HID 램프에 대해서 알아보자!

 

 

 

 

HID(high intensity discharge) 램프란,

 

고압 방전 램프를 일컬으며 일반적으로는

메탈할라이드 램프, 고압 수은 램프, 고압나트륨램프,

저압 나트륨램프의 총칭이다.

 

고압 방전램프의 발광 원리는 예열 단계 및 글로우 단계,

아크 단계를 거쳐 여기가 된 후 방전관 내에 있는 원소들의

고유한 색으로 발광한다.

메탈할라이드 램프는 메탈 특유의 색인

푸르스름한 색이 나오고 나트륨등은 나트륨 고유의 색인

주황색의 빛이 나온다.

고압 수은 램프는 HID 램프 중에서는

저렴하지만 연색성과 램프 효율이 일반적으로 좋지 않다.

 

HID 램프의 공통된 특징은 효율이 높고 색온도가 낮으며

연색성이 낮고 수명이 길고 초기 비용이 많이 들어가는 점이다.

 

또한 점등과 재점등에 많은 시간이 걸리고 최고 조도에

도달하는데 소요기간이 길며 일부를 제외하고는

형광램프와 마찬가지로 안정기가 필요하다.

 

 

 

 

메탈할라이드 램프

 

메탈할라이드 램프는 금속 혼합 증기를 봉입한 수은 램프로

수은 램프의 연색성과 발광효율을 개선할 목적으로 만든 것이며

금속 혼합 증기가 할로겐의 화합물 형태로 첨가되어 있으므로

메탈할라이드 램프라고 부른다.

 

발광판 내부에 불활성 가스(수은, 아르곤) 이외에

금속 할로겐 화합물을 첨가하여 금속 원자에 의한

특유의 스펙트럼을 발생시킨 것으로서

효율과 연색성을 개선하였으며

실용적인 발광관 온도에서 높은 증기압을

발생시키고 고온 상태에서 발광재료인 석영(quartz)과

봉입된 금속이 반응하여 석영 자체가 침해되는 현상을

방지하기 위하여 램프 안에 봉입하는 금속을

할로겐 화물에 대체한 램프이다.

 

메탈할라이드 램프는 연색성이 우수하기 때문에

상업공간이나 경기장 조명에 주로 사용되고 있다.

메탈할라이드 램프의 발광재료는 석영에서

세라믹으로 대체되고 있다.

 

일반 조명용으로는 나트륨, 탈륨, 인듐, 스칸듐,

셀레늄, 토륨, 디스프로슘, 주석, 툴륨, 홀뮴 등의

할로겐화합물이 사용되며 일반 조명용은 물론,

집어등용, 복사기용, 광화학용, 동식물 육성용 등

광범위하게 이용되고 있다.

 

 

 

고압 수은등(High Pressure Mercury Vapor Lamp)

 

고압 수은등은 빛을 내는 발광관과 이를 보호하기 위한

외관으로 구성되어 있으며

발광관의 위· 아래 끝에는 주전극이 있어,

이 사이에서 아크 방전을 일으킨다.

 

이 관속에는 수은과 아르곤이 봉입되고

바깥쪽의 관은 안쪽의 관을 보온, 보호하는 것으로,

질소가스기 봉입된다.

 

점등 초기에는 작은 보조 전극과 주전극 사이에서

방전을 일으키고, 즉시 주전극 사이의 방전으로

옮겨지는데 처음에는 수은 증기압이 낮지만, 몇 분 후에

기압이 올라가 정상적인 빛을 내게 된다.

 

따라서 한번 소등하면 온도가 내려가,

가스의 압력이 내려가기까지 10여분 간은

재점등이 어렵다.

 

램프 효율은 400W의 것이

1W당 50lm 정도로서 500W의 백열전구가

1 W당 20lm 정도인데 비해 대단히 우수하다.

 

초고압 수은등은 더 효율이 좋아 1 W당 100lm 정도가 된다.

고압 수은등의 빛은 파장이 짧은 쪽에 많으므로

청색을 띠고 있으나, 초고압이 되면 백색에

가까운 빛을 낸다.

이 램프는 도로· 공원 등의 광장,

특히 고속도로에 널리 사용된다.

 

고압 수은등의 특징을 요약하면

점등 후 수은이 증발되어 광속이 안정되기까지

시동 시간이 소요되고 소등 후 재시동 시간도

수 분 소요된다.

 

광색(청색광) 범위가 한정되어 있고,

외형이 크고 수명이 길다.

램프 특성(광속, 관전압)은 주위 온도에 의하여

변화하지만 형광등에 비하여 변화가 적어

옥외 사용에 적합하다.

 

 

 

고압 나트륨등(HPS; High Pressure Sodim Lamp)

 

나트륨 가스의 방전을 이용하여 발광하는 램프로

590nm에 가까운 노란색의 광색을 내며

램프는 외관과 내관으로 구성되어 있고

그 사이는 진공으로 되어 있으며,

내관의 내부에는 1쌍의

전극과 소량의 나트륨이 들어 있다.

 

점등 중의 내관 속 나트륨 증기압이 0.004mmHg 정도의 것을

저압 나트륨등이라고 한다.

 

램프의 효율은 백열전구의 10배 정도이며 점등 후

20~30분이 경과한 후 충분한 광속이 나타난다.

 

광색이 황색이기 때문에 일반 조명용으로는 적합하지 않다.

그러나 안갯속에서도 빛을 잘 투과하여 장애물 발견에

유효하다는 점에서 교량 고속도로 일반도로 터널 내의

조명 등에 사용된다.

 

램프 효율은 100- 140 [lm/W] 로서 광원 중에서

가장 효율이 높다.

24,000시간까지의 장수명이 가능하며,

광속 유지율도 우수하다.

 

 

 

 

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