- Μηνύματα
- 7.642
- Reaction score
- 9.202
Τεχνολογία
Η λυχνία UHP (Ultra High Performance) είναι μια τεχνολογία της Philips που πρωτοεμφανίστηκε το 1995. Προσέφερε μια πρωτόγνωρη σχέση κόστους/απόδοση, μικρό όγκο και χαμηλότερη κατανάλωση σε σχέση με τις άλλες τεχνολογίες που ήταν διαθέσιμες τότε. Σαν αποτέλεσμα, υιοθετήθηκε άμεσα από τους κατασκευαστές προβολέων και συνέβαλε τα μέγιστα στην πτώση του κόστους τους και, κατά συνέπεια, στη διάδοση του οικιακού κινηματογράφου. Σήμερα παραλλαγές της χρησιμοποιούνται στη συντριπτική πλειοψηφία των προβολέων, ανεξάρτητα αν αυτοί είναι DLP, LCD ή LCOS.
Σε αντίθεση με τις κοινές λάμπες πυρακτώσεως, στις UHP δε θερμαίνεται κάποιο μεταλλικό νήμα ώστε αυτό να φωτοβολήσει: όπως και οι περισσότερες άλλες τεχνολογίες λυχνιών προβολέα, βασίζεται στην ηλεκτρική εκκένωση τόξου μεταξύ δύο ηλεκτροδίων βολφραμίου, που βρίσκονται μέσα σε αέριο. Τα ηλεκτρόδια απέχουν ελάχιστα, και μεταξύ τους δημιουργείται τόξο, περίπου όπως συμβαίνει στις ηλεκτροσυγκολλήσεις.
Είναι εκτός των σκοπών αυτού του άρθρου, αλλά αξίζει να σημειωθεί ότι οπτικά η ιδανική πηγή φωτός είναι σημειακή, δηλαδή τα ηλεκτρόδια θα πρέπει να απέχουν το ελάχιστο δυνατό μεταξύ τους. Όσο μεγαλώνει το μέγεθος της πηγής, τόσο δυσκολότερο είναι να συγκεντρωθεί το παραγόμενο φως και να διοχετευθεί από τα οπτικά. Το αποτέλεσμα είναι απώλειες φωτός, υπερθέρμανση τμημάτων της οπτικής μηχανής και υποβάθμιση της οπτικής ποιότητας (κυρίως της αντίθεσης) από τις πολλαπλές ανακλάσεις και τη σκέδαση του φωτός.
Η παραπλήσια της UHP τεχνολογία UMH (Ultra Metal Halide), που πρωτοπαρουσιάστηκε στα τέλη της δεκαετίας του ’60, βασίζεται στην παρουσία ενώσεων μετάλλου-αλογόνου στην περιοχή που σχηματίζεται το τόξο, για την παραγωγή φωτός κοντά στο επιθυμητό φάσμα. Λόγω των χαρακτηριστικών αυτών των ενώσεων, απαιτείται μεγαλύτερο διάκενο μεταξύ των ηλεκτροδίων, που με τη σειρά του σημαίνει μεγαλύτερο όγκο και χειρότερη απόδοση.
Στις λάμπες UHP, οι ενώσεις αυτές έχουν αντικατασταθεί από ατμούς υδραργύρου, πράγμα που επιτρέπει στα ηλεκτρόδια να έρθουν σε απόσταση μόλις 1 χιλιοστού το ένα από το άλλο, με τις ανάλογες θετικές συνέπειες στην απόδοση.
Ένα εγγενές πρόβλημα των UHP, είναι ότι ο υδράργυρος εκπέμπει φασματικά σε μια πολύ στενή περιοχή, με έμφαση στο μπλε και το πράσινο χρώμα. Μερική λύση σ’αυτό το πρόβλημα έδωσε η σημαντική αύξηση της πίεσης των ατμών του μέσα στη λάμπα, στις 200 ατμόσφαιρες ή και παραπάνω.
Όσο μεγαλύτερη η πίεση, τόσο πιο εξομαλυμένη η φασματική καμπύλη, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Απεικονίζεται το ορατό φάσμα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, με το μπλε να είναι στ’αριστερά, το πράσινο στο κέντρο και το κόκκινο στα δεξιά, κοντά στα 700 νανόμετρα.
