Metal halide lamp что это

Просто добавь металл: в чем выигрывает металлогалогеновая лампа

Металлогалогенные лампы, обозначаемые аббревиатурой «МГЛ», используются в наши дни очень широко: ими освещаются теплицы и помещения, они используются как архитектурная подсветка и выставочные источники света, без них не обходится освещение мостов, спортивных сооружений, парков и множества других мест. Востребованность этих ламп среди самых разных категорий потребителей постоянно растет. И это не удивляет, потому что эти осветительные элементы предоставляют сразу несколько выгодных для покупателя преимуществ.

Надежность и компактность

Металлогалогеновые лампы производятся не первый год, и даже не первое десятилетие. Поэтому все их слабые места уже давно и достоверно выявлены и устранены, технология производства отточена до мелочей, выбор материалов досконально выверен, а конструкция оптимизирована настолько, насколько это можно сделать на современном уровне производственных технологий. Поэтому поломки внутренних элементов МГЛ сведены к минимально возможному уровню, и они отличаются эксплуатационной надежностью и привлекательной компактностью.

Долговечность

Еще одно преимущество металлогалогеновых источников света – их солидная долговечность. Разумеется, в этом также играют свою роль отработанная конструкция и технологи производства. Но главным фактором здесь становится сам принцип работы лампы. Слабым местом обычного источника света становится вольфрамовая нить накаливания – при нагревании часть вольфрама испаряется, истончая нить и в конечном итоге приводя ее к разрыву. У МГЛ все немного иначе – в них испаряющийся вольфрам взаимодействует с содержащимся в колбе галогенидом, а при выключении – снова оседает на электроды, продляя активный срок функционирования осветительного элемента до отметок в 6-15 тысяч часов.

Отличная энергоэффективность

При своей долговечности металлогалогеновые лампы примечательно энергоэффективны. Этот показатель демонстрирует, какое количество света создает лампа на каждый ватт потребленной электроэнергии. И в этом МГ-лампы сопоставимы со светодиодными – они выдают 100-120 люмен света на ватт.

Стабильность светового потока

Важным моментом МГЛ стало и то, что их эффективность и долговечность сопровождается световым потоком, который стабилен на всем протяжении их эксплуатации. Причем такая стабильность дает фору даже светодиодным аналогам: после 10 000 часов работы эффективность светодиодного источника света падает наполовину (на 50%), в то время как у металлогалогеновой лампы снижение составляет всего лишь 2-20%.

Устойчивость к высоким и низким температурам

Значимым для отечественных климатических условий преимуществом становится способность металлогалогенных ламп уверенно работать в широком диапазоне температур. Их конструкция не включает электронные компоненты – поэтому нагревание им не страшно. Но и холод им ни по чем – на морозе МГЛ способны работать неделями без малейших проявлений признаков перегрузок.

Хорошая цветопередача и обширный диапазон цветов

Для многих ламп определяющей характеристикой является индекс цветопередачи – выраженное в процентах сходство излучаемого света с естественным дневным освещением по различным длинам волн и равномерности интенсивности их излучения. У МГЛ этот показатель оказывается одним из самых высоких и в зависимости от модели колеблется в диапазоне от 85 до 95 процентов. Чтобы преимущество было наглядным, отметим: у LED-устройств этот показатель составляет всего 70-80%.

В некоторых МГЛ этот показатель намеренно корректируется под потребности места их использования. Например, натриевые металлогалогеновые лампы нашли себе применение для выращивания растений – и для этой цели их индекс цветопередачи «урезан» до 50-60%, концентрируя их энергию в полезном для растительности интервале.

Другой возможностью коррекции является изменение цвета свечения. Использование разных по составу галогенидов позволило добиться красного, теплого или холодного белого, зеленого, нейтрального, синего и прочих цветовых вариантов, которые выигрывают по своим спектральным показателям в сравнении с ртутными или натриевыми лампами.

