Как работает ксеноновая лампа: принцип действия и устройство

Как устроена ксеноновая лампа. Какой принцип работы ксеноновой лампы. Из каких основных частей состоит ксеноновая лампа. Каковы преимущества и недостатки ксеноновых ламп.

Принцип работы ксеноновой лампы

Ксеноновая лампа — это газоразрядный источник света, в котором свечение возникает при прохождении электрического разряда через инертный газ ксенон, находящийся под высоким давлением. Основные принципы работы ксеноновой лампы:

• Колба лампы заполнена инертным газом ксеноном под высоким давлением (до 30 атмосфер).
• Между электродами лампы создается электрическая дуга, которая ионизирует ксенон.
• Ионизированный ксенон начинает излучать яркий белый свет, близкий по спектру к дневному.
• Для поддержания разряда используется специальный электронный балласт.
• Цветовая температура излучения составляет около 6000К, что соответствует дневному свету.

Таким образом, в ксеноновой лампе свет генерируется за счет электрического разряда в инертном газе, а не нагрева нити накаливания, как в обычных лампах. Это обеспечивает более яркий и стабильный свет.

Устройство и конструкция ксеноновой лампы

Основные элементы конструкции ксеноновой лампы:

1. Колба — изготавливается из кварцевого стекла, способного выдерживать высокое давление. В колбе находится ксенон под давлением до 30 атмосфер.
2. Электроды — изготавливаются из вольфрама. Между ними возникает электрическая дуга.
3. Катод — отрицательный электрод, от которого начинается разряд. Имеет коническую форму.
4. Анод — положительный электрод, на который замыкается разряд. Обычно имеет большие размеры для отвода тепла.
5. Отражатель — фокусирует излучение и направляет световой поток.
6. Электронный балласт — обеспечивает зажигание лампы и стабилизацию разряда.

Колба и электроды являются ключевыми элементами, обеспечивающими генерацию света в ксеноновой лампе. Остальные компоненты необходимы для ее эффективной и стабильной работы.

Преимущества ксеноновых ламп

Ксеноновые лампы обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими источниками света:

• Очень высокая яркость и световой поток
• Близкий к дневному спектр излучения
• Высокий индекс цветопередачи (до 98)
• Мгновенное зажигание и перезажигание
• Стабильность светового потока в течение всего срока службы
• Длительный срок службы (до 3000 часов)
• Компактные размеры при большой мощности
• Возможность точной фокусировки светового пучка

Благодаря этим преимуществам ксеноновые лампы широко применяются в автомобильных фарах, проекторах, прожекторах и других областях, где требуется яркий направленный свет.

Недостатки ксеноновых ламп

Несмотря на ряд достоинств, ксеноновые лампы имеют и некоторые недостатки:

• Высокая стоимость
• Необходимость специального пускорегулирующего устройства
• Чувствительность к перепадам напряжения
• Высокое рабочее напряжение и температура
• Большое потребление энергии при запуске
• Содержат ртуть (некоторые типы ламп)
• Взрывоопасность из-за высокого внутреннего давления

Поэтому при использовании ксеноновых ламп необходимо соблюдать меры предосторожности и правила эксплуатации. Для бытового применения более безопасны и экономичны светодиодные источники света.

Области применения ксеноновых ламп

Благодаря своим уникальным характеристикам ксеноновые лампы нашли широкое применение в различных областях:

1. Автомобильные фары — обеспечивают яркий направленный свет
2. Кинопроекторы — позволяют получить яркое изображение на большом экране
3. Прожекторы и осветительные системы — для освещения больших пространств
4. Имитаторы солнечного света — для испытания материалов и оборудования
5. Медицинское оборудование — в эндоскопах и операционных микроскопах
6. Маяки и сигнальные огни — благодаря высокой яркости
7. Фотовспышки — для профессиональной фотосъемки

В этих сферах важны такие качества ксеноновых ламп, как высокая яркость, близкий к дневному свету спектр и возможность точной фокусировки светового потока. Это делает их незаменимыми, несмотря на высокую стоимость.

Принцип работы ксеноновой лампы в автомобильных фарах

Ксеноновые лампы получили широкое распространение в автомобильных фарах. Их работа в этом случае имеет некоторые особенности:

1. При включении фар на лампу подается высокое напряжение (около 23000 В) от специального блока розжига.
2. Происходит пробой газового промежутка между электродами и возникает дуговой разряд.
3. После зажигания напряжение снижается до рабочего (около 85 В), а ток стабилизируется на уровне 0,4-0,6 А.
4. Лампа выходит на полную яркость за 3-5 секунд.
5. Специальный отражатель формирует направленный световой пучок.
6. При выключении и повторном включении лампа зажигается мгновенно.

Такая схема работы обеспечивает яркий направленный свет, улучшающий видимость на дороге. При этом энергопотребление ксеноновых фар ниже, чем у галогенных аналогичной яркости.

Как правильно эксплуатировать ксеноновые лампы

Для обеспечения длительного срока службы и безопасной работы ксеноновых ламп следует соблюдать ряд правил:

• Использовать лампу только с совместимым электронным балластом
• Не касаться колбы лампы голыми руками при установке
• Обеспечить достаточное охлаждение лампы во время работы
• Не включать лампу при открытом корпусе светильника
• Избегать частых включений/выключений
• Не превышать номинальную мощность лампы
• Заменять лампу при снижении яркости или изменении цвета свечения
• Утилизировать отработавшие лампы как опасные отходы

Соблюдение этих простых правил позволит максимально эффективно использовать преимущества ксеноновых ламп и избежать возможных проблем при их эксплуатации. Важно помнить, что ксеноновые лампы — высокотехнологичные устройства, требующие аккуратного обращения.

