стерилизации помещения и озонирования.

Достоинства ксеноновых ламп:

1. Долговечность работы. Отсутствие нити накаливания делает такие светильники более долговечными, нежели обычные. К тому же, они могут использоваться в экстремальных условиях работы, что также является весомым преимуществом. В среднем, замена источника света с ксеноновой смесью производится после 100 000 километров, но в большинстве случаев этот показатель сильно занижен, и лампы служат до 200 000;
2. Высокие показатели яркости и светоотдачи. Ксеноновые модели имеют светоотдачу в 2,5 раз выше, чем галогеновые. Поэтому именно они применяются для обеспечения наилучшей видимости дороги ночью. Такие светильники часто называют противотуманными, т. к. даже на самых затененных участках они могут обеспечить практически идеальное освещение; Фото — сравнение ксеноновых и галогеновых фар
3. Естественная температура ближнего света. Галогеновые лампы, которые часто используются для автомобильных фар, излучают желтоватое свечение, которое непривычно человеческому глазу и может несколько искажать видимость. Пи этом ксенон светится при горении белым, что повышает безопасность водителя и пешехода;
4. Низкое потребление электрической энергии. Для работы лампы используется не более 30 Ватт энергии, что помогает сэкономить аккумулятор. Также нужно отметить низкую нагрузку на бортовой компьютер при работе;
5. Высокие показатели КПД. У стандартной лампы накаливания КПД равняется 30 %. Большая часть поступающей энергии преобразуется в тепло, но ксенон излучает холодное свечение. Эта характеристика говорит не только о цвете света, но и нагревании осветительного прибора. Более половину поступающей мощности направлено именно на обеспечение освещения.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость светильника, но она окупается экономией на ремонте и долговечности устройства. Сейчас наиболее популярны модели Филипс (Philips), они считаются самыми качественными ксеноновыми лампами.

Фото — лампа филипс

Небольшой дискомфорт доставляет замена такого светильника. Учитывая, что давление, при котором работает лампа, превышает показатели 25 атмосфер, во время аварийной ситуации её осколки могут разлететься на огромное расстояние, причиняя вред на своем пути. Поэтому в большинстве случаев замена таких источников света выполняется только специалистами, у которых есть для таких целей специальные защитные очки и костюмы.

Конструкция и принцип работы

Ксеноновая модель осветительного прибора состоит из стеклянной колбы, выполненной из ударопрочного материала и ториевовольфрамовых электродов. Колба производится в большинстве случаев из кварцевого стекла, которое выдерживает высокое давление, образующееся в конструкции во время работы. Но на рынке также можно найти модели из более дорогого сапфирового. При работе колб с разным стеклом видна разница, сапфир обеспечивает более чистый свет, яркий, в то время как кварц обладает меньшей пропускной способностью.

Фото — принцип работы

Электроды выполнены из вольфрама, который позволяет обеспечить между контактами достаточно сильную дугу. Для повышения эффективности они покрыты специальным напылением, в основном это торий или молибден. Также в электроды встроены металлические пластины, усиливающие дугу. Сами электроды выполнены в форме конуса, что уменьшает время зажигания. В среднем горение ксенона начинается спустя пару миллисекунд после начала поступления энергии на контакты.

Во время включения лампы, плазма возле катода начинает излучать свечение. Ток на двух электродах, расположенных на небольшом расстоянии способствует образованию электрической дуги, которая нагревает газоразрядную смесь.

Видео: сравнение LED ламп и Ксенона

Использование

Ксеноновые газоразрядные лампы применяются не только для автомобиля, у них достаточно широкий спектр использования. В зависимости от конструкции они бывают:

Ксеноновые шаровые получили наибольшее распространение, именно они применяются для фар. Их конструкция представляет собой маленькую колбу, которая наполнена ксеноном. Электроды находятся на очень маленьком расстоянии.

Фото — круглые модели

Керамические используются в фармацевтической промышленности. Их особенностью является не только применение керамической колбы, но и наличие в ней отверстия для ультрафиолетового света. Такое свечение используется в терапевтических целях, в частности, для обнаружения грибковых заболеваний кожи или покровов головы.

Фото — керамические

Трубчатые представляют собой устройства для обеспечения света в жилых помещениях. У них электроды расположены на достаточно большом расстоянии друг от друга, поэтому для работы требуется определенный балласт. Дроссельная схема подобного плана используется для обеспечения освещенности на больших площадях, часто это вокзалы, склады и прочие производственные или общественные учреждения.

Фото — трубчатые

Также в зависимости от типа использования, ксеноновые лампы могут иметь разные цоколи (к примеру, для автомобиля – H8 4300K, h5 5000K, также есть варианты H7, h4, HB4 и Н11).

Фото — цоколи

Технические характеристики

В зависимости от типа и конструкции ламп могут изменяться требования к параметрам электрической сети. Предлагаем рассмотреть наиболее популярные модели и их характеристики:

Лампы ксеноновые трубчатого типа (цоколь D1S и D2S), марка MTF и Philips Original Plus:

MTF Light Active Night (ночные МТФ)

Купить ксеноновые газоразрядные лампы можно в любом городе стран СНГ (Москва, СПб и прочих), цена зависит от типа и параметров устройства. Рекомендуем изучать каталог известных компаний: Филипс, Галакси и других, т. к. они предоставляют гарантию на свои модели.

Как работают ксеноновые лампы и лампы-вспышки

Вы здесь: Домашняя страница > Электричество и электроника > Ксеноновые лампы

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 23 апреля 2022 г.

У вас может быть только доля секунды, чтобы поймать жизненно важную фото, а если это слишком темно, чтобы видеть? Лампы-вспышки, наполненные газом под названием ксенон , являются отвечать. Нажмите кнопку на камере, подождите несколько секунд, пока вспышка для зарядки, нажмите кнопку спуска затвора, чтобы сделать снимок и — ТРЕК! — у вас вдруг появляется столько света, сколько вам нужно. Вы также найдете ксеноновые лампы для питания кинопроекторов, маяков и сверхъярких автомобильных фар. Что такое ксеноновые лампы и как они работают? Это примеры того, что мы называем дуговые лампы, и они работают совершенно иначе, чем обычные лампы. Давайте посмотрим поближе!

Фото: лампа маяка: требуется очень яркий свет, чтобы направить луч на много миль в море, даже с помощью мощной линзы Френеля (концентрические круги, которые вы можете видеть на заднем плане). Вот почему многие маяки питаются от сверхъярких ксеноновых ламп. Фото Гэри Николса предоставлено ВМС США. и Викисклад.

Содержание

1. Как работают дуговые лампы?
2. Кто изобрел дуговые лампы?
3. Какие существуют виды ксеноновых ламп?
4. Что такое ксенон?
5. Узнать больше

Как работают дуговые лампы?

Все лампы излучают свет, но не все работают одинаково.

Лампы накаливания (наши традиционные бытовые светильники) излучают свет, пропуская электричество через тонкую металлическую нить (проволоку), поэтому они сильно нагреваются и ярко горят. Люминесцентные лампы очень разные: они пропускают электричество через газ, чтобы получить невидимый ультрафиолетовый свет, который преобразуется в свет, который мы можем видеть (видимый свет), когда он проходит через белое внутреннее покрытие стеклянной трубки лампы, заставляя его ярко светиться (или флуоресцируют).

Как и неоновые лампы, ксеноновые лампы являются примерами дуговые лампы . Дуговая лампа немного похожа на маленькую вспышку молнии, происходящую под очень контролируемым Условия внутри стеклянной трубки наполненный газом под очень низким или очень высоким давлением (в зависимости от типа лампы). На двух концах трубки имеются металлические контакты, называемые электродами, подключенные к высоковольтному источнику питания.

Фото: Крепление ксеноновой импульсной лампы к поплавковому маркеру. Фото Джермейна М. Раллифорда предоставлено ВМС США.

Откуда исходит свет? При включении питания газ атомы внезапно оказываются под действием невероятной электрической силы и разделить на более мелкие части. Это называется ионизацией (или ионизацией газа). Осколки атомов (положительно заряженные ионов и отрицательно заряженные электроны) затем устремляются в в противоположных направлениях вдоль трубки, при этом электроны устремляются к положительному электроду, а ионы — в обратном направлении, образуя электрический ток. Заряженные ионы врезаются в нейтральные атомы и в электроды, испуская энергию в виде вспышки света, называемой дугой это эффективно преодолевает зазор между электродами, как молния. Это пример электрического разряда, поэтому лампы, освещающие это, также называют газоразрядные лампы . Больше света производят сами электроды, которые при этом невероятно нагреваются и ярко горят. Типичны температуры выше 3000°C или 5400°F, поэтому электроды обычно изготавливаются из вольфрама, металла с самой высокой температурой плавления (приблизительно 3400°C или 6200°F).

Цвет света зависит от атомной структуры используемого газа (более подробно мы объясняем это в нашей статье о неоновых лампах). В неоновой лампе излучаемый свет красный; в ртутной лампе свет холоднее и голубее; в ксеноновой лампе это гораздо более белый свет, не сильно отличающийся от естественного дневного света (солнечного света). В ртутно-ксеноновых лампах ксенон и ртуть работают вместе, создавая более равномерный свет. спектр света в более широком диапазоне длин волн.

Художественное произведение: Как три разных типа дуговых ламп производят свет трех разных цветов (характеристик длин волн). Ртуть дает более голубой свет (более короткие волны) и немного невидимого ультрафиолета, в то время как ксенон дает более естественный и даже видимый свет (и совсем немного невидимого инфракрасного). Как и следовало ожидать, ртутно-ксеноновые лампы дают компромисс, сбалансированный в более широком диапазоне длин волн.

Кто изобрел дуговые лампы?

Фото: Основная концепция дуговой лампы. Электрический разряд проходит между двумя угольными электродами, испуская свет.

Строго говоря, мы используем термин дуговая лампа для обозначения одного конкретного типа дуговая лампа с угольными электродами и воздухом между ними. До того, как Эдисон, Свон и их современники усовершенствовали лампы накаливания, такие дуговые лампы действительно были единственным типом наличие электрического света. Их изобрел в 1807 году (примерно за 70 лет до того, как Эдисон усовершенствовал свою лампу) британский химик Сэр Хамфри Дэви (1778–1829).

Дэви обнаружил, что может производить электрический свет, подключив два угольных электрода (немного похожих на карандаши) к высоковольтному источнику питания. Первоначально он держал электроды соприкасающимися друг с другом. Постепенно, раздвигая их, он обнаружил луч света в форме арки, перекрывающий промежутки между ними — отсюда и название «дуговых» ламп. Дуговые лампы были не очень практичны: им нужно было огромный электрический ток, чтобы заставить их работать, и высокая температура дуги быстро сожгли угольные электроды в воздух. «Огромный» электрический ток — это не преувеличение: Дэви пришлось использовать батарею с 2000 отдельными ячейками, чтобы создать дугу длиной 10 см (4 дюйма).