Какие бывают лампы для светильников МГЛ и их схема подключения

Уже довольно длительное время лампы металлогалогенные (МГЛ) широко используются в разнообразной осветительной технике. Они компактны, экономичны, а мощность их может достигать 20 кВт. При этом осветительные приборы с МГЛ имеют отличную цветопередачу и даже могут светить различными цветами. Как устроена такая лампа и каковы ее основные характеристики? Статья ответит на эти вопросы, а заодно подскажет, как подключить металлогалогенный прибор своими силами.

Конструкция МГЛ лампы

Металлогалогенная лампа относится к газоразрядным приборам. Она работает с использованием принципа ионизации паров ртути в смеси с галогенидами – соединениями галогенов с другими химическими элементами.

Конструктивно металлогалогенный осветительный прибор представляет собой колбу, выполненную из тугоплавкого кварцевого или керамического стекла со впаянными электродами. Колба заполняется инертными газами, в которые добавляется металлическая ртуть и галогениды тех или иных металлов. Именно они расширяют и выравнивают видимый спектр излучения прибора, а также позволяют изменить цветовую температуру и цвет свечения лампы.

Эта колба, исполняющая роль горелки, помещается в еще одну, внешнюю, заполненную инертным газом или вакуумированную. Ее задача – защита горелки от механических и температурных воздействий и поглощение ультрафиолета, который присутствует в спектре излучения ртути и при взаимодействии с окружающим воздухом образует ядовитый для человека озон. Дополнительно внешняя колба уменьшает теплопотери, существенно увеличивая КПД и ресурс работы прибора.

Конструкция

Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос эксперту

Существуют и одноколбовые лампы, но в этом случае для изготовления горелки применяют безозонное кварцевое стекло, отсекающее жесткое ультрафиолетовое излучение. Это, конечно, не относится к специальным металлогалогенным приборам, предназначенным именно для получения жесткого УФ излучения.

Одноколбовая металлогалогенная лампочка

Для подключения к электросети прибор снабжается цоколем или цоколями следующих типов:

E27, Е40 (цоколь Эдисона);
RX7s (софитный двухцокольный вариант);
G8.5, Е12 (штырьковые).

Приборы мощностью 2 кВт и выше вместо цоколей имеют гибкие выводы с клеммами под винт.

Металлогалогенные осветители

Принцип работы

В холодном состоянии пары ртути и галогениды оседают на стенках горелки, и газовый промежуток внутри нее имеет высокое сопротивление. Поэтому для пуска лампы после подачи на электроды питающего напряжения необходимо на них же подать высоковольтный импульс. Для этого используется импульсное зажигающее устройство – ИЗУ.

зажигающее устройство

Благодаря ему в горелке появляется тлеющий разряд, который разогревает ртуть и галогениды. В результате последние испаряются. Давление в колбе увеличивается, а сопротивление газового промежутка уменьшается. Тлеющий разряд постепенно переходит в дуговой, заставляющий ионы ртути излучать видимый свет – лампа разгорается. Время выхода прибора на рабочий режим занимает в среднем 10-15 мин.

Одновременно в работу вступают галогены – они тоже начинают излучать в определенном спектре, выравнивая и дополняя спектр излучения ртути. В результате металлогалогенный источник может излучать свет не только различной цветовой температуры от теплого красноватого до холодного синего, но и разных оттенков: зеленого, красного, синего и пр. Все будет зависеть от состава и количества галогенидов. Это и является главной особенностью металлогалогенной лампы: ее цветопередача исключительно высока и может достигать 95.

Спектр излучения металлогалогенной лампочки

Покупая металлогалогенный осветитель, обращай внимание не только на его мощность и цоколь, но и на цветовую температуру и, тем более, цвет. Иначе ты рискуешь подсветить объект оттенками синего или красного вместо задуманного освещения дневным светом, либо наоборот.

Для того, чтобы при разогреве лампы разряд в горелке не перешел в неуправляемый дуговой, ток через прибор ограничивается при помощи специальных балластов: электромагнитных (дроссель) или электронных. Первые называют ЭмПРА (электромагнитный пускорегулирующий аппарат), вторые – ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат). Дроссели стоят намного дешевле электронных аналогов, зато вторые повышают КПД и надежность светильника, а, главное, исключают мерцание лампы с удвоенной частотой сети.

