Ксенонът или метал-халогенът в действие

Метал-халогенната или както е по-правилно метал-халидната лампа е едно от най-изумителните осветителни тела, създавани от човешката цивилизация. Предназначението на тази лампа е да осигури спектър, по-близък до слънчевия от останалите осветителни тела.
Принципът на работа на лампата е феноменален в сравнение с домашните лампи. Това е подвид газоразрядна лампа, в която плазма свети под действието на хиляди волти напрежение. За да се осигури такова напрежение, метал-халогенната лампа се запалва от брутално масивен електронен баласт. Всичко е масивно в тези лампи, отражатели, баласт и корпус, който отдава топлина. Въпреки, че лампата не харчи кой знае колко много енергия, тя е едно малко слънце, което грее значително.
На снимката виждате тест от офиса ни на метал-халогенен прожектор. 70 вата е консумацията на лампата, а тялото с баласта и радиатора тежат цели 4 килограма.
Удивително е колко светлина, колко мощен светлинен поток се осигурява от едва 70 вата. Неслучайно тези лампи са елита на осветлението, с тях се осветяват кино прожекциите, ползват се като интериорно и архитектурно осветление от топ фирми. Стадиони и площади също се осветяват от такива лампи, защото светлината им, спектърът - впечатлява.
Може би ще изненадам мнозина, но метал-халогенът е по-известен в масите като "ксенон". Точно така, ксеноновите фарове са точно подвид на метал-халогенните лампи.

Метал-халогенът е втората най-ефективна лампа след натриевата

Малко теория. Метал-халогенната лампа е източник, който свети чрез дъгов разряд през изпарен живак и метални халиди. Това е лампа от тип HID, тоест с висока интензивност, затова не е желателно да очите ви да са близо до източника, тя се използва за "далекобойни" приложения. Ефективността ѝ е брутална, около 100 лумена на ват, което е до 5 пъти повече от нажежаемите лампи и надминава дори ефективността на стандартните LED лампи. При положение, че спектърът ѝ го прилича на нещо. Метал-халогенът е един от най-ефективните източници на бяла светлина с висок CRI (индекс на цветопредаване). Недостатък на този тип осветление е сравнително краткия жизнен цикъл на самото осветително тяло (с газовия балон), който е между 6 и 15 хиляди часа. Друг недостатък е обемният корпус, мощните електрически полета около киловолтовите баласти.

Ето как изглежда един от типовете тела на метал-халогенна лампа. Истинско произведение на инженерното изкуство. Малко слънце, облечено в керамика. При запалване, центърът ѝ наистина се превръща в плазмено слънце. Плашещо е в началото, имате чувството, че всеки момент това малко чудо ще избухне заедно с цялото помещение. Препалването в акустичния спектър (при не изстинала лампа), заедно със смущенията на цялата близка електроника създават едно такова впечатление, все едно сте в поста-апокалипсис. Може би неслучайно корпусът е толкова брониран, а отпред има закалено стъкло... защото ако стане БАУМ, да има какво да ви защити... плазма с до 30 хиляди волта, пичове!

След гасене, лампата пали трудно, плазмата трябва да изстине за да протече отново дъгата. Затова тези лампи в по-простия си вид (като този) не са подходящи за мрежа, в която има сривове. Кратко прекъсване на напрежението и лампата започва да се шокира, не пали, необходимо е е да изстине, иначе започват едни напъни, електромагнитни вихри. Препоръчвам UPS, при кратко спиране на захранването, пази лампата запалена, а при дълга авария, лампата така или иначе има време да изстине. С UPS това осветление става доста скъпо, за автомобил обаче си е на място, от акумулатора се захранва.
Виждате виолетовия ореол. Това е пряк индикатор за живачната природа на тази светлина, която има солидна ултра-виолетова природа. Ултравиолетът се смята справедливо или не за вреден и често се ползва за аргумент срещу тези лампи, "гроздето било кисело". В действителност УВ светлината лесно се филтрира, има много ниска проникваща способност и бързо гасене с разстоянието.
Но, чакайте малко! Слънцето свети в УВ, точно чрез УВ човек регулира голяма част от психиката и функционирането на витамини и ензими в тялото си. Липсата на УВ при стандартните осветителни тела е техният основен проблем. Съществуват митове, че метал-халогенът и подвидът му ксенон са в състояние да докарат човек до загар. Няма лошо. Единствено внимавайте с очите, тази светлина има много мощен интензитет. Поема се отразена, не гледайте пряко източниците ѝ.
Така и така подхванах темата, важно е да отбележа, че патогенните организми виреят в домовете ни, защото липсва ултра-виолет, който да ги изпепели. Плесени, акари, гъбички, вампири, невротични жени... всичко се неутрализира с ултра-виолет. И как само свети пишканото от котето при УВ светлина.

