Halogenlampe

Halogenlampe - elektrisk belysningsenhed, betjeningsprincippet for enheden i sammenligning med en enkelt glødelampe suppleres med indførelsen af ​​halogenider i kolben for at øge levetiden og bevare produktet i sin oprindelige form i lang tid.

Historien om oprettelsen af ​​halogenlamper

Historien er tæt forbundet med glødelamper, vi henviser læsere til den tilsvarende anmeldelse for en detaljeret bekendtskab med opfindelsens historie. Her fastsætter vi kun, at den første til at opdage ledernes glød på en stikprøve af platintråd, Sir Humphry Davy. I kælderen af ​​den kongelige institution var der en strømkilde på to tusind celler, der formåede at opvarme skåret til temperaturer over 550 grader Celsius, hvor legemer begynder at gløde i jordiske forhold. Effekten varede ikke længe, ​​men markerede starten på en lang episk søgning efter dens anvendelse som et nyttigt mål for menneskehedens behov.

I russisk praksis begynder historien om oprettelsen af ​​glødelamper i 1872, da vores landmand Lodygin skabte sin egen prøve. Resultaterne af de andre videnskabsmænd er blevet forsigtigt glemt. Forfatterne har en tendens til at læse fra 1882, da Edwin Scribner først gættede at introducere en svag chlor atmosfære i en kul lampe i stedet for et vakuum. Dette forhindrede i høj grad flaskens fortykning. I patentets tekst gives opfindelsen en forkert fortolkning: formodentlig klor danner en gennemsigtig film, der fjerner en kendt defekt.

I virkeligheden dissocierer halogenforbindelserne godt, de molekyler, der fordampes fra overfladen af ​​helixen, går gradvist tilbage til deres oprindelige sted, hvilket eliminerer den sorte afsætning på kolben. Patent US254780 A betragtes i dag som den første fugl til at annoncere ankomsten af ​​halogenlamper. Idéen i lang tid fandt ikke praktisk anvendelse. Og i atmosfæren i kolben anvendes inerte gasser, for eksempel nitrogen i Lodygin-prøven. Videnskaben til en videnskabsmand - Jeg gættede at erstatte vakuumet, hvilket gjorde konstruktionen skrøbelig, og fremstillingsprocessen er vanskelig.

Glemt historikere navn - George Meikl. Teksten til patent US1267888 A foreslår at tilføje jod til inertgasmediet af en lampediode. Der opstår en række positive virkninger: parasitiske spændingsforløb i lysbuen falder til 11-12 V( normalt fra 16 til 20 V), arbejdet bliver konstant. Der er første brug af andre halogener, ud over klor, i glødelampens atmosfære. Selv om det er en ensretter enhed. Desuden fungerede vakuumlampen ikke i mere end 1000 timer, idet apparatet var vanskeligt at fremstille. Lodygin brugte nitrogen til praktiske formål, anvendte ædelgasser( argon osv.).

1923 års opdagelse af den regenerative cyklus i atmosfæren af ​​alkalimetalhalogenider betragtes som nøgle. Det er vist, at wolframmolekyler inddampet fra filamentet gradvist vender tilbage. Teksten til patentet henviser til en vis gennemsigtig film dannet af halogen. Det er tydeligt, at forfatterne stolte på Edwin Scribners ideer. Dette var udgangspunktet for den videre udvikling af halogenlampeteknologi. Johannes Antonius Maria van Limpnt var involveret i eksperimenter med krystalopdræt. Dette er jo mere lovværdigt, fordi halvlederteknologien blev født senere, men ved at studere diffusion og udfældning af urenheder fra gasser, opdagede forskeren de nyttige kvaliteter af halogener: jod, brom, chlor. Ved hjælp af disse forbindelser var det muligt at genoprette wolfram( eller kul) spoler, sprøjtemetal med et tyndt lag på overfladen af ​​delene.

