En xenonbuelampe er en kilde til kunstigt lys, hvor strålingskilden er en elektrisk lysbue i en pære fyldt med xenon .
Giver et stærkt hvidt lys, tæt på dagslys i spektrum.
Xenonlamper kan opdeles i følgende kategorier:
Lampen består af en kolbe lavet af almindeligt glas eller kvartsglas med wolframelektroder. Pæren evakueres og fyldes derefter med xenon. Xenon-flashlamper har en tredje tændelektrode omkranset eller påført pæren i form af et ledende lag.
Den korte lysbue xenonlampe blev opfundet i 1940'erne i Tyskland og introduceret i 1951 af Osram . Lampen fandt bred anvendelse i filmprojektorer , hvorfra den primært erstattede kulbuelyskilder .
Lampen giver et skarpt hvidt lys, tæt på dagslysspektret , men har en ret lav effektivitet . Til dato bruger næsten alle film- og digitale biografprojektorer xenon-lamper med effekt fra 450 W til 18 kW . Lamper i IMAX -projektorer kan nå 15 kW i en enkelt lampe.
Alle moderne xenonlamper bruger en kvartsglaspære med thorium - doterede wolframelektroder . Krypton-85 med lav aktivitet, omkring 0,1 μCi, tilsættes ofte til gasarbejdsmiljøet . Kvartsglas er det eneste økonomisk levedygtige optisk transparente materiale, der kan modstå højt tryk (25 atm for IMAX-lamper) og temperatur. Til specielle opgaver anvendes fremstilling af en pære af safir . Dette udvider det spektrale område af stråling mod den korte bølgelængde ultraviolet og fører også til en forøgelse af lampens levetid. Doping af elektroder med thorium øger deres elektronemission markant. Da de termiske udvidelseskoefficienter for kvartsglas og wolfram er forskellige, svejses wolframelektroderne til invar-strimler , der er smeltet ind i pæren. I en xenonlampe bliver anoden under drift kraftigt opvarmet af en strøm af elektroner, så højeffektlamper er ofte væskekølede.
For at øge lampens lysudbytte er xenon i en pære under højt tryk (op til 30 atm) , hvilket stiller særlige sikkerhedskrav. Hvis lampen er beskadiget, kan fragmenterne flyve ud med høj hastighed og kan skade personalet. Typisk transporteres lampen i en speciel plastikbeholder, som først tages ud af lampen efter at lampen er på plads og sættes på lampen når den skilles ad.
Under drift af lampen bliver pæren meget varm, som følge heraf, mod slutningen af dens levetid, bliver pæren mere skrøbelig på grund af den delvise krystallisering af kvartsglas. Af hensyn til personalesikkerheden anbefaler producenter af xenonbuelamper brug af sikkerhedsbriller ved servicering af lampen. Ved udskiftning af IMAX-lamper anbefales det at bære en beskyttelsesdragt.
I en xenonlampe udsendes hovedstrømmen af lys af en plasmasøjle nær katoden. Det lysende område har form som en kegle, og lysstyrken af dets glød falder eksponentielt, når det bevæger sig væk fra katoden. Spektret af en xenonlampe er omtrent ensartet i hele området med synligt lys, tæt på dagslys. Men selv i højtrykslamper er der flere toppe i det nære infrarøde område, omkring 850-900 nm , hvilket kan udgøre op til 10 % af den samlede stråling målt i effekt.
Farvetemperaturen af strålingen fra en xenonlampe er omkring 6200 K.
Der findes også kviksølv-xenon lamper, hvori der udover xenon i pæren er kviksølvdampe. De har lysende områder både nær katoden og nær anoden. De udsender et blåligt-hvidt lys med et stærkt ultraviolet indhold, som gør, at de kan bruges til fysioterapeutiske formål, sterilisering og ozonering.
På grund af det lysende områdes lille størrelse kan xenonlamper bruges som lyskilde tæt på en punktlyskilde, hvilket gør det muligt at frembringe nogenlunde præcis fokusering af stråling. Spektret, tæt på dagslys, fører til udbredt brug i film og fotografi. Xenonlamper bruges også i klimakamre , som simulerer solstråling for at teste materialer for lysægthed .