Современные лампы накаливания появились, когда дуговые лампы были улучшены двумя способами. Воздушный зазор заменили нить накала, поэтому можно было использовать более низкие напряжения и токи. Вся лампа также была запечатана внутри стеклянной колбы, наполненной благородным газа, чтобы предотвратить возгорание нити накала в кислороде воздуха. Благодаря этому лампа прослужила намного дольше.

Рекламные ссылки

Какие существуют виды ксеноновых ламп?

Ксеноновые лампы бывают двух совершенно разных типов: те, которые излучают постоянный свет, и те, которые мигают.

Ксеноновые импульсные лампы

Фото: Вот очень маленькая ксеноновая лампа-вспышка внутри цифрового камера. Черный и красный провода соединяют два электрода на противоположных концах лампы с большим электролитическим конденсатор (это черный цилиндр, который вы можете увидеть в левом верхнем углу фотографии). Объектив камеры — это черный кружок под вспышкой.

В ксеноновых фотовспышках свет представляет собой в буквальном смысле вспышку: он длится от микросекунда (одна миллионная секунды) до примерно одной двадцатой секунды (нет реальной необходимости в том, чтобы он длился дольше, так как это занимает столько времени, чтобы сделать снимок) и примерно в 10–100 раз ярче света обычной лампы накаливания. Один из способов получить такую ​​яркую вспышку — использовать источник питания очень высокого напряжения. но это обычно недоступно в таком маленьком и портативном устройстве, как камера. Вместо этого в камерах используется большой конденсатор (устройство для временного хранения электроэнергии). Его работа состоит в том, чтобы создать заряд высокого напряжения, достаточно большой, чтобы вызвать разряд во вспышке, используя только хилые, низковольтные батарейки камеры. Это требует времени, поэтому вам часто приходится ждать несколько секунд, чтобы сделать снимок со вспышкой. Как только вспышка произошла, ксенон в трубке возвращается в исходное непроводящее состояние. Если вы хотите сделать еще одну фотографию со вспышкой, вам придется подождать, пока конденсатор снова зарядится, чтобы весь процесс можно было повторить.

Лампы-вспышки, которые работают таким образом, были изобретены в 1931 году американским инженером-электриком и фотографом Гарольдом Э. Эдгертоном (1903–1990), который в 1944 году получил патент США 2 358 796 на эту идею. В этом патенте он объяснил, как высокое напряжение :

«… вызывает ионизацию газа в лампе-вспышке, создание проводящего пути через вспышку лампа, позволяющая [конденсатору] разряжаться через это. Образовавшаяся высоковольтная искра срабатывания через лампу-вспышку получится очень яркая экспозиционная вспышка чрезвычайно короткого продолжительность. Время, прошедшее между закрытием кнопочный переключатель и вспышка света от лампы-вспышки очень краток. Поэтому можно производить эту очень яркую вспышку света в любой желаемый момент для фотографировать. Когда [конденсатор] полностью разрядится, лампа-вспышка гаснет, и цикл готов к повторению».

Как работала лампа-вспышка Гарольда Эдгертона

Для простоты я выбрал несколько ключевых компонентов изобретения Эдгертона, используя эту оригинальную иллюстрацию из одного из его патентов.

Изображение: из патента США 2,358,796: фотография со вспышкой, сделанная Гарольдом Эдгертоном, любезно предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.

Стеклянная лампа (красная, левая, 92) окружена полированным отражателем, чтобы сосредоточить свет на предмете, который вы фотографируете (серая, левая, 25). Он содержит ксеноновую лампу-вспышку (желтая, 18), активируемую электродами (зеленая, 9).4), срабатывает вакуумная лампа (фиолетовый, 1) и питается от конденсатора (синий, средний, 11), который, как предположил Эдгертон, может иметь емкость около 28 мкФ, заряженных примерно до 2000 вольт. Лампа-вспышка может питаться либо от традиционной розетки (бирюзовый, справа, 71), либо от переносного аккумулятора (темно-зеленый, внизу, 69). Они подаются на трансформатор (оранжевый, 45), который вырабатывает высокое напряжение, необходимое для зарядки конденсатора. Лампа может включаться автоматически с помощью затвора камеры (серый, слева, 66) или вручную с помощью кнопки справа (51).

Другие ксеноновые лампы

Другие виды ксеноновых ламп работают как неоновые лампы и производят меньшее количество света постоянно. Вместо прохождения огромное количество электроэнергии через газ очень коротко производить внезапная «дуга» света, они используют меньшие, более стабильные напряжения для производят постоянный разряд яркого света. Лампы для кинопроекторов и лампы-маяки работать таким образом.

Ксеноновые ксеноновые фары

Ксеноновые ксеноновые фары (разряд высокой интенсивности) используют относительно небольшие лампы с крошечным дуговым зазором между их электродами (всего 2 мм или 0,1 дюйма). Изобретен Philips в начале 1990-х, они утверждают, что «освещают дорогу на 50 процентов больше». излучают более белый и яркий свет, чем стандартные фары. Ксеноновые лампы также более эффективны, они производят больше света от лампы меньшей мощности. Поскольку они меньше, они дают дизайнерам больше гибкости при выборе стиля. передняя часть автомобиля более аэродинамична, что может привести к гораздо большей экономии топлива. Что касается недостатков, то они излучают некоторое количество ультрафиолетового света, и им нужны встроенные фильтры, чтобы это предотвратить. повреждение компонентов лампы. Как и люминесцентные лампы, газоразрядные лампы также нуждаются в устройстве называется балласт , компактная электронная схема, обеспечивающая высокий пуск напряжение для создания начальной дуги в лампе, затем регулирует ток до после этого поддерживайте постоянную яркость дуги.

К сожалению, яркие фары, которые хорошо подходят вам, могут не подойти другим водителям, если они вызывают ослепление и ослепление. Вот почему газоразрядные лампы разрешены не во всех странах/штатах. В некоторых странах они разрешены только в том случае, если они установлены правильно (например, как «оригинальное оборудование» производителя автомобиля), а не модернизированы (в качестве дополнительного комплекта), и если они «самовыравниваются» (что означает, что они автоматически регулируются для компенсации неровностей, поэтому они продолжают указывать на дорогу).

Изображение: Типичная ксеноновая HID-фара, созданная в начале 1990-х годов компанией General Electric. 1) Трубка из кварца или плавленого кварца; 2,3) Участки трубы с горловиной, изготовленные путем нагревания и поверхностного натяжения; 4,5) электроды вольфрамовые игольчатые; 6,7) Молибденовые вводы. Трубка содержит смесь ртути, галогенидов металлов и газообразного ксенона, а зазор между электродами составляет примерно 2–3 мм. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США из патента США 5 121 034: Работа акустического резонанса ксенон-металлогалогенных ламп.

Что такое ксенон?

Вы слышали о неоне? Ксенон похож. Гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и др. радон – химические элементы из части Периодическая таблица, которую мы называем инертными газами (когда-то называемыми «инертными газами», потому что они не очень хорошо реагируют с другими элементами). Если вы вспомните школьную химию, благородные газы — это элементы вниз по крайней правой колонке.

Работа: Периодическая таблица химических элементов, показывающая положение ксенона. Обратите внимание, что справа он заканчивается благородными газами и приближается к нижней части группы 18. Это говорит вам о том, что атомы ксенона относительно тяжелы, поэтому газ ксенон тяжелее воздуха.

Как выглядит ксенон? У него нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, но он присутствует в окружающем нас воздухе в мельчайших количествах. количествах — примерно одна молекула ксенона на каждые 20 миллионов молекул других газов. ксенон атомы имеют атомный номер 54 (намного тяжелее, чем атомы кислорода или азота), поэтому газ ксенон примерно в 4,5 раза тяжелее воздуха: если вы ищете ксенон, ищите у земли! Ксенон — это газ на Земле, потому что он плавится примерно при -111 ° C (-168 ° F) и кипит при -107 ° C (-161 ° F).

Фото: «Хммм, а может ксенон не такой уж и малореактивный?» Это то, что химики Джон Мальм, Генри Селиг и Говард Клаассен из Аргоннской национальной лаборатории заключили в октябре 1962 года, когда они успешно произвели эти сверкающие квадратные кристаллы тетрафторида ксенона — первое когда-либо полученное простое искусственное соединение ксенона. Одна из любимых шуток Мальма заключалась в том, что химики вешали свои лабораторные халаты в тот день, когда кто-то обнаруживал твердое соединение благородного газа — именно то, чего добились он и его коллеги. Фото предоставлено Аргоннской национальной лабораторией, опубликовано на Викискладе.

Кто открыл ксенон?

Большинство благородных газов, в том числе и ксенон, были открыты шотландским химиком сэр Уильям Рамзи (1852–1916), получивший Нобелевскую премию по химии в 1904 году за свою работу. Согласно с Шведская королевская академия наук, присудившая премию:

«Открытие совершенно новой группы элементов, из которых ни один представитель не был известен с какой-либо достоверностью, является чем-то совершенно уникальным в истории химии, являясь по своей сути достижением в науке особого значения. Тем замечательнее это достижение, когда мы помним, что все эти элементы являются составными частями земной атмосферы и что, хотя они кажутся столь доступными для научных исследований, они так долго ставили в тупик проницательность выдающихся ученых…»

Цитата из презентационной речи профессора Дж. Э. Седерблома, президента Шведской королевской академии наук, 10 декабря 1904 г.

Фото: Экспериментальная ксеноновая разрядная трубка, которую использовал сэр Уильям Рамзи. Фото предоставлено Цифровыми коллекциями Национального института стандартов и технологий, Гейтерсберг, Мэриленд, 20899.

Узнать больше

• Ксенон: факты и цифры из электронной периодической таблицы Королевского химического общества.
• Xenon: видео-презентация Химической школы Ноттингемского университета, посвященная Нил Бартлетт, химик-новатор, показавший, что инертные газы более реакционноспособны, чем считалось возможным ранее.
• Блокнот сэра Уильяма Рамзи: как невинно выглядящий лабораторный блокнот помог изменить наш мир.

Подробнее

На этом сайте

• Люминесцентные лампы
• Лампы накаливания
• Легкий
• Светодиоды светоизлучающие (LED)
• Неоновые лампы

Книги

Для читателей постарше

• Галогены и благородные газы Моника Халка и Брайан Нордстром. Infobase/Facts on File, 2010. 157-страничный обзор, подходящий для подростков и взрослых. Включает короткую (10-страничную) главу о криптоне и ксеноне.
• Химические достижения: человеческое лицо химических наук Мэри Эллен Боуден. Фонд химического наследия, 1997. Истории людей, стоявшие за великими химическими открытиями, включая работу Уильяма Рамзи по благородным газам.

