Cấu tạo & nguyên lý hoạt động của đèn HMI 18K

1. Khái niệm

  • Đèn ARRI M18 HMI (Hydrargyrum Medium-arc Iodide) là loại đèn phóng điện hồ quang công suất lớn, dùng hỗn hợp hơi thủy ngân + muối halogen kim loại để tạo ánh sáng.

  • “18K” nghĩa là 18.000 Watt – một trong những loại HMI mạnh nhất, thường được dùng để mô phỏng ánh sáng mặt trời trên phim trường.

2. Cấu tạo bóng HMI 18K

Một bóng HMI cơ bản có cấu tạo gồm:

  1. Ống hồ quang (arc tube/quartz envelope)

    • Là ống thủy tinh thạch anh (chịu nhiệt và áp lực rất cao).

    • Bên trong chứa hỗn hợp khí thủy ngân + iodide kim loại.

    • Hai đầu có điện cực tungsten (vonfram), khi bật điện sẽ tạo hồ quang giữa 2 cực này.

  2. Chân đèn và tiếp xúc điện

    • Kích thước rất lớn, vì bóng 18K cần dòng điện cực mạnh (có thể lên đến hàng trăm Ampe).

    • Được gắn vào ballast bằng dây cáp chịu tải cao.

  3. Vỏ bảo vệ ngoài

    • Một lớp thủy tinh/quartz ngoài để lọc tia UV (vì HMI phát ra rất nhiều tia cực tím).

    • Đồng thời giữ an toàn khi bóng nổ (vì áp suất trong bóng HMI có thể trên 5–10 bar).

  4. Ballast (chấn lưu điện tử hoặc từ)

    • Cực kỳ quan trọng, vì HMI không thể cắm trực tiếp vào điện lưới.

    • Ballast có nhiệm vụ:

      • Khởi động bóng bằng xung điện áp cao (khoảng 1.000–2.000V).

      • Ổn định dòng điện khi hồ quang duy trì.

      • Giảm flicker (nhất là khi quay slow-motion).

3. Nguyên lý hoạt động

  1. Kích hoạt ban đầu

    • Ballast gửi xung điện áp cao → đánh lửa giữa 2 điện cực tungsten.

  2. Hình thành hồ quang

    • Điện tử bay qua khoảng trống → tạo hồ quang plasma siêu nóng.

    • Nhiệt độ cực cao (hàng ngàn °C) làm bay hơi thủy ngân và iodide kim loại.

  3. Phát sáng

    • Hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại (UV).

    • Các muối iodide kim loại hấp thụ UV → tái phát ra quang phổ rộng gần giống ánh sáng mặt trời.

    • Kết quả: ánh sáng có nhiệt độ màu khoảng 5600K, CRI cao (~90+), gần như daylight tự nhiên.

4. Đặc điểm nổi bật của HMI 18K

  • Công suất lớn: 18.000W, có thể đạt 850.000 – 1.000.000 lux @ 1m (tùy lens).

  • Ánh sáng daylight tự nhiên (5600K).

  • Hiệu suất cao hơn tungsten (gấp 3–5 lần).

  • Nhược điểm:

    • Bóng rất đắt (có thể 4.000–6.000 USD/bóng).

    • Nóng, nguy hiểm (nổ, tia UV).

    • Cần ballast cồng kềnh, dòng điện lớn (một bóng 18K có thể cần 80–100A @ 230V).