Metalų halogeninės lempos
Halogeninė lempa yra labai panaši į paprasta kaitinamąją lempute su keletu modifikacijų. Dujų užpildas turi halogeninių savybių, dažnai bet nebūtinai čia sutinkamas jodas. Šio halogeno nauda yra ta kad jis turi savybę išgarintą volframą sugražinti į elektrodą. Išgarintas volframas paprastai susikondensuoja vidiniame lempos paviršiuje. Halogenas yra chemiškai reaguojantis ir jungiasi su volframo nuosėdomis ant stiklo sudarydamas volframo halenoidus kurie išgaruoja gana lengvai. Kada volframo halenoidas pasiekia elektrodą prie kurio yra žymiai aukštesnė temperatūra negu prie stiklo, jis skyla išlaisvindamas volframą atgal į elektrodą. Tokiu būdu volframą galima įkaitinti žymiai daugiau negu paprastoje lemputėje, ko pasėkoje mes gauname daugiau šviesos iš energijos vieneto.Šis procesas yra žinomas kaip halogenų ciklas, prailginantis elektrodo darbingumo laiką. Taigi šis ciklas leidžia išlaikyti lempos vidinį paviršių švarų, o tai padeda lempai išlaikyti ryškumą nepriklausomai nuo jos amžiaus. Metalų halogeniniai junginiai užtikrinantys šį uždarą ciklą turi atitikti sekančius reikalavimus.1. Neturi turėti neigimo poveikio kolbos sudėčiai ir elektrodams.2. Turi būti pakankamas elektrodo išgaravimas norint pasiekti norimą šveisos srautą.3. Disociacijos temperatūra turi būti aukštesnė nei darbinė kolbos temperatūra.4. Junginiai turi lengvai atsistatyti šaltoje lempos dalyje.5. Junginiai turi susidaryti iš kiek galima mažiau elementų nes padidėjus elementų skaičiui išauga tikimybė kad ciklas greitai užsidarys. Kad halogeninis ciklas veiktų lempos paviršius turi būti pakankamai karštas, paprastai jis siekia 250 laipsnių Celsijaus. Halogenas gali pakankamai gerai neišgaruoti ar pakankamai lėtai reaguoti su volframo garais, jei lempa per šalta. Tai reiškia kad lempa turi būti maža ir pagaminta arba iš kvarcinio arba iš atsparaus karščiui rūšies stiklo („hard glass“).Kadangi lempa yra maža ir tvirta ji yra užpildoma dujomis aukštesniu slėgiu nei įprasta. Tai sumažina siūlelio garavimą. Atsižvelgiant į mažą lempos tūrį kartais yra naudinga panaudoti aukštesnės kokybės dujas tokias kaip kriptonas ar ksenonas ar pigesnį argoną. Aukštesnis slėgis ir geresnės kokybės dujos gali prailginti lempos tarnavimo laiką ir leisti siūleliui dirbti aukštesnėje temperatūroje, tuo pagerinamas lempos našumas. Bet koks aukštesnės kokybės dujų panaudojimas leidžia lengviau praleisti šiluma nuo siūlelio link lempos išorės, o tai reiškia kad daugiau energijos siūlelis gali išspinduliuoti, tuo pačiu nežymiai padidindamas lempos našumą. Lempos viduje temperatūra yra apie 1000 laipsnių o slėgis siekia apie 3-4 atmosferas.
Halogeninių lempų našumas ir darbingumas
Halogeninė lempa turi nuo 10 iki 20 procentų didesnį našumą, negu įprasta kaitinamoji lemputė turinti panašią įtampą ir galingumą. Halogeninės lempos gali dirbti 2-3 kartus ilgiau negu kaitinamoji lemputė. Kaip stipriai pagerės lempos našumas ir išdirbio laikas priklauso nuo to kokios rūšies dujos naudojamos užpildyti lempai. Lempos degimo padėtis turi tiesioginės įtakos lempos charakteristikai. Tai paaiškinama tuo kad keičiant lempos padėti keičiasi ir šaltos zonos temperatūra. Pereinant iš vertikalios į horizontalią padėtį šviesos stiprumas paprastai mažėja. Kai lempos stiklas absorbuoja daugiau infra-raudonųjų spindulių jis tampa karštesnis dėl ko pakyla ir lempos slėgis ko pasėkoje cheminiai elementai neišlaiko pusiausvyros ir dėl to pradeda mažėti spalvinė temperatūra.Halogeninių lempų našumas yra 60-80lm/W. Ra>85 (spalvos atgavos koeficientas). Šių lempų galingumas siekia iki kelių tūkstančių vatų. Spalvinė temperatūra yra apie 5500K.