Для младших читателей

• Благородные газы Адама Фурганга. Rosen Group, 2010. Простой 48-страничный справочник по гелию, неону, аргону, криптону, ксенону и радону для детей от 9 до 12 лет.
• Благородные газы, Йенс Томас. Benchmark Books, 2002. Более короткая книга, описывающая свойства инертных газов, способы их получения и способы их использования в освещении, медицине и других областях.

Статьи

• Гарольд Эдгертон: Человек, который заморозил время, Стивен Даулинг, BBC News, 23 июля 2014 г. Более пристальный взгляд на жизнь и влияние изобретателя фотографии со вспышкой.
• Лазерный кинотеатр, который когда-нибудь появится в кинотеатре рядом с вами — возможно, Моника Хегер, IEEE Spectrum, 1 октября 2008 г. Лазеры могли бы сделать кинопроекторы с ксеноновыми лампами устаревшими, если бы только их можно было сделать дешевле.
• Люминесцентные лампы становятся зелеными: BBC News, 29 января 1999 г. Как газ ксенон можно использовать для изготовления более экологически чистых люминесцентных ламп.

Патенты

• Патент США 5,884,104: Компактная фотовспышка Скотта Б. Чейза и Карла Ф. Лейдига, Eastman Kodak Co., 16 марта 1999 г. Типичная вспышка для современной фотокамеры.
• Патент США 5 121 034: Работа акустического резонанса ксенон-металлогалогенных ламп Гэри Р. Аллен и др., General Electric, 9 июня 1992 г. Ранний патент, касающийся HID в автомобильных фарах.
• Патент США 4,904,907: Схема балласта для металлогалогенной лампы Джозеф М. Эллисон и др., General Electric, 27, 19 февраля.90. Это тесно связанный патент, в котором исследуется конструкция балласта.
• Патент США 2 358 796: Фотография со вспышкой Гарольда Юджина Эдгертона, 26 сентября 1944 г. Оригинальный патент Эдгертона на вспышку.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2021) Ксеноновые лампы и дуговые лампы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-xenon-lamps-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Связь
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и инструменты
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работают ксеноновые лампы и лампы-вспышки

Вы здесь: Домашняя страница > Электричество и электроника > Ксеноновые лампы

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 23 апреля 2022 г.

У вас может быть всего доля секунды, чтобы поймать жизненно важную фото, а если это слишком темно, чтобы видеть? Лампы-вспышки, наполненные газом под названием ксенон , являются отвечать. Нажмите кнопку на камере, подождите несколько секунд, пока вспышка для зарядки, нажмите кнопку спуска затвора, чтобы сделать снимок и — ТРЕК! — у вас вдруг появляется столько света, сколько вам нужно. Вы также найдете ксеноновые лампы для питания кинопроекторов, маяков и сверхъярких автомобильных фар. Что такое ксеноновые лампы и как они работают? Это примеры того, что мы называем дуговые лампы, и они работают совершенно иначе, чем обычные лампы. Давайте посмотрим поближе!

Фото: лампа маяка: требуется очень яркий свет, чтобы направить луч на много миль в море, даже с помощью мощной линзы Френеля (концентрические круги, которые вы можете видеть на заднем плане). Вот почему многие маяки питаются от сверхъярких ксеноновых ламп. Фото Гэри Николса предоставлено ВМС США. и Викисклад.

Содержание

1. Как работают дуговые лампы?
2. Кто изобрел дуговые лампы?
3. Какие существуют виды ксеноновых ламп?
4. Что такое ксенон?
5. Узнать больше

Как работают дуговые лампы?

Все лампы излучают свет, но не все работают одинаково.

Лампы накаливания (наши традиционные бытовые светильники) излучают свет, пропуская электричество через тонкую металлическую нить (проволоку), поэтому они сильно нагреваются и ярко горят. Люминесцентные лампы очень разные: они пропускают электричество через газ, чтобы получить невидимый ультрафиолетовый свет, который преобразуется в свет, который мы можем видеть (видимый свет), когда он проходит через белое внутреннее покрытие стеклянной трубки лампы, заставляя его ярко светиться (или флуоресцируют).

Как и неоновые лампы, ксеноновые лампы являются примерами дуговые лампы . Дуговая лампа немного похожа на маленькую вспышку молнии, происходящую под очень контролируемым Условия внутри стеклянной трубки наполненный газом под очень низким или очень высоким давлением (в зависимости от типа лампы). На двух концах трубки имеются металлические контакты, называемые электродами, подключенные к высоковольтному источнику питания.

Фото: Крепление ксеноновой импульсной лампы к поплавковому маркеру. Фото Джермейна М. Раллифорда предоставлено ВМС США.

Откуда исходит свет? При включении питания газ атомы внезапно оказываются под действием невероятной электрической силы и разделить на более мелкие части. Это называется ионизацией (или ионизацией газа). Осколки атомов (положительно заряженные ионов и отрицательно заряженные электроны) затем устремляются в в противоположных направлениях вдоль трубки, при этом электроны устремляются к положительному электроду, а ионы — в обратном направлении, образуя электрический ток. Заряженные ионы врезаются в нейтральные атомы и в электроды, испуская энергию в виде вспышки света, называемой дугой это эффективно преодолевает зазор между электродами, как молния. Это пример электрического разряда, поэтому лампы, освещающие это, также называют газоразрядные лампы . Больше света производят сами электроды, которые при этом невероятно нагреваются и ярко горят. Типичны температуры выше 3000°C или 5400°F, поэтому электроды обычно изготавливаются из вольфрама, металла с самой высокой температурой плавления (приблизительно 3400°C или 6200°F).

Цвет света зависит от атомной структуры используемого газа (более подробно мы объясняем это в нашей статье о неоновых лампах). В неоновой лампе излучаемый свет красный; в ртутной лампе свет холоднее и голубее; в ксеноновой лампе это гораздо более белый свет, не сильно отличающийся от естественного дневного света (солнечного света). В ртутно-ксеноновых лампах ксенон и ртуть работают вместе, создавая более равномерный свет. спектр света в более широком диапазоне длин волн.

Художественное произведение: Как три разных типа дуговых ламп производят свет трех разных цветов (характеристик длин волн). Ртуть дает более голубой свет (более короткие волны) и немного невидимого ультрафиолета, в то время как ксенон дает более естественный и даже видимый свет (и совсем немного невидимого инфракрасного). Как и следовало ожидать, ртутно-ксеноновые лампы дают компромисс, сбалансированный в более широком диапазоне длин волн.

Кто изобрел дуговые лампы?

Фото: Основная концепция дуговой лампы. Электрический разряд проходит между двумя угольными электродами, испуская свет.

Строго говоря, мы используем термин дуговая лампа для обозначения одного конкретного типа дуговая лампа с угольными электродами и воздухом между ними. До того, как Эдисон, Свон и их современники усовершенствовали лампы накаливания, такие дуговые лампы действительно были единственным типом наличие электрического света. Их изобрел в 1807 году (примерно за 70 лет до того, как Эдисон усовершенствовал свою лампу) британский химик Сэр Хамфри Дэви (1778–1829).

Дэви обнаружил, что может производить электрический свет, подключив два угольных электрода (немного похожих на карандаши) к высоковольтному источнику питания. Первоначально он держал электроды соприкасающимися друг с другом. Постепенно, раздвигая их, он обнаружил луч света в форме арки, перекрывающий промежутки между ними — отсюда и название «дуговых» ламп. Дуговые лампы были не очень практичны: им нужно было огромный электрический ток, чтобы заставить их работать, и высокая температура дуги быстро сожгли угольные электроды в воздух. «Огромный» электрический ток — это не преувеличение: Дэви пришлось использовать батарею с 2000 отдельными ячейками, чтобы создать дугу длиной 10 см (4 дюйма).

Современные лампы накаливания появились, когда дуговые лампы были улучшены двумя способами. Воздушный зазор заменили нить накала, поэтому можно было использовать более низкие напряжения и токи. Вся лампа также была запечатана внутри стеклянной колбы, наполненной благородным газа, чтобы предотвратить возгорание нити накала в кислороде воздуха. Благодаря этому лампа прослужила намного дольше.

Рекламные ссылки

Какие существуют виды ксеноновых ламп?

Ксеноновые лампы бывают двух совершенно разных типов: те, которые излучают постоянный свет, и те, которые мигают.

Ксеноновые импульсные лампы

Фото: Вот очень маленькая ксеноновая лампа-вспышка внутри цифрового камера. Черный и красный провода соединяют два электрода на противоположных концах лампы с большим электролитическим конденсатор (это черный цилиндр, который вы можете увидеть в левом верхнем углу фотографии). Объектив камеры — это черный кружок под вспышкой.

В ксеноновых фотовспышках свет представляет собой в буквальном смысле вспышку: он длится от микросекунда (одна миллионная секунды) до примерно одной двадцатой секунды (нет реальной необходимости в том, чтобы он длился дольше, так как это занимает столько времени, чтобы сделать снимок) и примерно в 10–100 раз ярче света обычной лампы накаливания. Один из способов получить такую ​​яркую вспышку — использовать источник питания очень высокого напряжения. но это обычно недоступно в таком маленьком и портативном устройстве, как камера. Вместо этого в камерах используется большой конденсатор (устройство для временного хранения электроэнергии). Его работа состоит в том, чтобы создать заряд высокого напряжения, достаточно большой, чтобы вызвать разряд во вспышке, используя только хилые, низковольтные батарейки камеры. Это требует времени, поэтому вам часто приходится ждать несколько секунд, чтобы сделать снимок со вспышкой. Как только вспышка произошла, ксенон в трубке возвращается в исходное непроводящее состояние. Если вы хотите сделать еще одну фотографию со вспышкой, вам придется подождать, пока конденсатор снова зарядится, чтобы весь процесс можно было повторить.

Лампы-вспышки, которые работают таким образом, были изобретены в 1931 году американским инженером-электриком и фотографом Гарольдом Э. Эдгертоном (1903–1990), который в 1944 году получил патент США 2 358 796 на эту идею. В этом патенте он объяснил, как высокое напряжение :

«… вызывает ионизацию газа в лампе-вспышке, создание проводящего пути через вспышку лампа, позволяющая [конденсатору] разряжаться через это. Образовавшаяся высоковольтная искра срабатывания через лампу-вспышку получится очень яркая экспозиционная вспышка чрезвычайно короткого продолжительность. Время, прошедшее между закрытием кнопочный переключатель и вспышка света от лампы-вспышки очень краток. Поэтому можно производить эту очень яркую вспышку света в любой желаемый момент для фотографировать. Когда [конденсатор] полностью разрядится, лампа-вспышка гаснет, и цикл готов к повторению».

Как работала лампа-вспышка Гарольда Эдгертона

Для простоты я выбрал несколько ключевых компонентов изобретения Эдгертона, используя эту оригинальную иллюстрацию из одного из его патентов.

