Ксенон принцип работы: Виды и принцип работы ксеноновых ламп

Содержание

Виды и принцип работы ксеноновых ламп

Ксеноновые лампы – источники искусственного света. Излучения происходит за счет дугового разряда, возникающего между электродами устройства. Конструктивно ксеноновая лампа — это трубчатая колба, спираль или шар из обычного или кварцевого стекла. Высокие температуры и давление внутри ламп под силу выдержать только данным материалам. К основанию трубки (с каждого конца) прикреплены вольфрамовые электроды. Внутри лампы вакуум, заполненный ксеноном. Кроме газа ксенона в колбе присутствуют соли других металлов (например, пары ртути). Малый размер светящейся области ксеноновой лампы позволяет создать мощный поток света, точно сфокусированный на определенную область освещения.

Существует несколько категорий ксеноновых ламп:

лампы с короткой дугой;
устройства с длинной дугой;
лампы-вспышки.

Для светотехники автомобилей используют ксеноновые лампы длительной работы, в которых электроды разнесены дальше по корпусу. За счет этого формируется длинная дуга, для розжига которой требуется балласт меньшего размера. Для транспортных средств важно иметь компактные элементы системы освещение, монтирование которых не вызовет массу неудобств.

Принцип работы ксеноновой лампы:

Низковольтная система автомобиля не может зажечь и обеспечить бесперебойную работу ксеноновой лампы. Для этого устанавливаются модифицированные балласты. Они подают мощный импульс на электроды лампы. 20КВ способствуют ионизации газа внутри лампы и формированию дугового разряда. Газ проводит ток, за счет чего излучает свет определенного цвета. Для постоянного поддержания дуги свечения необходим импульс гораздо меньшей амплитуды и мощности. Время выхода лампы в рабочее состояние зависит от ее мощности, колеблется между несколькими миллисекундами и 5-6сек. Основной поток света формируется в области катода, спектр свечения примерно равномерен по всей зоне видимого света. Алгоритм действия лампы таков: электроды, впаянные в корпус колбы, получают высоковольтный импульс от смежного конденсатора. Напряжение зависит от состава смеси газов, наполняющих лампу, и от длины ее колбы. В некоторых моделях ксенона для начальной ионизации газа используется третий электрод. Он представляет собой ленту металла вдоль трубки и служит для запуска разряда через ксеноновую лампу.

Конструктивные элементы системы ксенона дают свет, близкий спектрально к дневному освещению. Ксеноновые лампы излучают разные оттенки свечения, в зависимости от цветовой температуры. От данного показателя зависит яркость и мощность светового потока. Наиболее оптимальные лампы ксенона имеют температуру свет 4300-5000К. С уменьшением и увеличением данного показателя яркость незначительно падает, меняется цвет светового луча. Ксенон в 8000К светит красиво синим цветом, но мало эффективен в условиях плохой погоды. Более комфортное для человеческого восприятия свечение ксенона до 5000К, этот диапазон наиболее близок к дневному свету.

Неотъемлемый атрибут фары большинства авто – рефлектор. Он помогает рассеять пучок света, сформированный ксеноновой лампой. Чтобы свет не стал причиной аварии, а только способствовал безопасности, нужно правильно отрегулировать положение фар, настроить ближний/дальний свет. Ксенон может слепить встречных водителей, создавать дискомфорт участникам движения. При монтировании ксеноновых ламп стоит позаботиться об установке системы автоматической регулировки фар (угла их наклона) и фароомывателей.

Маркировки ксеноновых ламп

Чтобы правильно выбрать ксеноновую лампу, стоит научиться читать маркировку на ней. Как правило, сначала идет фирма производитель, далее указывается цоколь лампы (D2S, Н1), мощность. В зависимости от конструктивного элемента установки (цоколя), ксеноновые лампы бывают нескольких серий:

Н (h2, h4, h5, H8, Н7, h21, h20, h37(880 / 881). Такие лампы работают от блоков розжига мощностью 35-55Вт. Провода питания балласта идут в комплекте с лампами. Ксеноновые лампы этой серии имеют разъемы AMP или KET, в зависимости от блоков розжига. Неувязку с разъемами можно решить с помощью переходников KET-AMP. Лампы, их температуру свечения, подбирают в зависимости от функциональных особенностей фар. Например, для противотуманок больше подойдут лампы Н3, поскольку они малогабаритны. Лампа Н11 встречается в противотуманках японских авто, h37(880 / 881) – в транспортных средствах корейских производителей; лампы Н4 используются в авто с совмещенной оптикой, где дальний и ближний свет — одна лампа. Цоколь Н7 устанавливают в ближний свет, h2 может устанавливаться, как в ближний, так и в дальний свет автомобиля, а также применяются в биксеноновых линзах пятого поколения G5.
D (D1R, D1S, D2R, D2S, D3S, D4S, D4R). Наиболее распространены такие лампы от компаний Osram и Philips. Они устанавливаются, как правило, в ближний свет фар. Им свойственна одна цветовая температура – 4300К. Для установки ламп с большей температурой свечения стоит прибегнуть к китайским аналогам, но они могут быть несовместимы со штатными блоками розжига. Решить проблему конфликта оборудования поможет замена заводских балластов на обычные с адаптерами. Этот вариант не подойдет только для ксенона на основе цоколя D1S, в котором лампа совмещена с балластом. Поломка внутри блока ведет к замене всего комплекта, повреждение лампы влечет к затратам на балласт. Лампа D1R имеет специальное напыление, которое устраняет паразитное свечение, ксеноновые лампы D2Sустанавливается в линзу, D2R тоже имеет оптическое напыление. Лампа с цоколем D4S не содержит ртуть, как все остальные, устанавливается только в линзу системы освещения автомобилей Lexus и Toyota;
HB (HB2(9004), HB3(9005), HB4(9006), HB5(9007)). Конструктивных особенностей данные лампы не имеют. Их функционирование, как и цветовая температура свечения, аналогичны лампам с цоколем Н. Редко применяются HB5(9007) и HB2(9004). Ксенон с цоколем HB4(9006) используют в противотуманках и в ближнем свете, как и HB3(9005), но последнюю модель чаще используют в качестве дальнего света.

Ксеноновые фары — Устройство, принцип работы, преимущества и недостатки

Еще недавно ксеноновый автомобильный свет считался чем-то уникальным, возможным к применению исключительно в топовых моделях, которые обычным среднестатистическим автолюбителям были не по карману. Развитие технологий позволило значительно снизить стоимость его установки, что предопределило широчайшее распространение среди огромного количества автомашин, гораздо более доступных для потребителей. Сегодняшняя статья будет посвящена устройству, принципам работы и основным преимуществам и недостаткам ксеноновых фар.

Устройство и принцип работы ксеноновых фар автомобиля

Внутренний стеклянный контур заполняется газом, основной частью которого выступает ксенон. От его количества зависит цветовой оттенок светового луча и скорость включения фар. Обязательным компонентом ксеноновых фонарей является управляющий блок, называемый также блоком розжига. Он подает необходимый для работы высоковольтный заряд и контролирует стабильность напряжения, избавляя его от скачков и чрезмерных просадок. Одной из особенностей HID-освещения является характерная постепенность его запуска. Время задержки отводится на разогрев газовой смеси, чтобы она смогла обрести максимальный яркую степень свечения. Рабочий температурный уровень внутри ламп составляет 4 тысячи градусов. Она может быть и выше, вплоть до 8 тысяч, однако продуктивность работы такого света крайне низкая. Что же определяет световой оттенок луча, исходящего от фар? Именно температура. В зависимости от её величины цвет изменяется от бело-желтого, до ярко-голубого.

Основные преимущества ксенона

Главным «плюсом» применения ксеноновых фонарей, безусловно, является качество исходящего от них свечения. Луч HID-осветителей невероятно яркий, с великолепной интенсивностью и охватом.
Выделим и срок службы самих ламп. Он в несколько раз превышает функциональный ресурс галогенов, пусть и слегка проигрывая светодиодным модулям. Почему это возможно? Прежде всего, из-за отсутствия в конструктивном устройстве основной нити. Это исключает возможность перегорания ламп в результате перепадов напряжения, которые отфильтровывает управляющий блок, и по причине постоянной вибрации во время эксплуатации.
Не можем оставить без внимания отличные показатели продуктивности работы.
Невысокое потребление бортового тока облегчает «жизнь» генератору, что прямым образом сказывается на экономичном топливном потреблении.

Основные недостатки ксенона

Основным недостатком HID-фар является сравнительно высокая стоимость установочных комплектов в целом и самих ламп в частности. Однако отдельно оговоримся, что эта дороговизна касается сравнения лишь со штатными галогенными фарами. Ни светодиодные фонари, ни, тем более, лазерные технологии, начинающиеся применяться в некоторых моделях «БМВ», ничуть не дешевле, а в большинстве случаев значительно дороже.

Насколько законна самостоятельная установка ксенона?

В российских автомобильных ГОСТах вопрос законности именно самостоятельной установки ксенонового освещения никак не отражен. Единственная оговорка касается допуска производителями автомобиля штатной замены. Дело в том, что не все фары имеют возможность монтажа ксенона. Для его установки обязательно наличие линз, собирающих луч в единый пучок и препятствующий хаотично направленному свету, ослепляющему всех водителей встречного направления. Если заводом-изготовителем транспортного средства допускается установка ксенона в штатные фары, автолюбитель имеет полное право законно замену осветителей. Причем совершенно неважно, куда оборудование будет смонтировано – в фары ближнего света, дальнего или вовсе в противотуманные фонари.

Подведем итоги

Подводя итоги статьи, отметим, что ксеноновое освещение является одним из наиболее качественных решений, общепринятом в автомобильной промышленности в настоящее время. Да, он несколько дороже галогенных фар, зато все их недостатки полностью устранены, а его работа, в том числе КПД использования, находится на великолепном уровне. Что касается основных конкурентов, то для ксенона наиболее «опасны светодиодные модули». Они значительно более экономичные, хотя их интенсивность и качество функционирования ничем не уступает ксенону. Нам – рядовым автолюбителям, такая конкуренция только на руку. Это прямым образом влияет на развитие направления, в том числе и на его ценовой уровень.

Ксеноновые лампы.Виды и устройство.Работа и цветовая температура

Технология применения ксенона для освещения возникла несколько лет назад. Сегодня она уже достаточно популярна, и занимает значительную часть рынка. Ксеноновые лампы являются искусственным прибором освещения, в которых основным источником светового потока является не спираль, а электрическая дуга, возникающая в стеклянной колбе с газом, называемым ксеноном. Такие лампы способны светить очень ярким белым светом, который по своему спектру аналогичен дневному свету.

Конструктивные особенности

Лампа состоит из стеклянной колбы, вольфрамовых электродов и общего корпуса. Из колбы выкачан воздух, и ее объем заполнен специальным газом – ксеноном. У некоторых моделей имеется вспомогательный разжигающий электрод, например, у ламп вспышек.

Электроды предназначены для обеспечения прохождения электрического тока через газовую среду. Для того, чтобы газ начал светиться, требуется высокая мощность энергии, которая способна накопиться в конденсаторе, соединенном параллельно посредством резисторов. Эта энергия преобразуется в импульс высокого напряжения с помощью мощного повышающего трансформатора. Он разряжает конденсатор, тем самым пропускает через лампу большие токи за короткое время.

Колба из кварцевого стекла газоразрядной лампы изготавливается в виде прямой или согнутой трубки в виде буквы «U», спирали, или окружности (для расположения лампы вокруг объектива фотокамеры для получения фотографии без теней). В продаже можно найти лампу с колбой из сапфирового стекла. Разные виды стекол обеспечивают разный цвет свечения. Сапфир придает более чистый и яркий свет, а кварцевое стекло хуже пропускает поток света.

Электроды лампы впаиваются в трубку и соединяются с конденсатором, имеющим заряд высокого напряжения, достигающего 2000 вольт, в зависимости от состава газа и длины стеклянной трубки.

Третий дополнительный электрод имеется не во всех моделях ламп. Он называется разжигающим и предназначен для начальной ионизации газов, запускающей процесс разряда в лампе. В лампах вспышках обычно в качестве дополнительного электрода применяют рефлектор света.

Как работают ксеноновые лампы

Вспышка света возникает при пропускании через газ мощного импульса электрического тока, и ионизации, которая требуется для снижения электрического сопротивления газа, и более легкого протекания большого тока через газовое пространство лампы.

