Halogeenlamp

Halogeenlamp - elektriline valgustusseade, seadme tööpõhimõtet võrreldes lihtsa hõõglambiga täiendab halogeniidide sisestamine kolbi, et suurendada kasutusiga ja säilitada toote algne vorm pikka aega.

Halogeenlampide loomise ajalugu

Ajalugu on tihedalt seotud hõõglampidega, suuname lugejad vastavale ülevaatele, et tutvuda üksikasjalikult leiutise ajalooga. Siin me ainult sätestame, et esimene, kes avastab juhtide valgust plaatina traadi proovil, Sir Humphry Davy. Kuningliku institutsiooni keldris oli kaks tuhat rakku, mis suutis soojendada soojendust temperatuuridele üle 550 kraadi, kus kehad hakkavad maapealsetes tingimustes hõõguma. Efekt ei kesta kaua, kuid tähistas pika eepilise otsingu algust selle kasutamisel kui inimkonna vajaduste jaoks kasulikku meedet.

Vene praktikas algab hõõglampide loomise ajalugu 1872. aastal, kui meie maalane Lodygin lõi oma valimi. Teiste teadustöötajate saavutused on mõistlikult unustatud. Autorid kipuvad lugema alates 1882. aastast, kui Edwin Scribner arvas esmalt vaakumi asemel söe lambile nõrga kloori atmosfääri. See blokeeris suures osas kolvi tumenemist. Patendi tekstis antakse leiutisele vale tõlgendus: väidetavalt moodustab kloor läbipaistva kile, mis kõrvaldab teadaoleva defekti.

Tegelikkuses lagunevad halogeenühendid hästi, heeliksi pinnalt aurutatud molekulid pöörduvad järk-järgult tagasi oma algsesse kohta, kõrvaldades musta kolvi. Patent US254780 A on praegu esimene lind, kes teatab halogeenlampide saabumisest. Idee pikka aega ei leidnud praktilist rakendust. Kolbi atmosfääris kasutatakse inertseid gaase, näiteks lämmastikku Lodygini proovis. Teadlase teenetemärk - ma arvasin, et asendan vaakumi, mis muutis ehituse habras ja tootmisprotsess raskeks.

unustatud ajaloolased - George Meikl. Patenditaotluse US1267888 A tekstis on esitatud ettepanek lisada dioodiga inertse gaasi keskkonda jood. Esineb mitmeid positiivseid mõjusid: parasiitpinge kadu kaarel väheneb 11–12 V-le( tavaliselt 16–20 V), töö muutub konstantseks. Hõõglampi atmosfääris on lisaks kloorile esmakordselt kasutatud ka teisi halogeene. Kuigi see on alaldi seade. Lisaks ei toiminud vaakumlamp enam kui 1000 tundi, seadet oli raske valmistada. Lodygin kasutas lämmastikku praktilistel eesmärkidel, kasutas väärisgaase( argoon jne).

1923 aastat leiti, et regenereerimistsükkel leelismetalli halogeniidide atmosfääris avastatakse. On näidatud, et hõõgniidist aurutatud hõõglamolekulid pöörduvad tagasi. Patendi tekst viitab teatud läbipaistvale kilele, mille moodustab halogeen. On ilmne, et autorid toetusid Edwin Scribneri ideedele. See oli halogeenlampide tehnoloogia edasiarendamise lähtepunkt. Johannes Antonius Maria van Limpnt tegeles kristallikasvatusega. See on eriti kiiduväärne, sest pooljuhttehnoloogia sündis hiljem, kuid uurides gaaside lisandite difusiooni ja sadestumist, avastas teadlane halogeenide kasulikud omadused: jood, broom, kloor. Nende ühendite abil oli võimalik taastada volframi( või kivisöe) rullid, pihustada metalli osade pinnale õhukese kihiga.

13. jaanuari 1929. aasta NSV Liidu patendi number 7415 käsitleb vastupidavate volframfilamentide loomise meetodeid. Selleks lisati algsele metallipulbrile 0,1 kuni 3% hafniumoksiidi. Teadlased läksid hõõglampide elu suurendama erinevalt. Samamoodi said Neunhoffer ja Schulz 1949. aastal patendi hõõglampile, mis oli täidetud volframi või reeniumhalogeniididega. See aitab kaasa niidi regenereerimisele. Patendi kohta on vähe teada, halogeniidide toime tulemus oli lühiajaline.