пускорегулирующие автоматы для металлогалогенных лампочек

Типы и характеристики

К сожалению, единой маркировки металлогалогенных ламп в мире не существует, каждый производитель может промаркировать прибор на свое усмотрение. Тем не менее некоторые названия МГЛ устоялись, и среди них можно сориентироваться. В России металлогалогенные лампы принято маркировать буквами ДРИ(Ш) с последующим указанием мощности в ваттах, где:

ДРИШ-450

Д – дуговая;
Р – ртутная;
И – йодидная;
Ш – шаровая форма горелки.

Рабочее напряжение на лампочках может не указываться. По умолчанию для приборов мощностью до 2 000 Вт оно составляет 220 В, для приборов 2 000 Вт и выше – 380 В.

Что касается зарубежных производителей, то у них самое распространенное обозначение металлогалогенных ламп – HMI (англ. metal halide lamp) или HM с последующим указанием мощности.

По остальным конструктивным характеристикам приняты следующие обозначения:

SE – одноцокольная.
DE – двухцокольная (софитная).
BH – рабочее положение горизонтальное.
BUD – рабочее положение вертикальное.
U – рабочее положение любое.
Т – колба цилиндрическая.
Е – колба эллипсоидная.
ЕТ – колба эллипсоидно-трубчатая.
ВТ – колба бульбовидно-трубчатая.
R – колба рефлекторная.
P – колба параболическая.

Дополнительно на металлогалогенной лампе может стоять ее цветовая температура в Кельвинах.

лампа с цилиндрической колбой

Маркировка на самой лампе может быть неполной, поэтому при покупке внимательно изучи упаковку или сопроводительную документацию, если она есть. Особое внимание обрати на рабочее положение прибора: лампа с горизонтальным рабочим положением недолго проработает вертикально, и наоборот.

Сфера применения

Сферу применения светильников с МГЛ определили их три основных отличия от других источников света:

Отличная цветопередача.
Высокая светоотдача.
Компактность.

Благодаря вышеперечисленным свойствам металлогалогенные осветители широко используются в кино- и фотосъемке, в сценическом освещении, подсветке и освещении массовых культурных мероприятий, включая открытые площадки.

Высокая мощность при небольших габаритах позволила использовать металлогалогенные источники света в поисковых прожекторах и осветителях заливного типа открытых объектов: вокзалов, аэропортов, стадионов. Можно встретить лампы этого типа в архитектурной подсветке и в системах освещения промышленных и общественных зданий, а также в фарах различных транспортных средств: от автомобилей до самолетов. В быту, к сожалению, металлогалогенные светильники не прижились из-за длительного разогрева и невозможности быстрого повторного пуска.

металлогалогенные осветители

Есть и еще одна область применения металлогалогенных светильников. Подбирая состав и количество галогенидов, можно создать спектр, необходимый для жизнедеятельности различных растений. Именно такие лампы успешно используются в теплицах и в аквариумном освещении.

досветка растений и освещения аквариумов

к содержанию ↑

Преимущества и недостатки

Самым главным преимуществом металлогалогенной лампы является широкий и равномерный спектр излучения. Свет ее почти полностью соответствует солнечному, а цветопередача достигает 95%. Такой точной цветопередачи не обеспечивает ни один существующий на сегодня источник искусственного света, включая светодиодные светильники.

Второе немаловажное преимущество – высокая энергоэффективность. Металлогалогенная лампа даже небольшой мощности способна создавать световой поток до 70 лм на ватт потребляемой мощности. А начиная с киловатта и выше, светоотдача прибора может достигать 95 лм/Вт. Это почти столько же, сколько и у светодиодных светильников реальной стоимости (диоды со светоотдачей 120 – 150 лм/Вт существуют, но их производство неоправданно дорого).

Кроме всего прочего, стоит упомянуть и о цветовой температуре. Она, как и цвет свечения, при помощи тех или иных добавок галогенидов может варьироваться довольно широко.