Изображение: из патента США 2,358,796: фотография со вспышкой, сделанная Гарольдом Эдгертоном, любезно предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.

Стеклянная лампа (красная, левая, 92) окружена полированным отражателем, чтобы сосредоточить свет на предмете, который вы фотографируете (серая, левая, 25). Он содержит ксеноновую лампу-вспышку (желтая, 18), активируемую электродами (зеленая, 9).4), срабатывает вакуумная лампа (фиолетовый, 1) и питается от конденсатора (синий, средний, 11), который, как предположил Эдгертон, может иметь емкость около 28 мкФ, заряженных примерно до 2000 вольт. Лампа-вспышка может питаться либо от традиционной розетки (бирюзовый, справа, 71), либо от переносного аккумулятора (темно-зеленый, внизу, 69). Они подаются на трансформатор (оранжевый, 45), который вырабатывает высокое напряжение, необходимое для зарядки конденсатора. Лампа может включаться автоматически с помощью затвора камеры (серый, слева, 66) или вручную с помощью кнопки справа (51).

Другие ксеноновые лампы

Другие виды ксеноновых ламп работают как неоновые лампы и производят меньшее количество света постоянно. Вместо прохождения огромное количество электроэнергии через газ очень коротко производить внезапная «дуга» света, они используют меньшие, более стабильные напряжения для производят постоянный разряд яркого света. Лампы для кинопроекторов и лампы-маяки работать таким образом.

Ксеноновые ксеноновые фары

Ксеноновые ксеноновые фары (разряд высокой интенсивности) используют относительно небольшие лампы с крошечным дуговым зазором между их электродами (всего 2 мм или 0,1 дюйма). Изобретен Philips в начале 1990-х, они утверждают, что «освещают дорогу на 50 процентов больше». излучают более белый и яркий свет, чем стандартные фары. Ксеноновые лампы также более эффективны, они производят больше света от лампы меньшей мощности. Поскольку они меньше, они дают дизайнерам больше гибкости при выборе стиля. передняя часть автомобиля более аэродинамична, что может привести к гораздо большей экономии топлива. Что касается недостатков, то они излучают некоторое количество ультрафиолетового света, и им нужны встроенные фильтры, чтобы это предотвратить. повреждение компонентов лампы. Как и люминесцентные лампы, газоразрядные лампы также нуждаются в устройстве называется балласт , компактная электронная схема, обеспечивающая высокий пуск напряжение для создания начальной дуги в лампе, затем регулирует ток до после этого поддерживайте постоянную яркость дуги.

К сожалению, яркие фары, которые хорошо подходят вам, могут не подойти другим водителям, если они вызывают ослепление и ослепление. Вот почему газоразрядные лампы разрешены не во всех странах/штатах. В некоторых странах они разрешены только в том случае, если они установлены правильно (например, как «оригинальное оборудование» производителя автомобиля), а не модернизированы (в качестве дополнительного комплекта), и если они «самовыравниваются» (что означает, что они автоматически регулируются для компенсации неровностей, поэтому они продолжают указывать на дорогу).

Изображение: Типичная ксеноновая HID-фара, созданная в начале 1990-х годов компанией General Electric. 1) Трубка из кварца или плавленого кварца; 2,3) Участки трубы с горловиной, изготовленные путем нагревания и поверхностного натяжения; 4,5) электроды вольфрамовые игольчатые; 6,7) Молибденовые вводы. Трубка содержит смесь ртути, галогенидов металлов и газообразного ксенона, а зазор между электродами составляет примерно 2–3 мм. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США из патента США 5 121 034: Работа акустического резонанса ксенон-металлогалогенных ламп.

Что такое ксенон?

Вы слышали о неоне? Ксенон похож. Гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и др. радон – химические элементы из части Периодическая таблица, которую мы называем инертными газами (когда-то называемыми «инертными газами», потому что они не очень хорошо реагируют с другими элементами). Если вы вспомните школьную химию, благородные газы — это элементы вниз по крайней правой колонке.

Работа: Периодическая таблица химических элементов, показывающая положение ксенона. Обратите внимание, что справа он заканчивается благородными газами и приближается к нижней части группы 18. Это говорит вам о том, что атомы ксенона относительно тяжелы, поэтому газ ксенон тяжелее воздуха.

Как выглядит ксенон? У него нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, но он присутствует в окружающем нас воздухе в мельчайших количествах. количествах — примерно одна молекула ксенона на каждые 20 миллионов молекул других газов. ксенон атомы имеют атомный номер 54 (намного тяжелее, чем атомы кислорода или азота), поэтому газ ксенон примерно в 4,5 раза тяжелее воздуха: если вы ищете ксенон, ищите у земли! Ксенон — это газ на Земле, потому что он плавится примерно при -111 ° C (-168 ° F) и кипит при -107 ° C (-161 ° F).

Фото: «Хммм, а может ксенон не такой уж и малореактивный?» Это то, что химики Джон Мальм, Генри Селиг и Говард Клаассен из Аргоннской национальной лаборатории заключили в октябре 1962 года, когда они успешно произвели эти сверкающие квадратные кристаллы тетрафторида ксенона — первое когда-либо полученное простое искусственное соединение ксенона. Одна из любимых шуток Мальма заключалась в том, что химики вешали свои лабораторные халаты в тот день, когда кто-то обнаруживал твердое соединение благородного газа — именно то, чего добились он и его коллеги. Фото предоставлено Аргоннской национальной лабораторией, опубликовано на Викискладе.

Кто открыл ксенон?

Большинство благородных газов, в том числе и ксенон, были открыты шотландским химиком сэр Уильям Рамзи (1852–1916), получивший Нобелевскую премию по химии в 1904 году за свою работу. Согласно с Шведская королевская академия наук, присудившая премию:

«Открытие совершенно новой группы элементов, из которых ни один представитель не был известен с какой-либо достоверностью, является чем-то совершенно уникальным в истории химии, являясь по своей сути достижением в науке особого значения. Тем замечательнее это достижение, когда мы помним, что все эти элементы являются составными частями земной атмосферы и что, хотя они кажутся столь доступными для научных исследований, они так долго ставили в тупик проницательность выдающихся ученых…»

Цитата из презентационной речи профессора Дж. Э. Седерблома, президента Шведской королевской академии наук, 10 декабря 1904 г.

Фото: Экспериментальная ксеноновая разрядная трубка, которую использовал сэр Уильям Рамзи. Фото предоставлено Цифровыми коллекциями Национального института стандартов и технологий, Гейтерсберг, Мэриленд, 20899.

Узнать больше

• Ксенон: факты и цифры из электронной периодической таблицы Королевского химического общества.
• Xenon: видео-презентация Химической школы Ноттингемского университета, посвященная Нил Бартлетт, химик-новатор, показавший, что инертные газы более реакционноспособны, чем считалось возможным ранее.
• Блокнот сэра Уильяма Рамзи: как невинно выглядящий лабораторный блокнот помог изменить наш мир.

Подробнее

На этом сайте

• Люминесцентные лампы
• Лампы накаливания
• Легкий
• Светодиоды светоизлучающие (LED)
• Неоновые лампы

Книги

Для читателей постарше

• Галогены и благородные газы Моника Халка и Брайан Нордстром. Infobase/Facts on File, 2010. 157-страничный обзор, подходящий для подростков и взрослых. Включает короткую (10-страничную) главу о криптоне и ксеноне.
• Химические достижения: человеческое лицо химических наук Мэри Эллен Боуден. Фонд химического наследия, 1997. Истории людей, стоявшие за великими химическими открытиями, включая работу Уильяма Рамзи по благородным газам.

Для младших читателей

• Благородные газы Адама Фурганга. Rosen Group, 2010. Простой 48-страничный справочник по гелию, неону, аргону, криптону, ксенону и радону для детей от 9 до 12 лет.
• Благородные газы, Йенс Томас. Benchmark Books, 2002. Более короткая книга, описывающая свойства инертных газов, способы их получения и способы их использования в освещении, медицине и других областях.

Статьи

• Гарольд Эдгертон: Человек, который заморозил время, Стивен Даулинг, BBC News, 23 июля 2014 г. Более пристальный взгляд на жизнь и влияние изобретателя фотографии со вспышкой.
• Лазерный кинотеатр, который когда-нибудь появится в кинотеатре рядом с вами — возможно, Моника Хегер, IEEE Spectrum, 1 октября 2008 г. Лазеры могли бы сделать кинопроекторы с ксеноновыми лампами устаревшими, если бы только их можно было сделать дешевле.
• Люминесцентные лампы становятся зелеными: BBC News, 29 января 1999 г. Как газ ксенон можно использовать для изготовления более экологически чистых люминесцентных ламп.

Патенты

• Патент США 5,884,104: Компактная фотовспышка Скотта Б. Чейза и Карла Ф. Лейдига, Eastman Kodak Co., 16 марта 1999 г. Типичная вспышка для современной фотокамеры.
• Патент США 5 121 034: Работа акустического резонанса ксенон-металлогалогенных ламп Гэри Р. Аллен и др., General Electric, 9 июня 1992 г. Ранний патент, касающийся HID в автомобильных фарах.
• Патент США 4,904,907: Схема балласта для металлогалогенной лампы Джозеф М. Эллисон и др., General Electric, 27, 19 февраля.90. Это тесно связанный патент, в котором исследуется конструкция балласта.
• Патент США 2 358 796: Фотография со вспышкой Гарольда Юджина Эдгертона, 26 сентября 1944 г. Оригинальный патент Эдгертона на вспышку.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2021) Ксеноновые лампы и дуговые лампы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-xenon-lamps-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Связь
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и инструменты
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работает лампа Xe?

Механизм генерации света лампы Xe.

Ксеноновые короткодуговые лампы бывают двух видов: чистый ксенон, содержащий только газообразный ксенон; и ксенон-ртуть, которые содержат газообразный ксенон и небольшое количество металлической ртути. Стационарный солнечный симулятор обычно использует в качестве источника света короткодуговую лампу Xe из-за ее высокой цветовой температуры 6500K, что близко к солнечному спектру (5500K).

В чистой ксеноновой лампе большая часть света генерируется в крошечном облачке плазмы точечного размера, расположенном там, где поток электронов покидает поверхность катода. Объем генерации света имеет конусообразную форму, а сила света падает экспоненциально при переходе от катода к аноду. Электроны, проходящие через облако плазмы, ударяются об анод, вызывая его нагрев. В результате анод в ксеноновой короткодуговой лампе должен быть либо намного больше катода, либо охлаждаться водой для отвода тепла. Выходная мощность ксеноновой короткодуговой лампы обеспечивает непрерывное спектральное распределение мощности с цветовой температурой около 6200 К и индексом цветопередачи, близким к 100. Интенсивность света колеблется от 20 000 до 500 000 кд/см2. Хотя даже в лампе высокого давления есть несколько очень сильных эмиссионных линий в ближней инфракрасной области, примерно в районе 850–900 нм. Эта спектральная область может содержать около 10% всего излучаемого света. Некоторые приложения включают световодные системы, такие как эндоскопия и стоматологические технологии.