Teoreetiliste koostiste käigus eeldati, et ühendid toimivad tundmatult volframi ja teiste kolvi sees olevate metallidega. Ja kui USA kosmosetööstus vajas päikest imiteerivat võimsat kiirgusallikat, pidid teadlased meelde tuletama regeneratiivset volframitsüklit ja varasemaid arenguid. Süsiniklambid on tänapäeval kuulsad kütte, mitte õhu, kuid objektide poolest. Põhjus on selge - energia suunatakse peamiselt kiirgusega. Suurte võimsustiheduste loomiseks tõmbub volframi õhuke niit. Tuntud kujundused kahekordse lõngaga.

kvartslambid: esimesed sammud

3. märtsil 1958 esitasid General Electrici, Friedrich Elmeri ja Wiley Emmetti insenerid patendi küttelambile, kus mähis oli kaitstud halogeniidiga. Tekstis öeldi, et pikaajalise toimimise korral kaeti tüüpiliste mudelite kolb järk-järgult tumeda õitega. Mõju minimeerimiseks püüti suurendada sfäärilise osa suurust. Tahvel jaguneb suuremale alale ja on vähem märgatav. Probleemi lahendamiseks on tehtud muid katseid:

1. , kriptoni, ksenooni, elavhõbeda raskete aurude kasutamine. Viimasel juhul kasutati täiendavat rõhku atmosfäärirõhust kõrgemal. Neutraalsete gaaside kasutamine: argoon ja lämmastik.

Meetmed ei parandanud olukorda täielikult. Teadlased soovitavad hõõgniidi regenereerimiseks joodi auru kasutamist( ja kolvi puhastamist).Selle tulemusena on kosmosetööstuse toode, mida on 10 minuti jooksul mustunud, juba 2000 tundi. Idee ei ole uus, patendi tekstis öeldakse, et varem pakutud lahendustel ei olnud ärilist edu. Selline loogika.

Teadlased jätkavad oma ebakindla positsiooni tundmist, öeldes, et kütteks ja valgustamiseks võib kasutada 0,08 kuni 0,5 tolli läbimõõduga lamp. Tol ajal ei olnud majapidamisseadmetes peegeldi kontseptsiooni, tulekahju vältimiseks täpselt määratud kaugus seinast. Eksperimentaalsete andmete kohaselt jätkab jood regenereeriva funktsiooni sooritamist temperatuuridel kuni 250 kraadi Celsiuse järgi, töö on purunenud 1200 ° C juures. Parem on valmistada kvartsiga kolb. Pakutakse Vycori materjali, mis sisaldab kuni 96% ränidioksiidi( ränidioksiidi).

Joodi kontsentratsioon on vähemalt 0,01 µmol kuupmeetri kohta.Ülemine piir määrab kolvi atmosfääri läbipaistvuse. Eksperimentaalselt oli joodiauru maksimaalne võimalik osaline rõhk 5 mm Hg( vastab 1 µmol / cm3).Pika kolvi vertikaalse toimimise korral on söötme kihistumine võimalik, kuid reeglina on ainete kontsentratsioon piisavalt. Mõned väärtused esitasid märkusi teiste gaaside kasutamise lubamatuse kohta:

• Kloor hävitab niiditugevuse ja põhjustab äärmuslikel aladel volframi naelu.
• Broom on vähem kahjulik kui kloor, fluor ei ole üldse sobiv.
• Elavhõbeda auru või lämmastiku kasutamine aitab kaasa kolvi tumenemisele.

Soovitatav on säilitada inertse gaasi osaline rõhk 600 mm Hg piires volframi ühtlaseks settimiseks hõõgniidile. Selle tulemusena said teadlased seadme, mille kiirgusvõimsus on 100 W / tolline, võimsustihedusega 24 W ruutsentimeetri kohta. Parameetreid saab varieerida laias ulatuses. Hõõgniidi temperatuuri juures 2500 kraadi Celsiuse juures on seadme efektiivsus 30% kõrgem kui 500 W standardlampidel, mille tööiga on 1000 tundi.