Добавим в преимущества относительно невысокую стоимость (в десятки раз дешевле светодиодных источников той же мощности) и срок эксплуатации, который в зависимости от мощности колеблется в диапазоне 10 000 – 15 000 часов. Для сравнения: средний срок службы натриевых ламп составляет 10000-20000 ч, а светодиодов, чье время наработки на отказ считается фантастическим, – 15000–30000 ч.

У металлогалогенных источников света есть следующие недостатки:

Высокая рабочая температура. Как и любой другой дуговой источник света, металлогалогенный сильно нагревается. Температура горелки может достигать 1200, а внешней колбы (если она предусмотрена конструкцией) – 300 градусов Цельсия. Это, конечно, требует принятия специальных мер безопасности.
Большое время выхода на рабочий режим. После включения необходимо 10-15 минут для того, чтобы прибор вышел на рабочий режим – разгорелся. Кроме того, после выключения лампа не запустится, пока не остынет. Этот недостаток является сдерживающим для использования металлогалогенных ламп в быту, где ждать 10-30 минут, пока лампа начнет светить, довольно сложно.
Содержит ядовитые вещества. Горелка металлогалогенной лампы наполнена металлической ртутью, поэтому ее нельзя взять и выбросить в мусорное ведро. МГЛ нужно утилизировать на специальных пунктах.
Необходимость в дополнительном оборудовании. Для того чтобы запустить металлогалогенную лампу, необходим балласт и ИЗУ, которые по размерам нередко больше самой лампы и, естественно, стоят немалых денег.

Схема подключения

Как я уже говорил выше, для пуска металлогалогенной лампы необходимо импульсное зажигающее устройство, а для ограничения тока через нее требуется ПРА (балласт). Первое включается параллельно лампе, второй – последовательно с ней.

Схема включения металлогалогенных ламп с двух- и трехвыводным ИЗУ

Обычно подобная схема наносится прямо на корпус балласта и ИЗУ, поэтому собрать металлогалогенный светильник своими руками не составляет никакого труда. Для этого достаточно обычной отвертки и указателя напряжения для определения нуля и фазы в сети.

Единственное, необходимо учитывать, что лампа и балласт греются довольно сильно: первая до 300, второй до 100-120 градусов. Поэтому, конструируя светильник, необходимо предусмотреть вентиляцию оборудования (обычно достаточно просто вентиляционных отверстий), а сам фонарь размещать вдали от легковоспламеняющихся предметов.

Отличие трехвыводного ИЗУ от двухвыводного состоит в том, что оно подает высоковольтный разряд только на лампу. В то время как двухвыводное подвергает бесполезному высоковольтному удару еще и балласт. Таким образом, трехвыводной прибор стоит дороже, но работает более корректно, существенно продлевая жизнь светильника.

Особенности эксплуатации

При использовании электромагнитного балласта (дросселя) для уменьшения реактивных потерь и некоторого повышения КПД параллельно светильнику желательна установка компенсационного конденсатора, обозначенного на схеме штрихпунктиром. Рабочее напряжение его должно быть не ниже 400 В (для ламп на 380 В – 600 В), а сам он должен быть бумажным неполярным. Емкость конденсатора выбирается исходя из мощности лампы. Для ДРИ-250, к примеру, хватит 35 мкФ, для ДРИ-400 емкость можно увеличить до 45 мкФ.

Для качественной и долговременной работы светильника мощность балласта должна соответствовать мощности лампы. ИЗУ выбирается такой, чтобы мощность лампы укладывалась в диапазон, указанный на его корпусе.

И еще один совет. Устанавливай лампу ДРИ только в хлопчатобумажных перчатках или при помощи чистой тканевой салфетки. Дело в том, что внешняя колба прибора нагревается до 300 градусов, а если прибор одноколбовый, то и до 1200. «Пальчики», которые ты оставишь на колбе, сгорят и образуют слой нагара, плохо проводящий тепло. В результате произойдет локальный перегрев, и стекло просто лопнет. Если же ты или кто-то другой уже «захватали» лампочку, протри ее салфеткой, смоченной спиртом.

Трещина, в результате перегрева стекла

Вот мы и разобрались с металлогалогенными лампами. Если ты дочитал статью до конца, то теперь знаешь, как она работает, как включается и чем отличается от других газоразрядных источников света.

