От чего зависит срок службы автолампочки: способ прогноза долговечности автомобильных ламп

Лампы перегорают внезапно. Едешь в дальнюю поездку, включаешь фары, а одна из них светит только «габаритами». Правила дорожного движения не позволяют ездить с одной фарой. Придется везти в магазин запчастей. Но визит туда оборачивается сюрпризом. Продавцы настоятельно рекомендуют покупать две лампы вместо одной. Некоторые выходят из коробок, где в наборе несколько штук. Но зачем вам вторая лампочка, если фара остается в хорошем состоянии и работает нормально?

От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

Можно ли вместо ходовых огней использовать «габариты»? Плюс

Устройство ксеноновой лампы.

От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

Конструкция ксеноновой лампы.

Ксеноновая дуговая лампа (КДЛ) светит за счет возникновения электрической дуги в лампочке в ксеноновой атмосфере. Конструкция довольно проста: стеклянная колба, электроды и корпус, к которому все крепится.

Колба изготовлена ​​из кварцевого стекла. Только такое стекло выдерживает высокое давление (до 30 атмосфер в нерабочем состоянии и 120 атмосфер во включенном состоянии) и температуру, необходимые для работы лампы. Некоторые кувшины специального назначения сделаны из сапфира. Расширяет спектральный диапазон излучаемого света и увеличивает срок службы ЛДС.

В зависимости от назначения колба бывает разной формы: трубчатой, П-образной, спиральной, шаровой.

Электроды изготовлены из тугоплавкого вольфрама, легированного торием. Добавление тория увеличивает скорость горения лампы. Для уменьшения разницы в коэффициентах термического расширения вольфрама и стекла применяют специальный демпфирующий сплав — инвар (смесь никеля и железа). С одной стороны он вплавлен в колбу, а с другой в него вварены электроды. Также вольфрамовые электроды соединены с конденсатором в корпусе лампы. Конденсатор имеет высоковольтный заряд, доходящий до 2000 В.

В некоторых моделях KDL встроен третий запальный электрод. Он предназначен для первичной ионизации ксенона и запуска разряда лампы.

В процессе работы анод сильно нагревается, поэтому для мощных КДЛ в конструкции предусмотрено охлаждение. Источники света до 4 кВ охлаждаются воздухом, выше — воздухом и водой.

История

Он был открыт в 1898 году британскими учеными Уильямом Рамзаем и Морисом Трэверсом, которые подвергли жидкий воздух медленному испарению и изучили спектроскопическим методом наиболее труднолетучие его фракции. Ксенон был открыт как небольшая смесь криптона. За открытие инертных газов (в частности, ксенона) и определение их места в периодической таблице Менделеева Рамзай получил Нобелевскую премию по химии в 1904 году.

Происхождение названия

Рамзи предложил в качестве названия элемента древнегреческое слово ξένον, которое является формой среднего единственного числа прилагательного ξένος «чужой, странный». Название происходит от того факта, что ксенон был обнаружен в смеси с криптоном, а также потому, что его доля в атмосферном воздухе чрезвычайно мала.

Принцип работы.

От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

Светящаяся область расположена вблизи катода.

Ксеноновая лампа светится за счет появления плазмы возле катода. При прохождении электрического тока через ксенон происходит ионизация газа. Начальная стадия ионизации обеспечивает мощный электрический заряд, накапливающийся в конденсаторе. Этот заряд преобразуется в импульс высокого напряжения повышающим трансформатором. Для зажигания необходим импульс напряжения, который у мощных КДЛ достигает до 50 кВ (обычно 20-30 кВ). Трансформатор разряжает конденсатор — через лампу проходит электрический импульс, который вызывает первичную ионизацию газа. В лампах с дополнительным электродом он берет на себя функцию розжига. Для поддержания яркости необходимо гораздо меньшее напряжение: 85 В.

Кроме того, ток возбуждает все больше и больше атомов ксенона. Электроны переходят на новые орбитали с большей энергией. Когда электроны возвращаются, избыточная энергия высвобождается в виде фотона света. Лампа начинает светиться, и область свечения имеет форму конуса возле катода. При использовании не чистого ксенона, а его смеси с парами ртути области вблизи обоих электродов светятся.

Кварцевое стекло пропускает ультрафиолет, поэтому при работе источника света образуется озон. Это вредно для человека. Для работы KDL ​​в помещении требуется принудительная вентиляция.

Получение

Ксенон получают как побочный продукт производства жидкого кислорода на металлургических предприятиях.