Είναι εμφανές ότι ακόμα και σε αυξημένες πιέσεις το κόκκινο χρώμα υστερεί. Γι’αυτό οι προβολείς που έχουν λάμπα UHP, στο (αφιλτράριστο) πιο φωτεινό mode τους έχουν γαλαζοπράσινη χροιά.
Αντίθετα, οι λυχνίες Xenon που βασίζονται στην ίδια αρχή (δηλαδή την εκκένωση ηλεκτρικού τόξου μέσα σε αέριο) και εφευρέθηκαν στη Γερμανία τη δεκαετία του ‘40, προσφέρουν φασματική καμπύλη πάρα πολύ κοντά σε αυτή του ηλιακού φωτός, χάρη ακριβώς στα χαρακτηριστικά εκπομπής του αερίου ξένου που χρησιμοποιούν.
Από την άλλη όμως έχουν το μειονέκτημα της πολύ μικρότερης απόδοσης και της υψηλής κατανάλωσης ρεύματος. Αυτό με τη σειρά του δημιουργεί προβλήματα με την απαγωγή της παραγόμενης θερμότητας, που σε επαγγελματικές εφαρμογές μπορεί να απαιτήσουν ακόμα και την υδρόψυξη της λάμπας.
Σήμερα, οι λυχνίες Xenon χρησιμοποιούνται σε προβολείς κινηματογράφων, σε κάποια επαγγελματικά συστήματα βιντεοπροβολής και σε ελάχιστα μοντέλα οικιακών προβολέων της ανώτερης κατηγορίας τιμής.
Υπάρχει ένας παράγοντας που δυνητικά μπορεί να οδηγήσει σε πτώση φωτεινότητας όλων των λυχνιών εκκένωσης τόξου (HID), είναι η σταδιακή εξάχνωση ατόμων βολφραμίου από τα ηλεκτρόδια και η απόθεσή τους στην επιφάνεια του γυαλιού. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος στις λάμπες UHP, προστίθενται στους ατμούς υδραργύρου μικροποσότητες οξυγόνου και κάποιου αλογόνου αερίου. Στις ψυχρότερες περιοχές της λάμπας, τα εξαχνωμένα άτομα μετάλλου ενώνονται με αυτά τα αέρια και δημιουργούν άλατα, που όταν έρθουν σε επαφή με τα ηλεκτρόδια ανάγονται και πάλι σε βολφράμιο. Το αποτέλεσμα είναι ότι τα ηλεκτρόδια αναγεννιούνται διαρκώς και η επιφάνεια του γυαλιού παραμένει καθαρή.
Αν όμως η λάμπα δεν ψύχεται σωστά γιατί πχ τα φίλτρα είναι βουλωμένα ή γιατί κόβουμε την παροχή ρεύματος πριν ολοκληρωθεί η διαδικασία της ψύξης της λάμπας μετά το σβήσιμο του προβολέα, τότε αυτά αρχίζουν να επιμεταλλώνουν σταδιακά το εσωτερικό της. Πέραν αυτού, η κακή ψύξη της λάμπας μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές και τελικά σε ρήξη της γυάλινης επιφάνειας.
Κατά τις πρώτες δεκάδες ώρες λειτουργίας των αρχικών μοντέλων λαμπών UHP, συνέβαιναν αλλαγές στο σχήμα των ηλεκτροδίων, λόγω των διαδοχικών κύκλων θέρμανσης και ψύξης. Αυτό οδηγούσε σε μεταβολές στη συμπεριφορά της λάμπας, κατά τη διάρκεια αυτού του χρονικού διαστήματος. Ωστόσο, τα νεότερα μοντέλα UHP χρησιμοποιούν ειδικές τεχνικές για τη διατήρηση σταθερής της ροής του ρεύματος από τα ηλεκτρόδια, με αποτέλεσμα η ανάγκη για «στρώσιμο» να έχει ελαχιστοποιηθεί και η συμπεριφορά των ηλεκτροδίων να είναι πρακτικά σταθερότερη στη διάρκεια ζωής της λάμπας.