Halogeninės lempos perdegimo priežastys
Halogeninės lempos dažniausiai perdega dėl tos pačios priežasties kaip ir paprasta lempa, t.y. lydimasis arba lūžimas plonesnėje siūlelio vietoje. Plonos vietos siūlelyje atsiranda tada kai jis pradeda garinti netolygiai ir kai ciklas negali pakankamai gerai surinkti nusėdusį volframą.Viena iš lempos neigiamų savybių yra įbrėžimas. Kur baigiasi siūlelis yra šiek tiek šalčiau, nes jis yra prijungtas prie laikiklių, halogenas veikia šias vietas. Plonos vietos tampa karštesnės. Tai sustabdo erozija šituose taškuose. Siūlelio dalys kurios yra arčiau kraštų pasilieka šaltesnės ir yra veikiamos erozijos priešingai negu karštesnės. Tai nėra taip blogai kol lempa veikia iki tol kol neperkaista plonesnės lempos vietos. Jei šis procesas tęsiasi pakankamai ilgai, plonesnės vietos pasidaro pakankamai silpnos kad neatlaikytų siūlelio svorio. Viena iš didesnių problemų yra siūlelio galų problema. Yra žinoma kad siūlelio galai įkaista žymiai greičiau negu likusi jo dalis, kai lempa yra įjungiama. Siūlelio galai gali perkaisti ir išsilydyti ar nutrūkti nuo didelio srovės smūgio kai lempa yra įjungiama. Naudojant švelnaus paleidimo įtaisą yra neleidžiama perkaisti siūlelio galams. Švelnaus paleidimo įtaiso naudojimas žymiai nepailgina lempos tarnavimo laiko. Kai kurios lempos perdega dėl siūlelio galų problemos, o kai kurios dėl plonesnių vietų jame, kurių atsiradimo priežastis netolygus siūlelio garavimas. Dėl to švelnaus paleidimo įtaisas gali žymiai prailginti kai kurių lempų tarnavimo laiką, o kai kurioms iš jo nebus jokios naudos tai priklauso nuo lempos rūšies.Visumoje nėra gerai liesti halogenines lempas pirštais. Organinės medžiagos ir druska nėra naudinga įkaitusiam kvarciniam stiklui. Riebalai likę nuo pirštų gali karbonizuoti stiklą palikdami jame juodas dėmes, kurios sugeria iš siūlelio išspinduliuotą energija ir taip įgauna pernelyg aukštą temperatūrą. Druskos ir šarminės medžiagos tokios kaip pelenai kartais gali įsiskverbti į karštą kvarcą, šarmo jonai gali judėti stikle dėl ko jis tampa silpnesnis. Teršalai taip pat gali sukelti karšto kvarco kristalizavimasi susilpnindami jį. Visi šie veiksniai gali sukelti įtrukimus ar įskilimus ar net sutrupinti stiklą. Jei lempa vis tik tai buvo paliesta ją reikia nuvalyti su spiritu kad neliktu jokių riebalų pėdsakų. Druska nuvaloma taip pat alkoholiu jei jis atskiestas vandeniu. Dėl to šio lempos turėtų būti naudojamos tinkamai apsaugotoje aplinkoje. Patikimumui stipriai atsiliepia srovės tinkle kritimas. Ypatingai elektrodui kenkia staigus srovės kilimas. Tuo pačiu srovės pauzių atsiradimas priveda prie galingumo mažėjimo, dėl to labai sumažėja lempos tarnavimo laikas.
Halogeninės lempos su įtampos reguliatorium
Reguliatorius halogeninėje lempoje kaip ir paprastoje lemputėje sumažina tikimybe atsirasti plonesnėms vietoms siūlelyje. Tačiau siūlelio galų problema lieka. Jei bandysime lempą su reguliatorium mums reikės švelnaus paleidimo įrenginio, tam kad pasiekti ilgesnį lempos tarnavimo laiką. Kita problema su įtampos reguliavimu yra ta kad ciklas duoda geriausius rezultatus esant optimaliai temperatūrai. Jei lempa yra reguliuojama halogenai gali nustoti jungtis su volframu arba volframas su halenoidais ko pasekoje volframas nebegrįš ant siūlelio. Halogeninės lempos normaliai dirba nežemesnėje nei 90 procentų įtampoje nei nustatyta. Aišku jei lempa yra apdengta kas jai padeda išlaikyti šilumą ir mes naudojame įtampos reguliatorių tai lempa dirbs ir 80 procentu ir net 70 procentų įtampoje negu nustatyta. Bet kad ir kaip bebūtų nereikia tikėtis didelio lempos tarnavimo laiko pailgėjimo jei naudojame švelnaus paleidimo įrenginį. Dabartinis vidutinis halogeninės lempos išdirbio laikas yra 2000 valandų ir daugiau. Taigi net ir naudojant švelnaus paleidimo įrenginį mums nepavyks prailginti lempos tarnavimo laiko žemesnėje negu 90 procentų įtampoje.Švelnaus paleidimo įrenginiai gali būti naudojami tik tam tikros rūšies lempose kurios turi laikiklių problema ir taip pat siūlelio galo problemą. Lempa gali būti įšildyta per keletą sekundžių keletu periodu išvengiant laikiklių perkaitinimo dėl srovės šuolio kuris atsiranda jei šalta lempa jungiama iškart su pilna įtampa. Jei jau lempa atlaikė paleidimą tada ji gali dirbti pilna galia arba sumažinti galia netoli pilnos tada optimaliausiai vyksta ciklas. Reguliatorius gali susidėti iš dviejų dalių t.y. švelnaus paleidimo įrenginio ir lempos darbo reguliavimas truputi sumažinus galią. Ši kombinacija dažnai padidina lempos tarnavimo laiką. Dauguma reguliatorių yra priežastis dėl ko lempa praranda dalį galios nors jie ir nustatyti ant maksimumo.Šiuo metu dažnai pasitaiko ultravioletinės halogeninės lempos kurių siūlelis dirba aukštoje temperatūroje ir lempa padaryta ne iš stiklo o iš kvarco. Visa halogeninė įranga turi apsaugos skydą kuris padeda apriboti bet kokia lempos sprogimo galimybę. Taip šie skydai absorbuoja nedidelį kiekį trumpųjų ir vidutinių bangų kurios atkeliauja iš lempos.
Aukštos temperatūros fotografijos ir projektavimo lempos yra skirtingos. Žymiai aukštesnė siūlelio temperatūra bei trumpesnis tarnavimo laikas. Ji skleidžia pavojingus UV. šias lempas reikia naudoti su didele atsarga naudoti joms tinkama įranga ir vadovautis instrukcija.