Как работает инфракрасная галогенная лампа для промышленного нагрева


Что такое галогенная лампа?

Галогенная лампа представляет собой особый тип лампы накаливания, в которой используется вольфрамовая спираль. В отличие от обычных ламп накаливания, где внутри колбы присутствует только инертный газ, галогенные лампы дополнительно содержат небольшое количество галогенов. Такая конструкция позволяет избежать проблемы постепенной потери мощности светового потока и почернения колбы.

Конструкция галогенной лампы

Галогенный цикл

Основной преимуществом галогенных ламп для промышленного нагрева является галогенный цикл. В процессе работы лампы галогены возвращают испарившиеся частицы вольфрама обратно на спираль, предотвращая их конденсацию на стенках колбы. Этот процесс поддерживает спираль в более стабильном состоянии, что способствует увеличению срока службы галогенных ламп и обеспечивает стабильность высокой температуры нагрева.

Рассмотрим подробнее, как работает галогенный цикл. Во время работы галогенной лампы, атомы вольфрама (W) испаряются из нити накала и реагируют с галогенами, такими как йод (I) или бром (Br), которые находятся внутри колбы лампы. В результате этой реакции образуется соединение WН2, которое перемещается к стенке колбы, изготовленной из кварцевого стекла.



Галогенный цикл

Здесь возникает интересный физический процесс: если температура на стенке колбы превышает 250°C, что выше температуры конденсации WН2, молекулы WН2 не конденсируются на поверхности стекла и возвращаются обратно к нити накала. Таким образом, цикл повторяется снова и снова, обеспечивая постоянную регенерацию нити.

Галогенные лампы имеют более уменьшенные кварцевые колбы по сравнению с обычными лампами, что создает более высокое давление газа внутри колбы. Это позволяет уменьшить испарение вольфрама и поддерживать высокую температуру (200-250°C) на внутренней поверхности колбы, предотвращая конденсацию и обеспечивая стабильность работы лампы.

Спектр и цветовая температура

Галогенные лампы с галогенным циклом обладают не только долгим сроком службы и стабильностью, но также предлагают уникальные световые характеристики.

Повышение температуры нити накала галогенной лампы приводит к увеличению светимости в диапазоне видимого света. При этом спектр излучения смещается в более коротковолновую область, приближаясь к голубому цвету. Это создает впечатление более белого и яркого света для человеческих глаз.

Для более глубокого понимания спектральной энергии и цветовой температуры галогенной лампы, используется закон Планка.

E(λ, T) = 8πhc/λ5 × 1/e (hc)/(λkT)


Формула Планка описывает зависимость спектральной энергии (E) от длины волны (λ) и температуры нити накала (T). Постоянные Планка (h), Больцмана (k) и скорость света в вакууме (c) также входят в эту формулу.

Галогенный цикл


Этот закон объясняет, почему повышение температуры нити накала галогенной лампы приводит к увеличению ее яркости и изменению цветовой температуры света. Таким образом, галогенные лампы обеспечивают оптимальное освещение для различных промышленных приложений, где важны как яркость света, так и его цветовые характеристики.

Пиковый ток

Пиковый ток является важным аспектом работы галогенных ламп и зависит от температуры нити накала. Вольфрамовая нить, используемая в лампах, обладает удельным сопротивлением, которое сильно меняется с изменением температуры. При достижении рабочей температуры, которая составляет около 2727°C, удельное сопротивление уменьшается в 16 раз и достигает значения 5,65×10-8 Ом•м при комнатной температуре.

При включении лампы с холодного состояния возникает пусковой ток, который значительно превышает рабочий ток. В реальных условиях пусковой ток может быть в 13-17 раз выше рабочего. Хотя импеданс сетей электроснабжения некоторым образом снижает нарастание тока при включении, обычно пусковой ток все равно составляет 7-10 раз больше номинального.