Η λυχνία UHP (Ultra High Performance) είναι μια τεχνολογία της Philips που πρωτοεμφανίστηκε το 1995. Προσέφερε μια πρωτόγνωρη σχέση κόστους/απόδοση, μικρό όγκο και χαμηλότερη κατανάλωση σε σχέση με τις άλλες τεχνολογίες που ήταν διαθέσιμες τότε. Σαν αποτέλεσμα, υιοθετήθηκε άμεσα από τους κατασκευαστές προβολέων και συνέβαλε τα μέγιστα στην πτώση του κόστους τους και, κατά συνέπεια, στη διάδοση του οικιακού κινηματογράφου. Σήμερα παραλλαγές της χρησιμοποιούνται στη συντριπτική πλειοψηφία των προβολέων, ανεξάρτητα αν αυτοί είναι DLP, LCD ή LCOS.
Σε αντίθεση με τις κοινές λάμπες πυρακτώσεως, στις UHP δε θερμαίνεται κάποιο μεταλλικό νήμα ώστε αυτό να φωτοβολήσει: όπως και οι περισσότερες άλλες τεχνολογίες λυχνιών προβολέα, βασίζεται στην ηλεκτρική εκκένωση τόξου μεταξύ δύο ηλεκτροδίων βολφραμίου, που βρίσκονται μέσα σε αέριο. Τα ηλεκτρόδια απέχουν ελάχιστα, και μεταξύ τους δημιουργείται τόξο, περίπου όπως συμβαίνει στις ηλεκτροσυγκολλήσεις.
Είναι εκτός των σκοπών αυτού του άρθρου, αλλά αξίζει να σημειωθεί ότι οπτικά η ιδανική πηγή φωτός είναι σημειακή, δηλαδή τα ηλεκτρόδια θα πρέπει να απέχουν το ελάχιστο δυνατό μεταξύ τους. Όσο μεγαλώνει το μέγεθος της πηγής, τόσο δυσκολότερο είναι να συγκεντρωθεί το παραγόμενο φως και να διοχετευθεί από τα οπτικά. Το αποτέλεσμα είναι απώλειες φωτός, υπερθέρμανση τμημάτων της οπτικής μηχανής και υποβάθμιση της οπτικής ποιότητας (κυρίως της αντίθεσης) από τις πολλαπλές ανακλάσεις και τη σκέδαση του φωτός.
Η παραπλήσια της UHP τεχνολογία UMH (Ultra Metal Halide), που πρωτοπαρουσιάστηκε στα τέλη της δεκαετίας του ’60, βασίζεται στην παρουσία ενώσεων μετάλλου-αλογόνου στην περιοχή που σχηματίζεται το τόξο, για την παραγωγή φωτός κοντά στο επιθυμητό φάσμα. Λόγω των χαρακτηριστικών αυτών των ενώσεων, απαιτείται μεγαλύτερο διάκενο μεταξύ των ηλεκτροδίων, που με τη σειρά του σημαίνει μεγαλύτερο όγκο και χειρότερη απόδοση.
Στις λάμπες UHP, οι ενώσεις αυτές έχουν αντικατασταθεί από ατμούς υδραργύρου, πράγμα που επιτρέπει στα ηλεκτρόδια να έρθουν σε απόσταση μόλις 1 χιλιοστού το ένα από το άλλο, με τις ανάλογες θετικές συνέπειες στην απόδοση.
Ένα εγγενές πρόβλημα των UHP, είναι ότι ο υδράργυρος εκπέμπει φασματικά σε μια πολύ στενή περιοχή, με έμφαση στο μπλε και το πράσινο χρώμα. Μερική λύση σ’αυτό το πρόβλημα έδωσε η σημαντική αύξηση της πίεσης των ατμών του μέσα στη λάμπα, στις 200 ατμόσφαιρες ή και παραπάνω.
Όσο μεγαλύτερη η πίεση, τόσο πιο εξομαλυμένη η φασματική καμπύλη, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Απεικονίζεται το ορατό φάσμα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, με το μπλε να είναι στ’αριστερά, το πράσινο στο κέντρο και το κόκκινο στα δεξιά, κοντά στα 700 νανόμετρα.