Перспективы развития ксеноновых ламп

Несмотря на появление светодиодных источников света, ксеноновые лампы продолжают развиваться. Основные направления совершенствования:

1. Повышение световой отдачи и КПД
2. Увеличение срока службы
3. Улучшение спектральных характеристик
4. Миниатюризация конструкции
5. Снижение стоимости производства
6. Разработка безртутных составов
7. Создание «умных» ламп с возможностью управления

Эти усовершенствования позволят ксеноновым лампам оставаться конкурентоспособными в ряде применений, особенно там, где требуется очень высокая яркость и точная фокусировка света. Однако в массовом использовании их, вероятно, вытеснят более экономичные и экологичные светодиодные технологии.

Ксеноновые лампы: особенности использования

Технология использования ксенона для обеспечения освещения появилась несколько лет назад, но в данный момент она занимает достаточно существенный сегмент рынка. Ксеноновые лампы для авто являются идеальным вариантом, благодаря надежности и длительному сроку эксплуатации.

Что это такое

Ксеноновые автомобильные лампы – это газоразрядный источник света, который обеспечивает очень яркое свечение, близкое к естественному дневному. Особенностью работы является наличие в колбе с электрической дугой газа ксенона. В такой схеме нет необходимости использовать нить накаливания, которая легко может перегореть вследствие изменения напряжения.

Фото – свечение

Для работы HID-лампы используется смесь инертных газов, которые при пропускании электрической энергии начинают излучать свет. К ксенону добавлены также пары ртути, которые обеспечивают работу источника света под высоким давлением.

От состава смеси зависит цвет света. Например, сам ксенон светится ярким белым, в то время как смесь со ртутными парами издает более холодное, голубоватое свечение. Поэтому варианты со смесью газов в основном используются в медицине – они отлично подходят для стерилизации помещения и озонирования.

Достоинства ксеноновых ламп:

1. Долговечность работы. Отсутствие нити накаливания делает такие светильники более долговечными, нежели обычные. К тому же, они могут использоваться в экстремальных условиях работы, что также является весомым преимуществом. В среднем, замена источника света с ксеноновой смесью производится после 100 000 километров, но в большинстве случаев этот показатель сильно занижен, и лампы служат до 200 000;
2. Высокие показатели яркости и светоотдачи. Ксеноновые модели имеют светоотдачу в 2,5 раз выше, чем галогеновые. Поэтому именно они применяются для обеспечения наилучшей видимости дороги ночью. Такие светильники часто называют противотуманными, т. к. даже на самых затененных участках они могут обеспечить практически идеальное освещение; Фото – сравнение ксеноновых и галогеновых фар
3. Естественная температура ближнего света. Галогеновые лампы, которые часто используются для автомобильных фар, излучают желтоватое свечение, которое непривычно человеческому глазу и может несколько искажать видимость. Пи этом ксенон светится при горении белым, что повышает безопасность водителя и пешехода;
4. Низкое потребление электрической энергии. Для работы лампы используется не более 30 Ватт энергии, что помогает сэкономить аккумулятор. Также нужно отметить низкую нагрузку на бортовой компьютер при работе;
5. Высокие показатели КПД. У стандартной лампы накаливания КПД равняется 30 %. Большая часть поступающей энергии преобразуется в тепло, но ксенон излучает холодное свечение. Эта характеристика говорит не только о цвете света, но и нагревании осветительного прибора. Более половину поступающей мощности направлено именно на обеспечение освещения.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость светильника, но она окупается экономией на ремонте и долговечности устройства. Сейчас наиболее популярны модели Филипс (Philips), они считаются самыми качественными ксеноновыми лампами.

Фото – лампа филипс

Небольшой дискомфорт доставляет замена такого светильника. Учитывая, что давление, при котором работает лампа, превышает показатели 25 атмосфер, во время аварийной ситуации её осколки могут разлететься на огромное расстояние, причиняя вред на своем пути. Поэтому в большинстве случаев замена таких источников света выполняется только специалистами, у которых есть для таких целей специальные защитные очки и костюмы.

Конструкция и принцип работы

Ксеноновая модель осветительного прибора состоит из стеклянной колбы, выполненной из ударопрочного материала и ториевовольфрамовых электродов. Колба производится в большинстве случаев из кварцевого стекла, которое выдерживает высокое давление, образующееся в конструкции во время работы. Но на рынке также можно найти модели из более дорогого сапфирового. При работе колб с разным стеклом видна разница, сапфир обеспечивает более чистый свет, яркий, в то время как кварц обладает меньшей пропускной способностью.

Фото – принцип работы

Электроды выполнены из вольфрама, который позволяет обеспечить между контактами достаточно сильную дугу. Для повышения эффективности они покрыты специальным напылением, в основном это торий или молибден. Также в электроды встроены металлические пластины, усиливающие дугу. Сами электроды выполнены в форме конуса, что уменьшает время зажигания. В среднем горение ксенона начинается спустя пару миллисекунд после начала поступления энергии на контакты.

Во время включения лампы, плазма возле катода начинает излучать свечение. Ток на двух электродах, расположенных на небольшом расстоянии способствует образованию электрической дуги, которая нагревает газоразрядную смесь.

Видео: сравнение LED ламп и Ксенона

Использование

Ксеноновые газоразрядные лампы применяются не только для автомобиля, у них достаточно широкий спектр использования. В зависимости от конструкции они бывают:

1. Шаровые;
2. Керамические;
3. Трубчатые.

Ксеноновые шаровые получили наибольшее распространение, именно они применяются для фар. Их конструкция представляет собой маленькую колбу, которая наполнена ксеноном. Электроды находятся на очень маленьком расстоянии.