В промышленности ксенон производится как побочный продукт расщепления воздуха на кислород и азот. После этого разделения, которое обычно проводят ректификацией, образующийся жидкий кислород содержит небольшое количество криптона и ксенона. Дальнейшая перегонка обогащает жидкий кислород до содержания 0,1-0,2% криптон-ксеноновой смеси, которую выделяют адсорбцией на силикагеле или перегонкой. В будущем ксенон-криптоновый концентрат может быть разделен перегонкой на криптон и ксенон; для получения дополнительной информации см. Производство криптона.

Из-за малой распространенности ксенон намного дороже более легких инертных газов. В 2009 году цена ксенона составляла около 20 евро за литр газообразного вещества при стандартном давлении.

Виды ксеноновых ламп.

От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

Розеточные разновидности ксеноновых источников света.

В зависимости от назначения различают три различных типа розеток: H, HB и D.

В зависимости от конструкции различают сферические, трубчатые и керамические источники света.

Сферические ксеноновые лампы представляют собой маленькие колбы в форме шара. Отличительными особенностями являются небольшой размер светящейся площади и высокая яркость света.

Электроды располагают на минимальном расстоянии друг от друга – 3-6 мм или 0,3-2,5 мм у ламп специального назначения. Мощность сферических источников света достигает 7 кВт.

По российским стандартам шаровые лампы обозначаются ДКсШ (дуговой ксеноновый шар).

Этот тип источников света нашел широкое применение в автомобильных фарах.

Керамические источники света отличаются наличием керамической колбы, в которой сделаны отверстия для прохождения ультрафиолетового излучения. Они используются в медицине и фармацевтике для дезинфекции.

Трубчатые KDL состоят из трубчатых колб различной длины и диаметра. Электроды могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга. По российским стандартам они обозначаются как ДКСТ (дуговые ксеноновые трубчатые). Мощность таких ламп находится в пределах 2 Вт – 50 кВт.

Для правильного и безопасного использования трубчатых ксеноновых ламп необходимы устройства ограничения тока, которые встроены в электрическую цепь. Эти типы источников света используются для наружного и внутреннего освещения больших площадей и объектов.

Кроме того, существует деление КДЛ на следующие виды:

  • длительное использование с короткой дугой (по аналогии с ксеноновыми лампами в фарах);
  • длительное использование с длинным луком (аналог трубчатого);
  • импульсные лампы (с дополнительным третьим запальным электродом).
  • Существуют также лампы, работающие с постоянным и переменным током.

    Содержание

  • 1 История 1.1 Происхождение названия
  • 2 Распространение 2.1 В Солнечной системе
  • 2.2 земная кора
  • 3 Определение
  • 4 Свойства4.1 Физические свойства
  • 4.2 Химические свойства
  • 4.3 Изотопы
  • 5 получить
  • 6 Применение
  • 7 ксенон как наркотик
  • 8 Биологическая роль
  • От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    Сравнение яркости различных газов.

    Технические характеристики.

    От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    Цветовая температура ДКЛ.

    1. Продолжительность жизни. Довольно долго — около 3000 часов. В конструкции светильника нет элементов, которые могут «перегореть». Срок службы ограничен характеристиками устройства. При длительном использовании из-за сильного нагрева стекло становится хрупким, темнеет из-за металлических отложений на стекле, электроды приходят в негодность и плавятся.
    2. Мощность ксеноновых источников света может достигать до 50 кВ.
    3. Высокая цветопередача: более 80%. Такой свет очень комфортен для глаз, он не искажает цвета. Поэтому CDL широко используются в фото- и видеосъемке.
    4. Цветовая температура. Световой спектр ксеноновой лампы максимально приближен к солнечному. Человеческому глазу он кажется белым. Цветовая температура излучения начинается от 4000 К. За счет использования некоторых добавок к ксенону возможны и другие спектральные цвета: 4300 К и 5000 К. Чаще всего в автомобильные фары

    Все о ксеноновых фарах

    < назад

    Далее >

    Немного истории и знакомство с ксеноном Собственно, с момента появления идеи освещения дороги перед гоночным автомобилем различные типы источников света сменяли друг друга. Сначала автомобили оснащались газовыми, то есть пропановыми лампами. Вскоре их заменили вакуумные лампы накаливания, затем галогенные лампы. Теперь очередь ксеноновых ламп.

