Halogēna lampa

Halogēna spuldze - elektriskā apgaismes ierīce, ierīces darbības princips salīdzinājumā ar vienkāršu kvēlspuldzi tiek papildināts ar halogenīdu ievadīšanu kolbā, lai palielinātu kalpošanas laiku un ilgstoši saglabātu produktu sākotnējā formā.

Halogēnspuldzes izveides vēsture

Vēsture ir cieši saistīta ar kvēlspuldzēm, lasītājus aplūkojot, lai iegūtu detalizētu iepazīšanos ar izgudrojuma vēsturi.Šeit mēs tikai nosaka, ka pirmais, kas atklāj vadu spīdumu platīna stieples paraugā, Sir Humphry Davy. Karaliskās iestādes pagrabā atradās divi tūkstoši šūnu barošanas avoti, kas spēja sasmalcināt temperatūru virs 550 grādiem pēc Celsija, pie kuras ķermeņi sāk mirdzēt sauszemes apstākļos. Ietekme nebija ilgstoša, bet iezīmēja garas episkas meklēšanas sākumu, kas bija noderīgs pasākums cilvēces vajadzībām.

Krievu praksē kvēlspuldzes izveides vēsture sākās 1872. gadā, kad mūsu tautietis Lodygins izveidoja savu paraugu. Pārējo zinātnes cilvēku sasniegumi ir piesardzīgi aizmirsti. Autori mēdz lasīt no 1882. gada, kad Edwin Scribner pirmo reizi uzminēja vāju hlora atmosfēru vakuuma vietā.Tas lielā mērā bloķēja kolbas melnināšanu. Patentu tekstā izgudrojumam ir nepareiza interpretācija: domājams, ka hlors veido caurspīdīgu plēvi, kas novērš zināmu defektu.

Faktiski halogēna savienojumi labi atdalās, molekulas, kas iztvaikotas no spirāles virsmas, pakāpeniski atgriežas sākotnējā vietā, novēršot melno nogulumu uz kolbas. Patentu US254780 A šodien uzskata par pirmo putnu, kas paziņo par halogēna lampu ierašanos. Ilgu laiku ideja neatrada praktisku pielietojumu. Un kolbas atmosfērā tiek izmantotas inertas gāzes, piemēram, slāpeklis Lodygin paraugā.Zinātnieka nopelns - es domāju nomainīt vakuumu, kas padarīja būvniecību trauslu, un ražošanas tehnoloģija bija sarežģīta.

Aizmirsts vēsturnieki - Džordžs Meikls. Patente US1267888 A ierosina pievienot jodu lampas diodes inertai gāzu videi. Pastāv vairākas pozitīvas sekas: parazītu sprieguma zudumi loka līknē samazinās līdz 11–12 V( parasti no 16 līdz 20 V), darbs kļūst nemainīgs. Kvēlspuldzes atmosfērā papildus hloram pirmo reizi tiek izmantoti arī citi halogēni. Lai gan tā ir taisngrieža ierīce. Turklāt vakuuma lampa nedarbojās vairāk nekā 1000 stundas, ierīci bija grūti izgatavot. Lodygin izmantoja slāpekli praktiskiem mērķiem, izmantoja cēlgāzes( argonu uc).

1923. gads, kad tika atklāts reģeneratīvais cikls sārmu metālu halogenīdu atmosfērā, tiek uzskatīts par atslēgu. Tiek parādīts, ka no kvēldiega tvaicētas volframa molekulas pakāpeniski atgriežas atpakaļ.Patentu teksts attiecas uz noteiktu caurspīdīgu plēvi, ko veido halogēns. Ir acīmredzams, ka autori paļāvās uz Edwin Scribner idejām. Tas bija sākuma punkts turpmākai halogēna lampu tehnoloģijas attīstībai. Johannes Antonius Maria van Limpnt veica eksperimentus ar kristāla audzēšanu. Tas ir vēl slavējams, jo pusvadītāju tehnoloģija piedzima vēlāk, bet, pētot piemaisījumu difūziju un nokrišņus no gāzēm, zinātnieks atklāja halogēnu labvēlīgās īpašības: jodu, bromu, hloru. Ar šo savienojumu palīdzību bija iespējams atjaunot volframa( vai ogļu) spoles, izsmidzināt metālu ar plānu slāni uz detaļu virsmas.

1929. gada 13. janvāra PSRS patents Nr. 7415 attiecas uz izturīgu volframa pavedienu radīšanas metodēm.Šim nolūkam sākotnējam metāla pulverim tika pievienots no 0,1 līdz 3% hafnija oksīda. Zinātnieki devās, lai palielinātu kvēlspuldzes dzīvi dažādos veidos. Līdzīgi, Neunhoffers un Schulz 1949. gadā ieguva patentu kvēlspuldzei, kas piepildīta ar volframa vai renēna halogenīdiem. Tas veicina pavediena atjaunošanos. Par patentu maz ir zināms, halogenīdu darbības rezultāts bija īss mūžs.