Начальная ионизация обеспечивается специальным трансформатором. Высоковольтный кратковременный импульс, подведенный на разжигающий электрод, образует первые ионы газа. В результате электрический ток начинает проходить через газ, от чего возбуждаются атомы ксенона. Это побуждает электроны переходить на орбиты, обладающие более высокой энергией. После возвращения электронов на свои прежние орбиты, они излучают фотоны, являющиеся разницей энергии этих орбит.

Давление газа в лампе может различаться в зависимости от величины лампы, и может быть от 0,01 до 0,1 атмосферы.

Разновидности

Ксеноновые лампы делятся на несколько видов по конструкции и сфере применения:

Шаровые.
Трубчатые.
Керамические.

Шаровые ксеноновые лампы стали наиболее популярными из всех видов. Они используются в автомобилях для обеспечения его передним светом фар. Их устройство состоит из небольшой колбы, наполненной ксеноном. Электроды в лампе расположены на очень близком расстоянии друг от друга.

Керамические ксеноновые лампы применяются в фармацевтическом производстве. Их особенностью является использование керамической колбы и отверстия в ней для прохождения ультрафиолетового излучения. Такой свет применяется в медицине для лечения грибковых болезней головы и кожи.

Трубчатые ксеноновые лампы являются устройствами для создания освещения в жилых зданиях и помещениях. Электроды в них находятся на большом удалении между собой, поэтому для их функционирования необходим балласт. Такие лампы применяются для внешнего освещения складов, вокзалов и других общественных или промышленных объектов.

В зависимости от сферы применения ламп, они могут иметь цоколи разных исполнений, которые изображены на рисунке.

Цветовая температура

Основным параметром любых ксеноновых ламп считается цветовая температура светового потока. Этот условный параметр характеризует интенсивность и спектр светового излучения, и измеряется в кельвинах.

Существует несколько интервалов цветовой температуры:

От 3200 до 3500 кельвин. Свет лампы с такой цветовой температурой подобен свету галогенной лампы и имеет желтоватый оттенок, отличается высокой интенсивностью освещения, достигающей 1500 люмен. В основных автомобильных фарах такого света будет недостаточно, поэтому их применяют в противотуманных фарах.
От 4000 до 5000 кельвин. Световое излучение в этом диапазоне имеет нейтральный оттенок и наименьшие визуальные цветовые искажения. Такое излучение обладает повышенной интенсивностью освещения, более 3000 люмен. Такие качества позволяют использовать лампы для основного освещения автомобиля в основных фарах. Такие ксеноновые лампы включены в основную комплектацию новых автомобилей.
От 5000 до 6000 кельвин. Повышение цветовой температуры более 5000 К приводит к возрастанию декоративного эффекта и снижению практической пользы. Такие лампы образуют белое освещение, что создает оригинальный эффект, но уменьшает интенсивность освещения, и снижается восприятие света глазами водителя: Предметы видны в черно-белом цвете, детали скрадываются. В некоторых зарубежных странах использование ксеноновых ламп с цветовой температурой более 5000 кельвин запрещено.
От 6000 до 12000 кельвин. Монтаж таких ксеноновых ламп выполняется только из расчета создать некоторое впечатление, а на практике ничего хорошего от такого ксенона не будет. У таких ламп интенсивность света снижается до 2000 люмен, при движении на автомобиле в темное время водитель видит объекты в черно-белом цвете и плохо их различает. В торговых точках такие лампы уже не продаются, так как они считаются недостаточно эффективными.

Достоинства

Повышенные параметры светоотдачи и яркости. Ксеноновые лампы обладают светоотдачей в несколько раз больше, по сравнению с галогенными лампами. Поэтому такие лампы стали использоваться значительно чаще в автомобильных противотуманных фарах для освещения ночной дороги. Они способны обеспечить идеальное освещение даже в самых темных местах.
Длительный срок службы обеспечивается отсутствием нити накаливания, в отличие от обычных ламп или галогенных моделей. Они также могут применяться в экстремальных случаях, что является важным достоинством. В среднем такие газоразрядные лампы на автомобиле способны служить до 200 тысяч км пробега.
Небольшой расход электрической энергии. Для функционирования лампы требуется мощность не больше 30 ватт, что позволяет продлить срок службы аккумуляторной батареи. Нагрузка ксеноновых ламп на бортовой компьютер в автомобиле также незначительная.
Естественный цвет светового потока автомобильных фар. Галогенные лампы, также часто используемые в фарах автомобилей, создают желтоватый свет, который непривычен для человека, и иногда искажает объекты. В отличие от них, ксеноновые фары обеспечивают белый свет, повышающий безопасность движения в темное время.
Повышенные показатели КПД. У обычной лампы накаливания этот параметр всего 30%, так как основная часть энергии расходуется на выделение тепла. Ксеноновая лампа излучает холодный свет, что означает незначительное нагревание приборов освещения. Большая часть энергии этих ламп направлена на освещение.

Недостатки

Высокая стоимость ламп относится к их недостаткам. Но это со временем окупается за счет длительного срока эксплуатации, экономии на отсутствии ремонта и редкой замены ламп.

Замена ксеноновых ламп доставляет некоторый дискомфорт. Рабочее давление лампы очень высоко, и при ее разрушении осколки лампы разлетаются на большое расстояние, повреждая предметы и объекты, находящиеся на пути. Поэтому чаще всего замена таких ламп должна выполняться только квалифицированными специалистами, имеющими при себе защитные средства в виде костюма и очков.

Советы по выбору

Подбор ксеноновых ламп зависит от конструктивных особенностей фар автомобиля, или прибора освещения. Если для фар предусмотрены лампы с одной нитью накаливания, то подойдут обычные газоразрядные лампы. Если в фары вставлялись двухнитевые лампы, то придется ставить биксеноновые лампы.

Они имеют в своей конструкции металлическую электромагнитную шторку, которая закрывает часть стеклянной колбы, чтобы обеспечивать переключение света с дальнего на ближний, и наоборот. При установке ксеноновых ламп на автомобиль часто приходится менять рефлекторы фар. Обычный рефлектор рассеивает свет, а для нормальной работы ксенона свет нужно фокусировать. Если рефлекторы не заменить, то вы будете ослеплять встречных водителей, что может привести к аварийной ситуации на ночной дороге.

К подбору завода изготовителя ксеноновых ламп нужно отнестись с большой ответственностью, так как от качества лампочек непосредственно зависит ваша безопасность во время движения, а также безопасность окружающих людей. Если лампа при движении внезапно потухнет, это может привести к непредсказуемым последствиям.

Гарантией качества ламп может послужить популярный бренд и наличие всего комплекта документов, которыми подтверждается качество товара и его оригинальность. Не следует приобретать дешевые ксеноновые лампы, если вам предлагают скидку и навязчиво рекламируют изделие. Качественные товары не могут стоить дешево.

Блоки розжига ксенона — принцип работы

Балласт ксенона, или блок розжига, является необходимым компонентом, без которого замена (установка) лампочек в фарах не будет иметь практического результата. Большинству автомобилистов, сталкивавшихся с процессом замены элементов автосвета, известно, что наличие данного агрегата несколько осложняет процесс монтажа автоламп. Также его необходимо надежно фиксировать в подкапотном пространстве, а место для блока важно выбрать наиболее сухое, но и не слишком прогреваемое, чтобы не спровоцировать сбой.

Стоит ли ксеноновое освещение таких затрат? Определенно, стоит. Помимо повышения безопасности и улучшения внешнего вида, такой свет позволит существенно сэкономить средства и электроэнергию сети автомобиля. А чтобы качество работы элемента было непреложным, блок розжига должен работать, как часы.

Принцип функционирования устройства

Напряжение, необходимое для того, чтобы разжечь ксенон в дуге лампочки, должно равняться 25000 Вольт. В противном случае, безвоздушное пространство просто не отреагирует на запал, а нити накаливания, как в галогенках, здесь нет.

При этом, для постоянного свечения в колбе достаточно обычного напряжения, заключенного в системе электроники автомобиля.

Потому блок розжига и именуется балласт постоянного/переменного тока. Говоря иначе, данное устройство выполняет следующий ряд функций:

создание напряжения для старта работы лампочки;
регулировка напряжения до оптимального уровня;
поддержание с лампочкой обратной связи;
перезапуск лампы в случае угасания дуги.

Сразу стоит отметить, что угасание дуги случается крайне редко. Это происходит по причине неисправности ксеноновой проводки автомобиля (поврежденный контакт и прочие) или чтобы обеспечить перечисленные выше операции, в блок розжига включаются такие элементы, как блок управления и повышающий трансформатор, которые, по сути, относятся к электронике. Блоком управления как раз и осуществляется процесс обратной связи с лампой. С его подачи подключается повышающий трансформатор, создающий необходимый уровень напряжения. Им же величина напряжения снижается до нормальной отметки, а, при необходимости перезапуска, снова повышается.

Существующие разновидности

С момента своего появления, блок розжига претерпел немало изменений. Это связано с тем, что первые модели часто выходили из строя, что значительно повышало стоимость использования ксеноновых ламп.

Сейчас, с учетом требований о размещении, значительно изменилась форма самих устройств. Так как лампы, работающие на ксеноне, помимо фар основного света, устанавливаются еще и в противотуманки, где, как правило, мало места под капотом, в производство пошел тонкий блок розжига (Slim). Классический корпус устройства (Normal) используется в тех случаях, когда подкапотное пространство позволяет найти достаточно сухое место. Ведь, несмотря на то, что последние модели оснащены защитой от влажности, лучше, все же, минимизировать контакты балласта с водой и грязью.

В том, что касается дополнительных улучшений, стоит отметить существование блоков розжига с обманкой. Это такой преобразователь сигнала, который позволяет обмануть бортовой компьютер в момент розжига и работы лампочки. Из-за разницы в мощности галогеновых и ксеноновых элементов, электроника может «подумать», что в системе произошел сбой и воспринять новые лампы, как поломку. Чтобы этого избежать, и необходим специальный резистор, который будет посылать бортовому компьютеру нужный сигнал. Другими словами, современные блоки розжига предусматривают все ситуации, которые могут возникнуть при замене штатных лампочек, на ксенон.

Ксеноновые лампы принцип работы — Автомобильный портал AutoMotoGid

Ксеноновые фары стали очередной ступенью в эволюции автомобильных осветительных приборов. Их появление было обусловлено необходимостью сделать фары автомобиля более мощными и яркими, а также увеличить срок их службы.

Своим появлением ксеноновые фары обязаны технологиям газонаполненных и галогеновых ламп. Ксеноновые лампы получили распространение в середине XX века и использовались для кинопроекторов. В качестве автомобильных фар такие лампы стали использовать в 1991 году. Сложно установить кто первым начал производить ксеноновые фары: по одним сведениям — это фирма Philips, по другим -Bosch .

Ксеноновая лампа выглядит как стеклянная колба. Внутри нее находится под большим давлением смесь инертных газов, состоящая из ксенона и солей металла. Помимо этого в колбе расположены два электрода. Для того чтобы разжечь между ними дугу, на электроды подается высоковольтный импульс напряжения (порядка 25000 В). Горящая лампа требует напряжения намного меньше – 85 В. Собственно, разряд между двумя электродами нужен для того, чтобы вызвать свечение газов.

Кроме того, существуют так называемые биксеноновые фары. Они способны излучать не только ближний или дальний свет, а оба. Устройство таких фар бывает двух типов. В первом случае, колба двигается под действием электромагнитов(в разных лампах движение происходит либо вверх и вниз, либо вперед и назад), за счет чего образуется два типа освещения. Во втором, между самой лампой и линзой находится заслонка, которая регулирует световой поток, изменяя тем самым параметры излучения.

На автомобиль, который оборудован ксеноновыми фарами, устанавливают специальный блок управления. Он обеспечивает лампы необходимым для них напряжением, в то время как штатное электрооборудование не может с этим справиться.

Вообще, яркость источника света характеризуется цветовой температурой. Например, у Солнца цветовая температура 5000 К, у ксеноновых ламп — 4300 К, а у галогеновых всего лишь 2800 К. Спектр свечения ксеноновых ламп ближе к спектру свечения Солнца, т.е. дневному свету. Поэтому цвет ксеноновых фар имеет слегка голубоватый оттенок, а у обычных галогеновых — желтоватый.