Металлогалогенные лампы(МГЛ) в быту

Периодически всплывает тема использования металлогалогенных ламп(МГЛ) ламп в быту. Такие лампы обладают очень хорошей цветопередачей, но имеют ряд эксплуатационных особенностей. Последнее обсуждение МГЛ источников света было здесь . До этого была статья от BarsMonster, именно она мена и вдохновила на эксперименты, хотя конструкция там уж чересчур концептуальна. Обзор ламп МГЛ пробегал тут.

Расскажу о своем опыте с МГЛ лампами в квартире…

Первый вопрос: зачем? Здесь уместно сравнить со светодиодами. Сфероконный светодиод обходит МГЛ и по CRI, и по энергоэффективности. Светодиод, но не светильник. Наверное, у устройств из каталогов Philips или Osram тоже будет все хорошо и с мерцанием, и с долговечностью, но тот ширпотреб, который мне в поле зрения попадается МГЛ не конкурент. Даже мощные лампы светодиодные под E27 из Икеи, купленные чтобы вкрутить в обычную люстру, уже поменяны дважды, третий комплект пока живет, но яркость тоже сильно упала.
МГЛ сходят со сцены, то ли зеленые ртуть нашли, то ли светодиодные действительно выгоднее получаются, но ситуация нынче такая, что брендовые МГЛ светильники комплекте с лампой на барахолках массово по 500-1000 р продаются, зачастую новые, со складов. Это дешевле чем лампа отдельно стоит!

Первой попыткой поставить МГЛ была люстра на кухне. В 250 мм стеклянный матовый шар (опять шведы, но сейчас в ассортименте таких нет) была установлена 150 Вт лампа. Балласт установил сверху. Родной провод, за который люстра была подвешена, заменил арамидным шнурком (важно так нужна термостойкость). Лампа успешно отработала 4 года (~7 тыс. часов.), за это время, совершенно не напоминая о своем существовании, и была заменена новой, так как стала нестабильно включаться. Месяц назад захотел такой же в детскую повесить, неожиданная проблема обнаружилась: стеклянную люстру-шар найти непросто, сплошной пластик вокруг, долго гуглил, нашел: Eglo Rondo 85263, может кому пригодится. На обеденном столе получается 800 лк. Очень комфортный уровень, все точные работы (сборка Лего, вышивание, зашивание, аппликация бриллиантового зеленого теперь происходят на кухне).

Второй опыт: установка 3х35 Вт в люстру над рабочим местом. Лампы стоят горизонтально, светильник открыт с торца. Не совсем правильная конструкция – лампа без защиты, хотя увидеть её можно либо с торца, через «пипку» отпаянного баллона, либо сильно по касательной, т.е. для глаз угрозы не несет, так что вариант имеет право на жизнь. Из минусов: мух лампа привлекает очень эффективно, после встречи с раскаленной колбой у мухи нет шансов. В результате сушеные мухи копятся и требуют регулярного удаления (при этом не горят, не воняют, а мирно себе лежат, ждут, на природе можно снеки в товарных количествах заготавливать).

Третья попытка: МГЛ 70 Вт в настольной лампе… pixar, нет, снова от шведов, но похожей. По 500 р подвернулись новые трековые светильники с лампой со встроенным отражателем.

Получилось плохо, 40° лампа в таком виде в качестве настольной не годится. Пятно излишне яркое, на периферии света мало.

Но буквально на прошлой неделе понял как надо! Срезал отражатель. Там лампа с толстой стеклянной трубке (от взрыва колбы) и закрыта колпаком так что яркую колбу напрямую не видно.

В итоге получилось идеально: лампа стоит по всем правилам, в глаза не бьет при взрыве колбы последствий не будет. Колпачок, однако, при работе горячий, следы наждачки на нем – это результаты чистки от воскового карандаша, который, как оказало, очень интересно об этот колпачок плавить.