Фото – круглые модели

Керамические используются в фармацевтической промышленности. Их особенностью является не только применение керамической колбы, но и наличие в ней отверстия для ультрафиолетового света. Такое свечение используется в терапевтических целях, в частности, для обнаружения грибковых заболеваний кожи или покровов головы.

Фото – керамические

Трубчатые представляют собой устройства для обеспечения света в жилых помещениях. У них электроды расположены на достаточно большом расстоянии друг от друга, поэтому для работы требуется определенный балласт. Дроссельная схема подобного плана используется для обеспечения освещенности на больших площадях, часто это вокзалы, склады и прочие производственные или общественные учреждения.

Фото – трубчатые

Также в зависимости от типа использования, ксеноновые лампы могут иметь разные цоколи (к примеру, для автомобиля – H8 4300K, h5 5000K, также есть варианты H7, h4, HB4 и Н11).

Фото – цоколи

Технические характеристики

В зависимости от типа и конструкции ламп могут изменяться требования к параметрам электрической сети. Предлагаем рассмотреть наиболее популярные модели и их характеристики:

Лампы ксеноновые трубчатого типа (цоколь D1S и D2S), марка MTF и Philips Original Plus:

MTF Light Active Night (ночные МТФ)

Яркость, Лм	3200
Мощность, Вт	35
Номинальное напряжение, В	8
Температура свечения, К	6000
Расстояние между электродами, мм	4
Долговечность, ч	2000

Филипс Ориджинал:

Температура, К	6500
Мощность, Вт	35
Яркость, Лм	3400
Долговечность, ч	3000
Расстояние между электродами, мм	4,2

Купить ксеноновые газоразрядные лампы можно в любом городе стран СНГ (Москва, СПб и прочих), цена зависит от типа и параметров устройства. Рекомендуем изучать каталог известных компаний: Филипс, Галакси и других, т. к. они предоставляют гарантию на свои модели.

О ксеноне

Главная / Ксенон

Главная » Ксенон

   Ксенон — (лат. Xenonum), Xe, химический элемент VIII группы периодической системы Д. И. Менделеева, относится к инертным газам; ат. н. 54, ат. м. 131,30. На Земле Ксенон присутствует главным образом в атмосфере. Атмосферный Ксенон состоит из 9 стабильных изотопов, среди которых преобладают ¹²⁹Xe, ¹³¹Xe и ¹³²Xe. Ксенон был обнаружен как примесь к криптону, с чем связано его название (от греч. xénos — чужой). Ксенон — весьма редкий элемент.

Итак, Xenon — это инертный газ, который содержится в атмосфере. Был открыт опытным путем английскими учеными М. Траверсом и У. Рамзаем. Воздушная среда — практически единственный источник вещества ксенон, причем в 1 куб. метре воздухе ксенона содержится очень мало — около 0,08 мл.

Следуя из определения ксенона, можно сказать следующее:

Ксеноновая лампа — это лампа, которая дает свечение яркого света (бывает различных оттенков) путем разряда высокой интенсивности при взаимодействии инертных газов, включающих действие ксенона, а не нагрева нити, как это происходит в обычных лампах. Ксеноновые лампы дают постоянный свет без перепадов на протяжении всего срока службы и обеспечивают более долгое время работы в отличие от других ламп. Не перегорают из-за отсутствия нити накаливания.

Ксенон по цветовому спектру действия наиболее приближен к спектру дневного света, который, как известно, лучше всего улавливается человеческим зрением. Вследствие этого глаза водителя меньше устают от длительного пребывания за рулем в период работы фар оборудованных ксеноновыми лампами.

Источник ксенонового света — это газоразрядная ксеноновая лампа, наполненная смесью инертных газов, включающих ксенон. Принцип работы лампы заключается в следующем. В начальный момент розжига лампы к ее электродам подводится высокое напряжение и под воздействием электромагнитного поля в колбе лампы начинается процесс ионизации частиц с формированием газоразрядной дуги. После этого требуемое для поддержания дуги напряжение снижается до уровня бортовой сети автомобиля.  

Ксеноновые лампы имеют различную цветовую температуру. Срок службы ксеноновой лампы очень большой и составляет до 3000 часов. Интенсивность света ксеноновых ламп превышает интенсивность света галогеновых ламп приблизительно в 2,5 раза, что несомненно обеспечивает удобство вождения. Ширина расходящегося света ксенона также превышает по показателям привычные всем лампы. В плохую погоду ксеноновый свет не теряет яркости светового потока.

Ксеноновые лампы могут давать следующие оттенки света в зависимости от цветовой температуры
(К, Кельвин):

                                
          4300K                         5000K                         6000K                        8000K                        12000K
 

При выборе цветовой температуры ксенона для своего автомобиля необходимо учитывать, что цветовая температура человеческого глаза составляет около 5000К, т. е. оптимальным будет выбор ксенона 4300K, 5000K или 6000K. С увеличением цветовой температуры качество освещения снижается.  

Почему ксенон становится всё более востребованным? В самом конце прошлого столетия ксенон активно вошёл в автомобильную промышленность. Большинство аварийных ситуаций на загородных шоссе, а также на плохо освещённых городских дорогах, происходят из-за того, что водитель физически не успевает рассмотреть препятствие, которое неожиданно появилось на дороге или с обочины. Обычные галогенные фары, как правило, позволяют водителю контролировать только пространство дороги перед собой. Ксенон же расширяет углы освещения и увеличивает горизонт видимости.

По результатам проведённых исследований и опросов, в темное время суток и в условиях недостаточной видимости, количество аварий автомобилей оснащенных ксеноном в разы раз ниже, нежели количество ДТП машин с галогенными фарами.