Достоинства и недостатки

Достоинством ксеноновых ламп является их долговечность. Их срок службы примерно в шесть раз больше, чем у галогеновых, и составляет примерно 3000 часов. Таким образом, эти лампы приходят в негодность после трех-четырех лет использования, в то время как «галогенки» перегорают каждые пол-года.

Еще одно преимущество ксеноновых фар в том, что они значительно лучше освещают дорогу при дожде и тумане. Кроме того, ксенон, в отличие от галогена значительно лучше рассеивается, а значит в меньшей степени ослепляет водителей других автомобилей.

В довершении всего, ксеноновые фары выгодно отличаются от других количеством потребляемой мощности. К примеру, галогеновая лампа требует минимум 55 Вт, в то время как ксеноновой нужно всего 35Вт. При этом сила света ксенона в два раза больше. Низкая потребляемая мощность влияет на такой бытовой факт как загрязнение стекол фар. Дело в том, что при длительном свечении фары ее стекло сильно нагревается. На горячем стекле дорожная грязь лучше подсушивается, и соответственно, ее тяжелее потом отмывать. Ксеноновые лампы не допускают перегревания стекла фары и возникновения на нем трещин.

Однако, помимо очевидных преимуществ, ксеноновые лампы обладают и рядом недостатков. Основным минусом «ксенона» является высокая цена. На цену главным образом влияет необходимость установки дополнительного электрического блока. Сами лампы тоже стоят несколько дороже остальных. Ко всему прочему, меняют их только в паре, так как спектр лампы в ходе эксплуатации изменяется, и если одна будет новой, а другая старой, то светить они будут по-разному.

Еще одним фактором, влияющим на цену, является необходимость установки автоматического корректора угла фар и омывателя. Наличие этих устройств способно обезопасить других водителей от ослепления мощным светом ксенона.

Штраф за ксенон в фарах и противотуманках

Сам по себе ксенон в автомобильных фарах не является основанием для штрафа. Если речь идет о штатных световых приборах, то никаких претензий к владельцу автомобиля, естественно, не будет – наказание предусмотрено только за нештатный и кустарно установленный ксенон в фарах и противотуманках.

Техническое состояние автомобиля (в том числе и его световых приборов) в России регламентируется Основным положением по допуску транспортных средств к эксплуатации. В этом документе прописан перечень условий и неисправностей, при которых эксплуатация авто запрещена. К ним, в частности, относится и использование «рассеивателей и ламп, не соответствующих типу данного светового прибора» (п. 3.4 Перечня).

Согласно статье 12.5 ч. 3 КоАП РФ, в 2015 году за нарушение этого требования Основных положений предусмотрено лишение прав на срок от 6 месяцев до 1 года. Таким образом, за нештатный ксенон и желание поразить окружающих своими яркими фарами водитель может поплатиться полугодом или даже годом «пешеходной» жизни.

На противотуманки распространяются те же требования, что и на фары головного света. Ксенон в туманках также может закончиться 6-12 месяцами лишения прав.

Обратите внимание, что наличие нештатных и неправильно установленных ксеноновых ламп в фарах и ПТФ (как и светопропускную способность стекол с тонировкой) проверяют инспекторы технического надзора. Выполнить эту проверку они могут только на стационарном посту ГИБДД.

Полезно? Лайкаем и делимся со своими подписчиками!

Ксенон на сегодняшнее время используется во многих автомобилях, то ли штатно, то ли при переоборудовании оптики. Не многие знают принципы работы ксеноновой лампы, хотя это очень важно. Именно поэтому данный материал мы посвятили именно принципу работы ксеноновых ламп. Ксеноновая лампа – это электрическое газоразрядное устройство, которое может создавать внутри колбы мощные, интенсивные импульсы белого цвета.

Конструкция ксеноновой автомобильной лампы

Лампа сконструирована из специальной трубки, хорошо запаянной, состоящей из прочного стекла или же надежного кварца. Внутри этой трубки находится смесь инертных газов под большим давлением. Большая часть всей смеси газов припадает на ксенон.

Внутри колбы также находится два электрода, обеспечивающие пропуск электрического тока и образование электрической дуги для розжига газа. Чтобы активизировать газ понадобится огромное количество энергии, превращающейся в последствии в высоковольтный импульс, благодаря специальному устройству – блоку розжига, принцип работы которого схож с трансформатором.

Стеклянный корпус изделия – это и есть трубка, которая может быть разной формы. Именно в трубку по обе вертикальные стороны впаиваются электроды, между которыми при подаче высоковольтного импульса от 23000 В дол 30000 В и активизируется электрическая дуга. В колбе есть и еще один электрод, сделанный в виде тонкой металлической дорожки, которая проходит вертикально сквозь всю трубку. Этот электрод необходим для ионизации газового состава и запуска разряда.

Принцип работы ксеноновых ламп

Принцип работы ксеноновых излучателей достаточно непростой и состоит из нескольких этапов.

Этап 1. Подача высоковольтного импульса от 23000 В до 30000 В, благодаря блоку розжига, который поступает в лампу.
Этап 2. Активизация электрической дуги.
Этап 3. Ионизация газа и пропуск через него тока под большим напряжением, что создает мощную вспышку белого света. Этот процесс является важным и обязательным, ведь он необходим для сокращения электрического сопротивления газа внутри колбы лампы. Ионизация активизируется путем той же подачи высоковольтного импульса от блока розжига, что активизирует электроды и выпускает ионы.
Этап 4. Проходящий ток через газ возбуждает атомы ксенона.
Этап 5. Активизированные атомы ксенона вынуждают переходить электроны на орбиты с характеристикой более высокой энергии.
Этап 6. Затем электроны возвращаются к первоначальным орбитам и при этом образуют энергию, выраженную в форме фотона, а это и обеспечивает выдачу насыщенного и интенсивного света.

Отметим, что газы в лампе находятся под высоким давлением, что и обеспечивает повышенную яркость. Степень давления зависит от размеров колбы лампы.

Спектр ксеноновых излучателей

Как и многие другие газы, благодарённый ксенон также имеет спектры. Принцип свечения ксенона максимально схож с неонами. Излучение от такого источника человеку кажется идеально белоснежным, поскольку спектральные лини цвета распределяются по всей видимой полосе спектра для ксенона.

Цветность лампы очень важна и измеряется она в Кельвинах:

Стандартная цветность ксенона, используемая на наших дорогах:

Цветность стандартного ксенона составляет 4300 Кельвинов. Это самый оптимальный тепло-белый свет, который необходим для качественного освещения дорожного полотна. Данный спектр обеспечивает освещение дороги, обочины. Не рассеивается и не кристаллизируется, что важно в плохих метеорологических условиях при дожде или же мокром асфальте.
Ксенон на 5000 Кельвинов также часто используется водителями, и обладает достаточно высокой эффективностью, хотя интенсивность света и освещенность дороги немного снижена, по сравнению со стандартным бело-теплым свечением в 4300 кельвинов. Такие лампы используются для ночных поездок, но не имеют максимального эффекта при сильном дожде или же туманности.
Ксенон на 6000 Кельвинов очень редко используется на наших дорогах, поскольку голубой – это спектр приближенный к синему, а поэтому он не обеспечивает качественное освещение дорожного полотна ни ночью, ни при погоде. Его яркость максимально снижена, по сравнению с предыдущими цветностями, что не может в полной мере гарантировать качественную и насыщенную видимость дороги для водителя.

Лампы, используемые в ксеноновом освещении, принадлежат к газоразрядному типу. Их англоязычное название «HID-Lamp» переводится как «лампы высокоинтенсивного разряда». Их конструкция основана на двух герметичных колбах, изготовленных из кварцевой разновидности стекла. Главное назначение стеклянной оболочки – защита от загрязнения и температурных перепадов. Внутренний стеклянный контур заполняется газом, основной частью которого выступает ксенон. От его количества зависит цветовой оттенок светового луча и скорость включения фар. Обязательным компонентом ксеноновых фонарей является управляющий блок, называемый также блоком розжига. Он подает необходимый для работы высоковольтный заряд и контролирует стабильность напряжения, избавляя его от скачков и чрезмерных просадок. Одной из особенностей HID-освещения является характерная постепенность его запуска. Время задержки отводится на разогрев газовой смеси, чтобы она смогла обрести максимальный яркую степень свечения. Рабочий температурный уровень внутри ламп составляет 4 тысячи градусов. Она может быть и выше, вплоть до 8 тысяч, однако продуктивность работы такого света крайне низкая. Что же определяет световой оттенок луча, исходящего от фар? Именно температура. В зависимости от её величины цвет изменяется от бело-желтого, до ярко-голубого.

Главным «плюсом» применения ксеноновых фонарей, безусловно, является качество исходящего от них свечения. Луч HID-осветителей невероятно яркий, с великолепной интенсивностью и охватом.
Выделим и срок службы самих ламп. Он в несколько раз превышает функциональный ресурс галогенов, пусть и слегка проигрывая светодиодным модулям. Почему это возможно? Прежде всего, из-за отсутствия в конструктивном устройстве основной нити. Это исключает возможность перегорания ламп в результате перепадов напряжения, которые отфильтровывает управляющий блок, и по причине постоянной вибрации во время эксплуатации.
Не можем оставить без внимания отличные показатели продуктивности работы.
Невысокое потребление бортового тока облегчает «жизнь» генератору, что прямым образом сказывается на экономичном топливном потреблении.

Основным недостатком HID-фар является сравнительно высокая стоимость установочных комплектов в целом и самих ламп в частности. Однако отдельно оговоримся, что эта дороговизна касается сравнения лишь со штатными галогенными фарами. Ни светодиодные фонари, ни, тем более, лазерные технологии, начинающиеся применяться в некоторых моделях «БМВ», ничуть не дешевле, а в большинстве случаев значительно дороже.

Что же многие из нас с вами ставят на свои автомобили ксеноновые лампы, или просто так называемый «КСЕНОН». Оно и понятно с одной стороны это очень мощный источник света, который «разрезает» туман и прочую непогоду, позволяя намного увереннее чувствовать себя за рулем. Но с другой стороны, кустарный (то есть который не идет с завода) запрещен законом РФ и этому есть вполне вменяемое объяснение – он слепит встречных водителей, что увеличивает число ДТП на дорогах, зачастую летальных. Так почему он слепит, как работает в фаре? И что такое блок его розжига. Разбираем подробно …

Не данный период времени, ксенон это одна из самых передовых технологий, которая позволяет добиться высоких показателей светового потока. Зачастую его эффективность превышает галогеновые лампы в 2 – 4 раза. Есть еще один оппонент, это светодиоды, сейчас они вплотную приблизились к ксеноновым лампам, но пока их надежность реально хромает, про это думали здесь . Но за счет чего достигается такое свечение, как работает? И что такое ксенон вообще?

Для начала я предлагаю вам поговорить про само вещество, из чего состоит? Оказывается все просто – это одноатомный, инертный газ. Которые не имеет не цвета, не запаха, без вкуса, полностью безопасен для человека.

Этого газа в чистом виде очень мало в земной атмосфере, в основном он образуется около радиоактивных источников.

Однако в промышленности его научились выделять из воздуха, когда получают кислород и азот. Путем сложных преобразований выделяется чистый ксенон без примесей именно его и закачивают в колбу лампы.

Это так называемая газоразрядная лампа. В ней под высоким давлением закачан наш газ в специальную колбу.

Есть основная стеклянная колба, с достаточно толстыми стенками. То есть, я хочу отметить — что лампа не хрупкая.
Колба заполнена нашим инертным газом – ксеноном, однако некоторые производители рядом могут «разместить» пары ртути. Они также зажигаются от нашего ксенона, однако она находятся в другой, внешней колбе
Также внутрь помещаются два электрода, которые располагаются рядом друг с другом, на достаточно близком расстоянии.
С внешней части к этим электродам подходят два контакта, как у обычной лампы это плюс и минус.
За лампой стоит высоковольтный «блок розжига», который является важным элементом системы.
Ну и собственно «жгут проводов» который подсоединяется к системе питания автомобиля и соединяет лампу и блог розжига.

Собственно это вся система, как видите ничего сложного, абсолютно! Просто многие из моих читателей, думаю — что это просто «заоблачные технологии».

Процесс достаточно простой, его можно назвать горением электрической дуги в инертном газе. НА контакты, которые находятся внутри и располагаются друг напротив друга, подается очень высокий электрический разряд, под напряжением в 25 000 Вольт! Между контактами возникает электрическая дуга, которая в газе-ксеноне начинает гореть ярким светом. По сути можно сравнить с дугой от сварочного аппарата, некоторые это называют «плазмой», хотя я не уверен.