Трековые светильники над партой 3 х 70 Вт. Очень хорошо работают! Пара слов что такое трековые светильники: в П-образный алюминиевый профиль встраиваются токоведущие шины и монтируются светильники, которые могут перемещаться вдоль профиля. Токоведущих шин может быть несколько, что позволяет коммутировать светильники многополюсными выключателями в нужном сочетании. Система широко используется в торговле – взгляните на потолок в любом бутике. Светильники бывают разных типов: МГЛ, галогенные и светодиодные. От галогенных хорошо греться. Светодиодные неприлично дорого. МГЛ массово меняются на светодиодные, а потому на барахолках очень доступны. Светильники направленные 20-40°, так что для освещения рабочей зоны размещать надо на потолке и минимум 2-3 шт, иначе будут неприятные тени. В итоге над партой повисла такая конструкция:

Где еще стоит попробовать: подсветка растений (речь не про наркоманов, а про комнатные цветы). Специально темой не интересовался, на профильных форумах, наверное, давно все проверили. Так как здесь была статья про то что белые светодиоды не сильно уступают фитолампам с их неприятным фиолетовым светом, подозреваю что и МГЛ будет хорошо работать, а направленность трекового светильника здесь как раз в плюс.

Долгий розжиг в быту проблем не составляет, дело привычки. На кухне ночью даже очень удобно: плавный старт. Периодически ребенок путает выключатель, вместо ванной выключая свет на кухне – пару раз ужинали при свечах. Проблему можно решить установкой в параллель двух ламп: при старте какая-то пробивается первой, зажигает дугу и выходит на режим. Вторая при этом не горит и остается холодной. При выключении света и повторном включении горячая лампа не пробивается (большое сопротивление), а включается та которая была холодной. Сам не пробовал, но звучит правдоподобно.

Металлогалогенные лампы: маленькое домашнее солнце

Сегодня ко мне в лабораторию Lamptest приезжал читатель Грант Маргарян и привозил три металлогалогенные лампы со световым потоком 7800, 13000 и 17500 лм. Это приблизительно как 20-45 обычных лампочек, стоящих у меня в домашней люстре.

Металлогалогенные лампы (вот статья в Википедии о них) имеют очень высокую эффективность (до 111 лм/Вт) и дают белый свет с высокими индексами цветопередачи. Такие лампы часто используют в картинных галереях и магазинах дорогой одежды.

Сами лампы 70-150 Вт стоят 1200-1300 рублей, к ним ещё нужен драйвер, стоящий около 2000 рублей.

Лампочка выглядит вот так (не обращайте внимание на контакты, это «голь на выдумки хитра» в отсутствие патрона под цоколь G12).

При включении драйвер подаёт на лампу около 5000 вольт, когда она разгорается напряжение снижается до 250 В. Лампа разгорается около минуты — при этом всё это выглядит так, как будто лампа неисправна — она вспыхивает, тухнет, меняет цвета (свет то красноватый, то синеватый, то зеленоватый), но через минуту всё стабилизируется и лампа начинает светить ровным белым светом.

После того, как лампа выключается, сфера внутри ещё около минуты светится оранжевым цветом, настолько она раскаляется при работе.

Лампу можно включать повторно только после того, как она остынет.

Мы измерили параметры света ламп с помощью спектрометра Uprtek MK350D.

Лампа Philips MASTERColour CDM-T Elite 70W/930 G12 1CT/12 (70 Вт, 7800 лм).

Лампа Philips MASTERColour CDM-T 150W/830 G12 1CT (150 Вт, 13000 лм).

Лампа OSRAM HCI-T 150W/930 WDL POWERBALL G12 (150 Вт, 17500 лм).

У всех ламп индекс цветопередачи CRI(Ra) около 90, при этом у ламп серий Elite выше R9 и хорошо виден подъём спектра в красной области.

Драйвер потребляет около 10 Вт, поэтому лампы с драйвером потребляют 80.6, 158.3, 160 Вт соответственно.

Моя маленькая полуметровая интегрирующая сфера не предназначена для измерения таких ярких источников света, мы получили результаты 7075 лм, 12320 лм и 15390 лм, но я вполне допускаю что эти показания немного занижены.

Очень интересные лампочки.

Блог компании LampTest
Гаджеты