Однако, для эффективного обеспечения безопасности во время движения на дороге в темное время суток, важно не только видеть освещённые фарами объекты на дальнем расстоянии и на обочине, но и детально различать объекты как при «дневном» освещении — правильно их идентифицировать. Ксенон, благодаря эффекту «дневного» освещения, чётко и детально освещает каждый мельчайший предмет.

 

Конечно же, одной из главных отличительных особенностей ксенона — это повышенная дальность освещения за счет большей светоотдачи (в 2-3 раза) по сравнению с галогеном. Естественно, чем дальше водитель видит дорогу, тем раньше он может прогнозировать аварийные ситуации и оперативно, вовремя на них отреагировать.

У ксеноновых ламп значительно больший срок службы ~1000-2500 вместо ~300-500 часов у галогена. В ксеноновой лампе нет нити накала, а значит перегорать нечему.

Ксенон обеспечивает стабильность светового потока на протяжении всего срока службы,  вне зависимости от возможных колебаний напряжения в сети автомобиля.

Ксенон обладает вибрационной стойкостью за счет отсутствия в конструкции лампы нити накала.

Ксенон работает при любых температурах окружающей среды, как в лютые морозы, так и в любую летнюю жару.

У ксеноновых ламп гораздо меньшая температура нагрева и теплоотдача чем у галогеновых, а значит повреждение пластиковых элементов фар исключено.

И наконец, сугубо техническое преимущество ксенона — экономия энергии Вашего автомобиля (потребляемая мощность 35вт вместо 55-100вт у галогена). Умножьте разницу минимум в 20вт на 2, а то и на 4 (при включенных «противотуманках») получается серьезная цифра. Это существенно уменьшает нагрузку на аккумулятор и генератор автомобиля и даже на несколько процентов снижает расход топлива.

При всех положительных качествах ксенона, поразительным является тот факт, что ксенону для продуктивной работы требуется намного меньше энергии, нежели обычным галогенным фарам! 

• Установка ксенона
• Ксенононовые лампы
• Блоки розжига
• Ксенон и биксенон

18. 12.2017 12:56

Как работает лампа Xe?

Светогенерирующий механизм лампы Xe.

Ксеноновые короткодуговые лампы бывают двух видов: чистый ксенон, содержащий только газообразный ксенон; и ксенон-ртуть, которые содержат газообразный ксенон и небольшое количество металлической ртути. Стационарный солнечный симулятор обычно использует в качестве источника света короткодуговую лампу Xe из-за ее высокой цветовой температуры 6500K, что близко к солнечному спектру (5500K).

В чистой ксеноновой лампе большая часть света генерируется в крошечном облачке плазмы точечного размера, расположенном там, где поток электронов покидает поверхность катода. Объем генерации света имеет конусообразную форму, а сила света падает экспоненциально при переходе от катода к аноду. Электроны, проходящие через облако плазмы, ударяются об анод, вызывая его нагрев. В результате анод в ксеноновой короткодуговой лампе должен быть либо намного больше катода, либо охлаждаться водой для отвода тепла. Выходная мощность ксеноновой короткодуговой лампы обеспечивает непрерывное спектральное распределение мощности с цветовой температурой около 6200 К и индексом цветопередачи, близким к 100. Интенсивность света колеблется от 20 000 до 500 000 кд/см2. Хотя даже в лампе высокого давления есть несколько очень сильных эмиссионных линий в ближней инфракрасной области, примерно в районе 850–900 нм. Эта спектральная область может содержать около 10% всего излучаемого света. Некоторые приложения включают световодные системы, такие как эндоскопия и стоматологические технологии.

В ксенон-ртутных короткодуговых лампах большая часть света генерируется облаком плазмы точечного размера, расположенным на кончике каждого электрода. Объем генерации света имеет форму двух пересекающихся конусов, а сила света падает экспоненциально по направлению к центру лампы. Ксенон-ртутные лампы с короткой дугой имеют голубовато-белый спектр и чрезвычайно высокую мощность УФ-излучения. Эти лампы используются в основном для УФ-отверждения, стерилизации предметов и выработки озона.

Очень маленький размер дуги позволяет с умеренной точностью фокусировать свет от лампы. По этой причине ксеноновые дуговые лампы меньших размеров, до 10 Вт, используются в оптике и для прецизионного освещения микроскопов и других приборов, хотя в наше время их вытесняют одномодовые лазерные диоды и лазеры суперконтинуума белого света, которые могут дают действительно дифракционно-ограниченное пятно. Лампы большего размера используются в прожекторах, где генерируются узкие лучи света, или в освещении кинопроизводства, где требуется имитация дневного света.

Все ксеноновые лампы с короткой дугой генерируют значительное количество ультрафиолетового излучения. Ксенон имеет сильные спектральные линии в УФ-диапазоне, и они легко проходят через оболочку лампы из плавленого кварца. В отличие от боросиликатного стекла, используемого в стандартных лампах, плавленый кварц легко пропускает УФ-излучение, если только он специально не легирован. УФ-излучение, испускаемое лампой с короткой дугой, может вызвать вторичную проблему образования озона. УФ-излучение воздействует на молекулы кислорода в воздухе, окружающем лампу, вызывая их ионизацию. Некоторые из ионизированных молекул затем рекомбинируют в виде О3, озона. Оборудование, в котором в качестве источника света используются лампы с короткой дугой, должно содержать УФ-излучение и предотвращать образование озона.

Многие лампы имеют на корпусе покрытие, блокирующее коротковолновое УФ-излучение, и продаются как лампы без озона. Некоторые лампы имеют оболочки из сверхчистого синтетического плавленого кварца (например, «Супрасил»), что примерно удваивает стоимость, но позволяет излучать полезный свет в вакуумном УФ-диапазоне. Эти лампы обычно работают в атмосфере чистого азота.