В ксенон-ртутных короткодуговых лампах большая часть света генерируется облаком плазмы точечного размера, расположенным на кончике каждого электрода. Объем генерации света имеет форму двух пересекающихся конусов, а сила света падает экспоненциально по направлению к центру лампы. Ксенон-ртутные лампы с короткой дугой имеют голубовато-белый спектр и чрезвычайно высокую мощность УФ-излучения. Эти лампы используются в основном для УФ-отверждения, стерилизации предметов и выработки озона.

Очень маленький размер дуги позволяет с умеренной точностью фокусировать свет от лампы. По этой причине ксеноновые дуговые лампы меньших размеров, до 10 Вт, используются в оптике и для прецизионного освещения микроскопов и других приборов, хотя в наше время их вытесняют одномодовые лазерные диоды и лазеры суперконтинуума белого света, которые могут дают действительно дифракционно-ограниченное пятно. Лампы большего размера используются в прожекторах, где генерируются узкие лучи света, или в освещении кинопроизводства, где требуется имитация дневного света.

Все ксеноновые лампы с короткой дугой генерируют значительное количество ультрафиолетового излучения. Ксенон имеет сильные спектральные линии в УФ-диапазоне, и они легко проходят через оболочку лампы из плавленого кварца. В отличие от боросиликатного стекла, используемого в стандартных лампах, плавленый кварц легко пропускает УФ-излучение, если только он специально не легирован. УФ-излучение, испускаемое лампой с короткой дугой, может вызвать вторичную проблему образования озона. УФ-излучение воздействует на молекулы кислорода в воздухе, окружающем лампу, вызывая их ионизацию. Некоторые из ионизированных молекул затем рекомбинируют в виде О3, озона. Оборудование, в котором в качестве источника света используются лампы с короткой дугой, должно содержать УФ-излучение и предотвращать образование озона.

Многие лампы имеют на корпусе покрытие, блокирующее коротковолновое УФ-излучение, и продаются как лампы без озона. Некоторые лампы имеют оболочки из сверхчистого синтетического плавленого кварца (например, «Супрасил»), что примерно удваивает стоимость, но позволяет излучать полезный свет в вакуумном УФ-диапазоне. Эти лампы обычно работают в атмосфере чистого азота.

Схема лампы – схема основных элементов и деталей

Части лампы:

Ксеноновая лампа в теории состоит из простой конструкции, но все узлы и детали узко специализированы. На приведенной ниже диаграмме показана только базовая компоновка, скрывающая многие детали. Ниже приведен упрощенный обзор типичной ксеноновой лампы:

Кварцевый конверт — толстое прозрачное стекло, в которое встроена лампа. Кварц обладает высокой прочностью, чтобы выдерживать высокое внутреннее рабочее давление, а также обладает очень специфическими оптическими свойствами для пропускания определенного спектра света.

Положительные и отрицательные концы – Концы лампы служат многим целям. Толстые внешние торцевые крышки позволяют механически установить лампу в приспособление, а также выполнить надлежащие электрические соединения. Внутри этих оболочек находятся уплотнения ламп. Уплотнения представляют собой сложный узел, специально разработанный для герметизации внутренней полости, чтобы предотвратить утечку газов, но при этом обеспечить проход электродов для соединения торцевой крышки. Двумя наиболее распространенными уплотнениями являются уплотнение «чашка» и уплотнение «фольга». Несмотря на то, что каждая из них отличается по конструкции, обе служат для одной и той же цели и используются только в размерах семейства ламп, где их конструкция и проводящие свойства имеют правильный размер.

Электроды — Анод и Катод — это два электрода, через которые проходит дуга или пламя. Меньший, или Катод, заряжен отрицательно, и пламя исходит от его кончика. Больший, или Анод, заряжен положительно и принимает или приземляется пламя. Оба электрода изготовлены из чистого вольфрама, а затем специально обработаны, чтобы выдержать рабочие характеристики лампы.

Онлайн-кампус микроскопии ZEISS | Ксеноновые дуговые лампы

Введение

Ксеноновые и ртутные короткодуговые плазменные лампы обладают самой высокой яркостью и излучением из всех непрерывно работающих источников света и очень близки к идеальной модели точечного источника света. В отличие от ртутных и металлогалогенных источников освещения ксеноновая дуговая лампа отличается тем, что она дает практически непрерывный и однородный спектр во всей видимой области спектра. Поскольку профиль излучения ксеноновой лампы имеет цветовую температуру примерно 6000 К (близкую к температуре солнечного света) и не имеет заметных линий излучения, этот источник освещения более выгоден, чем ртутные дуговые лампы, для многих применений в количественной флуоресцентной микроскопии. Фактически, в сине-зеленой (от 440 до 540 нанометров) и красной (от 685 до 700 нанометров) областях спектра 75-ваттная ксеноновая дуговая лампа ярче, чем сопоставимая 100-ваттная ( ГБО 100) дуговая ртутная лампа. Подобно ртутным лампам, ксеноновые дуговые лампы обычно обозначаются зарегистрированным товарным знаком как лампы XBO ( X для Xe или ксенона; B — символ яркости; O — принудительное охлаждение). представлена ​​научному сообществу в конце 1940-х гг. Популярная XBO 75 (75-ваттная ксеноновая дуговая лампа) более стабильна и имеет более длительный срок службы, чем аналогичная ртутная лампа HBO 100, но излучение видимого света составляет лишь около 25 процентов от общего светового потока, при этом большая часть энергия попадает в менее полезную инфракрасную область спектра. Приблизительно 70 процентов выходного сигнала ксеноновой дуговой лампы приходится на длину волны более 700 нанометров, в то время как менее 5 процентов выходного сигнала приходится на длину волны менее 400 нанометров. Чрезвычайно высокое давление ксеноновых ламп во время работы (от 40 до 60 атмосфер) уширяет спектральные линии, что приводит к гораздо более равномерному распределению возбуждения флуорофоров по сравнению с узкими и дискретными линиями излучения ртутных ламп. Таким образом, дуговая ксеноновая лампа больше подходит для строгих задач, требующих одновременного возбуждения нескольких флуорофоров в широком диапазоне длин волн в аналитической флуоресцентной микроскопии.

Несмотря на то, что ксеноновые лампы производят широкополосное, почти непрерывное излучение с цветовой температурой, близкой к солнечному свету в видимом диапазоне длин волн (часто называемом белым светом ), они демонстрируют сложный линейчатый спектр в диапазоне от 750 до 1000 нанометров ближнего света. -инфракрасный спектр (см. рис. 1). Кроме того, около 475 нанометров в видимой области существует несколько линий с более низкой энергией. В диапазоне от 400 до 700 нанометров примерно 85 процентов всей энергии, излучаемой ксеноновой лампой, приходится на континуум, тогда как около 15 процентов приходится на линейчатый спектр. Спектральный выход (цветовая температура) ксеноновой лампы не изменяется по мере старения устройства (даже до конца срока службы), и, в отличие от ртутных дуговых ламп, полный профиль излучения возникает мгновенно при зажигании. Мощность ксеноновой лампы остается линейной в зависимости от приложенного тока и может регулироваться для специализированных приложений. Кроме того, спектральная яркость не изменяется при изменении тока лампы. Типичная лампа XBO 75 производит световой поток примерно 15 люмен на ватт, но лампе требуется несколько минут после зажигания для достижения максимальной светоотдачи из-за того, что давление газа ксенона внутри колбы продолжает увеличиваться, пока она не достигнет конечной рабочей температуры. и достигает теплового равновесия.

Максимальное распределение яркости рядом с катодом в области дуги ксеноновой лампы XBO 75 (часто называемой горячей точкой или плазменным шаром ) составляет примерно 0,3 x 0,5 мм в размере и может рассматриваться для всех практических целей. для целей оптической микроскопии, точечный источник света, который будет производить коллимированные лучи высокой интенсивности при правильном направлении через систему конденсирующих линз в фонаре. В большинстве приложений флуоресцентной микроскопии свет, собранный от дуги ксеноновой лампы, отражается на точечном отверстии или задней апертуре объектива. Типичная контурная карта лампы XBO 75 показана на рис. 2(а), а распределение силы светового потока для той же лампы показано на рис. 2(б). На контурной карте яркость дуги наиболее интенсивна на кончике катода и быстро падает вблизи анода. Картина интенсивности потока (рис. 2(b)) демонстрирует, по большей части, превосходную вращательную симметрию вокруг лампы, но затенена электродами в областях, окружающих ноль и 180° на карте, где интенсивность резко падает. В ксеноновых дуговых лампах общая выходная мощность лампы составляет более 1000 нанометров в спектральной полосе пропускания, при этом на плазменную дугу и электроды приходится примерно половина общего излучения. Существенный вклад электродов обусловлен их большой площадью поверхности и высокими температурами. Большая часть излучения с более низкой длиной волны (по сути, видимый свет) исходит от плазменной дуги, тогда как на электроды приходится большая часть инфракрасного излучения (выше 700 нанометров). Свечение и интенсивность излучения, генерируемые дуговыми лампами, являются важными элементами для инженеров при проектировании оптики и стратегии охлаждения систем распределения света для применений в оптической микроскопии.

В таблице 1 представлены значения оптической выходной мощности типичного 75-ваттного источника света XBO после прохождения через оптическую систему микроскопа и выбранные наборы флуоресцентных фильтров. Мощность (в милливатт/см ² ) измеряли в фокальной плоскости объектива микроскопа (40-кратный сухой флюорит, числовая апертура = 0,85) с использованием радиометра на основе фотодиодов. Для проецирования света через объектив в датчик радиометра использовалось либо зеркало с коэффициентом отражения более 95% от 350 до 800 нанометров, либо стандартный набор флуоресцентных фильтров. Потери светопропускной способности в системе освещения микроскопа могут варьироваться примерно от 50 до 99 процентов входной мощности, в зависимости от механизма соединения источника света и количества фильтров, зеркал, призм и линз в оптической цепи. Например, для типичного инвертированного микроскопа исследовательского класса, соединенного с ламповым блоком XBO на входе эпи-осветителя, менее 70 процентов света, выходящего из системы собирающих линз, доступно для возбуждения флуорофоров, расположенных в фокусе объектива. самолет.