De mest almindelige er kortbuelamper. I dem er elektroderne placeret i kort afstand, og pæren har en sfærisk eller tæt på sfærisk form.
Xenon kortbuelamper kan fremstilles i en keramisk skal med indbygget reflektor. Dette gør lampen mere sikker, da kun et lille vindue er lavet af glas, hvorigennem lyset kommer ud, og justering er ikke nødvendig under montering og udskiftning. I en sådan lampe kan der være et vindue, der både transmitterer ultraviolet stråling og er uigennemsigtigt for det. Reflektorer kan enten være parabolske (for at opnå en parallel lysflux) eller elliptiske (for et legeme fokuseret til et punkt eller et cylindrisk legeme, for eksempel til pumpelasere) [1] .
Ved design adskiller langbuelamper sig fra kortbuelamper ved, at elektroderne er længere adskilt fra hinanden, og pæren har form som et rør. Langbue xenonlamper kræver en mindre forkobling, og kan i nogle tilfælde bruges uden forkobling, da de har et afsnit om strøm-spændingskarakteristikken med en positiv differensmodstand . Sådanne lamper er ofte installeret i en reflektor i form af en parabolcylinder og bruges til at belyse store åbne rum (på jernbanestationer , fabrikker , lagerkomplekser osv.), samt til at simulere solstråling, for eksempel ved testning solpaneler, kontrolmaterialer for lysægthed osv. Den langbuede xenonlampe "Sirius", produceret i USSR , havde en rekordeffekt på 100 kW .
Den korte lysbue xenonlampe har en negativ temperaturkoefficient for modstand . Tændingen af lysbuen kræver en tændingsimpuls med en amplitude på 15-30 kV [2] , og nogle gange op til 50 kV . I driftstilstand kræves præcis justering af spænding og strøm (for ikke at overskride lampens nominelle elektriske effekt), da når lampen varmes op, falder dens modstand betydeligt, og derudover kan plasmaoscillationer forekomme . Når det drives af ensrettet strøm, er det nødvendigt, at krusningsniveauet ikke overstiger 10-12% , da spændingsudsving fremskynder sliddet af elektroderne. Der findes varianter af xenonlamper til vekselstrøm. Lamper med en lang lysbue (for eksempel indenlandsk DKST) er ikke så krævende for kvaliteten af strømforsyningen og kan bruges uden en ballast, der kun kræver en starter .
Xenonlamper bruges oftest i projektorer og scenebelysning, da de har en rigtig god farvegengivelse. På grund af den lille størrelse af det emitterende område har de fundet anvendelse i optiske enheder.
Siden 1991 har kviksølv-xenon-lamper været meget brugt i billygter. Mere præcist, i billamper er hovedlysstrømmen dannet af kviksølv-, natrium- og scandiumsalte, og i en xenon-atmosfære sker udledningen kun under opstart før fordampning af andre komponenter. Derfor bør de snarere henføres til metalhalogenlamper , men dette ville forårsage forvirring i navnene, da halogen glødelamper også bruges i bilbelysning .
I Rusland, når du installerer xenon-lamper på en bil, er det også nødvendigt at installere et automatisk lygtestrålejusteringssystem og forlygtevaskere [3] for at undgå at blænde modkørende bilister.
Sovjetisk blitz med kamerafælde FIL-107
Xenon forlygter på biler.
Luftfoto af fiskere, der lokker stillehavsblæksprutter med klare blå xenonlys (i midten) i Tsushima-strædet, der adskiller Japan og Sydkorea. Den orange farvetone (venstre) er i koreansk bylys, hvor natriumdamplamper typisk bruges til gadebelysning . I Japan (til højre) bruges kviksølvgasudladningslamper , som har en grønlig farvetone, mere almindeligt til belysning.
| Begreber | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Forekomstens måde |
| ||||||||||||||
| Andre lyskilder | |||||||||||||||
| Typer af belysning |
| ||||||||||||||
| Belysningsarmaturer _ |
| ||||||||||||||
| relaterede artikler | |||||||||||||||