Teorētisko izstrādājumu laikā tika pieņemts, ka savienojumi nezināmā veidā mijiedarbojas ar volframu un citiem kolbā esošajiem metāliem. Un, kad ASV kosmosa industrijai vajadzēja spēcīgu starojuma avotu, kas imitē Sauli, zinātniekiem bija jāatgādina reģeneratīvais volframa cikls un iepriekšējie notikumi. Oglekļa lampas šodien ir slavenas ar siltumu, nevis gaisu, bet gan par objektiem. Iemesls ir skaidrs - enerģiju pārsvarā nodod radiācija. Lai izveidotu lielus jaudas blīvumus, volframa spole sasmalcina ar plānu vītni. Zināmie dizaini ar dubultu vītni.

kvarca lampas: pirmie soļi

1958. gada 3. martā inženieri General Electric, Friedrich Elmer un Wiley Emmett, iesniedza patentu apkures lampai, kur spole tika aizsargāta ar halogenīdu. Teksts norādīja, ka ar ilgstošu darbību tipisko modeļu kolba pakāpeniski tika pārklāta ar tumšu ziedu. Lai samazinātu ietekmi, sfēriskās daļas izmērs tika palielināts. Plāksne tiek izplatīta plašākā platībā un ir mazāk pamanāma. Ir bijuši citi mēģinājumi atrisināt šo problēmu:

1. : smago kriptona, ksenona, dzīvsudraba tvaiku izmantošana. Pēdējā gadījumā tika izmantots papildu spiediens virs atmosfēras spiediena. Neitrālu gāzu izmantošana: argons un slāpeklis.

pasākumi pilnībā neizlaboja situāciju. Zinātnieki ierosina pavediena reģenerācijai( un kolbas tīrīšanai) izmantot joda pāri. Rezultātā kosmosa industrijas produkts, kas nokrāsots 10 minūtēs, jau ir bijis 2000 stundas. Ideja nav jauna, patenta tekstā teikts, ka iepriekš piedāvātajiem risinājumiem nebija komerciālu panākumu.Šāda veida loģika.

Izjūtot savu nedrošo stāvokli, pētnieki turpina loģiku, sakot, ka apkurei un apgaismojumam var izmantot lampu ar diametru no 0,08 līdz 0,5 collām. Tajā laikā nebija mājsaimniecības ierīču atstarotāja jēdziena, lai izvairītos no ugunsgrēka, rūpīgi tika noteikts aptuvenais attālums līdz sienai. Saskaņā ar eksperimentālajiem datiem jods turpina veikt reģenerējošu funkciju temperatūrā līdz 250 grādiem pēc Celsija, darbs tiek sadalīts 1200. gadā. Labāk ir izgatavot kvarca kolbu. Tiek piedāvāts Vycor materiāls, kas satur līdz 96% silīcija dioksīda( silīcija dioksīda).

Joda koncentrācija nav mazāka par 0,01 µmol kubikcentimetrā.Augšējā robeža nosaka kolbas atmosfēras caurspīdīgumu. Eksperimentāli joda tvaiku maksimālais iespējamais daļējais spiediens bija 5 mm Hg( atbilst 1 µmol / cc).Ar garas kolbas vertikālu darbību ir iespējama barotnes stratifikācija, bet parasti ir pietiekama vielu koncentrācija. Dažas vērtības sniedza komentārus par citu gāzu izmantošanas nepieļaujamību:

• Hlora iznīcina pavedienu atbalstus un izraisa tapas uz volframa galējās vietās.
• Broms ir mazāk kaitīgs nekā hlora, fluora vispār nav piemērots.
• Dzīvsudraba tvaiku vai slāpekļa izmantošana veicina kolbas melnināšanu.

Ieteicams saglabāt inertās gāzes daļēju spiedienu 600 mm Hg diapazonā vienādai volframa sedimentācijai uz kvēldiega. Tā rezultātā zinātnieki ieguva ierīci ar 100 W / collu radiācijas jaudu, jaudas blīvumu 24 W uz vienu spuldzes kvadrātcentimetru. Parametri var mainīties plašos ierobežojumos. Pie kvēldiega temperatūras, kas ir 2500 grādi pēc Celsija, ierīces efektivitāte ir par 30% augstāka nekā 500 W standarta lampām ar līdzīgu ekspluatācijas laiku 1000 stundas.