Схема лампы – Схема базовой компоновки и деталей

Части лампы:

Ксеноновая лампа в теории состоит из простой конструкции, но все узлы и детали являются узкоспециализированными. На приведенной ниже диаграмме показана только базовая компоновка, скрывающая многие детали. Ниже приведен упрощенный обзор типичной ксеноновой лампы:

Кварцевый конверт – толстое прозрачное стекло, в которое встроена лампа. Кварц обладает высокой прочностью, чтобы выдерживать высокое внутреннее рабочее давление, а также обладает очень специфическими оптическими свойствами для пропускания определенного спектра света.

Положительные и отрицательные концы – Концы лампы служат многим целям. Толстые внешние торцевые крышки позволяют механически установить лампу в приспособление, а также выполнить надлежащие электрические соединения. Внутри этих оболочек находятся уплотнения ламп. Уплотнения представляют собой сложный узел, специально разработанный для герметизации внутренней полости, чтобы предотвратить утечку газов, но при этом обеспечить проход электродов для соединения торцевой крышки. Двумя наиболее распространенными уплотнениями являются уплотнение «чашка» и уплотнение «фольга». Несмотря на то, что каждая из них отличается по конструкции, обе служат для одной и той же цели и используются только в размерах семейства ламп, где их конструкция и проводящие свойства имеют правильный размер.

Электроды — Анод и Катод — это два электрода, через которые проходит дуга или пламя. Меньший, или Катод, заряжен отрицательно, и пламя исходит от его кончика. Больший, или Анод, заряжен положительно и принимает или приземляется пламя. Оба электрода изготовлены из чистого вольфрама, а затем специально обработаны, чтобы выдержать рабочие характеристики лампы.

Ксеноновая короткодуговая лампа — Sprocket School

Ксеноновая короткодуговая лампа — это источник света, используемый для проецирования. Свет создается электрической дугой между вольфрамовыми электродами в кварцевой оболочке, содержащей сильно сжатый газ ксенон. Большая часть света генерируется плазменным шаром, который формируется на кончике катода. Для максимальной светоотдачи лампа настраивается таким образом, чтобы этот плазменный шар располагался как можно ближе к фокальной точке отражателя. Это один из шагов, предпринятых для калибровки общей оптической настройки.

Раньше в ксеноновых лампах использовались как вертикальные, так и горизонтальные лампы. Вертикальные лампы имели преимущество в виде более длительного срока службы, но были сравнительно неэффективны и требовали дополнительного зеркала в дополнение к основному отражателю, чтобы максимизировать светоотдачу. Во всех современных фонарях лампа устанавливается горизонтально, плашмя, концом анода к экрану. Горизонтальные лампы имеют лучшую светоотдачу и их легче настроить, но они имеют большую тенденцию к мерцанию, потому что поток нагретого газа ксенона внутри оболочки тянет дугу вверх. Чтобы смягчить это, под лампой установлен магнит для стабилизации дуги. ¹

Качество света, излучаемого ксеноновой лампой, близко к естественному солнечному свету.

Содержание

• 1 История
• 2 Использование
  • 2.1 Общие рекомендации
  • 2.2 Размеры ламп
• 3 Настройка лампы
  • 3.1 Этапы юстировки лампы
  • 3. 2 Измерение яркости
  • 3.3 Возможные проблемы
  • 3.4 Урон
• 4 Старение
• 5 Производители ламп
• 6 Безопасность лампы
  • 6.1 Производители защитного снаряжения
• 7 Утилизация ксеноновых ламп
  • 7.1 Вопросы безопасности
  • 7.2 Рекомендации производителя
• 8 Ресурсы
• 9 См. также
• 10 Каталожные номера

История

Премьера первой ксеноновой лампы состоялась в Западной Германии в 1954 году. К 1969 году 50% кинотеатров Западной Германии и 15% кинотеатров США использовали ксеноновые лампы. ² Ксеноновые дуговые лампы приобрели популярность в Соединенных Штатах в 1970-х годах как часть общеотраслевого движения к большей автоматизации. Они заменили гораздо более трудоемкие лампы с угольной дугой, использовавшиеся ранее, которые должны были контролироваться и регулироваться специальным киномехаником во время каждого шоу. Ксеноновые лампы облегчили дальнейшую автоматизацию, облегчив операторам наращивание пленки на большие катушки и пластины, что было сложно или невозможно с угольной дугой, поскольку максимальное время непрерывной работы для одного проектора ограничивалось скоростью сжигания углерода и максимальным перемещением. расстояние до механизма подачи угля. К 19В 80-х годах ксеноновые лампы были почти универсальным стандартом для театральной проекции.

Использование

Общие рекомендации

• После зажигания лампы дуга стабилизируется в течение 3-5 минут. Зажгите лампу за несколько минут до начала воспроизведения, чтобы обеспечить хорошее изображение.
• Однократный удар по лампе вызывает такой же износ, как если бы она работала в течение часа. При работе с барабана на барабан лампы не должны выключаться между барабанами.
• Никогда не запускайте лампу без вентиляции и запускайте вентилятор не менее чем на 10 минут после выключения лампы.
• Всегда зажигайте лампу при закрытом ручном лозоходе.
• Ксеноновые лампы находятся под высоким давлением и могут взорваться. Для замены или обращения с ксеноновыми лампами требуется полное защитное снаряжение и надлежащая подготовка.
• Юстировка лампы происходит в закрытом фонаре и безопасна без защитного снаряжения. Юстировка лампы — одна из самых часто забываемых вещей в проекционной кабине, и ее необходимо выполнять при каждой замене лампы.