USSR patent nr. 7415 af 13. januar 1929 omhandler metoder til fremstilling af holdbare wolframfilamenter. Til dette formål blev fra 0,1 til 3% hafniumoxid tilsat til det oprindelige metalpulver. Forskere gik for at øge glødelampernes levetid på forskellige måder. Tilsvarende opnår Neunhoffer og Schulz i 1949 et patent for en glødelampe fyldt med wolfram eller rheniumhalogenider. Dette bidrager til regenerering af tråden. Om patentet lille er kendt, var resultatet af virkningen af ​​halogenider kortvarig.

Under de teoretiske fremstillinger blev det antaget, at forbindelserne interagerer på en ukendt måde med wolfram og andre metaller indeholdt i kolben. Og da den amerikanske rumindustri havde brug for en stærk strålekilde efterligner solen, måtte forskerne huske den regenerative wolframcyklus og tidligere udviklinger. Kulelamper i dag er berømte for opvarmning af ikke luft, men genstande.Årsagen er tydelig - energi overføres overvejende af stråling. For at skabe højeffektdensiteter spoler wolframspolen med en tynd tråd. Kendte designs med dobbelt tråd.

-kvartslamper: Første skridt

Den 3. marts 1958 arkiverede ingeniører General Electric, Friedrich Elmer og Wiley Emmett et patent på en varmelampe, hvor spolen var beskyttet af et halogenid medium. Teksten udtalte, at kolben med typiske modeller med langvarig drift blev dækket gradvist med en mørk blomst. For at minimere effekten søgte størrelsen af ​​den sfæriske del at øge. Plaque er fordelt over et større område og er mindre mærkbart. Der har været andre forsøg på at løse problemet:

1. . Brugen af ​​stærke dampe af krypton, xenon, kviksølv. I sidstnævnte tilfælde blev et yderligere tryk over atmosfærisk tryk påført.
2. . Brug af neutrale gasser: argon og nitrogen.

Foranstaltninger afhjælper ikke situationen helt. Forskere foreslår at bruge for regenerering af tråden( og rengøring af kolben) et par iod. Som følge heraf har produktet til rumindustrien, som er blevet sort i 10 minutter, allerede tjent 2000 timer. Ideen er ikke ny, det fremgår af teksten i patentet, at de løsninger, der blev foreslået tidligere, ikke havde kommerciel succes. Sådan en slags logik.

Føler deres egen usikre position, forskerne fortsætter begrundelsen og siger, at en lampe med en diameter på 0,08 til 0,5 tommer kan bruges til opvarmning og belysning. På det tidspunkt var der ikke noget koncept om en reflektor i husholdningsapparater, den anslåede afstand til væggen blev omhyggeligt specificeret for at undgå brand. Ifølge eksperimentelle data fortsætter jod med at udføre en regenerativ funktion inden for temperaturer op til 250 grader Celsius. Arbejdet er brudt i 1200. Det er bedre at lave en kvartskolbe. Et Vycor-materiale indeholdende op til 96% silica( silica) foreslås.

Koncentrationen af ​​iod er ikke mindre end 0,01 μmol pr. Kubikcentimeter. Den øvre grænse bestemmer gennemsigtigheden af ​​kolbenes atmosfære. Eksperimentelt var det maksimale mulige partialtryk af joddamp 5 mm Hg( svarende til 1 μmol / cm3).Ved vertikal drift af en lang kolbe er stratificering af mediet muligt, men som regel er koncentrationen af ​​stoffer tilstrækkelig. Nogle værdier gav kommentarer til afvisning af brugen af ​​andre gasser:

• Chlor ødelægger trådstøtter og forårsager pigge på wolfram i ekstreme områder.
• Brom er mindre destruktiv end chlor, fluor er slet ikke egnet.
• Brugen af ​​kviksølvdamp eller kvælstof bidrager til sværgningen af ​​kolben.

Det anbefales at opretholde et partialtryk af inert gas i området 600 mm Hg til ensartet sedimentering af wolfram på en filament. Som følge heraf opnåede forskere en anordning med en strålingskraft på 100 W / inch længde ved en effektdensitet på 24 W pr. Kvadratcentimeter af pære. Parametre kan varieres inden for store grænser. Ved en filamenttemperatur på 2500 grader Celsius er apparatets effektivitet 30% højere end for standardlamper på 500 W med en tilsvarende levetid på 1000 timer.