Kvēldiegu ražošanā tiek izmantots atkausēšanas process uz tērauda tērauda. Apstrādes laikā rūpīgi jāpārbauda dzelzs daudzums, kas izkliedējas spirāle, uzturot atbilstošu temperatūru krāsnī.Turpmākas ekspluatācijas laikā piemaisījumu atomi samērā viegli iztvaiko un piesaista halogēnu. Turklāt, neiznīcināms reids uz kolbas sienām.

Ir jāatzīmē, ka ir vēlams samazināt slāpētāju skaitu. Piestiprināšanas vietās temperatūra ir nedaudz zemāka, volframs pasliktinās. Mūsdienu kvarca lampās dažreiz ir bez atsperēm. Konvekcijas krāsns īpašnieks pārliecinās, vai viņa traucēs pacelt vāku un paskatīties zem tā.

Tikmēr produkti parādīja vairākus trūkumus: augsta temperatūra, atstarotāja trūkums. Metāla slīpmašīnām jābūt izturīgām pret jodu, kas nozīmē, ka vara ir nepiemērota nepieciešamajiem mērķiem - nepieciešams volframs, molibdēns vai platīns. Līdzīgi attiecas uz blakus vadiem. Tie tiek sasildīti līdz augstai temperatūrai. Mūsdienīgos lukturos stikls galos ir pilnībā nostiprināts, tikai ar volframu saskaras ar vidi. Patentā izgudrotāji spēja savākt apkures un apgaismes ierīces īpašības. Padomju inteliģence nebija aizmigusi, un nākamajā 1960. gadā PSRS parādījās halogēnspuldzes KI 220-1000.

dizaina halogēnspuldzes

Apkures ierīcēs volframa spole bieži pieskaras stiklam - vietās. Tas nav izliekts apkārt, bet ar trijstūri, katra spole pēc sava izmēra, un tikai daži pieskaras spuldzei, un salīdzinoši nelielā punktu skaitā.Tas palīdz izvairīties no pārmērīgas stikla sildīšanas. Konvekcijas krāsnī kolbu pastāvīgi uzspridzina ventilators, kas neļauj sasildīties virs 600-700 grādiem. Helix darbojas ar stingrākiem režīmiem. Ar kubiskā kristāla režģi ar ugunsizturīgu volframu.Šķidruma temperatūra ir 3653 K punktā. Darba režīms nepārsniedz 90% no norādītās vērtības.

Šādas augstas temperatūras ir sasniegtas, izmantojot halogēnus. Vakuumā iztvaikošana no spirāles virsmas kļūtu pārāk spēcīga. Kvarca stikls tiek izvēlēts, lai ražotu kolbu fizikālām īpašībām. Materiālam ir plašs logs starojuma pārraidei, tāpēc virsma tiek sildīta salīdzinoši slikti. Kvarcam ir zems termiskās izplešanās koeficients, un tam piemīt lielisks siltuma trieciens.

Neskatoties uz to, ka silīcija oksīds tiek uzskatīts par vislielāko minerālu uz planētas( silīcija svars ir 26% no zemes garozas), tas gandrīz nenotiek tīrā veidā, bet ir daļa no ahāta, rauchtopaz, citrīna, ametista, jašpera, akmens kristālaupes smiltis un vairāki citi dabiskie veidojumi: granīts, žēlastība, slāneklis, dažādi silikāti. Un patentā netika minēts brīnums. Grūtības ir iegūt nepieciešamo komponentu no klints. Pastāv vairākas stabilas kvarca modifikācijas:

1. Parastie profesionāļi ir nosaukti ar grieķu burtu "Beta" un pārstāv lielus caurspīdīgus kristālus. Tiek uzskatīts, ka normālos apstākļos tas ir stabils zem 573 ° C temperatūras.
2. Ņemot vērā noteikto temperatūras slieksni, kvarcs pārvēršas par alfa modifikāciju. Un tas paliek šeit līdz 870 grādiem pēc Celsija.
3. Ar turpmāku temperatūras paaugstināšanos veidojas tridimīts( trīskārši kristāli).Un tā līdz 1470 grādiem pēc Celsija.
4. Nākamā stabilā modifikācija temperatūrai līdz 1710 grādiem pēc Celsija ir cristobalite.
5. Augstāka mēroga silīcija dioksīds atrodas kausējuma formā.

Kvarca dzesēšanas iespējamais tehnoloģiskais process bez kristālu veidošanās. Amorfu formu izmanto, lai izveidotu stiklu. Kristālu konfigurācija ir atkarīga no:

• kristalizācijas ātruma.
• Šķidrās fāzes viskozitāte.
• Piemaisījumu klātbūtne.
• Objekta telpiskā atrašanās vieta.