Ориентация ксеноновой лампы имеет решающее значение для правильной работы и долговечности. В тех лампах, которые предназначены для вертикальной работы (до угла отклонения от оси 30), анод расположен вверху, а катод находится внизу в нижней части лампы. Эта конфигурация осесимметрична и обеспечивает отличные характеристики дуги. Напротив, лампы, предназначенные для горизонтальной работы (хотя они также могут работать и вертикально), создают дугу, требующую стабилизации, чтобы уменьшить преждевременный и ускоренный износ электродов. Горизонтальная работа лампы не отличается симметрией, присущей вертикальной работе лампы, хотя такая ориентация требуется для некоторых конструкций ламповых домов. Стабилизация дуги в горизонтальных лампах проще всего достигается с помощью стержнеобразных магнитов, установленных параллельно оси лампы, непосредственно под колпаком. Магнитное поле тянет дугу вниз, повышая стабильность, которую можно точно настроить, изменяя расстояние между магнитом и оболочкой. Изменение положения лампы путем поворота на 180 градусов в период полураспада лампы позволяет более равномерно распределить испарившийся электродный материал на внутренних стенках оболочки. Следует отметить, что разумным выбором является использование вертикальной ориентации ксеноновых ламп, когда это возможно, в конфигурациях флуоресцентной микроскопии.

Срок службы ксеноновой дуговой лампы в первую очередь определяется уменьшением светового потока из-за испарения вольфрама, который со временем осаждается на внутренней стенке колбы. Распад наконечника катода и воздействие ультрафиолетового излучения на кварцевую оболочку также способствуют старению лампы и стабильности. Частые возгорания лампы ускоряют износ электродов и приводят к преждевременному почернению оболочки. Почернение постепенно снижает светоотдачу и сдвигает спектральные характеристики в сторону более низкой цветовой температуры. Почернение лампы, которое увеличивает рабочую температуру оболочки из-за поглощения энергии излучаемого света, происходит медленно на ранних стадиях срока службы лампы, но быстро увеличивается на более поздних стадиях. Другими факторами, негативно влияющими на срок службы ксеноновой лампы, являются перегрев, слабый ток, пульсации источника питания, неправильное положение горения, чрезмерный ток и неравномерное почернение оболочки. Средний срок службы лампы (рассчитанный производителями) основан на периоде горения приблизительно 30 минут для каждого случая возгорания. Обычно считается, что окончанием срока службы лампы является точка, в которой мощность ультрафиолетового излучения снижается примерно на 25 %, нестабильность дуги возрастает более чем на 10 % или лампа вообще прекращает зажигание. Как правило, ксеноновые лампы следует заменять (даже если они еще способны зажечься), когда средний срок службы превышается на 25 процентов. 9Конструкция ксеноновой дуговой лампы

Ксеноновые дуговые лампы изготавливаются со сферическими или эллипсоидальными оболочками, состоящими из плавленого кварца, одного из немногих оптически прозрачных материалов, способных выдерживать чрезмерные тепловые нагрузки и высокое внутреннее давление, воздействующее на материалы, используемые при изготовлении эти лампы. Для большинства применений в оптической микроскопии ксеноновые лампы обычно содержат кварцевый сплав, легированный соединениями церия или диоксидом титана для поглощения ультрафиолетовых длин волн, которые служат для образования озона во время работы. Типичный плавленый кварц пропускает свет с длиной волны до 180 нанометров, тогда как легирование стекла ограничивает излучение лампы длиной волны выше 220 нанометров. Ксеноновые лампы, оборудованные для работы без озона, часто обозначаются кодом 9.0029 ОФР для указания их класса. Подобно процессу изготовления ртутных ламп, кварц, используемый для корпусов ксеноновых ламп, изготавливается из трубок высочайшего качества, которые тщательно формируются на токарном станке в готовую колбу с помощью методов расширения воздуха. Во время работы корпус лампы может нагреваться до температуры от 500 до 700°С, что требует жестких производственных допусков для сведения к минимуму риска взрыва.

Анодные и катодные электроды в ксеноновых дуговых лампах изготавливают из кованого вольфрама или специальных вольфрамовых сплавов, легированных оксидом тория или соединениями бария для снижения работы выхода и повышения эффективности электронной эмиссии. В производстве ксеноновых дуговых ламп используются только самые чистые сорта вольфрама. Высококачественный вольфрам имеет очень низкое давление паров и гарантирует, что электроды ксеноновых ламп способны выдерживать чрезвычайно высокие температуры дуги (более 2000 C для анода), возникающие во время работы, и помогает свести к минимуму накопление отложений на оболочке. Из-за сложности обработки электродов с такими высокочистыми сортами вольфрама на протяжении всего процесса требуются керамические инструменты, чтобы избежать попадания загрязняющих веществ. После изготовления катод припаивается к молибденовому стержню или пластине для поддержки, но стержень анода состоит из твердого вольфрама, поскольку он подвергается гораздо более высоким температурам из-за постоянной бомбардировки электронами, испускаемыми катодом. Оба электрода проходят ультразвуковую очистку и термообработку для удаления остатков смазки и загрязнений перед их герметизацией в колбе лампы.

Значительное внимание уделялось конструкции катодов ксеноновых ламп, направленной на повышение стабильности дуги во время работы. В обычных лампах с вольфрамовыми электродами, легированными торием, точка испускания дуги на катоде периодически смещается из-за локализованных изменений эмиссии электронов с поверхности, явление, известное как дрейф дуги (см. рис. 3(a)). Этот артефакт, усиливающийся по мере износа наконечника, приводит к мгновенным колебаниям яркости лампы, называемым 9.0029 вспыхивает , когда дуга перемещается в новую область на катоде (рис. 3(b)). Дуга флаттер описывает быстрое боковое смещение столба дуги за счет конвекционных потоков, возникающих при нагревании газообразного ксенона дугой и охлаждении внутренних стенок оболочки (рис. 3(с)). Кроме того, острые наконечники катодов, легированных торием, изнашиваются быстрее, чем катоды, изготовленные из современных сплавов оксидов редкоземельных элементов. Лампы с усовершенствованной катодной технологией часто называют сверхтихие и продемонстрировали высокую кратковременную стабильность дуги менее чем на полпроцента, а также снижение скорости дрейфа менее 0,05 процента в час работы. Долгосрочный анализ высокоэффективной работы катода показывает, что износ значительно снижается, а смещение точки дуги в течение среднего срока службы лампы практически исключено. В результате, после того, как сверхтихая ксеноновая лампа первоначально выровнена с другими элементами оптической системы микроскопа, как правило, нет необходимости в повторной регулировке положения в течение всего срока службы лампы.

На этапах герметизации сборки лампы катод и анод крепятся к полоскам очень тонкой молибденовой ленты с помощью градуированного уплотнения, которое компенсирует различия в тепловом расширении между кварцевой трубкой и металлическими стержнями электродов. Функциональное уплотнение создается путем термопрессования кварцевой трубки с молибденовой фольгой на токарном станке, находящемся под вакуумом для предотвращения окисления. Высокие температуры сжатия позволяют расплавленному кварцу разрушаться вокруг молибденовой фольги, образуя газонепроницаемое уплотнение. После запайки электродов в корпусе кварцевой лампы и отжига сборки для снятия деформации в оболочку загружается высокочистый (99,999 процента) газообразного ксенона до давления 10 атмосфер через наполнительную трубку, прикрепленную к колбе колбы. Затем лампу охлаждают жидким азотом для затвердевания газообразного ксенона и удаляют наполнительную трубку, чтобы полностью запечатать оболочку. После возврата к комнатной температуре готовая лампа подвергается давлению, поскольку ксенон возвращается в газообразное состояние.

Заключительный этап процесса сборки ксеноновой лампы состоит из добавления никелированных латунных контактов, называемых наконечниками или оснований на каждом конце колбы. Наконечники, которые должны выдерживать температуру до 300°C, выполняют двойную функцию, действуя как электрические соединения с источником питания, а также как механическая опора для точной фиксации лампы в правильном оптическом положении внутри фонаря. Многие конструкции наконечников включают в себя гибкий подводящий провод внутри основания, который соединяется с герметичными электродами, чтобы исключить возможность отказа лампы из-за напряжения или деформации между стержнем электрода и латунным наконечником. Феррулы крепятся к запаянным концам кварцевой оболочки с помощью углеграфитовой ленты или термостойкого клея. Пассивированное компрессионное кольцо также используется для обеспечения плотного соединения между наконечниками и оболочкой. После установки наконечников провод розжига наматывается на кварцевую оболочку по краям колбы эллиптической формы (см. рис. 2). Проволока состоит из тонкого чистого никеля и служит для создания локализованного электрического поля внутри оболочки, чтобы способствовать стимуляции ионизации электронов и потока при включении лампы. 9Ксеноновые лампы и блоки питания

Конструкция ламп для ксеноновых дуговых ламп имеет решающее значение для долговечности и рабочих характеристик лампы. Важнейшим из конструктивных соображений является тот факт, что эти лампы работают при чрезвычайно высоком внутреннем давлении (обычно более 50 атмосфер), поэтому при выборе конструкционных материалов следует учитывать возможность взрыва. Поскольку дуговые лампы расширяются из-за избыточного тепла, выделяющегося при работе, к корпусу следует жестко прижимать только один конец лампы; другой конец можно закрепить гибкой металлической полосой или накрыть радиатором и присоединить к соответствующей внутренней электрической клемме кабелем (см. рис. 4). Ксеноновые лампы должны иметь достаточное охлаждение, чтобы ксеноновые лампы могли работать при температуре менее 750°С на поверхности оболочки и менее 250°С у основания. Чрезмерно высокие температуры быстро приводят к окислению выводов электродов, ускоренному износу оболочки и повышают вероятность преждевременного выхода лампы из строя. В случае ламп малой мощности (менее 250 Вт) обычно достаточно конвекционного охлаждения в хорошо проветриваемом помещении лампы, но для ламп большей мощности часто требуется охлаждающий вентилятор. Высокие напряжения срабатывания (от 20 до 30 кВ), необходимые для зажигания ксеноновых ламп, требуют использования качественных изоляционных материалов в электропроводке фонаря, а кабель питания должен выдерживать напряжение свыше 30 кВ. Кроме того, кабель питания должен быть как можно короче, развязан и находиться вдали от корпуса микроскопа и других металлических инструментов (таких как компьютеры, контроллеры фильтров и цифровые камеры) в непосредственной близости.

