Кварцевые галогенные лампы накаливания.

Кварцевые галогенные лампы накаливания обладают значи­тельными преимуществами по сравнению с газополными лампа­ми и в настоящее время почти полностью заменили их в кинотелесветотехнике. Галогенные лампы имеют:

- светоотдачу 27-30 лм/Вт;

- цветовую температуру 3200-3300 К;

- значительно более продолжительный срок службы;

- минимальное снижение светового потока к концу срока службы;

- уменьшенные габаритные размеры;

- низкие уровни акустических шумов.

Галогенные лампы не требуют очистки колбы от оседающего вольфрама, а выход из строя со взрывом наблюдается очень редко.

Принципиальной особенностью галогенных ламп накаливания является наличие в колбе добавок галогенидов, в основном йода и брома, которые создают возможность для протекания физико-хи­мических реакций, приводящих к полной очистке стенок колбы от оседающего вольфрама и переносу его обратно на тело накала. При низкой температуре внутри колбы у ее стенок испарившийся воль­фрам и галоген образуют хаотическое вольфрамово-галогенное соединение. При повышении температуры, в процессе горения лампы, повышается концентрация этого газообразного соединения вблизи стенок колбы и оно перемещается к раскаленному телу накала. Здесь галогенное соединение разлагается на исходные составляющие - галоген и вольфрам, вольфрам оседает на теле накала, а галоген движется в свободном виде к более холодным стенкам колбы и соединяется с новой порцией испарившегося вольфрама. Идет зам­кнутый процесс. Частицы вольфрама испаряются с одних участков и оседают на других. Особенно интенсивное испарение происходит с более горячих участков тела накала, образующихся из-за неравно­мерности толщины вольфрамовой нити. Галогенный цикл не в со­стоянии полностью восстановить дефектные участки вольфрамо­вой проволоки, но позволяет поднять температуру нагрева тела на­кала, и увеличивает выход светового потока через чистую колбу.

Галогенные лампы накаливания по конструкции делятся на две группы:

- линейные галогенные лампы накаливания тип КГ;

- с концентрированным телом накала типа КГК.

Рис. 1 – Линейная галогенная лампа

Линейные галогенные лампы (рис.1) накаливания представляют собой кварцевые трубки небольшого диаметра с телом накала, располо­женным вдоль трубки на кольцевых поддержках, упирающихся в стенки трубки. Запаянная с концов трубка-колба заканчивается то­ковыми выводами: торцевыми керамическими цоколями или гиб­кими выводами с кабельными наконечниками.

Положение горения таких ламп в приборе – горизонтальное, с допустимым углом отклонения от горизонтальной оси ± 4°. Мощ­ность ламп от 500 до 10000 Вт, напряжение – 220 В.

Рис.2 – Галогенные лампы с концентрированным телом накала

Галогенные лампы с концентрированным телом накала (рис.2), распо­ложенным аналогично телу накала газополных ламп в форме пря­моугольника, представляют собой кварцевую трубку-колбу боль­шого диаметра. Заканчивается колба двухштырьковым цоколем «Бипост». Положение горения вертикальное, с допустимым углом от­клонения ±60° от вертикальной оси. При работе ламп вспучивания колбы не происходит, несмотря на их небольшие габаритные разме­ры, так как колбы изготовлены из кварцевого стекла. Мощности ламп от 650 до 10000 Вт рассчитаны на напряжение 220 В. Для обеспече­ния лучшего теплоотвода от токовых вводов цоколя лампы мощно­стью от 2000 Вт и выше, имеют высокий металлический прорез­ной стакан-цилиндр, к которому крепятся с одной стороны ножки цоколя, а с другой стороны колба лампы. Увеличив лампу по длине за счет охлаждающего цилиндра, удалось получить высоту светового центра этих ламп (расположение центра тела накала относительно опорной площадки цоколя) аналогичной высоте светового центра газополных ламп и тем самым обеспечить их взаимозаменяемость в осветительных приборах. Уменьшение акустических шумов было достигнуто за счет специальной конструкции поддержек спирали тела накала и конструкции самой спирали, где навивка проволоки в смежных секциях выполнено в противоположных направлениях. Малые объемы колб не создают резонанса от вибрации тела нака­ла, возникающей при нагреве.

Кварцевые галогенные лампы накаливания используются с пер­вых дней работы цветного телевизионного вещания, и на сегодняш­ний день ими комплектуются осветительные приборы в студиях и выездные репортажные осветительные приборы.

Низковольтные малогабаритные галогенные лампы мощнос­тью 250 и 100 Вт, выполненные соответственно на напряжение 24 и 12 В, с концентрированным телом накала применяются при репортажных телепередачах для локальных подсветок в осветительных приборах с аккумуляторным источником питания. Хотя мощность их неве­лика, светоотдача ламп на низких напряжениях значительно выше, чем на напряжении 220 В, световой поток, исходящий от этих ламп при небольших расстояниях от освещаемого объекта, создает достаточный уровень освещенности.

Желание уменьшить габаритные размеры осветительных при­боров новой конструкции привело к созданию галогенных ламп с концентрированным телом накала малогабаритных, в значительно меньших по объему колбах из кварца и без стакана-цилиндра. Ранее в лампах этого типа применялось тело накала типа «моноплан», в котором сегменты спирали располагались в одной плоскости рядом друг с другом. В конце 70-х годов ХХ века ведущие фирмы-производители начали выпуск ламп с телом накала типа «биплан», в котором сегменты спирали располагаются в двух плоскостях со смещением друг относительно друга. Такая конструкция тела накала делает его более компактным и позволяет, в зависимости от конструкции осветительного прибора, получить увеличение светового потока до 30%.

В настоящее время фирма PHILIPS выпустила новую конструкцию галогенных ламп с концентрированным телом накала для студийных и театральных осветительных приборов. Эта серия получила название blue pinch^TM. Такие лампы имеют меньшие габариты, вследствие чего светящееся тело нити накала сместилось вниз. Но уменьшение габаритов этих новых источников света позволяет, например, использовать лампу мощностью 1000 Вт в осветительных приборах рассчитанных на лампы 500 или 650 Вт при соблюдении необходимого для нормальной работы лампы и прибора теплового режима, поскольку температура соединения колбы и цоколя достигает 500ºС.

Ведущие светотехнические фирмы OSRAM, PHILIPS, Radium, MLux, «Лисма» разработали и выпускают линейки ламп накаливания мощностью до 20000 Вт. В таблице 1 представлены основные параметры ламп накаливания фирмы «Лисма», полученные в результате тестовых испытаний и замеров.