Είναι εμφανές ότι ακόμα και σε αυξημένες πιέσεις το κόκκινο χρώμα υστερεί. Γι’αυτό οι προβολείς που έχουν λάμπα UHP, στο (αφιλτράριστο) πιο φωτεινό mode τους έχουν γαλαζοπράσινη χροιά.
Αντίθετα, οι λυχνίες Xenon που βασίζονται στην ίδια αρχή (δηλαδή την εκκένωση ηλεκτρικού τόξου μέσα σε αέριο) και εφευρέθηκαν στη Γερμανία τη δεκαετία του ‘40, προσφέρουν φασματική καμπύλη πάρα πολύ κοντά σε αυτή του ηλιακού φωτός, χάρη ακριβώς στα χαρακτηριστικά εκπομπής του αερίου ξένου που χρησιμοποιούν.
Από την άλλη όμως έχουν το μειονέκτημα της πολύ μικρότερης απόδοσης και της υψηλής κατανάλωσης ρεύματος. Αυτό με τη σειρά του δημιουργεί προβλήματα με την απαγωγή της παραγόμενης θερμότητας, που σε επαγγελματικές εφαρμογές μπορεί να απαιτήσουν ακόμα και την υδρόψυξη της λάμπας.
Σήμερα, οι λυχνίες Xenon χρησιμοποιούνται σε προβολείς κινηματογράφων, σε κάποια επαγγελματικά συστήματα βιντεοπροβολής και σε ελάχιστα μοντέλα οικιακών προβολέων της ανώτερης κατηγορίας τιμής.
Υπάρχει ένας παράγοντας που δυνητικά μπορεί να οδηγήσει σε πτώση φωτεινότητας όλων των λυχνιών εκκένωσης τόξου (HID), είναι η σταδιακή εξάχνωση ατόμων βολφραμίου από τα ηλεκτρόδια και η απόθεσή τους στην επιφάνεια του γυαλιού. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος στις λάμπες UHP, προστίθενται στους ατμούς υδραργύρου μικροποσότητες οξυγόνου και κάποιου αλογόνου αερίου. Στις ψυχρότερες περιοχές της λάμπας, τα εξαχνωμένα άτομα μετάλλου ενώνονται με αυτά τα αέρια και δημιουργούν άλατα, που όταν έρθουν σε επαφή με τα ηλεκτρόδια ανάγονται και πάλι σε βολφράμιο. Το αποτέλεσμα είναι ότι τα ηλεκτρόδια αναγεννιούνται διαρκώς και η επιφάνεια του γυαλιού παραμένει καθαρή.
Αν όμως η λάμπα δεν ψύχεται σωστά γιατί πχ τα φίλτρα είναι βουλωμένα ή γιατί κόβουμε την παροχή ρεύματος πριν ολοκληρωθεί η διαδικασία της ψύξης της λάμπας μετά το σβήσιμο του προβολέα, τότε αυτά αρχίζουν να επιμεταλλώνουν σταδιακά το εσωτερικό της. Πέραν αυτού, η κακή ψύξη της λάμπας μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές και τελικά σε ρήξη της γυάλινης επιφάνειας.
Κατά τις πρώτες δεκάδες ώρες λειτουργίας των αρχικών μοντέλων λαμπών UHP, συνέβαιναν αλλαγές στο σχήμα των ηλεκτροδίων, λόγω των διαδοχικών κύκλων θέρμανσης και ψύξης. Αυτό οδηγούσε σε μεταβολές στη συμπεριφορά της λάμπας, κατά τη διάρκεια αυτού του χρονικού διαστήματος. Ωστόσο, τα νεότερα μοντέλα UHP χρησιμοποιούν ειδικές τεχνικές για τη διατήρηση σταθερής της ροής του ρεύματος από τα ηλεκτρόδια, με αποτέλεσμα η ανάγκη για «στρώσιμο» να έχει ελαχιστοποιηθεί και η συμπεριφορά των ηλεκτροδίων να είναι πρακτικά σταθερότερη στη διάρκεια ζωής της λάμπας.
Attachments
-
19,6 KB Προβολές: 304
-
15,9 KB Προβολές: 281
-
26,8 KB Προβολές: 1.302
-
7,9 KB Προβολές: 1.299
Last edited: