Halogenlampa

Halogenlampa - elektrisk belysningsanordning, användningsprincipen för enheten i jämförelse med en enkel glödlampa kompletteras med införandet av halogenider i kolven för att öka livslängden och bevara produkten i sin ursprungliga form under lång tid.

Historien om skapandet av halogenlampor

Historien är nära kopplad till glödlampor, vi hänvisar läsarna till motsvarande översikt för en detaljerad bekantskap med uppfinningens historia. Här föreskriver vi bara att den första att upptäcka ledarens glöd på ett urval av platina tråd, Sir Humphry Davy. I källan av Kungliga Institutionen fanns en kraftkälla på tvåtusen celler som lyckades värma uppskuren till temperaturer över 550 grader Celsius, vid vilken kroppar börjar glöda i markbundna förhållanden. Effekten varade inte länge men markerade början på en lång episk sökning efter användningen som en användbar åtgärd för mänsklighetens behov.

I rysk praxis börjar historien om att skapa glödlampor i 1872, då vår landsman Lodygin skapade sitt eget prov. De andra vetenskapsmännen har blivit försiktigt bortglömda. Författarna brukar läsa från 1882, när Edwin Scribner gissade att introducera en svag kloratmosfär i en kollampa istället för ett vakuum. Detta blockerade i stor utsträckning kolvens svärta. I patentets text ges uppfinningen en felaktig tolkning: förmodligen klor bildar en genomskinlig film som eliminerar en känd defekt.

I själva verket dissocierar halogenföreningarna väl, de molekyler som avdunstas från helixens yta återgår gradvis till sin ursprungliga plats, vilket eliminerar den svarta insättningen på kolven. Patent US254780 A anses idag vara den första fågeln som meddelar ankomsten av halogenlampor. Idén under lång tid fann inte praktisk tillämpning. Och i kolvens atmosfär används inerta gaser, till exempel kväve i Lodygin-provet. En forskares fördel - jag gissade att ersätta vakuumet, vilket gjorde konstruktionen bräcklig och tillverkningstekniken svår.

Forgotten historians namn - George Meikl. Texten i patentet US1267888 A föreslår att tillsätta jod till det inerta gasmediet av en lampdiod. Ett antal positiva effekter uppträder: parasitiska spänningsförluster i bågen minskar till 11-12 V( vanligtvis från 16 till 20 V), arbetet blir konstant. Det finns första användningen av andra halogener, förutom klor, i lampans atmosfär.Även om det är en likriktare enhet. Dessutom fungerade vakuumlampan inte i mer än 1000 timmar, varan var svår att tillverka. Lodygin använde kväve för praktiska ändamål, använde ädelgaser( argon, etc.).

1923 års upptäckt av den regenerativa cykeln i atmosfären av alkalimetallhalogenider anses vara nyckeln. Det visas att volframmolekyler som avdunstats från filamentet gradvis återvänder tillbaka. Patentet hänvisar till en viss transparent film som bildas av halogen. Det är uppenbart att författarna litade på Edwin Scribners idéer. Detta var utgångspunkten för vidareutveckling av halogenlampteknik. Johannes Antonius Maria van Limpnt var engagerad i experiment med kristallväxt. Detta är allt mer lovvärt eftersom halvledartekniken föddes senare, men genom att studera diffusion och utfällning av föroreningar från gaser upptäckte forskaren de fördelaktiga egenskaperna hos halogener: jod, brom, klor. Med hjälp av dessa föreningar var det möjligt att återställa volfram( eller kol) spolar, sprutmetall med ett tunt skikt på ytan av delarna.

USSR-patentet nummer 7415 av den 13 januari 1929 behandlar metoder för att skapa varaktiga tungstenfilament. För detta ändamål tillsattes från 0,1 till 3% hafniumoxid till det ursprungliga metallpulvret. Forskare gick för att öka glödlampans liv på olika sätt. På samma sätt erhöll Neunhoffer och Schulz 1949 ett patent för en glödlampa fylld med volfram- eller rheniumhalogenider. Detta bidrar till regenerering av tråden. Om patentet är litet känt, var resultatet av halids verkan kortlivad.

Under de teoretiska tillverkningarna antogs det att föreningarna samverkar på okänt sätt med volfram och andra metaller som finns i kolven. Och när den amerikanska rymdindustrin behövde en kraftfull strålkälla som imiterade solen, måste forskarna återkalla den regenererande volframcykeln och tidigare utveckling. Kollampor idag är kända för uppvärmning av luft, men föremål. Anledningen är tydlig - energi överförs övervägande av strålning. För att skapa höga kraftdensiteter kretsar volframspolen med en tunn tråd. Kända mönster med dubbel tråd.

Kvartslampor: Första steget

Den 3 mars 1958 lämnade ingenjörerna General Electric, Friedrich Elmer och Wiley Emmett patent på en värmelampa där spolen skyddades av ett halogenidmedium. Texten uppgav att kolven med typiska modeller gradvis täcktes med en mörk blom med långvarig drift. För att minimera effekten sökte storleken på den sfäriska delen att öka. Plåten är fördelad över ett större område och är mindre märkbart. Det har varit andra försök att lösa problemet:

1. . Användningen av tunga ångor krypton, xenon, kvicksilver. I det senare fallet applicerades ett ytterligare tryck över atmosfärstrycket.
2. . Användning av neutrala gaser: argon och kväve.

Åtgärder korrigerade inte situationen helt. Forskare föreslår att man använder tråden för regenerering( och rengöring av kolven) ett par jod. Till följd av detta har produkten för rymdindustrin, svartat om 10 minuter, redan tjänat 2000 timmar. Tanken är inte ny, det framgår av texten i patentet att de lösningar som föreslagits tidigare inte hade kommersiell framgång. En sådan typ av logik.