Размеры ламп

Ксеноновые лампы бывают разных размеров, каждая из которых предназначена для работы в определенном диапазоне мощности. Размер лампы, которая будет использоваться в данной установке, будет зависеть от требований к освещению и электрических характеристик фонаря. К анодному и катодному концам лампы можно прикрепить адаптеры, чтобы она подходила к различным моделям ламповых коробов. По мере старения лампы требуется больше энергии для достижения той же светоотдачи, поэтому потребляемая мощность должна увеличиваться в течение срока службы лампы. При выборе правильной лампы для данной установки она должна поддерживать заданную яркость на протяжении всего срока службы.

При использовании ламп большего размера необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы предотвратить тепловое повреждение пленки. Отражатель должен быть дихроичным зеркалом, а для фильтрации УФ-излучения необходимо установить теплозащитный экран. При использовании 35 мм проектор должен быть оснащен затвором с водяным охлаждением для ламп мощностью более 3 кВт. Регулирование тепла еще более важно при использовании 16 мм, потому что свет фокусируется на меньшей площади поверхности. Пленка также может быть повреждена лампой, которая смещена, создавая горячую точку, которая образует пузыри (см. «Тиснение» ниже) на одной части кадра.

Выравнивание лампы

Всякий раз, когда устанавливается новая ксеноновая лампа, она должна быть правильно выровнена по осям X, Y и Z (горизонтальная, вертикальная, осевая), чтобы обеспечить равномерное освещение и соответствующую яркость экрана. Неправильное выравнивание лампы может привести к появлению бликов на экране, повреждению отражателя, объектива и даже печати. Юстировку лампы следует выполнять при установке новой лампы и периодически после этого, поскольку со временем положение может измениться.

Юстировку лампы следует выполнять всякий раз, когда устанавливается новая лампа. Выравнивание лампы также следует проверить, если вы видите горячие точки или тени на экране или если вы обнаружите тиснение или выгорание на отпечатках, которые вы запускали. Если вы переключаетесь между разными калибрами пленки на одном и том же проекторе, положение рефлектора следует отрегулировать для достижения правильного рабочего расстояния между фокальной точкой рефлектора и апертурой. Большинство фонарей двойного формата имеют тумблер для выполнения этой регулировки.

Большинство фонарей имеют механическую регулировку для изменения положения конца катода, в то время как конец анода поддерживается стойкой или хомутом с регулируемой высотой. Высоту анода обычно можно установить во время первоначальной установки, при этом при каждой замене лампы регулируется только конец катода. Если вы отцентрируете конец катода, будет очевидно, что положение анода неправильное, потому что лампа не будет прямой.

Тень узла анода на экране во время юстировки лампы после снятия линзы. Фото: Кэтрин Гринлиф

Во время юстировки вы увидите на экране следующее: Тень анодного узла на конце лампы представляет собой темный круг, непосредственно окруженный видимой плазмой (электронная дуга). Вокруг него находится круг света, собранный отражателем и отраженный на экране. Эта область включает в себя большую часть того, что мы видим, и должна казаться ярко-белой и почти равномерной по яркости после завершения выравнивания.

Шаги юстировки лампы

1. Включите вытяжку, убедитесь, что люк фонаря закрыт. Всегда закрывайте лозоискатель фонаря, прежде чем зажечь лампу. Зажигание лампы с выключенным двигателем и открытым датчиком фонаря может расплавить лепестки затвора и датчик переключения, а также может треснуть линза.

2. Снимите линзу (пользователям Kinoton следует снять конек, чтобы он не повредился при нагревании). Включите лампу. Запустите двигатель и откройте dowser.

3. Выполняйте осевую регулировку («фокус» по оси Z) до тех пор, пока не увидите круг с небольшим количеством плазмы вокруг краев анодной тени (люди называют это «глазом»).

4. Выполняйте регулировку по горизонтали и вертикали, пока не получите максимально симметричный круг.

5. Повторно отрегулируйте осевое выравнивание, чтобы вернуть плазму в фокус, пока у вас не получится плотный симметричный круг, свободный от света (плазмы), колеблющегося вокруг анодной тени.

6. Вставьте линзу (CinemaScope обычно лучше всего, так как вам нужна самая большая апертура). После того, как вы вернете линзу, обратите внимание на равномерное освещение экрана. С включенным объективом тени исчезнут, а в центре экрана появится горячая точка. Сфокусируйте лампу (при необходимости выполняя точную настройку осей X и Y) до тех пор, пока не исчезнут тени в углах и освещение не станет равномерным по всему экрану. Вы хотите, чтобы он был ярким, плоским и центрированным, без горячих точек! Переключение с проектора 1 на проектор 2. Вы хотите, чтобы они выглядели максимально похоже.

7. Вы можете отрегулировать фокус лампы с линзой на месте, пока не будет равномерного освещения, затем снова выньте линзу, чтобы проверить симметрию анодной тени.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Тепло от лампы может привести к растрескиванию стекла линзы, когда в воротах нет пленки, поэтому лозоход можно открывать только на короткое время во время выравнивания. Для лампы мощностью 2 кВт лозоход должен быть открыт не более чем на 30 секунд за один раз с перерывами между ними для охлаждения линзы. Для больших ламп используйте быстрые вспышки света и длительный период охлаждения. Перед выполнением этих регулировок проконсультируйтесь со своим специалистом по обслуживанию!

8. Наконец, измерьте освещенность с помощью вашего яркостного измерителя.