Hõõgniitide tootmisel kasutatakse terasest südamiku lõõmutamisprotsessi. Töötlemise ajal on vajalik hoolikalt kontrollida heeliksisse hajuva raua taset, säilitades ahjus sobiva temperatuuri. Edasise operatsiooni ajal on lisandite aatomid suhteliselt kergesti aurustatavad ja halogeeni siduvad. Lisaks on kolbi seintele hävimatu rünnak.

Teel tuleb märkida, et piduriseadmete arv on soovitav minimeerida. Kinnituskohtades on temperatuur veidi madalam, volfram langeb halvemaks. Kaasaegsetes kvartslampides on mõnikord ilma pidurisilindrita. Konvektsioonahju omanik tagab, et ta häirib kaane tõstmist ja selle all.

Vahepeal näitasid tooted mitmeid puudusi: kõrge temperatuur, reflektori puudumine. Metallipidurid peavad olema joodi suhtes vastupidavad, mis tähendab, et vask on nõutavatel eesmärkidel põhimõtteliselt ebasobiv - volfram, molübdeen või plaatina on vajalikud. Sarnane kehtib ka külgnevate juhtmete kohta. Neid kuumutatakse kõrgele temperatuurile. Kaasaegsetes lampides on klaasist otsad täielikult kinnitatud, ainult volfram puutub kokku söötmega. Patendis võisid leiutajad koguda kütte- ja valgustusseadme omadused. Nõukogude luure ei olnud magama ja 1960. aastal ilmusid NSV Liidus halogeenlambid KI 220-1000.

Disain halogeenlambid

Kütteseadmetes puudutab volframi pool sageli klaasi - kohtades. See ei ole ümber keeratud, kuid kolmnurga all on iga spiraal oma suurusega ja ainult mõned puudutavad lampi ja suhteliselt vähe punkte. See aitab vältida klaasi liigset kuumenemist. Konvektsioon ahjus puhutakse pidevalt ventilaatoriga, mis takistab selle soojenemist üle 600-700 kraadi. Helix töötab karmimate režiimidega. Kubilise kristallvõre tulekindla volframiga. Likviidsuse temperatuur on punktis 3653 K. Töörežiim ei ületa 90% määratud väärtusest.

Sellised kõrged temperatuurid on saavutatud halogeenide kasutamisega. Vaakumis muutuks helixi pinnalt aurustamine liiga tugevaks. Kvartsklaas valitakse kolvi valmistamiseks füüsikaliste omaduste jaoks. Materjalil on lai kiirguskiirguse aken, seetõttu kuumutatakse pind suhteliselt halvasti. Kvartsil on madal soojuspaisumistegur ja suurepärane soojusšokk.

Hoolimata asjaolust, et ränioksiidi peetakse planeedil kõige rikkalikumaks mineraaliks( räni kaal on 26% maakoorest), ei esine see peaaegu puhtas vormis, vaid on osa ahhaat, rauchtopazi, tsitriini, ametüstit, jaspis, kivikristalli.jõe liiv ja mitmed teised looduslikud kihid: graniit, armu, kiltkivi, erinevad silikaadid. Ja patendis mainitud ei ole räni. Raskus seisneb nõutava komponendi väljavõtmises kivist. Kvartsist on mitmeid stabiilseid muudatusi:

1. Tavapärased spetsialistid kannavad kreeka kirja Beta nime ja esindavad suuri läbipaistvaid kristalle. Arvatakse, et normaalsetes tingimustes on stabiilne temperatuur alla 573 ° C.
2. Määratud temperatuurikünnise ületamisel muutub kvarts alfa-modifikatsiooniks. Ja see jääb siia 870 kraadini.
3. Täiendava temperatuuri tõusuga moodustub tridümiit( kolmekordsed kristallid).Ja nii 1470 kraadi Celsiuse järgi.
4. Järgmine stabiilne modifikatsioon temperatuurile 1710 kraadi on cristobalite.
5. Suurema skaalaga ränidioksiid on sulatatud kujul.

Kvartsi jahutamise võimalik tehnoloogiline protsess ilma kristallide moodustamiseta. Klaasi valmistamiseks kasutatakse amorfset vormi. Kristallide konfiguratsioon sõltub:

• kristallisatsioonikiirusest.
• Vedeliku faasi viskoossus.
• Lisandite olemasolu.
• Objekti ruumiline asukoht.