Большинство высокопроизводительных ксеноновых фонарей имеют внутреннее отражающее зеркало, соединенное с системой линз выходного коллектора, которая создает коллимированный световой пучок высокой интенсивности. Конструкции собирающих отражателей варьируются от простых вогнутых зеркал до сложных эллиптических, сферических, асферических и параболических геометрических форм, которые более эффективно организуют и направляют излучение лампы на собирающую линзу, а затем через микроскоп. Использование гальванического конического отражателя может обеспечить номинальную эффективность сбора до 85 процентов, что является значительным улучшением по сравнению с обычными системами обратного отражателя, которые имеют эффективность в диапазоне от 10 до 20 процентов. Специализированные отражатели могут быть легко разработаны с помощью простых методов трассировки лучей. Покрытия на всех собирающих зеркалах должны быть дихроичными, чтобы пропускать инфракрасные (тепловые) волны. Ксеноновые лампы также выигрывают от наличия фильтров, блокирующих инфракрасное излучение, таких как Schott BG38 или BG39.стеклянный фильтр и/или горячее или холодное зеркало (в зависимости от длины волны, проходящей или отражаемой), для ослабления или блокировки инфракрасных длин волн и защиты образца (живых клеток) от избыточного тепла. Кроме того, твердотельные детекторы в электронных камерах, особенно в формирователях изображения на ПЗС, также особенно чувствительны к инфракрасному свету, который может затуманивать изображение, если на пути света не установлены соответствующие фильтры.

Ксеноновые лампы обычно имеют стандартную конфигурацию с дуговой лампой, расположенной в фокусе линзы коллектора, так что волновые фронты, выходящие из источника, собираются и грубо коллимируются, выходя из лампы в виде параллельного пучка (рис. 4). Рефлектор также размещен на той же оси, что и лампа и коллектор, чтобы гарантировать, что перевернутое виртуальное изображение дуги может быть создано рядом с лампой. Свет от отраженного виртуального изображения также собирается собирающей линзой, что увеличивает мощность освещения. Вторая система линз (называемая конденсорная линза ), расположенная внутри осветителя микроскопа, необходима для того, чтобы параллельные лучи, выходящие из лампы, фокусировались в задней фокальной плоскости объектива. Как правило, фокусное расстояние системы конденсирующих линз намного больше, чем фокусное расстояние коллектора, в результате чего увеличенное изображение дуги проецируется на заднюю фокальную плоскость объектива. Конечным результатом является то, что свет, выходящий из передней линзы объектива и направляющийся к образцу, идет примерно параллельно, что обеспечивает равномерное освещение поля зрения. Обратите внимание, что во время выравнивания фонаря свет, собранный собирающим отражателем, не должен быть непосредственно сфокусирован на стенках оболочки лампы (вблизи дуги), чтобы избежать прямого нагрева колбы ее собственным излучением. Это действие приведет к чрезмерному нагреву лампы. Вместо этого расположите виртуальное изображение дуги с одной или с другой стороны лампы.

Одним из основных требований к использованию ксеноновой дуговой лампы для количественной флуоресцентной микроскопии является то, что выходное излучение должно быть стабильным. Выходная интенсивность излучения ксеноновой лампы приблизительно пропорциональна току, протекающему через лампу. Таким образом, для обеспечения максимальной стабильности блок питания должен быть тщательно спроектирован. Источники питания дуговых ламп также должны иметь пусковое устройство для зажигания лампы. На рисунке 5 показана принципиальная схема типичного стабилизированного источника питания для ксеноновой дуговой лампы. Помимо питания лампы стабильным постоянным током ( DC ), источник питания также заряжается с поддержанием катода при оптимальной рабочей температуре с использованием определенного уровня тока. Схема стабилизации источника питания ксеноновой дуговой лампы, в зависимости от конструкции, может стабилизировать напряжение, ток или общую мощность (напряжение x ток). Если напряжение стабилизируется, ток (и яркость лампы) будет медленно уменьшаться по мере распада электродов. Напротив, если ток стабилизирован, лампа будет продолжать излучать на постоянном уровне до тех пор, пока электроды не достигнут критической точки износа, при которой лампа не сможет зажечься. С другой стороны, поскольку для поддержания фиксированного тока требуется возрастающее напряжение, мощность, подаваемая на дугу, медленно увеличивается по мере износа электродов, что может привести к перегреву и возможности взрыва. В источниках питания, которые стабилизируют общий уровень мощности, светоотдача будет медленно падать с увеличением тока по мере увеличения напряжения, необходимого для поддержания дуги.

Когда дуговые лампы холодные (по сути, при комнатной температуре), они действуют как электрические изоляторы, и газообразный ксенон, окружающий электроды, необходимо сначала ионизировать, чтобы инициировать и установить дугу. В большинстве конструкций источников питания зажигание осуществляется с помощью высоковольтных всплесков (30–40 кВ) от вспомогательной цепи, создающей разряд между электродами. Специализированная схема часто упоминается как триггер или воспламенитель , потому что она подает мгновенный высокочастотный импульс на ламповую нагрузку через индуктивную связь (см. рис. 5). После образования дуги ее необходимо поддерживать постоянным источником тока от основного источника питания, величина которого зависит от параметров лампы. Типичная лампа XBO мощностью 75 Вт работает при напряжении 15 вольт и силе тока от 5 до 6 ампер, но эти цифры зависят от производителя и увеличиваются с увеличением мощности лампы. Обратите внимание, что лампа XBO работает при значительно более высоком токе, чем можно было бы ожидать при относительно низком напряжении, которое определяется размером дугового промежутка, давлением ксенона и рекомендуемой рабочей температурой. Пульсации тока от источника питания должны быть сведены к минимуму, чтобы обеспечить длительный срок службы дуговой лампы. Таким образом, качество постоянного тока, используемого для питания лампы, должно быть высоким, а пульсации должны быть менее 10 процентов (полный размах) для ксеноновых ламп мощностью до 3000 Вт.

Специализированные ксеноновые лампы, выпускаемые производителями вторичного рынка, часто имеют опции выбора длины волны и соединяют выходной сигнал с оптическим волокном или жидким световодом для передачи на оптическую систему микроскопа для высокоэффективного освещения в выбранных областях спектра. Примеры включают Lambda LS (Sutter Instrument), который включает ксеноновую лампу, холодное параболическое зеркало и источник питания в одном корпусе, соединенном с жидким световодом. В Lambda LS можно установить внутренний фильтрующий элемент, фильтрующие вставки и второй внешний фильтрующий элемент. Более совершенный и быстрый прибор от Sutter, DG-4, способен обеспечивать скорость переключения длин волн в диапазоне 1-2 миллисекунды, используя конструкцию двойного гальванометра, соединенную со стандартными интерференционными фильтрами. Свет от ксеноновой дуговой лампы фокусируется на первом гальванометре, который путем отражения от параболического зеркала направляет его на интерференционный фильтр. Затем отфильтрованный свет проходит через второе параболическое зеркало и гальванометр, прежде чем попасть в жидкий световод. Холодное зеркало, расположенное перед световодом, исключает попадание инфракрасного излучения на оптическую систему микроскопа. Другие производители также производят аналогичные ксеноновые осветители, многие из которых имеют выбор длины волны и световые затворы.

Michael W. Davidson – Национальная лаборатория сильных магнитных полей, 1800 East Paul Dirac Dr., The Florida State University, Tallahassee, Florida, 32310. Ксеноновые лампы для кинооператоров

Одной из наиболее важных частей любого кинопроектора является используемая в нем система ламп. Без правильной системы ламп изображение не может правильно проецироваться на экран. В основе лампы проектора лежит колба. За последнее столетие или около того в кинематографе было внесено множество усовершенствований в ламповую систему проектора, а нынешним «золотым стандартом» является ксеноновая лампа.

Ксеноновые лампы, используемые в кинопроекции, представляют собой узкоспециализированное оборудование. Хотя они могут выглядеть несколько похожими на лампочки, которые вы можете найти в магазине на углу, они работают по принципиально другому принципу. Обычная бытовая лампа накаливания работает, пропуская электричество через проволочную нить накаливания, заставляя ее нагреваться. Ксеноновая лампа, напротив, работает, создавая электрическую дугу между двумя точками, при этом ксеноновый газ светится, проводя электричество. Ксеноновые лампы требуют особого ухода и внимания, чтобы они оставались в лучшем виде. Чтобы лучше понять процесс проецирования в кинотеатре, вам нужно больше узнать о ксеноновых лампах.

Газ

Начнем с самого ксенона. Помня из школьного урока химии, ксенон находится в периодической таблице элементов как газ. Точнее, это благородный или инертный газ, встречающийся в природе в очень малых количествах. Впервые он был обнаружен в 1898 году и использовался в различных лампах и лазерах с 1930-х годов. Нехватка естественного ксенона является одной из причин того, что проекционные лампы могут быть немного дорогими. Его получают в промышленных масштабах как побочный продукт производства азота. Почему же тогда ксенон используется в проекторах кинотеатров? Газ особенно подходит для этого типа освещения по нескольким причинам.

Ксенон — очень плотный газ. Встречающийся в природе он состоит из 9 стабильных изотопов и очень хорошо проводит электричество. Газ ксенон обеспечивает очень яркое и очень равномерное свечение, когда через него проходит электрическая дуга. Это особенно полезно в обстановке кинотеатра. Без достаточно яркого света вы не сможете хорошо проецировать изображение на экран. Без равномерного освещения изображение может мерцать или становиться тусклым. Вот почему ксенон так хорошо подходит для освещения кинопроектора.

The Arc

Лампа состоит из двух основных частей в стеклянном корпусе колбы. Обе эти части сделаны из металла и разделены небольшим расстоянием. Это расстояние может варьироваться, но есть две основные категории ксеноновых ламп: короткодуговые и длиннодуговые. Обычно для освещения кинотеатров используется короткая дуга, поскольку она обеспечивает непрерывное освещение. Длинные дуги используются там, где более уместно мерцание света, например, в лазерах.

Как уже упоминалось, в пространстве между двумя кусками металла возникает электрическая дуга. Стеклянный корпус вокруг двух частей заполнен ксеноном. Когда электрический ток проходит через металл, он перескакивает на другой кусок металла, создавая электрическую дугу. Когда это произойдет, электричество будет проходить через ксенон, который затем будет светиться очень ярко и очень четко. Этот ярко светящийся газ служит основой для кинопроекции.

В проекторе

Как ксеноновая лампа работает с проектором кинотеатра? Для начала вам нужно иметь в виду, что это может быть одним из самых дорогих расходов на содержание, которые вы можете ожидать в кинотеатре. Как уже упоминалось, ксенон является инертным газом. Стоимость ксеноновой лампы для одного проектора в кинотеатре может составлять от 700 до 1000 долларов. Вот почему с луковицами следует обращаться осторожно. Последнее, что вы хотели бы сделать, это повредить лампочку и заменить ее до того, как она проживет свою жизнь. Теперь давайте обсудим, как ксеноновая лампа работает с проектором. Для кинопроекторов лампочка должна быть установлена ​​в нечто, называемое ламповым домом. В этом ламповом корпусе есть еще два компонента: зеркала и конденсатор. Зеркала гарантируют, что весь доступный свет используется и фактически многократно усиливается. Конденсор принимает этот доступный свет, а затем конденсирует его в один пучок очень яркого, очень сфокусированного света.