Измерение яркости

Спецификация SMPTE составляет 16fL (фут-ламбертов) с равномерным освещением по всей проецируемой площади без пленки в проекторе (открытые ворота). Поскольку соотношение сторон 1,85: 1 «Плоское» использует наименьшую апертуру, оно наименее светоэффективно, в то время как апертура 1,33: 1 без звука или 2,39: 1 апертура CinemaScope является наиболее светоэффективной. Вы можете разделить разницу, используя 15fL для 1,85:1 и 17fL для Cinemascope, чтобы достичь баланса в рамках спецификаций SMPTE.

В большинстве случаев экран с фиксированной высотой равномерно уравновешивает световой поток между наименьшей апертурой (1,85:1) и наибольшей апертурой (обычно 2,39:1), потому что больший световой поток кадра CinemaScope используется для освещения большего площадь экрана. Однако это усложняется подвижной вертикальной маскировкой. Когда высота экрана может быть увеличена для более узких форматов, требования к освещению могут сильно различаться. Стопорные кольца также можно использовать для уменьшения светоотдачи форматов с большей апертурой (1,33 или 1,37) для достижения необходимого баланса светоотдачи между соотношениями сторон.

Если вы проверяете яркость через иллюминатор с помощью своего измерителя, вычтите из показаний 1~2fL. Всегда лучше проводить окончательные чтения в самом зале.

Возможные проблемы

• Если вы не можете равномерно распределить плазму с помощью выравнивания лампы (вы заметите, что она будет выглядеть асимметрично даже при регулировке фокуса), возможно, потребуется отрегулировать магнит стабилизации дуги с помощью обученного техника. Если плазма распределена неравномерно, может возникнуть чрезмерное мерцание.
• Если при снятой линзе в области светового круга появляются темные пятна, следует проверить отражатель на наличие точечной коррозии, повреждений от взрыва или любых других повреждений отражающего покрытия.
• Лампа повреждена
• Не удается сфокусировать лампу из-за физического выравнивания корпуса лампы по отношению к проектору («рабочее расстояние» между фокальной точкой отражателя и апертурой неверно) в необратимом повреждении пленки.

  Тиснение — это необратимая деформация, возникающая при проецировании отпечатков с помощью ламп высокой интенсивности и без надлежащих поглотителей тепла. Излишнее тепло расширяет площадь изображения, и рамка рельефно выделяется.

  Перед тем, как зажигать лампу, всегда закрывайте люк фонаря — зажигание лампы при выключенном двигателе и открытом люке может привести к следующему: оплавление лепестков затвора, переключающих пластин, треснувшее стекло теплового фильтра (если оно установлено), расплавление пленки, или треснутые линзы. У некоторых проекторов есть пожарный дозатор, который открывается только при запуске двигателя, а у некоторых нет.

  Старение

  Стареющая лампа с перегоревшим вольфрамом, чернеющим оболочку.

  Ксеноновые лампы имеют фиксированный дуговой промежуток, но со временем вольфрам катода выгорает в плазме, увеличивая расстояние между электродами и уменьшая свет, излучаемый при заданной потребляемой мощности. Сгоревший вольфрам также может откладываться на оболочке, создавая темные пятна и ускоряя эффекты старения.

  Ксеноновые лампы со временем теряют до 40% своей яркости из-за выгорания катода. Например, лампа мощностью 2 кВт обычно теряет пару фут-ламбертов за первые 500 часов работы. В идеале, лампа должна быть проверена в течение четверти срока ее службы, а напряжение должно быть увеличено, чтобы она достигла целевого светового потока.

  В качестве альтернативы, если технический специалист не может выполнить необходимую настройку выпрямителя, можно установить лампу, слегка расфокусированную, чтобы простая фокусировка лампы скорректировала падение света в течение четверти срока службы.

  Симптомы старения включают:

  • Мерцание
  • Отсутствие удара
  • Чернение конверта
  • Деформация электродов
  • Изменение цвета на торце анода (преимущественно при плохой вентиляции помещения лампы или при плохой фокусировке лампы). ПРИМЕЧАНИЕ. Это указывает на чрезмерный нагрев анодного конца, что может привести к выходу из строя анодного уплотнения, что приведет к преждевременному выходу лампы из строя.

  Производители ламп

  • Christie
  • Осрам
  • Ushio

  Безопасность лампы

  Пример защитного снаряжения, надеваемого при замене лампы

  Давление газа ксенона в холодных ксеноновых лампах примерно в 300 раз выше атмосферного. Давление ксенона в горячих ксеноновых лампах примерно в 1400 раз выше атмосферного, и оба они чрезвычайно опасны! Взорвавшаяся лампа будет разбрасывать осколки во всех направлениях, поэтому необходимо использовать лицевой щиток и защитную одежду, закрывающую все тело».0143 необходимо надевать при обращении с ксеноновыми лампами. Некоторые производители ламп продают защитное снаряжение, вы также можете использовать защитную одежду, предназначенную для сварки.

  В каждом театре должно быть обеспечено защитное снаряжение нескольких размеров. Это особенно важно для перчаток, потому что неподходящие перчатки ограничивают ловкость и делают обращение с лампами более опасным.

  Замена лампы должна производиться только специалистом по обслуживанию или лицом, прошедшим надлежащее обучение у специалиста по обслуживанию.

  Защитное снаряжение должно включать:

  • Маска для лица — Толстая маска для лица из поликарбоната с регулируемым ремнем для головы. Ремешок с храповым механизмом предпочтительнее защелкивающегося соединителя, так как им будет легче манипулировать в перчатках.
  • Куртка. Куртка из кевлара или сварочная куртка из сыромятной кожи длиной ниже талии. Куртка должна иметь застежки-кнопки или липучки.
  • Рукавицы — перчатки в виде рукавиц, закрывающие запястья. Перчатки должны быть с подкладкой из кевлара или кожи. Кевларовые перчатки, как правило, громоздки и тесны, и могут быть проблематичными, если процедура замены лампы в вашем фонаре требует деликатного контроля мелких деталей. Для максимальной защиты перчатки следует надевать под куртку, а рукав рукавицы — под рукавом куртки. Куртки с ремешками на липучке еще лучше.
  • Штаны — Прочные рабочие штаны, плотная джинсовая ткань или другой плотный материал, который защитит от осколков стекла. Брюки должны быть в полный рост.
  • Обувь. Идеально подходят кожаные рабочие ботинки. Обувь должна быть из плотного материала и закрывать щиколотки.