    В чем разница между D2S и D2R? D2S для оптики с линзой и D2R для рефлектора. Действительно только для фар, специально разработанных для ксенона. D2S имеет более яркую яркость, более высокую световую температуру и более белый световой спектр. Какие корейские лампы поставляются с прозрачной или синей колбой и с температурой 5200K, 6000K, 6500K, 7000K и 8000K, до 15000K. Н4 производится движением лампочки. Кто производит? Eagleye, Polar, Catz, Xenotex и Pro.Light. В чем разница между D2S и D2R? D2S для оптики с линзой и D2R для рефлектора. Действительно только для фар, специально разработанных для ксенона. D2S имеет более яркую яркость, более высокую световую температуру и более белый спектр света, чем корейские лампы с прозрачной или синей колбой и температурой 5.

    Дата публикации: 2007-07-17

    < назад

    Далее >

    Где применяются.

    От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    Ксеноновые лампы головного света.

    С экономической точки зрения наиболее выгодной областью применения КДЛ является освещение больших открытых пространств. Это освещение площадей, стадионов, катков, карьеров, строек, крупных производственных цехов.

    Благодаря отличной цветопередаче ксеноновые лампы успешно применяются в проекторах, театральном, сценическом, киносвете, фототехнике.

    В оптических приборах КДЛ применяют, когда требуется минимальная светящаяся площадь источника света. Это обеспечивает точность фокусировки прибора. КДЛ применяют также в климатических камерах при испытаниях различных материалов на светостойкость, в установках для радиационного нагрева, фотоэкспозиции и т д.

    В последние десятилетия ксеноновые лампы получили распространение в производстве автомобильных фар. Однако из-за яркости света по закону требуется установка дополнительной системы регулировки угла наклона фар и омывателя фар.

    Ртутно-ксеноновые и керамические лампы применяются в медицине для физиотерапии, стерилизации и озонирования.

    А теперь о грустном

    Ксеноновые (разрядные) лампы имеют сложную конструкцию с дополнительными элементами. Довольно хлопотно, неэффективно и не всегда безопасно монтировать газоразрядные лампы в фары автомобилей, рассчитанные на использование галогенного источника света, так как это может привести к ослеплению встречных водителей. Именно поэтому, если речь идет об установке ксенона в галогеновые фары, то такая доработка запрещена законом.

    Но главный недостаток ксеноновых ламп – высокая цена. Производителям так и не удалось приблизить стоимость газоразрядной лампы к уровню галогеновой. Но также стоит учитывать затраты на блок розжига, который нельзя назвать дешевым элементом системы.

    Именно поэтому современная автомобильная промышленность активно внедряет светодиодные технологии, которые с каждым годом становятся все лучше и дешевле. Светодиодное освещение уже практически заменило ксенон на автозаводах премиум-сегмента и явно движется в сторону массовых моделей.

    Достоинства и недостатки.

    Преимущества

  • высокая яркость и светоотдача;
  • короткий период прогрева;
  • долгий срок службы;
  • световой спектр близок к натуральному;
  • высокая эффективность: яркий свет с низким энергопотреблением для поддержания яркости;
  • широкий диапазон мощностей;
  • работать при низких температурах.
  • Меньше

  • высокая цена;
  • сложность подключения и необходимость балластов;
  • взрывоопасность;
  • сильный нагрев;
  • необходимость автоматической регулировки фар автомобиля.
  • Особенности эксплуатации.

    От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    Трубчатые МКИ.

    Чтобы увеличить срок службы CDL, необходимо соблюдать простые правила.

    1. Избегайте частого включения и выключения источника света.
    2. После выключения дайте ему остыть в течение 10-15 минут. Если этого не сделать, спектр приобретет красные и зеленые тона.
    3. Используйте качественное пусковое оборудование.
    4. Следите за правильным расположением источника света: электроды в вертикальном расположении, анод вверху.
    5. Используйте защитный чехол из плексигласа при транспортировке и замене ножек. Защитная крышка предотвратит механические повреждения и масляное загрязнение колбы пальцами человека.
    6. Прикасайтесь к ксеноновым лампам только в защитных перчатках. В противном случае обязательно обезжирьте стеклянную поверхность спиртом.
    7. При малейшем повреждении стеклянной колбы выбрасывайте лампу.
    8. Среднее пусковое напряжение ксеноновой лампы составляет 30 000 В. Будьте осторожны, не прикасайтесь к проводам, источнику света и оборудованию во время работы источника света, до и после включения питания.

    От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    Свойства

    Физические свойства

    От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    Гранецентрированная кубическая структура ксенона; к
    = 0,6197 нм

    При нормальном давлении температура плавления составляет 161,40 К (-111,75 ° С), температура кипения составляет 165,051 К (-108,099 ° С). Молярная энтальпия плавления 2,3 кДж/моль, молярная энтальпия испарения 12,7 кДж/моль, стандартная молярная энтропия 169,57 Дж/(моль·К).