Так как газ инертный он никак не влияет на контакты — то есть дуга не разрушает их, а как бы проходит между ними. Ведь внутри колбы больше нет никаких газов, ни кислорода, ни азота, ни водорода.

Дуга горит недолго, и поэтому ее нужно постоянно подпитывать определенным напряжением, чем собственно и занимается «блок розжига». Именно он формирует такое напряжение, зачастую после розжига оно составляет 60 – 80 Вольт.

Внутри колбы могут устанавливаться специальные отражатели, которые могут направлять свет в нужную сторону.

Питание блока, я еще раз повторяюсь — происходит от стандартной системы питания автомобиля.

Многие задают вопрос – а почему ксенон загорается не сразу, а постепенно? Все просто – потому что нужно небольшой промежуток времени, чтобы дуга «зажглась» в газе. Обычно это от 5 до 7 секунд не больше.

Как видите ничего сложного! Но зачастую многих интересует — а как образовывается такой высоковольтный разряд в 25 000 Вольт? Как работает блок?

Если взять характеристики блока розжига, то зачастую составляют:

Напряжение от 8 до 16 Вольт.

Сила потребляемого тока – от 3 до 6 Ампер.

Среднее потребление около 35 – 55 Ватт.

Но постойте, а где же напряжение в 25000 Вольт? Ведь это очень большой показатель. Спокойно ребята, такое напряжение действительное есть – то есть с одной стороны заходит низкое, а выходит очень высокое, но лишь на какие-то миллисекунды, именно они нужны для того чтобы поджечь наш газ. Это и есть принцип высоковольтного бока питания.

Если копнуть в строение (кому интересно) то становится понятно, что у нас от бортовой сети 12 Вольт, забирается первоначальная энергия — дальше она поступает в импульсный трансформатор, который преобразует напряжение уже до 250 Вольт. После чего он отдает напряжение конденсатору, где оно накапливается (обычно его напряжение около 400 – 500 Вольт, а емкость от 0,2 до 0,5 Микрофарада). Дальше импульс, от конденсатора, поступает на высоковольтную катушку, и уже она методом индукции первичной и вторичной катушек выдает очень высокое напряжение, которое в десятки раз, может превышать напряжение на конденсаторе.

Дальше напряжение, которое требуется для дальнейшего «горения» как я уже писал, составляет всего 60 – 80 Вольт, все зависит от мощности лампы.

Поэтому конечное потребление всего 35 – 55 Ватт энергии, что вполне соизмеримо с обычной галогеновой лампой. Как видите достаточно простая конструкция.

Если сравнивать работу ксенона и работу обычной галогеновой лампы, то наш «технологичный претендент» намного опережает в силе светового потока.

Обычный галоген – выдает поток в 1500 Lm (Люмен)

Ксенон – примерно от 3000 до 6000 Lm (не верьте китайским производителям, которые указывают по 10 – 20 000 Lm, такие системы очень редкие и для конечного потребителя практически не используются)

Светодиодные варианты – сейчас выдают практически одинаковые потоки с ксеноновыми элементами – от 2500 до 4500 Lm (правда стоит оговориться нужно выбирать именно с специальным драйвером)

Как вы видите ксенон очень яркий, он работает с высоким потоком света, что с одной стороны является благом – хорошо освещает дорогу, с другой стороны – губителен, потому как он очень часто ослепляет встречных водителей.

НУ и в заключении хочется отметить — что на данный период времени, ксеноновая лампа самая долговечная из оппонентов. В среднем работает около 200 000 часов, что примерно 4 – 5 лет использования по два – три часа в день. Да и потом он может не перегореть, однако его свечение кардинально меняется, то есть лампа как бы выцветает. Ее нужно срочно заменить, для восстановления изначальных характеристик.

Сейчас небольшое полезное видео, смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю, я вам подробно объяснил — как работает лампа и сам блок розжига. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

Здравствуйте, у меня при включении фар первые секунды левая фара горит синим как обычно потом сменяется на розовый а дальше вообще тухнет и это только левая фара, с правой все нормально, у меня вопрос что я должен сделать? что поменять? или что то отремонтировать?

Исходя из названия, можно легко понять, что ксенон – основная составляющая данного типа ламп. Ксенон – это инертный газ с высокой атомной массой, именно с этим газом ученые вывели первые химические соединения. Он не имеет запаха, вкуса, цвета. Добывают Xe в процессе получения жидкого кислорода: разложения воздуха на кислород и азот.

Ксеноновые лампы относятся к газоразрядным, так как принцип работы основывается на излучении светового потока газом, при возникновении электрической дуги.

Ксеноновая лампа состоит из двух легированных вольфрамовых электродов, которые расположены по разные стороны колбы. Колба изготовляется из кварцевого стекла (возможная температура нагрева до 600°С), потому что происходит сильное нагревание и обычное стекло не выдержит таких температур. При изготовлении, лампочка вначале вакуумируется, а после наполняется ксеноном, который из-за большой атомной массы предотвращает испарение вольфрама.

Давление внутри колбы очень большое и в лампах для IMAX кинотеатров достигает 25 атм. Эта особенность вызывает опасность при установке ксеноновых ламп. Она может взорваться, а осколки будут разлетаться с огромной скоростью. Транспортировка происходит в специальном пластиковом контейнере, который снимают при установке и одевают при демонтаже. При работе ксеноновой лампы происходят перепады температур, что ведет за собой износ материала колбы, и она становится более хрупкой, это повышает вероятность взрыва.

Интенсивность излучения светового потока вызывает опасность возникновения пожара при близком расположении предметов.

Ксеноновые лампы разделяют на:

— с длинной дугой;

Короткодуговые лампы имеют небольшое расстояние между электродами им характерна шарообразная форма. У ксеноновых с длинной дугой увеличено расстояние между электродами и продолговатая колба. Лампы-вспышки имеют дополнительный электрод, который представляет собой проволоку или фольгу по периметру колбы и он является зажигательным элементом для первоначальной ионизации газа. Именно на него производится подача высокого напряжения.

Принцип работы ксеноновой лампы. На электроды лампочки ксенон необходимо подать высокое импульсное (кратковременное) напряжение, которое вызовет ионизацию газа, что понизит сопротивление и даст возможность зажечь электрическую дугу (начнет протекать ток между электродами лампы). Электроны газа под действием электрического тока возвращаются на орбиты, при этом излучая фотоны. Начальное напряжение, для включения ксеноновых ламп, создается с помощью балласта или пускателя. Значение напряжения для разных мощностей ламп отличается и в основном в 10 раз больше рабочего. В некоторых случаях достигает 30 кВ. После появления электрической дуги напряжение снижается, для поддержания рабочего состояния.

Цветовая температура ксеноновой лампы приблизительно 4300К, что дает свечение близкое к белому. Спектр света не широкий, а сосредоточен в одном диапазоне. Зона свечения имеет форму конуса.

Изготовляются лампы с добавлением ртути к ксенону, становится характерным свечение ртути под действием эл. тока, что добавляет в световой поток ультрафиолет.

Характерно отрицательное дифференциальное сопротивление – с повышением температуры уменьшается сопротивление газа. Из-за этого фактора появляются определенные требования к питанию. Необходима точная регулировка тока и напряжения, понижение сопротивления ведет к возможным скачкам тока, а его пульсации могут вывести из строя электроды.

Изготовляются ксеноновые лампы в основном на мощность до 15 кВт.

Световая отдача очень высокая и составляет 91 лм/Вт.

— хорошая цветопередача дала возможность их использовать в кинопроекторах;

— лампы-вспышки применяются в фотоаппаратах как осветительный элемент;

— ксеноновые лампы для автомобиля получили огромную популярность, так как освещение дороги является важным фактором. Но установка ксенона требует также установку пусковой аппаратуры и отражающих элементов, аппаратов регулировки наклона фар, для предотвращения ослепления водителей встречных машин;

— применяются в климатических камерах для создания условий, близких к природным.

Ксеноновые лампы — Help for engineer

Ксеноновые лампы

Ксеноновые лампы разделяют на:

— короткодуговые;

— с длинной дугой;

— ксеноновые лампы-вспышки.

Изготовляются ксеноновые лампы в основном на мощность до 15 кВт.

Световая отдача очень высокая и составляет 91 лм/Вт.

Применение:

— хорошая цветопередача дала возможность их использовать в кинопроекторах;

— лампы-вспышки применяются в фотоаппаратах как осветительный элемент;

— применяются в климатических камерах для создания условий, близких к природным.

Недостаточно прав для комментирования

Все о блоках розжига

Все о блоках розжига ксенона: назначение, принцип работы, классификация, поколения, доступным языком

Назначение нештатных блоков розжига

Большинство современных автомобилей сходят с конвейера уже с штатным ксеноном, свет которого соответствует европейским требованиям безопасности участников движения.
Но для жителей России эта «роскошь» не всегда доступна в базовой комплектации автомобиля, и они вынуждены покупать машины с «убогим» галогеновым светом, который едва соответствует нормам безопасности движения, да и то лишь благодаря сплошным ограничениям скорости.
Образовавшуюся потребность быстро заполнил нештатный ксенон, и владельцы галогенового света могут переоборудовать свой автомобиль ксеноновыми лампами. Для их работы необходимы универсальные блоки розжига, которые можно установить на любой тип автомобиля.

Принцип работы блока розжига

Блок газоразрядной лампы предназначен для «розжига» ксеноновой лампы высоким напряжением, около 25000 Вольт. Такое напряжение необходимо для «пробоя» безвоздушного пространства между электродами лампы (в ксеноновой лампе нить накала отсутствует).
После розжига блок понижает напряжение до необходимого уровня, стабильно поддерживающего свечение в горелке лампы.
Для обеспечения выполнения этих требований блок имеет сложную электронику и разделен на блок управления и игнитор, который правильно называть умножителем напряжения или повышающим трансформатором.
Умножитель создает высокое напряжение при старте лампы и понижает его, когда ксенон в лампе уверено разгорелся. Этими процессами управляет основной блок ксенона, и функции его на этом не заканчиваются. Блок ксенона также имеет «обратную связь» с лампой.
В зависимости от условий он увеличивает или уменьшает ток, поступающий на лампочку, тем самым увеличивая ресурс ее работы. А также блок произведет автоматический перезапуск лампы, если она вдруг погасла. Бывает это крайне редко и связано с неисправностью проводки автомобиля — например, плохой контакт.

Классификация

Разделять блоки по поколениям можно весьма условно, ввиду их одинакового принципа работы.
Однако, чтобы не вносить в устоявшиеся понятия разночтения, продолжим эту традицию, но в аспекте, близком к истине.
Блоки розжига начали классификацию от третьего поколения и далее по возрастающей. На сегодняшний день замыкают список блоки пятого поколения.

Кратко о поколениях блоков:

3-е поколение, за которыми укрепилось название «кирпичи». Имели корпус из силумина, закрытый с двух сторон стальными крышками.

Из блока высоковольтные провода шли сразу к лампе, т.к. умножитель напряжения был спрятан внутри корпуса.
Такое решение имело ряд неудобств при установке ксенона в моторном отсеке. Провода там короткие, и поставить блок в нужном месте было крайне затруднительно. Да и размеры балласта также диктовали свои требования.

На смену «третьим» пришли «четвертые» блоки, которые, как правило, имели литой корпус из силумина с одной крышкой. Такая конструкция имела лучшие показатели отвода тепла.

Но главным отличием стал внешний умножитель, который немного уменьшил размеры самого управляющего блока.

Такой конструктив уже было проще размещать в подкапотном пространстве — как за счет размера, так и за счет длины провода, на котором висел игнитор.

Блоки именитых брендов были существенно надежней предыдущего поколения. Также блоки имели расширенный диапазон входного напряжения: 8 — 32 вольта. Таких характеристик у тонких блоков не было. Но сегодня этим достоинством также обладают Slim 5-го поколения.
А подобные архаичные публикации до сих пор опубликованы на торгующих сайтах.

На заре пятого поколения произошла некая путаница в этих самых поколениях. Не было четкого понятия, что же относить к пятому поколению: то ли вынесенный умножитель, то ли новизну разжигателя лампы. Поэтому была некая неопределенность, которая достаточно быстро сошла на нет сама собой.

К блокам пятого поколения можно отнести разновидность четвертых с миниатюрным корпусом управления и вынесенному умножителю прежних размеров. За ними укрепилось название блоков слим, а вместе с ним и нарекания по качеству этих Slim.