При проектировании системы с использованием галогенных ламповых нагревателей, необходимо учитывать мощность источника питания. Для защиты от пускового тока при холодном включении галогенной лампы, источник питания должен обеспечивать достаточный запас мощности по току.

Температура на уплотнении лампы

Важно обеспечить оптимальную температуру на уплотнении галогенной лампы, чтобы избежать негативных последствий. Максимальная температура на уплотнении не должна превышать 350°C, и это обусловлено несколькими факторами:

  1. Окисление молибденовой фольги: При высокой температуре происходит ускоренное окисление молибденовой фольги, что ведет к ухудшению ее электропроводности. Такое повреждение может привести к снижению эффективности лампы и сокращению ее срока службы.
  2. Проблемы с уплотнением: Различные коэффициенты теплового расширения материалов (например, молибденовой фольги и стекла) могут привести к возникновению зазоров между фольгой и стеклом. Это может вызвать утечку рабочего газа из лампы, что негативно скажется на ее работе и стабильности светового потока.
  3. Разрушающее напряжение: Тепловое расширение материалов может создать разрушающее напряжение в стекле колбы. Превышение допустимого значения температуры на уплотнении может привести к повреждению колбы и, как следствие, к выходу лампы из строя.

Величина температуры на уплотнении зависит от нескольких факторов, таких как мощность, ток лампы, расстояние до спирали, диаметр стеклянной трубки, метод крепления основания и другие параметры.

Срок службы лампы в зависимости от напряжения

Срок службы галогенной лампы тесно связан с напряжением, которое подается на лампу. График предоставляет общую информацию о сроке службы лампы, однако реальный срок зависит от различных конструктивных параметров. Важно учитывать, что увеличение напряжения на лампе всего на 10% от номинала может ускорить перегорание нити на 70%. Даже до полного разрушения нити, лампа может выйти из строя из-за снижения светового потока вследствие почернения колбы. Такое почернение может быть вызвано нехваткой галогена для нейтрализации повышенного испарения вольфрама, особенно при работе лампы не в номинальном режиме.


Галогенный цикл
Важно отметить, что работа лампы при напряжении выше номинального может привести к потемнению внутренней стенки кварцевой трубки из-за избытка паров вольфрама. С другой стороны, снижение напряжения на лампе приводит к уменьшению рабочей температуры нити накала, и избыток галогена может вызвать коррозию этой нити. Отклонения от номинального режима работы, как в большую, так и в меньшую сторону, могут привести к сокращению срока службы лампы.

Наши галогенные лампы разработаны с учетом оптимальных параметров работы, что обеспечивает стабильность работы и длительный срок службы. Мы предоставляем лампы, которые работают в соответствии с номинальными значениями и обеспечивают высокую эффективность и надежность при применении в промышленных системах.

Типы галогенных инфракрасных ламп:

Типы галогенных нагревателей ТЕРМОЭЛЕМЕНТ


Стандартные нагревательные лампы:

Стандартные нагревательные лампы представляют собой надежные и эффективные источники тепла для промышленных нужд. Их особенностью является большая мощность и высокая производительность, что делает их идеальным выбором для различных применений в промышленности. Эти лампы могут быть оснащены вложенным белым или зоотым отражателем, который позволяет фокусировать инфракрасное излучение на нужном объекте. Благодаря широкому диапазону длин и типов контактов, они совместимы с разнообразным промышленным оборудованием. Компактные, высокопрозрачные и с высоким КПД, стандартные инфракрасные лампы представляют оптимальное решение для различных задач: от нагрева и сушки до медицинских процедур и приготовления пищи.

Лампы с двойной колбой (Clear Sleeve Lamp):

Инфракрасные лампы с двойной колбой представляют собой особую разновидность, где нить накаливания находится внутри двух кварцевых колб. Этот дизайн способствует повышению безопасности и применению ламп в пищевой промышленности. Наличие внешней колбы облегчает очистку и обслуживание, позволяя легко устранять загрязнения тряпкой. Низкое давление внутри нагревательной лампы исключает риск взрыва и разрушения колбы, что делает их идеальным выбором для использования на пищевом оборудовании, где безопасность является критически важным фактором.