Были ли вы когда-нибудь в театре, когда проектор вышел из строя и остановился? Если да, то вы, возможно, видели на экране, как тает пленка перед светом. Это потому, что тепло сфокусированного луча света от этой ксеноновой лампы невероятно сильное. Это требует больших мер предосторожности при работе с кинопроектором.

Далее на проекторе находится шторка. Это используется в сочетании с остановками на пленке фильма. Затвор закрывается при разрывах и открывается на пленке. Хотя это звучит так, как будто изображение будет несвязным, это не так. Все это происходит так быстро, что все зрители увидят одну плавную проекцию фильма, который они смотрят.

Почему ксенон?

Конечно, существует множество различных типов источников света. Может возникнуть вопрос, почему вы не можете использовать другой, более дешевый вариант для освещения проектора. Правда в том, что вы не получите такого же впечатления от просмотра, если сделаете это. Ксенон так хорошо проводит электричество и излучает свет, что практически невозможно воссоздать его каким-либо другим способом. Другие источники света будут выглядеть тусклыми с самого начала или будут очень ненадежными, время от времени создавая тусклые пятна или другие проблемы. Нет ничего более яркого и надежного, чем ксенон. Помните, что предоставление кинотеатра зависит от клиентского опыта. Если у вас нет клиентов, вы не сможете вести бизнес. Это означает, что кинотеатр должен выделяться среди конкурентов, чтобы предлагать наилучшие впечатления от просмотра. Попытка использовать что-либо, кроме Xenon, может привести к потере клиентов.

Последнее замечание касается утилизации ксеноновых ламп. Ксенон может быть опасен, если его оставить в окружающей среде. По этой причине не рекомендуется просто выбрасывать старые лампочки. Они окажутся на свалке и могут представлять опасность для человека, природы и животных. Вместо этого вам следует искать центр утилизации, который специализируется на элементах освещения всех типов. У них не должно возникнуть проблем с правильной утилизацией ксеноновых ламп, которые вам нужно выбросить.

Ксеноновая дуговая лампа

Спецификация и подробная информация о дуговой ксеноновой лампе

Дуговая ксеноновая лампа представляет собой специальный тип электрической лампы, в которой используется ионизированный газ ксенон для получения света, похожего на дневной. Газоразрядная лампа излучает свет, когда газ ксенон проходит под высоким давлением. Энергия поступает от электродов в дугу, когда она нагревается. На предприятиях «Шилпа» доступны два типа ксеноновых дуговых ламп – ксеноновая короткодуговая лампа и ксеноновая длиннодуговая лампа. Средний срок службы ксеноновой лампы колеблется от 500 часов (7 кВт) до 1500 часов (0,75 кВт).

Ксеноновая короткодуговая лампа названа так потому, что конструктивно часть, содержащая дугу, меньше или короче. Он бывает двух типов: короткодуговая лампа на чистом ксеноне и ртутно-ксеноновая короткодуговая лампа. Вариант с чистым ксеноновым газом содержит только газообразный ксенон, тогда как вариант ксенон-ртуть содержит газообразный ксенон с небольшим количеством металлической ртути. Ксенон-ртутный вариант имеет голубовато-белый спектр с исключительно высоким уровнем УФ-излучения. Однако все варианты ксеноновых ламп с короткой дугой генерируют выходное излучение видимого диапазона. Это также вызывает накопление озона, что может привести к проблемам; следовательно, необходимо избегать накопления озона.

Продукт имеет коротковолновое УФ-защитное покрытие на оболочке, которое ограничивает образование озона на лампе. Ксеноновая лампа с длинной дугой похожа на лампу с короткой дугой; однако конструктивно он имеет более расширенную часть, где находится дуга. Мы предлагаем использовать лампы в атмосфере чистого азота для лучших результатов в экспериментах.

Как правило, мы производим лампы мощностью 75 Вт, 150 Вт, 350 Вт, 500 Вт и 100 Вт. Мы также поставляем требуемый блок питания ксеноновой лампы с зажигателем, который необходим для работы лампы. Блок питания оснащен всеми разъемами с соответствующей маркировкой для подключения ламп.

Как работает ксеноновая дуговая лампа?

Ксеноновая дуговая лампа состоит из плавленого кварца или дуговой трубки из термостойкого стекла. Кроме того, он имеет вольфрамовый металлический электрод на каждом конце. Вначале происходит откачка всего воздуха в стеклянной трубке, и ксеноновый воздух набивается в нее. Оба конца электродов получают одинаковое количество напряжения. Электричество проходит через ионизированный газ ксенон под высоким давлением, испуская свет. Интенсивность света колеблется от 20 000 до 500 000 кд/см2 в зависимости от мощности. Он имеет диапазон длин волн от 240 до 850 нм.

Свойства ксеноновой дуговой лампы

• Создает эффект дневного света за счет создания высокого светового потока.

• В автомобилях потребляет меньше энергии.

• Обладает замечательной стабильностью в дуге лампы.

• Имеет долговечную дуговую лампу.

• Выделяет сравнительно меньше тепла.

Применение ксеноновой дуговой лампы

• Фотокамера : Ксеноновая дуговая лампа мгновенно освещает темное место для фотосъемки.

• Терапия : Свет помогает фокусироваться на мельчайших объектах во время экспериментов.

• Освещение при наводнениях и на открытом воздухе : Поскольку это свет высокой интенсивности, он сигнализирует о том, что люди застряли в наводнении. Это также полезно для наружного освещения во время кемпинга или любой другой подобной деятельности.

• Подсветка микроскопа : Помогает сфокусироваться на микроскопических частицах.

• Эндоскопия : Свет мигает на пути, откуда проходит камера, чтобы обеспечить четкое изображение во время эндоскопии.

• Прожекторы : Помогают сосредоточить внимание на определенном месте и лучше видеть объекты при их поиске.

• Проекторы для кинозалов : В проекторах IMAX используется ксеноновая дуговая лампа, поскольку она обеспечивает лучшую проекцию фильмов на экране.

• Автомобильные фары : Обеспечивают лучшую и четкую видимость на дороге во время ночного путешествия.

Меры безопасности Ксеноновая дуговая лампа

• Воздушное охлаждение обязательно при работе лампы.

• Имеется два соединения проводов от источника питания, где красный конец должен подключаться к аноду (более толстый электрод), а черный конец провода должен подключаться к катоду (более тонкий электрод). Это для ксеноновой лампы с короткой дугой.

• Перед началом эксплуатации просмотрите видео по установке.

• Свет производит вредное излучение, вызывающее повреждение глаз и кожи.

• Максимально затеняйте свет лампы.

• НИКОГДА не прикасайтесь к стеклянной части лампы и не царапайте ее. Это ослабит свет, что приведет к экспонированию лампы.

• Лампа нагревается. Не пытайтесь прикасаться к фонарю, пока он находится в рабочем состоянии.

• Ксеноновая лампа должна остыть в течение как минимум 15-20 минут, прежде чем исследователь удалит установку.

• Обеспечьте достаточную вентиляцию.

• Не подносите горючие предметы, бумагу, ткань и т. д. к лампе, так как она может взорваться или загореться.

• Воздушный поток, поток газообразного азота, использование радиатора и вытяжного канала — вот методы, которые исследователь должен применять для охлаждения лампы.

• Храните лампу в защитном футляре или чехле до установки.

• Ксеноновые дуговые лампы имеют номинальный срок службы. Использование ламп по истечении их номинального срока службы может привести к взрыву лампы.

• Сохраняйте защитный футляр или крышку и упаковочные материалы (коробку) для ламп. Используйте их при утилизации ламп.

• И последнее, но не менее важное: исследователи должны носить комплекты СИЗ. СИЗ – средства индивидуальной защиты должны включать:

a. УФ-защита Защитная маска для лица: защитная маска должна закрывать все лицо.

б. Очки: Используйте специальные защитные очки от ультрафиолета для защиты глаз. Никогда не подвергайте глаза прямому излучению света.

в. Перчатки: при работе с продуктом рекомендуется использовать нитриловые, латексные или плотные тканые перчатки, поскольку УФ-А и УФ-В лучи могут повредить кожу.

д. Лабораторный халат: Лабораторный халат с длинными рукавами, закрытый до шеи, является обязательным при использовании продукта.

Почему выбирают нас?

Shilpa Enterprises — ведущая корпорация, занимающаяся промышленными и исследовательскими продуктами, а также другой продукцией химической промышленности. Мы прочно закрепились на рынке благодаря отличному качеству нашей продукции. Наша опытная и продуктивная команда стремится к совершенству; таким образом, они должным образом понимают все требования клиента и поставляют продукт согласно требованию. Мы гарантируем качество продукции по относительно доступным ценам и обеспечиваем своевременную доставку. Кроме того, мы всегда помогаем нашим клиентам, если у них есть какие-либо сомнения относительно продуктов.

Еще 12 товаров из этой же категории:

Углеродная лента

Детали и характеристики углеродной ленты Углеродная лента или углеродная проводящая лента представляет собой клей с акриловым клеем, наполненным углеродом. Продукт не содержит растворителей. Это часто полезно для…

$93,00

Керамические соты

Детали и характеристики керамических сот Керамическая сотовая подложка в основном изготавливается из кордиерита, муллита и глинозема. Кордиерит в основном использовал материал в…

$220.00

Фотокаталитический реактор

Фотокаталитический реактор (фотохимический реактор) представляет собой устройство, осуществляющее процесс фотокаталитической реакции. Фотокатализ — это активность, происходящая при воздействии света на поверхность…

Фотохимический реактор

Спецификация и подробная информация о фотохимическом реакторе Фотохимический реактор — это устройство, использующее свет (фотон) для проведения химической реакции. Как правило, химические реакции требуют высокого…

Фотохимический реактор УФ-лампа видимого диапазона

Фотохимическая УФ-лампа необходима для отличных фотокаталитических реакций. Это также включает в себя другие подобные процессы, в том числе реакцию фотохлорирования и процесс разделения воды. Много…

Каталитический нейтрализатор

Детали и технические характеристики каталитического нейтрализатора Каталитический нейтрализатор действует как регулятор выбросов выхлопных газов, устанавливаемый в автомобильных машинах. Он осуществляет окислительно-восстановительную реакцию, перерабатывая токсичные…

$278.00

Серебряная проводящая паста

Серебряная проводящая паста представляет собой тип проводящего клея, основным ингредиентом которого являются наночастицы серебра. Он также известен как Silver Paint из-за его цвета, компонентов и…

$119.00

Блок питания ксеноновой лампы

Блок питания ксеноновой лампы (контроллер ксеноновой дуговой лампы) обеспечивает соответствующее питание ксеноновой дуговой лампы. Это токовое и мощностное регулируемое оборудование с универсальным входом и управляет…

$408,00

Лента из медной фольги

Подробная информация и спецификация ленты из медной фольги Лента из медной фольги представляет собой тонкий лист меди. Он представляет собой полосу, намотанную на круглый или цилиндрический пластиковый сердечник.