Стойкое убеждение о ненадежности тонких блоков розжига бытует и по сей день. Первые блоки действительно имели большой процент брака. Часто перегорали, не с первого раза разжигали лампу, особенно при низких температурах, начинающихся с нуля градусов.

На сегодняшний день тонкие блоки — это совсем другой продукт, который ни в чем не уступает толстым блокам.

Те, кто столкнулся с браком, — как правило, покупатели, желающие купить ксенон по самой низкой цене из сегмента самого дешевого (канарейку за копейку, чтобы пела, но не ела). Но тут уже удивляться нечему, результат закономерный.

Как работают ксеноновые фары? | Как работает ксеноновая лампа?

Ксеноновые лампы излучают яркий белый свет, который чаще всего используется в автомобильных фарах. Вы также можете найти ксеноновые лампы в приложениях для фотосъемки со вспышкой, а также в различных специальных применениях внутри и вне помещений, например, в освещении наводнения или безопасности.

Если вы когда-нибудь заводили машину и спрашивали себя: «Как работает ксеноновая лампа?» это руководство должно ответить за вас на этот вопрос.

Молния в бутылке

Ксеноновые лампы — это дуговые лампы, которые работают аналогично улавливанию молний и поддержанию их в контролируемых условиях. Конечно, наука идет глубже, но это полезное упражнение для размышлений, если вам интересно, как работают ксеноновые фары.

Прежде чем открывать процесс создания света, вам необходимо понять структуру ксеноновой дуговой лампы. Основным компонентом является стеклянная трубка с металлическими вольфрамовыми контактами, называемыми электродами на каждом конце, которые проводят электричество. Стеклянная трубка заполнена газообразным ксеноном под очень высоким или очень низким давлением.

Вот основные научные данные о том, как работают ксеноновые фары:

Электрический ток ударяет по электродам, создавая мощную электрическую силу
Электричество заставляет атомы газа ксенона расщепляться на более мелкие части (ионизация)
В процессе ионизации атомы разделяются на положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные электроны
Ионы устремляются через стеклянную трубку к отрицательному электроду, а электроны устремляются к положительному электроду
Возникает электрический ток
Когда электроны и ионы сталкиваются друг с другом, они образуют энергию в виде вспышек света, которые проходят через промежуток между электродами, подобно крошечным вспышкам молний.
Электроды нагреваются, и от тепла появляется дополнительный свет

Купить ксеноновые лампы в Atlanta Light Bulbs

Теперь, когда вы лучше понимаете, как работают ксеноновые фары, вы можете чувствовать себя более уверенно, покупая их для своих нужд.Мы гордимся тем, что предлагаем огромный выбор криптоновых и ксеноновых ламп для широкого спектра применений. Если вам нужны ксеноновые прожекторы или специальные лампы для трафаретной печати или фотографии, в Atlanta Light Bulbs вы найдете лучший выбор и лучшие цены.

Нам нравится отвечать на такие вопросы, как «как работает ксеноновая лампа?» Поэтому, пожалуйста, свяжитесь с нами, если вы когда-нибудь захотите узнать больше о том, как работает свет, как правильно выбрать лампы или как правильно их установить. Вы можете связаться с нашими специалистами, позвонив по телефону 1-888-988-2852, отправив электронное письмо [адрес электронной почты защищен], заполнив нашу контактную форму или нажав кнопку чата ниже. Экономьте на качественных ксеноновых лампах уже сегодня!

Ксеноновая дуговая лампа (Схема и принцип работы)

Что такое ксеноновая лампа?

Ксеноновая дуговая лампа — газоразрядная лампа особого типа. Ксеноновые дуговые лампы излучают свет, пропуская электричество через ионизированный газообразный ксенон под высоким давлением. Он излучает яркий белый свет, который точно имитирует естественный солнечный свет, что позволяет использовать его в производстве пленки и моделирования дневного света.

Конструкция ксеноновой дуговой лампы

Конструкция ксеноновой дуговой лампы очень проста.Здесь два электрода из торированного вольфрама помещены лицом к лицу с небольшим зазором в герметичной прозрачной оболочке из плавленого кварца.

Торированный вольфрам — это вольфрам с добавлением 1-2% тория для придания дополнительной прочности дуге за счет повышения способности вольфрама к электронной эмиссии.

Плавленый кремнезем еще называют кварцем. Это некристаллическое прозрачное стекло из диоксида кремния, которое обеспечивает дополнительную прочность и практически нулевое тепловое расширение. Он выдерживает высокое давление при высоких температурах.

Колба или колба заполнены газом ксеноном под очень высоким давлением. Давление внутри баллона составляет около 30 бар.

Здесь, когда на электроды подается напряжение, в ксеноне в зазоре между электродами начинается явление газового разряда. В газе всегда есть свободные электроны. Из-за приложенного к электродам электрического поля свободные электроны ускоряются и сталкиваются с атомами ксенона. Из-за этих столкновений электроны с внешней орбиты атомов ксенона отрываются от своего положения и переходят на более высокий энергетический уровень.Атомы с электронами более высоких уровней энергии называются возбужденными атомами.

Когда в возбужденных атомах электроны возвращаются со своего более высокого энергетического уровня в свое предыдущее энергетическое состояние, дополнительная энергия выделяется в виде фотона. Длина волны энергии, излучаемой фотонами, находится в пределах видимого диапазона. Цвет света ксеноновой дуги подобен дневному свету. Из-за электростатического притяжения анода или положительных электродов свободные электроны, возникшие в результате процесса ионизации, в конечном итоге попадают на анод и возвращаются к источнику.

Из-за притяжения катода положительные ионы в конечном итоге сталкиваются с передней поверхностью катода и генерируют положительные ионы металлов, нейтральные атомы ксенона и свободные электроны.

Эти электроны называются вторично испущенными электронами. Эти электроны помогают продолжить процесс разряда газа. Поскольку катод дополнительно не нагревается для эмиссии электронов, катод ксеноновой дуговой лампы или ксеноновой лампы известен как холодный катод.

Ксеноновые дуговые лампы

Ксеноновые дуговые лампы используются для:

Специализированное применение в промышленности и исследованиях для имитации солнечного света
Прожекторы
Кинопроекторы в кинотеатрах

ZEISS Microscopy Online Campus | Ксеноновые дуговые лампы

Введение

Ксеноновые и ртутные плазменные лампы с короткой дугой демонстрируют наивысшую яркость и яркость среди всех постоянно работающих источников света и очень близко подходят к идеальной модели точечного источника света. В отличие от ртутных и металлогалогенных источников освещения, ксеноновая дуговая лампа отличается тем, что дает в значительной степени непрерывный и однородный спектр во всей видимой области спектра. Поскольку профиль излучения ксеноновой лампы имеет цветовую температуру приблизительно 6000 K (близкую к температуре солнечного света) и не имеет заметных линий излучения, этот источник освещения более предпочтителен, чем ртутные дуговые лампы, для многих применений в количественной флуоресцентной микроскопии. Фактически, в сине-зеленой (от 440 до 540 нанометров) и красной (от 685 до 700 нанометров) областях спектра ксеноновая дуговая лампа мощностью 75 Вт ярче, чем сопоставимая ртутная дуговая лампа на 100 Вт ( HBO, 100).Подобно ртутным лампам, ксеноновые дуговые лампы обычно обозначаются с использованием зарегистрированного товарного знака как лампы XBO ( X для Xe или ксенон; B — символ яркости; O — для принудительного охлаждения) и были был представлен научному сообществу в конце 1940-х гг. Популярная XBO 75 (75-ваттная ксеноновая дуговая лампа) более стабильна и имеет более длительный срок службы, чем аналогичная ртутная лампа HBO 100, но излучение видимого света составляет лишь около 25 процентов от общего светового потока, причем большая часть энергия попадает в менее полезную инфракрасную область спектра.Примерно 70 процентов выходной мощности ксеноновой дуговой лампы приходится на длины волн более 700 нанометров, в то время как менее 5 процентов выходной мощности составляют волны с длиной волны менее 400 нанометров. Чрезвычайно высокое давление ксеноновых ламп во время работы (от 40 до 60 атмосфер) расширяет спектральные линии, что дает гораздо более равномерно распределенное возбуждение флуорофоров по сравнению с узкими и дискретными линиями излучения ртутных ламп. Таким образом, ксеноновая дуговая лампа больше подходит для строгих применений, требующих одновременного возбуждения нескольких флуорофоров в широком диапазоне длин волн в аналитической флуоресцентной микроскопии.

Несмотря на то, что ксеноновые лампы излучают широкополосное, почти непрерывное излучение, имеющее цветовую температуру, приближающуюся к солнечному свету в видимых длинах волн (часто называемое белым светом ), они действительно демонстрируют сложный линейчатый спектр в области от 750 до 1000 нанометров в ближнем диапазоне. инфракрасный спектр (см. рисунок 1). Кроме того, в видимой области около 475 нанометров существует несколько линий с более низкой энергией. В диапазоне от 400 до 700 нанометров приблизительно 85 процентов всей энергии, излучаемой ксеноновой лампой, приходится на континуум, тогда как около 15 процентов приходится на линейчатый спектр.Спектральный выход (цветовая температура) ксеноновой лампы не изменяется по мере старения устройства (даже до конечной точки срока службы), и, в отличие от ртутных дуговых ламп, полный профиль излучения возникает мгновенно при зажигании. Выходная мощность ксеноновой лампы остается линейной в зависимости от приложенного тока и может регулироваться для специализированных приложений. Более того, спектральная яркость не изменяется при изменении тока лампы. Типичная лампа XBO 75 излучает световой поток примерно 15 люмен на ватт, но лампе требуется несколько минут после зажигания для достижения максимальной светоотдачи из-за того, что давление газа ксенона внутри лампы продолжает увеличиваться, пока не достигнет конечной рабочей температуры. и достигает теплового равновесия.

Максимальное распределение яркости рядом с катодом в области дуги ксеноновой лампы XBO 75 (часто называемой горячей точкой или плазменным шаром ) составляет приблизительно 0,3 x 0,5 миллиметра и может учитываться для всех практических целей. в оптической микроскопии — точечный источник света, который будет производить коллимированные пучки высокой интенсивности при правильном направлении через систему конденсирующих линз в фонаре. В большинстве применений флуоресцентной микроскопии свет, собранный от дуги ксеноновой лампы, отображается на точечном отверстии или задней апертуре объектива. Типичная контурная карта лампы XBO 75 показана на рисунке 2 (a), а распределение силы светового потока для той же лампы — на рисунке 2 (b). На контурной карте яркость дуги наиболее интенсивна на кончике катода и быстро спадает около анода. Картина интенсивности потока (рис. 2 (b)) по большей части демонстрирует отличную симметрию вращения вокруг лампы, но затеняется электродами в областях, окружающих ноль и 180 на карте, где интенсивность резко падает.В ксеноновых дуговых лампах общий выход лампы составляет более 1000 нанометров в спектральной полосе, причем плазменная дуга и электроды составляют примерно половину общего излучения на каждый. Значительный вклад электродов обусловлен их большой площадью поверхности и высокими температурами. Большая часть излучения с более низкой длиной волны (фактически, видимый свет) исходит от плазменной дуги, тогда как электроды составляют большую часть инфракрасного излучения (более 700 нанометров). Образцы силы света и излучения, создаваемые дуговыми лампами, являются критическими элементами для инженеров при разработке оптики и стратегии охлаждения систем распределения света для приложений в оптической микроскопии.