Круглые галогенные лампы:

Мы производим также уникальные галогенные лампы КГТ круглой формы. Эти нагреватели работают от напряжения питания 220 В и имеют в стандартном исполнении мощность 400 Вт. Это позволяет обеспечить быстрый и эффективный нагрев поверхностей. Также лампы могут быть выполнены на заказ с другими параметрами.

Наша компания предлагает широкий ассортимент галогенных инфракрасных ламп, разработанных с учетом различных потребностей промышленных процессов. Независимо от выбранного типа лампы, мы гарантируем высокое качество, эффективность и надежность для оптимального результата в вашей промышленной деятельности.

Применение в промышленности

Применение галогенных ламп от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Галогенные лампы широко применяются в промышленности для различных процессов нагрева. Они идеально подходят для использования в печах, сушилках, термоформовочных машинах и другом оборудовании, где требуется высокая температура нагрева. Благодаря своей эффективности и долгому сроку службы, галогенные лампы стали незаменимым решением для промышленных процессов нагрева. Вот некоторые из основных областей их применения:

  1. Промышленный нагрев: Галогенные лампы используются для обогрева материалов и изделий в различных производственных процессах. Они обладают способностью нагревать объекты прямо по мере подачи энергии, что обеспечивает быструю и равномерную температуру. Применение галогенных ламп для промышленного нагрева помогает снизить время производственных циклов и повысить производительность.
  2. Сушка и отверждение: В промышленности галогенные лампы используются для сушки покрытий, печатных материалов и различных поверхностей. Они обеспечивают интенсивное и равномерное распределение тепла, что способствует быстрой и эффективной сушке. Также галогенные лампы используются для отверждения клеев и материалов с высокой точностью и контролем процесса.
  3. Медицинские процедуры: В медицинских учреждениях галогенные лампы применяются в терапевтических и диагностических процедурах. Они используются для обогрева тела пациента или определенных областей, что способствует релаксации мышц и облегчает боли. Кроме того, инфракрасное излучение галогенных ламп может быть использовано для диагностики различных состояний пациентов.
  4. Производство пищевых продуктов: Галогенные лампы применяются в пищевой промышленности для обогрева и выпечки продуктов. Они обеспечивают быстрый и равномерный нагрев, что способствует получению качественных продуктов с минимальными потерями. Использование галогенных ламп в пищевой промышленности также обеспечивает соблюдение санитарных норм и безопасности продуктов.

Галогенные инфракрасные лампы представляют собой надежные и эффективные решения для промышленных процессов, требующих высокой производительности и точного контроля тепла. Их разнообразие вариантов и высокая эффективность делают их оптимальным выбором для различных областей промышленности, где требуется надежное и экономичное обогревание, сушка и отверждение, а также для обеспечения высокого качества и безопасности продукции.

Преимущества использования галогенных ламп

  • Быстрый нагрев: Галогенные лампы обладают высокой инфракрасной излучательной способностью, что позволяет достичь требуемой температуры нагрева за короткое время.
  • Повышенная стабильность: Галогенный цикл обеспечивает стабильность работы лампы и поддерживает постоянный уровень тепловой мощности.
  • Долгий срок службы: Благодаря процессу галогенного цикла галогенные лампы имеют значительно дольше срок службы по сравнению с обычными лампами накаливания.
  • Высокая тепловая эффективность: Инфракрасное излучение галогенных ламп направлено прямо на обогреваемый объект, что позволяет снизить энергопотребление и увеличить эффективность нагрева.

Термоэлемент предлагает высококачественные галогенные лампы для промышленного нагрева, которые отличаются надежностью и эффективностью. Более подробную информацию о галогенных лампах и их характеристиках можно узнать у наших менеджеров по телефону.




Возврат к списку


Задать вопрос