Ved fremstilling af filamenter anvendes en glødningsproces på en ståldorn. Under forarbejdning er det omhyggeligt nødvendigt at styre niveauet af jern, der diffunderer i helixen ved at opretholde en passende temperatur i ovnen. Under yderligere drift er urenhederne forholdsvis let at fordampe og binde halogen. Derudover er et uforgængeligt raid på væggene i kolben.

Undervejs bemærkes det, at det er ønskeligt at minimere antallet af kalipre. På steder af vedhæftning er temperaturen lidt lavere, og wolframmet bliver værre. I moderne kvarts lamper gør det nogle gange uden kaliber. Ejeren af ​​konvektionsovnen vil sørge for, om hun plager at løfte låget og se under det.

I mellemtiden viste produkterne en række mangler: høj temperatur, fravær af reflektor. Metalkaliper skal være modstandsdygtige over for jod, hvilket betyder, at kobber i det væsentlige ikke er egnet til de krævede formål - wolfram, molybdæn eller platin er nødvendige. Tilsvarende gælder for tilstødende ledninger. De opvarmes til en høj temperatur. I moderne lamper er glaset i enderne fastspændt, kun wolfram er i kontakt med mediet. I patentet var opfinderne i stand til at indsamle egenskaberne af varme- og belysningsindretningen. Sovjetunderretningen sov ikke, og i de kommende 1960 optrådte halogenlamper KI 220-1000 i Sovjetunionen.

Design halogenlamper

I varmeapparater berører en wolframspole ofte glasset - på steder. Det er ikke buet rundt, men med en trekant, hver spiral af sin egen størrelse og kun et par berør pæren og i et relativt lille antal punkter. Dette hjælper med at undgå overdreven opvarmning af glasset. I konvektionsovnen blæses kolben konstant af en ventilator, som forhindrer det i at opvarme over 600-700 grader. Helixen arbejder med hårdere tilstande. Med et kubisk krystal gitter af ildfast wolfram. Likvidustemperaturen er ved 3653 K. Driftstilstanden overstiger ikke 90% af den angivne værdi.

Sådanne høje temperaturer er opnået ved brug af halogener. I vakuum vil fordampning fra helixens overflade blive for stærk. Kvartsglas er valgt til fremstilling af kolben til fysiske egenskaber. Materialet har et stort vindue til overførsel af stråling, derfor bliver overfladen opvarmet forholdsvis dårligt. Kvarts har en lav varmeudvidelseskoefficient og fremragende termiske stødbeslag.

På trods af at siliciumoxid betragtes som det mest rigelige mineral på planeten( silicium er 26% af jordskorpen), forekommer det næsten ikke i sin rene form, men er en del af agat, rauchtopaz, citrin, ametyst, jaspis, rockkrystalflodsand og en række andre naturlige formationer: granit, nåde, skifer, forskellige silikater. Og ikke underligt i patentet blev nævnt silica. Vanskeligheden er at udvinde den nødvendige komponent fra klippen. Der er flere stabile modifikationer af kvarts:

1. Almindelige fagfolk bærer navnet på det græske bogstav Beta og repræsenterer store transparente krystaller. Det antages, at under normale forhold er stabilt under temperaturen på 573 grader Celsius.
2. Efter at have overvundet den angivne temperaturtærskel, bliver kvarts til alfa-modifikation. Og det forbliver her til 870 grader Celsius.
3. Med en yderligere temperaturforøgelse dannes tridymit( ternære krystaller).Og så til 1470 grader Celsius.
4. Den næste stabile modifikation til en temperatur på 1710 grader Celsius er cristobalit.
5. Højere skala silica er til stede i form af en smelte.

Mulig teknologisk proces af kølekvarts uden dannelse af krystaller. Amorf form bruges til at skabe glas. Krystallernes konfiguration afhænger af:

• -krystallisationshastigheder.
• Viskositet af væskefasen.
• Tilstedeværelsen af ​​urenheder.
• Spatial placering af objektet.