På grund av sin egen otrygga position fortsätter forskarna med motiveringen och säger att en lampa med en diameter på 0,08 till 0,5 tum kan användas för uppvärmning och belysning. Vid den tidpunkten fanns det inget begrepp om en reflektor i hushållsapparater, det beräknade avståndet till väggen var noga specificerat för att undvika eld. Enligt experimentella data fortsätter jod att utföra en regenerativ funktion inom temperaturer upp till 250 grader Celsius, arbetet bryts vid 1200. Det är bättre att göra en kolv kvarts. Ett Vycor-material innehållande upp till 96% kiseldioxid( kiseldioxid) föreslås.

Jodkoncentrationen är inte mindre än 0,01 μmol per kubikcentimeter. Den övre gränsen bestämmer insynen i kolvens atmosfär. Experimentellt var det högsta möjliga partialtrycket av jodånga 5 mm Hg( motsvarande 1 μmol / cc).Vid vertikal drift av en lång kolv är stratifiering av mediet möjligt, men som regel finns det tillräckligt med koncentration av ämnen. Vissa värden gav synpunkter på avvisning av användning av andra gaser:

• Klor förstör trådstöd och orsakar spikar på volfram i extrema områden.
• Brom är mindre destruktiv än klor, fluor är inte alls lämplig.
• Användningen av kvicksilverånga eller kväve bidrar till att kolven svärjs.

Det rekommenderas att upprätthålla ett partiellt tryck av inert gas i området 600 mm Hg för enhetlig sedimentering av volfram på en glödtråd. Som ett resultat fick forskare en apparat med en strålningskraft på 100 W / tum längd vid en effektdensitet på 24 W per kvadratcentimeter av glödlampan. Parametrarna kan varieras inom vida gränser. Vid en glödtemperatur på 2500 grader Celsius är enhetens effektivitet 30% högre än för standardlampor på 500 W med en motsvarande livslängd på 1000 timmar.

Vid tillverkning av filament används en glödgningsprocess på en ståldorn. Under bearbetningen är det noggrant nödvändigt att styra nivån av järn som diffunderar i spiralen genom att behålla en lämplig temperatur i ugnen. Under ytterligare drift är föroreningsatomer relativt lätt att indunsta och binda halogen. Dessutom en oförstörbar raid på kolven väggar.

Längs vägen noteras att det är önskvärt att minimera antalet kaliprar. På ställen är temperaturen något lägre, och wolframen sätter sig sämre. I moderna kvarts lampor gör det ibland utan kaliper.Ägaren till konvektionsugnen kommer att se till om hon plågar att lyfta locket och titta under det.

Samtidigt visade produkterna ett antal brister: hög temperatur, frånvaron av en reflektor. Metallkaliper måste vara motståndskraftiga mot jod, vilket innebär att koppar i grunden inte är lämplig för de ändamål som krävs - volfram, molybden eller platina behövs. Liknande gäller vid angränsande ledningar. De värms till hög temperatur. I moderna lampor kläms glaset i ändarna helt, endast volfram är i kontakt med mediet. I patentet kunde uppfinnarna samla uppvärmnings- och belysningsanordningens egenskaper. Sovjetunderrättelsen sov inte och i de kommande 1960en uppträdde halogenlamporna KI 220-1000 i Sovjetunionen.

Design halogenlampor

Vid uppvärmningsanordningar berör en volframspole ofta glaset - på platser. Det är inte krökt runt, men med en triangel, varje spole av sin egen storlek, och bara några rör pärlan, och i ett relativt litet antal punkter. Detta hjälper till att undvika överdriven uppvärmning av glaset. I konvektionsugnen blåses kolven ständigt av en fläkt som förhindrar att den värms upp över 600-700 grader. Helixen arbetar med hårdare lägen. Med en kubisk kristallgitter av eldfast tungsten. Likvidustemperaturen ligger vid 3653 K. Driftläget överstiger inte 90% av det angivna värdet.

Sådana höga temperaturer har uppnåtts genom användning av halogener. I vakuum skulle förångning från helixens yta bli för stark. Kvartsglas är valt för tillverkning av kolven för fysikaliska egenskaper. Materialet har ett brett fönster för överföring av strålning, därför är ytan uppvärmd relativt dåligt. Kvarts har en låg termisk expansionskoefficient och utmärkta värmechockhållare.

Trots att kiseloxid anses vara det mest rikliga mineralet på planeten( kisel är 26% av jordskorpan), förekommer det nästan inte i ren form, men är en del av agat, rauchtopaz, citrin, ametist, jaspis, bergkristall,flodsand och ett antal andra naturliga formationer: granit, nåd, skiffer, olika silikater. Och inte konstigt i patentet nämndes kiseldioxid. Svårigheten ligger i att extrahera den nödvändiga komponenten från berget. Det finns flera stabila modifieringar av kvarts:

1. Vanliga professionella bär namnet på grekiska bokstaven Beta och representerar stora genomskinliga kristaller. Man tror att det under normala förhållanden är stabilt under temperaturen 573 grader Celsius.
2. Efter att ha övervunnit den angivna temperaturgränsen blir kvarts till alfa-modifiering. Och det ligger kvar till 870 grader Celsius.
3. Vid en ytterligare temperaturökning bildas tridymit( ternära kristaller).Och så till 1470 grader Celsius.
4. Den nästa stabila modifieringen till en temperatur av 1710 grader Celsius är cristobalit.
5. Silika med högre tjocklek är närvarande i form av smälta.

Möjlig teknisk process för kylkvarts utan kristallbildning. Amorf form används för att skapa glas. Kristallens konfiguration beror på:

• -kristallisationshastigheter.
• Viskositet av vätskefasen.
• Närvaron av föroreningar.
• Spatial plats för objektet.