Оптическая сила ксеноновых (XBO) дуговых ламп

Комплект фильтров	Возбуждение Фильтр Ширина полосы (нм)	Дихроматический Зеркало Отсечка (нм)	Мощность мВт / см ²
DAPI (49) ¹	365/10	395 LP	5.6
CFP (47) ¹	436/25	455 LP	25,0
GFP / FITC (38) ¹	470/40	495 LP	52,8
YFP (S-2427A) ²	500/24	520 LP	35. 4
TRITC (20) ¹	546/12	560 LP	12,2
TRITC (S-A-OMF) ²	543/22	562 LP	31,9
Красный Техас (4040B) ²	562/40	595 LP	54.4
mCherry (64HE) ¹	587/25	605 LP	27,9
Cy5 (50) ¹	640/30	660 LP	22,1

gif»>

¹ Фильтры ZEISS ² Фильтры Semrock

Стол 1

В таблице 1 представлены значения выходной оптической мощности типичного 75-ваттного источника света XBO после прохождения через оптическую цепь микроскопа и выбранные наборы флуоресцентных фильтров.Мощность (в милливатт / см ²) измерялась в фокальной плоскости объектива микроскопа (40-кратный сухой флюорит, числовая апертура = 0,85) с использованием радиометра на основе фотодиода. Для проецирования света через объектив на датчик радиометра использовалось либо зеркало с коэффициентом отражения более 95% от 350 до 800 нанометров, либо стандартный набор флуоресцентных фильтров. Потери пропускания света в системе освещения микроскопа могут варьироваться от 50 до 99 процентов входной мощности, в зависимости от механизма связи с источником света и количества фильтров, зеркал, призм и линз в оптической цепи.Например, для типичного инвертированного микроскопа исследовательского уровня, соединенного с лампой XBO на входном отверстии эпи-осветителя, менее 70 процентов света, выходящего из системы коллекторных линз, доступно для возбуждения флуорофоров, расположенных в фокусе объектива. самолет.

Ориентация ксеноновой лампы имеет решающее значение для правильной работы и долговечности. В тех лампах, которые предназначены для работы в вертикальном положении (до угла отклонения от оси до 30), анод расположен вверху, а катод — внизу, внизу лампы.Эта конфигурация осесимметрична и обеспечивает отличные характеристики дуги. Напротив, лампы, предназначенные для работы в горизонтальном положении (хотя они также могут работать и в вертикальном положении), создают дуги, которые требуют стабилизации, чтобы уменьшить преждевременный и ускоренный износ электродов. Горизонтальная работа лампы не обладает симметрией, присущей вертикальной работе лампы, хотя такая ориентация требуется в некоторых конструкциях ламп. Стабилизация дуги в горизонтальных лампах легче всего достигается с помощью магнитов в форме стержней, установленных параллельно оси лампы, непосредственно под колпаком.Магнитное поле тянет дугу вниз, повышая стабильность, которую можно точно настроить, изменяя расстояние между магнитом и оболочкой. Изменение положения лампы путем поворота на 180 градусов в период полураспада лампы позволяет осаждению испаренного электродного материала более равномерно распределяться на внутренних стенках оболочки. Следует отметить, что разумным выбором является использование вертикальной ориентации ксеноновых ламп, когда это возможно, в конфигурациях флуоресцентной микроскопии.

Срок службы ксеноновой дуговой лампы в первую очередь определяется уменьшением светового потока, которое происходит в результате испарения вольфрама, который со временем откладывается на внутренней стенке оболочки. Распад кончика катода и эффекты соляризации ультрафиолетового излучения на кварцевой оболочке также способствуют старению лампы, а также стабильности. Частое зажигание лампы приводит к ускорению износа электродов и преждевременному почернению оболочки. Затемнение постепенно снижает светоотдачу и сдвигает спектральные характеристики в сторону более низкой цветовой температуры.Почернение лампы, которое увеличивает рабочую температуру оболочки из-за поглощения энергии излучаемого света, происходит медленно на ранних стадиях срока службы лампы, но быстро увеличивается на более поздних стадиях. К другим факторам, отрицательно влияющим на срок службы ксеноновой лампы, относятся перегрев, низкий ток, пульсации источника питания, неправильное положение горения, чрезмерный ток и неравномерное почернение конверта. Средний срок службы лампы (рассчитанный производителями) основан на продолжительности горения приблизительно 30 минут для каждого случая возгорания.Ксеноновая дуговая лампа, конструкция Ксеноновые дуговые лампы

производятся со сферической или эллипсоидальной оболочкой из плавленого кварца, одного из немногих оптически прозрачных материалов, способных выдерживать чрезмерные тепловые нагрузки и высокое внутреннее давление, оказываемое на материалы, используемые при производстве этих ламп. Для большинства применений в оптической микроскопии кварцевый сплав, используемый в ксеноновых лампах, обычно легирован соединениями церия или диоксидом титана для поглощения ультрафиолетовых волн, которые служат для образования озона во время работы.Типичный плавленый кварц пропускает свет с длиной волны до 180 нанометров, тогда как легирование стекла ограничивает излучение лампы до длин волн выше 220 нанометров. Ксеноновые лампы, предназначенные для работы без озона, часто обозначаются кодом OFR для обозначения их класса. Подобно процессу изготовления ртутных ламп, кварц, используемый для колб ксеноновой лампы, изготавливается из высококачественных трубок, которые аккуратно формуются на токарном станке в готовую колбу с помощью методов расширения воздуха.Во время работы кожух лампы может нагреваться до температур от 500 до 700 ° C, что требует жестких производственных допусков для минимизации риска взрыва.

Анод и катод электродов в ксеноновых дуговых лампах изготавливаются из кованого вольфрама или специальных вольфрамовых сплавов, легированных оксидом тория или соединениями бария, для уменьшения работы выхода и повышения эффективности электронной эмиссии. При производстве ксеноновых дуговых ламп используются только самые чистые сорта вольфрама.Высококачественный вольфрам имеет очень низкое давление пара и гарантирует, что электроды ксеноновой лампы способны выдерживать чрезвычайно высокие температуры дуги (более 2000 ° C для анода), возникающие во время работы, и помогает минимизировать образование отложений на оболочке. Из-за сложности обработки электродов из вольфрама такой высокой степени чистоты на протяжении всего процесса требуются керамические инструменты, чтобы избежать попадания загрязняющих веществ. После изготовления катод припаивается к молибденовому стержню или пластине для поддержки, но вал анода состоит из твердого вольфрама, потому что он подвергается гораздо более высоким температурам из-за постоянной бомбардировки электронами, испускаемыми катодом.Оба электрода проходят ультразвуковую очистку и термообработку для удаления остатков смазки и загрязнений перед тем, как вставить их в колбу лампы.

Конструкция катодов ксеноновой лампы получила значительное внимание, направленное на повышение стабильности дуги во время работы. В обычных лампах с вольфрамовыми электродами, легированными торием, точка излучения дуги на катоде периодически смещается из-за локализованных изменений эмиссии электронов с поверхности, явление, известное как отклонение дуги (см. Рисунок 3 (а)).Этот артефакт, который усиливается по мере износа наконечника, приводит к мгновенным колебаниям яркости лампы, называемым вспышкой , когда дуга перемещается в новую область на катоде (рис. 3 (b)). Флаттер дуги описывает быстрое боковое смещение столба дуги конвекционными токами, возникающими при нагревании газообразного ксенона дугой и охлаждении внутренними стенками оболочки (рис. 3 (c)). Кроме того, острые концы катодов, легированных торием, имеют тенденцию изнашиваться с большей скоростью по сравнению с катодами, изготовленными из современных сплавов оксидов редкоземельных металлов.Лампы с передовой катодной технологией часто называют сверхтихими и продемонстрировали высокую кратковременную стабильность дуги менее половины процента, а также снижение скорости дрейфа менее 0,05 процента за час работы. Долгосрочный анализ работы катода с высокими характеристиками показывает, что износ значительно снижается, а смещение точки дуги в течение среднего срока службы лампы практически исключается. В результате после первоначального совмещения сверхтихой ксеноновой лампы с другими элементами оптической системы микроскопа, как правило, нет необходимости повторно регулировать положение в течение всего срока службы лампы.

На этапах герметизации сборки лампы катод и анод прикрепляются к полоскам очень тонкой молибденовой ленты с помощью ступенчатого уплотнения, которое компенсирует разницу теплового расширения между кварцевой трубкой и стержнями металлических электродов. Функциональное уплотнение создается путем термического сжатия кварцевых трубок с молибденовой фольгой на токарном станке, помещенном в вакуум для предотвращения окисления. Высокие температуры сжатия позволяют расплавленному кварцу схлопнуться вокруг молибденовой фольги, образуя газонепроницаемое уплотнение.После герметизации электродов в корпусе кварцевой лампы и отжига сборки для снятия напряжений в оболочку загружается газообразный ксенон высокой чистоты (99,999%) под давлением 10 атмосфер через заправочную трубку, прикрепленную к колбе оболочки. Затем лампу охлаждают жидким азотом для затвердевания газообразного ксенона и снимают наполняющую трубку, чтобы полностью закрыть колбу. После возврата к комнатной температуре готовая лампа находится под давлением, так как ксенон возвращается в газообразное состояние.

Заключительный этап процесса сборки ксеноновой лампы состоит из добавления никелированных латунных выводов, называемых наконечниками , или оснований , к каждому концу лампы.Наконечники, которые должны выдерживать температуру до 300 C, служат двойной функции, действуя как электрические соединения с источником питания, а также как механическая опора, позволяющая точно зафиксировать лампу в правильном оптическом положении внутри светильника. Многие конструкции наконечников включают в себя гибкий выводной провод внутри основания, который соединяется с герметизированными электродами, чтобы исключить возможность выхода лампы из строя из-за напряжения или деформации между валом электрода и латунным наконечником. К запаянным концам кварцевого конверта наконечники прикрепляются с помощью угольно-графитовой ленты или термостойкого клея.Ксеноновые лампы и блоки питания

Конструкция светильников для ксеноновых дуговых ламп имеет решающее значение для долговечности и рабочих характеристик лампы. Важнейшим из конструктивных соображений является тот факт, что эти лампы работают при чрезвычайно высоком внутреннем давлении (обычно 50+ атмосфер), поэтому при выборе строительных материалов следует учитывать возможность взрыва. Поскольку дуговые лампы расширяются из-за чрезмерного нагрева, выделяемого во время работы, только один конец лампы должен быть жестко зажат в корпусе; другой конец можно закрепить гибкой металлической полосой или накрыть радиатором и привязать к соответствующему внутреннему электрическому зажиму с помощью кабеля (см. рисунок 4).Ксеноновые лампы должны иметь достаточное охлаждение, чтобы ксеноновые лампы могли работать при температуре ниже 750 ° C на поверхности оболочки и ниже 250 ° C в кабельных наконечниках. Чрезмерные температуры быстро приводят к окислению выводов электродов, ускоряют износ оболочки и повышают вероятность преждевременного выхода лампы из строя. В случае ламп малой мощности (менее 250 Вт) обычно достаточно конвекционного охлаждения в хорошо вентилируемом светильнике, но для ламп большей мощности часто требуется охлаждающий вентилятор. Высокие триггерные напряжения (от 20 до 30 киловольт), необходимые для зажигания ксеноновых ламп, требуют использования высококачественных изоляционных материалов в электрической проводке светильника, а кабель питания должен выдерживать напряжение, превышающее 30 киловольт. Кроме того, кабель питания должен быть как можно короче, разобщен и размещен вдали от корпуса микроскопа и других металлических инструментов (таких как компьютеры, контроллеры фильтров и цифровые камеры) в непосредственной близости.

Большинство высокоэффективных ксеноновых ламп имеют внутреннее отражающее зеркало, соединенное с системой линз выходного коллектора, которая производит коллимированный световой пучок высокой интенсивности. Конструкции коллекционных отражателей варьируются от простых вогнутых зеркал до сложных эллиптических, сферических, асферических и параболических геометрических форм, которые более эффективно организуют и направляют излучение лампы на линзу коллектора, а затем через микроскоп. Использование конического отражателя, изготовленного методом гальванопластики, позволяет достичь номинальной эффективности улавливания до 85 процентов, что является значительным улучшением по сравнению с обычными системами обратных отражателей, эффективность которых составляет от 10 до 20 процентов.Специализированные отражатели можно легко сконструировать с помощью простых методов трассировки лучей. Покрытия на всех зеркалах-накопителях должны быть дихроичными, чтобы пропускать инфракрасные (тепловые) волны. Ксеноновые лампы также выигрывают от наличия фильтров, блокирующих инфракрасное излучение, таких как стеклянный фильтр Schott BG38 или BG39 и / или зеркало горячего или холодного (в зависимости от передаваемых или отраженных длин волн) для ослабления или блокирования инфракрасных длин волн и защиты образец (живые клетки) от избыточного тепла.Кроме того, твердотельные детекторы в электронных камерах, особенно в устройствах формирования изображения ПЗС, также особенно чувствительны к инфракрасному свету, который может затуманивать изображение, если соответствующие фильтры не вставлены на световой путь.

Ксеноновые лампы

обычно имеют стандартную конфигурацию с дуговой лампой, расположенной в фокусе линзы коллектора, так что волновые фронты, выходящие из источника, собираются и грубо сколлимируются, чтобы выйти из лампы в виде параллельного пучка (Рисунок 4).Отражатель также размещается на той же оси, что и лампа и коллектор, чтобы обеспечить возможность создания перевернутого виртуального изображения дуги рядом с лампой. Свет от отраженного виртуального изображения также собирается коллекторной линзой, что увеличивает мощность освещения. Вторая система линз (называемая конденсирующей линзой ), расположенная в осветителе микроскопа, необходима для фокусировки параллельных лучей, выходящих из фонаря, в задней фокальной плоскости объектива. Как правило, фокусное расстояние системы конденсирующих линз намного больше фокусного расстояния коллектора, что приводит к проецированию увеличенного изображения дуги на заднюю фокальную плоскость объектива.Конечный результат — то, что свет, выходящий из передней линзы объектива и движущийся к образцу, примерно параллелен, чтобы обеспечить равномерное освещение поля зрения. Обратите внимание, что во время юстировки лампы свет, собираемый отражателем-собирателем, не должен напрямую фокусироваться на стенках оболочки лампы (около дуги), чтобы избежать прямого нагрева колбы собственным излучением. Это приведет к перегреву лампы. Вместо этого расположите виртуальное изображение дуги с одной или другой стороны лампы.

Одним из основных требований к использованию ксеноновой дуговой лампы для количественной флуоресцентной микроскопии является то, что выходное излучение должно быть стабильным. Сила излучения ксеноновой лампы на выходе приблизительно пропорциональна току, протекающему через лампу. Таким образом, чтобы гарантировать максимальную стабильность, источник питания должен быть тщательно разработан. Источники питания дуговых ламп также должны иметь пусковое устройство для зажигания лампы. На рисунке 5 показана принципиальная схема типичного стабилизированного источника питания для ксеноновой дуговой лампы.В дополнение к питанию лампы от источника стабильного постоянного тока ( DC, ), источник питания также заряжен для поддержания катода при оптимальной рабочей температуре с использованием определенного уровня тока. Стабилизирующая схема источника питания ксеноновой дуговой лампы, в зависимости от конструкции, может стабилизировать напряжение, ток или общую мощность (напряжение x ток). Если напряжение стабилизируется, ток (и яркость лампы) будут медленно уменьшаться по мере разрушения электродов. Напротив, если ток стабилизирован, лампа будет продолжать излучать на постоянном уровне до тех пор, пока электроды не достигнут критической точки износа, когда лампа не сможет зажечься.С другой стороны, поскольку для поддержания постоянного тока требуется увеличение напряжения, мощность, посылаемая на дугу, медленно увеличивается по мере износа электродов, что может привести к перегреву и возможности взрыва. В источниках питания, которые стабилизируют общий уровень мощности, светоотдача будет медленно падать вместе с током, поскольку напряжение, необходимое для поддержания дуги, увеличивается.

Когда дуговые лампы холодные (фактически, при комнатной температуре), они действуют как электрические изоляторы, и газообразный ксенон, окружающий электроды, должен сначала быть ионизирован для инициализации и образования дуги. В большинстве конструкций источников питания зажигание осуществляется с помощью всплесков высокого напряжения (от 30 до 40 киловольт) от вспомогательной цепи, которая вызывает разряд между электродами. Специализированную схему часто называют триггером или воспламенителем , потому что она прикладывает кратковременный высокочастотный импульс к ламповой нагрузке через индуктивную связь (см. Рисунок 5). Как только дуга установится, ее необходимо поддерживать с помощью постоянного источника тока от основного источника питания, величина которого зависит от параметров лампы.Типичная лампа XBO мощностью 75 Вт работает при напряжении 15 вольт и токе от 5 до 6 ампер, но эти цифры зависят от производителя и увеличиваются с увеличением мощности лампы. Обратите внимание, что лампа XBO работает при значительно более высоком токе, чем можно было бы ожидать при относительно низком напряжении, которое определяется размером дугового промежутка, давлением ксенона и рекомендуемой рабочей температурой. Пульсации тока от источника питания должны быть минимизированы для обеспечения длительного срока службы дуговых ламп. Таким образом, качество постоянного тока, используемого для питания лампы, должно быть высоким, а пульсации должны быть менее 10 процентов (размах) для ксеноновых ламп мощностью до 3000 Вт.

Специализированные ксеноновые лампы, производимые производителями послепродажного обслуживания, часто включают опции выбора длины волны и соединяют выход с оптическим волокном или жидким световодом для реле с оптической системой микроскопа для высокоэффективного освещения в выбранных областях спектра. Примеры включают Lambda LS (прибор Саттера), который включает в себя ксеноновую лампу, холодное параболическое зеркало и источник питания в едином корпусе, который соединен с жидкостным световодом.Lambda LS может вмещать внутреннее колесо фильтра, фильтрующие вставки и второе колесо фильтра, установленное снаружи. Более продвинутое и быстрое устройство от Sutter, DG-4, может обеспечивать скорость переключения длины волны в диапазоне 1-2 миллисекунды, используя конструкцию двойного гальванометра в сочетании со стандартными интерференционными фильтрами. Свет от ксеноновой дуговой лампы фокусируется на первом гальванометре, который направляет его на интерференционный фильтр путем отражения от параболического зеркала. Отфильтрованный свет затем проходит через второе параболическое зеркало и гальванометр перед попаданием в жидкий световод.Холодное зеркало, расположенное перед световодом, предотвращает попадание инфракрасного излучения на оптическую цепь микроскопа. Другие производители также производят аналогичные осветители с ксеноновым питанием, многие из которых имеют функцию выбора длины волны и световые заслонки.

Общие сведения о схемах ксеноновой вспышки Учебное пособие

Рис. 1 Базовая конструкция ксеноновой лампы-вспышки.

Льюис Лофлин

See You Tube Видео на фотовспышках.

Лампа-вспышка, также называемая лампой-вспышкой, представляет собой электрическую дуговую лампу, предназначенную для получения чрезвычайно интенсивного, некогерентного белого света полного спектра в течение очень коротких промежутков времени. Лампы-вспышки состоят из длинных тонких стеклянных трубок с электродами на обоих концах и заполнены газом, который при срабатывании триггера ионизирует и проводит импульс высокого напряжения для получения интенсивного света. Вспышки используются в основном для фотографических целей, но также используются в научных, медицинских и промышленных приложениях, таких как лазеры.

Лампа-вспышка состоит из герметичной стеклянной трубки, заполненной ксеноном, и электродов для подачи электрического тока в газ. Кроме того, для ионизации газа необходим источник высокого напряжения.Заряженный конденсатор обычно используется для этой цели, чтобы обеспечить очень быструю подачу очень высокого электрического тока при срабатывании лампы. (См. Рис. 1 выше). Для импульсных ламп требуется высокое рабочее и пусковое напряжение, и при их использовании необходимо соблюдать осторожность.

Стеклянная оболочка часто изготавливается из плавленого кварца, боросиликата или пирекса. Электроды входят в каждый конец трубки. Для снижения износа электродов электроды обычно изготавливаются из вольфрама, который имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов.Катоды часто изготавливают из пористого вольфрама, заполненного соединением бария, и структура катода должна быть адаптирована к применению. Катод разрушается при бомбардировке положительно заряженными ионами ксенона. Аноды обычно делают из чистого вольфрама.

Рис. 2

На рис. 2 показаны три основных компонента схемы импульсной лампы. Он состоит из источника питания высокого напряжения, самой лампы-вспышки, пусковых трансформаторов высокого напряжения и конденсатора фотовспышки.

Для правильной работы ламп, которые я использовал, требовалось 300 вольт. Можно использовать инвертор, устройство, повышающее напряжение от низковольтной батареи до высокого (это используется в камерах), или схему удвоителя напряжения для 120-вольтовой линии переменного тока. Я использовал самодельную схему инвертора с 12-вольтовым трансформатором с центральным отводом, как показано на фотографиях ниже. См. Следующее:

Конденсатор С1 заряжается через резистор R2. При нажатии переключателя C1 быстро разряжается через T2, создавая импульс высокого напряжения, который ионизирует газ в трубке, заставляя C3 разряжаться через трубку, создавая яркую вспышку.

Обратите внимание, что, хотя можно использовать стандартный электролитический конденсатор, следует использовать специально изготовленные конденсаторы для фотовспышки. Они могут выдерживать высокую скорость разряда. Резистор R1 должен использоваться, чтобы блок питания не забивал и не разрушал лампу. В моей установке C3 заряжается до 330 вольт и разряжается до 100 вольт.

Использование слишком большого конденсатора для фотовспышки может повредить лампу от перегрева и термического удара. Трансформатор триггера обычно подбирается к лампе.

Использование SCR позволяет использовать низковольтную электронику для управления вспышкой. Обратите внимание на чувствительность гейта.
См. Основные симисторы и тиристоры.

Другой вариант запуска тиристора через одну или две неоновые лампы NE-2.

Моя экспериментальная установка для тестирования фотовспышки.

Увеличенный вид моей платы фотовспышки.
Доска, вытащенная из мигалки, используемой на государственном грузовике.

Изображение фотовспышки в форме подковы.Вспышки бывают разных форм и размеров.

Триггерный трансформатор одного типа.

Принцип работы ксеноновых автомобильных ламп — 130.com.ua

При выборе автомобильного освещения водителю часто приходится думать, какой тип лампы лучше всего подходит для его автомобиля. Одними из самых популярных являются ксеноновые лампы. Они особенно созданы для того, чтобы работать стабильно в любых условиях и производить мощный, точно направленный световой поток, который может очень хорошо освещать пространство перед автомобилем.

Конструктивные особенности ксеноновых автомобильных ламп

Ксеноновые автомобильные лампы были специально разработаны как источники света высокой яркости. Они излучают световой поток высокой интенсивности, который формируется за счет излучения газообразного ксенона, вызванного дуговым разрядом, проходящим между двумя электродами. Светоотдача этого типа лампы может достигать 80 лм / Вт, это в несколько раз выше, чем у галогенных аналогов.

Их конструкция довольно проста. Электроды помещаются в специальную колбу, наполненную газовой смесью на основе ксенона и солями металлов.Газ находится под высоким давлением (в нерабочем состоянии 30 атмосфер, а в режиме горения до 120 атмосфер). Ксеноновая лампа обычно имеет две колбы (внутреннюю и внешнюю). Внутренний просто используется как бензобак для смеси.

Особенностью этих ламп является то, что для их запуска и работы требуется специальный высоковольтный блок (блок управления или блок зажигания). А надежность и стабильность работы лампы будет зависеть от качества используемого блока управления. Это необходимо для контроля напряжения, необходимого для поддержания стабильного свечения лампы. Установка качественного блока розжига позволит лампе работать долгое время, за счет того, что на этапах розжига, стабилизации и свечения рабочие параметры блока не будут отклоняться от установленных предельных значений. Нормы.

Чем отличается биксенон?

Помимо обычного ксенона производители предлагают биксеноновые лампы. Их отличие в том, что такая лампа может сразу давать как ближний, так и дальний свет. Какой сорт ксенона выбрать, зависит от конструктивных особенностей автомобиля.Если он предполагает, что и ближний, и дальний свет должны быть снабжены только одной лампой в фаре, то именно здесь требуется биксенон. Если лампы дальнего и ближнего света расположены в разных отражателях или даже в разных фарах, нужно брать классический ксенон. Для дальнего света в этом случае нужно купить другой комплект лампочек.

Принцип работы биксеноновых линз довольно прост. В таких лампах колба сдвигается с помощью электромагнита; В результате доступны два разных положения фокусировки: ближний и дальний свет. Отражатель отражает свет, излучаемый лампой, образуя также мощный световой поток, направленный на линзу. При этом между линзой и рефлектором стоит специальная шторка. Если он находится в вертикальном положении, он отсекает небольшой участок светового потока, тем самым создавая фокус ближнего света. Если шторка находится в горизонтальном положении, то световому потоку ничего не мешает, это позволяет сфокусировать дальний свет.

Среди основных достоинств линз данной конструкции можно отметить: мощный, хорошо направленный световой поток, способный осветить всю ширину дороги.При движении ночью вы получаете широкий обзор, что значительно снижает вероятность аварии на дороге.

Зависимость цвета ксеноновых ламп от температуры свечения

Предлагаемые в магазинах ксеноновые лампы имеют определенные отличия. В частности, оттенок их свечения зависит от температуры свечения. Он может быть разным и желтым, и белым и синим. От этого также зависят особенности их эксплуатации. Посмотрим, какие лампы какой цвет дают.

4300 К

Автомобильные ксеноновые лампы с температурой свечения 4300К излучают ровный свет с желтоватым оттенком.Как правило, их используют в качестве антибликовых или в фарах. Следует отметить, что стандартные лампы, которые устанавливаются на машину на заводе, имеют температуру ровно 4300К. Это обусловлено их высокой светоотдачей, которая составляет около 3400 л, а также приятным для человеческого глаза цветом. Они не слепят и почти не привлекают внимание других водителей. Их свечение очень хорошо видно на мокром асфальте.

5000 К

Автомобильные лампы с аналогичной температурой также имеют свечение, максимально приближенное к белому.Они также обычно используются для установки в фары или противотуманные фары. Среди основных особенностей и преимуществ можно выделить тот факт, что такие лампы обладают очень высокой светоотдачей, их мощность составляет порядка 3800-3900л. Это максимально возможная светоотдача для автомобильных фар. В дороге их свечение не мешает другим участникам дорожного движения, так как белый цвет очень хорошо воспринимается человеческим глазом.

6000 К

Лампы с цветовой температурой 6000К излучают свет с легким синим оттенком.Их сила света составляет около 2900-3000 л. То есть по мощности свечения они немного уступают собратьям с температурой 4300 и 5000К. У них есть еще один, более существенный недостаток на мокрой дороге — света недостаточно для обеспечения хорошего уровня освещенности. Лампы с более низкой температурой намного лучше справляются с дорожным освещением в сырую дождливую погоду.

Преимущества ксеноновых ламп

Лампы этого типа очень практичны и имеют много преимуществ по сравнению с обычными лампочками.Есть несколько наиболее важных преимуществ:

Высокая светоотдача.
Экономически эффективные, они потребляют меньше энергии, что продлевает срок службы батареи.
Световой поток высокой интенсивности.
Свет генерируется электрической дугой, он получается максимально естественным, очень похожим на дневной свет, который очень мягко воспринимается человеческим глазом.
Длительный срок службы, такие лампы могут непрерывно светить более 2 тысяч часов, кроме того, они устойчивы к вибрациям, что также благотворно сказывается на времени их эксплуатации.
Хорошее отражение от дорожной разметки и предупреждающих знаков, что значительно повышает безопасность движения в сумерках или ночью.
Отличная видимость в сложных погодных условиях (дождь, туман, снег). Это способствует тому, что водитель может заметить опасность на дороге. Особенность в том, что ксеноновые лампы не создают так называемого эффекта «светлой стены», то есть водитель увидит не капли дождя, а полотно дороги.
Слабый нагрев. В процессе эксплуатации в этих лампах преобразуется только 6% энергии, для сравнения, у галогенных этот показатель составляет 40%.
Бережное отношение к оптике. Установка ксеноновой лампы не влияет на состояние фар, оптика остается прозрачной. Нет лишнего тепла, поэтому фары не деформируются и не мутнеют.

Если вы хотите купить ксенон в Киеве, Харькове или Одессе, то в интернет-магазине 130. com.ua вы можете выбрать варианты на любую марку автомобиля.

Материал по теме:

опытных инженеров по ксеноновым лампам | izakscientific.com

Выбор подходящей ксеноновой лампы для вашего научного применения

Ксеноновые лампы широко используются в научных исследованиях.Они могут иметь форму импульсных (импульсных) ламп или непрерывных (CW) ламп.

Одним из основных преимуществ ксеноновых ламп-вспышек является их способность обеспечивать высокую оптическую световую энергию за короткий импульс (несколько микросекунд), создавая высокую пиковую мощность.

Благодаря широкому и непрерывному спектру (200 нм — 2,5 мкм) ксеноновые лампы могут использоваться для накачки лазерного излучения, измерения оптической плотности, рассеяния и т. Д. Ксеноновые лампы также можно использовать для освещения, будь то научная микроскопия или камеры.Ксеноновые лампы с высоким уровнем плотности энергии также могут использоваться для удаления волос.

Инженеры по ксеноновой лампе

IZAK Scientific могут дать квалифицированный совет, независимо от области применения.

Измеренный спектр модуля ксеноновой лампы IZAK Scientific 100120-0

Применение ксеноновых ламп

Поглощение

Поглощение материала — важный научный метод. Его можно использовать для изучения уровней энергии, механизмов передачи энергии и многого другого.

Для расчета оптической плотности образца материала с источником света ксеноновой лампы необходимо провести несколько экспериментов.Вы должны измерить начальную интенсивность света (I), свет, прошедший через образец (T), и свет, отраженный от образца (R). Разница I — (R + T) — это количество света, поглощенного образцом.

На практике чрезвычайно сложно отдельно измерить все составляющие прошедшего и отраженного света. Один из эффективных способов преодоления этого затруднения — использование интегрирующих сфер. Измеряя спектры в выходном отверстии двух сфер, одна пустая, а другая заполненная образцом материала, мы можем определить компоненты I и (R + T) и успешно рассчитать поглощение.

Обратите внимание, что этот метод рассчитывает поглощение широкополосного источника. Для расчета поглощения, зависящего от длины волны, этот эксперимент должен быть проведен для узких областей всего спектра (например, с использованием спектрометра). Наши инженеры по ксеноновым лампам могут посоветовать вам лучшую конфигурацию для ваших нужд.

Отражение

Ксеноновые лампы позволяют измерять широкополосное отражение материала. Это может определить, например, коэффициент излучения поверхности материала (идеальный коэффициент излучения черного тела определяется как 1 для всех длин волн).

Один из наиболее распространенных методов измерения — использование интегрирующей сферы. Исследуемый образец помещается в выходной порт и облучается коллимированным источником света. Затем отраженный свет собирается интегрирующей сферой.

Ксеноновые лампы-вспышки также могут использоваться для измерения отражения в возбужденном состоянии. Это достигается путем первоначального возбуждения образца, а затем измерения отражения второго задержанного импульса в пределах времени жизни возбужденной частицы.

Оптическое возбуждение

Помимо изучения уровней энергии, ксеноновые лампы также могут использоваться для оптической накачки активной среды лазера. В 1960 году Теодор Майман построил первый работающий трехуровневый лазер, в котором в качестве источника накачки для рубинового стержня использовалась ксеноновая лампа-вспышка. Интенсивности ксеноновой лампы было достаточно, чтобы преодолеть трехуровневое основное состояние лазера и добиться инверсии населенностей.

Другое применение ксеноновых ламп — это источник возбуждения в гиперспектральных микроскопах.При этом используется широкий спектральный диапазон и высокая интенсивность ксеноновых ламп.

Ксеноновые лампы импульсного типа также используются при импульсном фотолизе — методе, разработанном для изучения короткоживущих промежуточных продуктов в фотоиндуцированных реакциях. При импульсном фотолизе для возбуждения образца используется начальная и очень интенсивная вспышка. Затем следует задержанная не интенсивная вспышка, которая записывается для дальнейшего изучения.

Медицинский

Ксеноновые лампы используются в качестве источника света в машинах для удаления волос на основе ксенона.В них используется принцип избирательного поглощения меланина волосяными фолликулами под кожей. Нагревание волосяных фолликулов повреждает их и приводит к удалению волос. Наши инженеры по ксеноновым лампам могут дать вам квалифицированный совет по взаимодействию ткани и света от ксеноновых ламп.

Ультрафиолетовый (УФ) свет ксеноновых ламп также может использоваться для медицинской стерилизации.

Посмотрите короткую демонстрацию:

Настройка ксеноновой лампы

При выборе системы ксеноновых ламп необходимо учитывать множество важных параметров. Вы должны учитывать:

требования к спектру (т.е. УФ или ИК без УФ излучения)
частота повторения импульсов
длительность импульса
энергия на импульс
изменение от импульса к импульсу
механическая схема
и другие

Здесь, в IZAK Scientific , мы можем предложить наш инженерный опыт, чтобы помочь вам спроектировать и поставить систему ксеноновых ламп, которая соответствует вашим потребностям. Наши системы включают API лампы, источника питания, драйвера и драйвера.Мы также можем помочь вам использовать вашу собственную ксеноновую лампу, а также определить и провести оптические измерения в нашей лаборатории в соответствии с вашими требованиями.

Для получения дополнительной информации о продукте щелкните здесь

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы назначить консультацию.

Что такое ксеноновые фары и как они работают?

Ксеноновые фары, как и галогенные фары, названы в честь газа, используемого внутри лампы. Однако функция газа совершенно иная — газ жизненно важен для производства света, а не просто для продления срока службы нити, как в галогенной лампе.

Как работают ксеноновые фары?

Как упоминалось выше, ксеноновые фары сильно отличаются от галогенных и их можно узнать на дороге благодаря синему оттенку, который они излучают. В них для получения света используется электрическая дуга между двумя электродами, а не нить накала, и их часто называют разрядными лампами высокой интенсивности (HID). Газ ксенон используется, поскольку он помогает установить дугу между электродами (и, следовательно, создать свет) при более низких температурах, но становится менее важным, когда лампа нагрета до температуры.

• Лучшие лампы HID для фар 2018

Законы Великобритании, касающиеся ксеноновых ламп HID

В соответствии с буквой закона Великобритании использование ксеноновых ламп HID запрещено. Однако европейские правила утверждения типа разрешают их, и поэтому они должны быть разрешены на автомобилях ЕС, зарегистрированных в Великобритании.

Аналогичная ситуация при переводе автомобиля с галогенных на ксеноновые. Департамент транспорта считает, что продажа и использование комплектов HID для вторичного рынка является незаконным, но из-за упомянутых выше европейских правил оправдывает ожидания.В то время как любой, кто хочет перейти на ксенон, должен провести тщательное исследование, следует учитывать следующие ключевые моменты:

• Фара должна быть одобрена поставщиком
• Фара должна иметь способность самоочистки и самовыравнивания
• И, наконец, ее необходимо правильно обслуживать (как и любую другую фару).

Ксеноновые фары за и против

Плюсы

• Срок службы. Ксеноновые лампы могут прослужить до 10 лет, что дает хорошее настроение.• Яркость. Как следует из разряда высокой интенсивности, ксеноновые фары ярче, чем их галогенные аналоги.

Минусы

• Стоимость.

Виды и принцип работы ксеноновых ламп

Ксеноновые фары — Устройство, принцип работы, преимущества и недостатки

Устройство и принцип работы ксеноновых фар автомобиля

Основные преимущества ксенона

Основные недостатки ксенона

Насколько законна самостоятельная установка ксенона?

Подведем итоги

Ксеноновые лампы.Виды и устройство.Работа и цветовая температура

Ксеноновые лампы делятся на несколько видов по конструкции и сфере применения:

Существует несколько интервалов цветовой температуры:

Похожие темы:

Блоки розжига ксенона — принцип работы

Принцип функционирования устройства

Существующие разновидности

Ксеноновые лампы принцип работы — Автомобильный портал AutoMotoGid

Конструкция ксеноновой автомобильной лампы

Принцип работы ксеноновых ламп

Спектр ксеноновых излучателей

Цветность лампы очень важна и измеряется она в Кельвинах:

Стандартная цветность ксенона, используемая на наших дорогах:

Ксеноновые лампы — Help for engineer

Ксеноновые лампы

Все о блоках розжига

Все о блоках розжига

Как работают ксеноновые фары? | Как работает ксеноновая лампа?

Молния в бутылке

Купить ксеноновые лампы в Atlanta Light Bulbs

Ксеноновая дуговая лампа (Схема и принцип работы)

Что такое ксеноновая лампа?

Конструкция ксеноновой дуговой лампы

Ксеноновые дуговые лампы

ZEISS Microscopy Online Campus | Ксеноновые дуговые лампы

Введение

Оптическая сила ксеноновых (XBO) дуговых ламп

Стол 1

Общие сведения о схемах ксеноновой вспышки Учебное пособие

Принцип работы ксеноновых автомобильных ламп — 130.com.ua

Конструктивные особенности ксеноновых автомобильных ламп

Чем отличается биксенон?

Зависимость цвета ксеноновых ламп от температуры свечения

4300 К

5000 К

6000 К

Преимущества ксеноновых ламп

Материал по теме:

опытных инженеров по ксеноновым лампам | izakscientific.com

Что такое ксеноновые фары и как они работают?

Как работают ксеноновые фары?

Законы Великобритании, касающиеся ксеноновых ламп HID

Ксеноновые фары за и против