  Никогда не открывайте корпус лампы и не трогайте лампу, когда она горячая. Горячая лампа находится под гораздо большим давлением, чем холодная лампа. Дайте лампе остыть в течение не менее 10 минут, прежде чем брать ее в руки.

  Перед заменой лампы подготовьте рабочее место. Поместите пустой экран или другой защитный корпус на чистую, не загроможденную поверхность с достаточным пространством для работы. Он должен быть открыт и готов к приему использованной лампы. Убедитесь, что у вас есть свободный путь к фонарю без препятствий или опасности споткнуться.

  Производители защитного снаряжения

  • Компания 3M продает лицевые щитки.
  • Christie предлагает комплект для защиты от ламп, состоящий из лицевого щитка, кевларовой куртки и перчаток.
  • Любой продавец сварочного оборудования может предоставить прочные кожаные куртки и перчатки.

  Утилизация ксеноновых ламп

  Для безопасной утилизации ксеноновых ламп необходимо сбросить давление или уничтожить стеклянный сосуд. Некоторые специалисты по обслуживанию утилизируют использованные лампы для своих клиентов, но может быть трудно найти стороннюю компанию, которая будет это делать, что вынуждает многие кинотеатры утилизировать их самостоятельно. Это должен делать только обученный персонал с надлежащим защитным снаряжением.

  В качестве дополнительной проблемы катоды ламп содержат небольшое количество радиоактивного элемента тория, поэтому при их утилизации следует соблюдать местные правила.

  Прежде чем вы решите утилизировать ксеноновые лампы в своем кинотеатре, проконсультируйтесь со специалистом по обслуживанию и свяжитесь с производителем лампы, чтобы узнать, предлагает ли он услуги по утилизации или программу утилизации.

  Соображения безопасности

  Независимо от того, как была уничтожена лампа, необходимо приложить усилия, чтобы свести к минимуму риск для человека, работающего с лампой, и для всех, кто может находиться поблизости. Разгерметизация ламп более опасна и требует специальных инструментов, поэтому уничтожить лампу, разбив оболочку, — самый простой способ. Это можно сделать, поместив лампу в защитный контейнер и уронив ее.

  ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: При разрушении конверта лампа взорвется. Если лампа не полностью локализована, осколки стекла могут улететь на значительное расстояние.

  Рекомендуемые меры предосторожности:

  • Носите полный комплект защитного снаряжения: защитную маску из поликарбоната, куртку и рукавицы с кожаной или кевларовой подкладкой, защитные штаны и обувь и т. д.
  • Уничтожайте лампы в безопасной контролируемой среде. Сообщите дежурному персоналу (и всем, кто может прибыть во время утилизации) и ограничьте пешеходное движение в этом районе. Подумайте о том, чтобы запирать двери или размещать знаки, чтобы уведомить людей об опасности. Желательно утилизировать лампы в нерабочее время. НЕ уничтожайте лампы в проекционной кабине.
  • Лампа должна быть помещена в защитный контейнер. Для ламп, которые поставляются с жестким баллистическим экраном, можно использовать оригинальный экран, но имейте в виду, что шрапнель будет выброшена из отверстий анода и катода. Для дополнительной безопасности обмотайте экран упаковочной лентой, чтобы он не раскрылся при падении. Для луковиц, перевозимых в тонком листе поликарбоната или тканевой обертке, может быть изготовлен прочный деревянный ящик.
  • Человек, уничтожающий лампу, должен иметь физический барьер, за которым можно укрыться.
  • Прислушайтесь к хлопку, указывающему на то, что лампа взорвалась. Если она не взорвется с первой попытки, будьте осторожны, приближаясь к лампе, чтобы бросить ее снова (относитесь к ней как к зажженному фейерверку, который не загорелся, но все еще может взорваться).
  • После утилизации лампы тщательно очистите место и удалите все осколки стекла.

  Рекомендации производителя

  Osram

  • Лампы Osram поставляются в пенопластовой подложке, при этом лампа обернута в кусок флиса, который закреплен тканевыми стяжками. Для утилизации использованных ламп рекомендуют завернуть их в оригинальную защитную ткань, при этом ремни плотно обмотать ткань вокруг анодного и катодного цоколей, после чего сбросить с высоты 1-2 метра. ^[3]

  Ушио

  • Лампы Ushio поставляются в баллистическом щите, концы анода и катода которого поддерживаются картонными блоками. Чтобы утилизировать использованные лампы, Ушио рекомендует возвращать лампу в исходный щит и коробку и бросать ее с высоты трех футов. ^[4]
  • На практике их упаковка настолько надежна, что повредить лампу таким способом может быть очень сложно.

  Ресурсы

  • Основы ксеноновых дуговых ламп

  См. также

  • Лампы
  • Угольная дуговая лампа
  • Источники света
  • Отражатель

  Каталожные номера

  1. Torkell Sætervadet, Расширенное руководство по проецированию: проецирование классических фильмов в современной проекционной среде (Осло: Норвежский институт кино и Международная федерация киноархивов, 2006 г.), 41; Бернар Хаппе, изд., Руководство по презентации кино: Всеобъемлющий справочник по практике проецирования , ред.