Реших да проверя мита за УВ, при запалването на лампата, когато плазмата още не се е стоплила. И да, наистина има пикове във виолетовата област, митът е верен. Внимавайте със стартиращи метал-халогени. Слагайте си Рей-Баните, но оригиналните, не от черноморския дилър на "маркови" стоки.
Тази спектрограма и първата, в началото на материала показват нещо удивително за тези лампи. Те една с една не си приличат, дори да са от един производител, серия, месец на производство. Има разлики даже от запалване до запалване. Разлики идват от стъклото, халогена, напрежението, изхабяването. Но и Слънцето не е стандартно, ден с ден не си прилича.
От показанията на снимката, също се вижда, че преди лампата да влезе в работен режим, CRI (Ra) е жалко мизерен. Цветовата температура е по-висока от работната.
Вижте наше видео на лампата, как пали когато не е изстинала, каква консумация има, косинус фи (реактивната съставка), съществува ли електромагнитно поле при палене и след влизане в работен тежим, характера и честотата на пулсациите:

А сега, характеристиките на лампата, измерени с наши инструменти:

Въпреки цялата прелест на тази сложна светлина, източниците ѝ са пулсиращи. Трептенията са от порядъка на 100 херца, тоест удвоената мрежова честота. Особено интересна е картината при стартираща лампа, последната снимка от трите по-горе.

 

Консумацията е малко над 70 вата, каквито са характеристиките на лампата. В режим, старт с неохладена лампа виждате, че нестартиралата лампа ползва едва 4 вата енергия. Косинус Фи показва, че пред нас е индуктивен източник на светлина.

 

Има теория, че този вид осветително тяло излъчва много мощни електро-магнитни полета, особено при старт. Нашият уред опроверга това.

На метър от луксметъра, това е стойността на яркостта. Сериозна стойност за неточков източник на светлина.

Като споменах за по-горе за роднинството между метал-халоген и ксенон, сещате ли се сега, защо китайските "ксенони" са истинско престъпление по пътищата? Нито спектърът им спектър, нито баластите им читави. Предвид синята си природа, най-вероятно пръскат мощно УВ, вредейки на шофьорите отсреща и давайки слаба информативност за водача си. Не са проектирани грамотно, липсват им филтри, правилни отражатели, светлината им е брутално неадекватна. С което се застрашава сигурността по пътищата.

Ксенонът на фирменият Mercedes E220 

Една кратка дискусия за ксенона, метал-халогена в автомобилите. Безспорно, това е много красив източник за шофьора, дългобоен за разлика от LED, много по-икономичен от халогена. Но, при близък обсег на шофьора отсреща, високо-интензивната лампа ослепява, разминаванията стават опасни и за двете превозни средства. Близките отблясъци от тази мощна светлина, огледала, знаци, теоретично ще дойдат в повече на зрението на водача. За автомобил, класическата халогенна лампа към момента остава без алтернатива.

Лампите на домашните проектори също са метал-халогенни, друг източник не може да осигури толкова ефективна мощ и толкова добър спектър за осигуряване на красив, контрастен цвят. Ако сте гледали LED проектори, те са слаби, с бледа картина, в която липсва червения цвят, наситеният зелен, виолетовите тонове. Сега се сещате защо лампата на проектора се оставя да изстине, преди ново палене, защо има вентилатор, защо запалването е толкова бавно?
Очаквайте скоро в офиса ни, демонстрационен център на всички източници на светлина, от халоген, през метал-халоген, сега търсим и индукционен флуоресцент. Очаквайте скоро при нас, елитни LED лампи и флуоресцентно-халогенни хибриди.
Перспективи? Всички лампи с живачна плазма са заклеймени и след 2020-та година ще изпаднат в пълна немилост. Сред тях попада и тази невероятна лампа, също така живачните, натриевите, флуоресцентните и индукционните лампи. Остават като че ли единствено LED и халогенните лампи. Сред газоразрядните ще останат LEP (плазмените) тела, които са близки до принципа на работа на метал-халогенните лампи.