    Плотность в газообразном состоянии при стандартных условиях (0 °С, 100 кПа) 5,894 г/л (кг/м3), в 4,9 раза тяжелее воздуха. Плотность жидкого ксенона при температуре кипения 2,942 г/см3. Плотность твердого ксенона 2,7 г/см3 (при 133 К), он образует кубические кристаллы (гранецентрированная решетка), пр группа Fm

    3
    метр
    , параметры ячейки
    к
    = 0,6197 нм,
    Z
    = 4.

    Критическая температура ксенона 289,74 К (16,59 °С), критическое давление 5,84 МПа, критическая плотность 1,099 г/см3.

    Тройная точка: температура 161,36 К (-111,79 °С), давление 81,7 кПа, плотность 3,540 г/см3.

    В электрическом разряде светится синим цветом (462 и 467 нм). Жидкий ксенон является сцинтиллятором.

    От чего зависит срок службы автомобильной лампочки: способ прогнозирования долговечности автомобильных ламп

    Газоразрядная трубка, заполненная ксеноном

    Мало растворим в воде (0,242 л/кг при 0°С, 0,097 л/кг при 25°С).

    При стандартных условиях (273 К, 100 кПа): теплопроводность 5,4 мВт/(м·К), динамическая вязкость 21 мкПа·с, коэффициент самодиффузии 4,8·10–6 м2/с, коэффициент сжимаемости 0,9950, молярная теплоемкость при постоянном давлении 20,79. Дж/(моль·К).

    Ксенон диамагнетик, его магнитная восприимчивость -4,3·10-5. Поляризуемость 4,0·10 -3 нм3. Энергия ионизации 12,1298 эВ.

    Химические свойства

    Ксенон был первым инертным газом, из которого были получены настоящие химические соединения. Примерами соединений могут быть дифторид ксенона, тетрафторид ксенона, гексафторид ксенона, триоксид ксенона, ксеноновая кислота и другие.

    Первое соединение ксенона было получено Нейлом Бартлеттом путем взаимодействия ксенона с гексафторидом платины в 1962 г. Через два года после этого события уже было получено несколько десятков соединений, в том числе фторидов, которые являются исходными материалами для синтеза всех остальных производных ксенона.

    В настоящее время описаны фториды ксенона и их различные комплексы, оксиды, оксифториды ксенона, ковалентные производные малостабильных кислот, соединения со связью Xe-N, органические соединения ксенона. Относительно недавно был получен комплекс на основе золота, в котором ксенон является лигандом. Существование описанных выше относительно стабильных хлоридов ксенона не подтвердилось (позже были описаны эксимерхлориды с ксеноном).

  • Реакции с фтором:
  • Xe + F2 → XeF2 при комнатной температуре и УФ-облучении или при 300–500 ºC под давлением; Xe + 2F2 → XeF4 при 400 ºC под давлением; примеси XeF2, XeF6; Xe + 3F2 → XeF6 при 300 ºC под давлением; примесь XeF4.

    Изотопы

    Основная статья: Изотопы ксенона

    Известны изотопы ксенона с массовыми числами от 108 до 147 (количество протонов 54, нейтронов от 54 до 93) и 12 ядерных изомеров.

    в природе встречается 9 изотопов. Из них семь стабильны: 126Хе, 128Хе, 129Хе, 130Хе, 131Хе, 132Хе, 134Хе. Еще два изотопа (124Xe и 136Xe) имеют огромные периоды полураспада, намного превышающие возраст Вселенной.

    Остальные изотопы искусственные, самые продолжительные — 127Хе (период полураспада 36,345 сут) и 133Хе (5,2475 сут), период полураспада остальных изотопов не превышает 20 часов. Среди ядерных изомеров наиболее стабильны 131Xem с периодом полураспада 11,84 сут, 129Xem (8,88 сут) и 133Xem (2,19 сут).

    Изотоп ксенона с массовым числом 135 (период полураспада 9,14 часа) имеет самое большое сечение захвата тепловых нейтронов среди всех известных веществ: около 3 млн барн на энергию 0,069 эВ, накопление его в ядерных реакторах в результате цепочка β-распадов теллура-135 и йода-135 приводит к эффекту так называемого ксенонового отравления (см также йодную яму).

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Правосудие в Российской Федерации - юридические проблемы и их решения
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: