لامپ هالوژن تانگستن

در سال ۱۹۵۸، E.G. Fridrich و E.H. Wiley با معرفی گاز هالوژن (به طور کلی ید) درون لامپ نورپرداز، لامپ تنگستن هالوژن را توسعه دادند. به طور کلی بدون گاز هالوژن، فیلمان لامپ نورپرداز به تدریج عملکرد خود را از دست می‌دهد زیرا در دمای بالاتر عملیات، فیلمان آن تبخیر می‌شود. تنگستن تبخیر شده از فیلمان لامپ نورپرداز عادی به تدریج روی سطح داخلی بولب ترسیب می‌شود. بنابراین لومینوس‌ها از مسیر خروج خود از بولب مسدود می‌شوند. پس کارایی یعنی لومینوس بر وات لامپ نورپرداز به تدریج کاهش می‌یابد. اما قرار دادن گاز هالوژن در لامپ نورپرداز علاوه بر مزایای مختلف، این مشکل را حل می‌کند. زیرا گاز هالوژن وارد شده به کمک تبدیل تنگستن تبخیر شده به هالید تنگستن کمک می‌کند که هرگز در دمای بین ۵۰۰K و ۱۵۰۰K روی سطح داخلی بولب ترسیب نمی‌شود. بنابراین لومینوس‌ها هرگز مسدود نمی‌شوند. پس لومینوس بر وات لامپ کاهش نمی‌یابد. دوباره به دلیل وارد کردن گاز هالوژن تحت فشار، نرخ تبخیر فیلمان کاهش می‌یابد.

اصول کاری لامپ هالوژن

اصول کاری لامپ هالوژن بر اساس چرخه بازسازی هالوژن است.

در لامپ نورپرداز به دلیل دمای بالا، فیلمان تنگستن در طول عملیات تبخیر می‌شود. به دلیل جریان گاز درون بولب، تنگستن تبخیر شده از فیلمان به دور از آن منتقل می‌شود. دیواره بولب نسبتاً سرد است. بنابراین تنگستن تبخیر شده سپس به دیواره داخلی بولب متصل می‌شود. این وضعیت وقتی ید به عنوان گاز هالوژن در ظرف بولب استفاده می‌شود وجود ندارد. دمای فیلمان لامپ هالوژن در حدود ۳۳۰۰K نگهداری می‌شود. بنابراین در اینجا نیز تنگستن از فیلمان لامپ تبخیر می‌شود. به دلیل جریان گاز درون بولب، اتم‌های تنگستن تبخیر شده از فیلمان به منطقه‌ای با دمای کمتر منتقل می‌شوند که در آنجا با بخار ید ترکیب شده و هالید تنگستن تشکیل می‌شود. دمای مورد نیاز برای ترکیب تنگستن و ید ۲۰۰۰K است.

سپس جریان گاز درون بولب هالید تنگستن را به دیواره‌ای با دمای کمتر منتقل می‌کند. اما بولب به گونه‌ای طراحی شده است که دمای دیواره شیشه‌ای بین ۵۰۰K و ۱۵۰۰K نگهداری شود و در این دمای هالید تنگستن به دیواره بولب متصل نمی‌شود. آن به سمت فیلمان به دلیل جریان گاز درون بولب بازمی‌گردد. دوباره در نزدیکی فیلمان که دما بیش از ۲۸۰۰K است، هالید تنگستن به تنگستن و بخار ید تجزیه می‌شود. زیرا این دمای مورد نیاز برای تجزیه هالید تنگستن به تنگستن و اتم‌های ید بیش از ۲۸۰۰K است.

سپس این اتم‌های تنگستن به فیلمان بازگشته و تبخیر شده قبلی را جبران می‌کنند. سپس دوباره به دلیل دمای بالای فیلمان تبخیر می‌شوند و آزاد می‌شوند تا ید را به دست آورند و هالید تشکیل دهند. این چرخه دوباره و دوباره تکرار می‌شود. بنابراین فیلمان به طور دائم تبخیر نمی‌شود و دمای فیلمان می‌تواند در سطح بسیار بالاتری نسبت به لامپ نورپرداز عادی نگهداری شود که آن را کارآمدتر می‌کند یعنی نرخ لومینوس بر وات بالاتر. از آنجا که تبخیر دائمی فیلمان وجود ندارد، عمر مفید لامپ‌های تنگستن هالوژن بسیار طولانی‌تر می‌شود با وضوح روشنایی. معادله شیمیایی به صورت زیر است

ساختار لامپ هالوژن

در مقایسه با لامپ هالوژن، لامپ نورپرداز فقط ۸۰٪ از لومینوس‌های خود را در پایان عمر ارائه می‌دهد زیرا وضوح دیواره شیشه‌ای به دلیل ترسیب تنگستن روی آن کاهش می‌یابد در حالی که لامپ تنگستن هالوژن بیش از ۹۵٪ از لومینوس‌های خود را در پایان عمر ارائه می‌دهد. قبلاً شیشه بوروسیلیکات یا آلومینوسیلیکات برای ساخت بولب لامپ هالوژن استفاده می‌شد. زیرا آنها توان تحمل دمای بالاتر و ضریب تغییر حرارتی کمتری دارند. اما اکنون کوارتز به طور گسترده‌ای برای ساخت بولب لامپ هالوژن استفاده می‌شود. کوارتز شیشه سیلیکا شفاف و دی‌اکسید سیلیکون خالص است. آن بسیار محکم‌تر است و توان تحمل دمای بالاتری نسبت به شیشه بوروسیلیکات یا آلومیناسیلیکات دارد. بولب کوارتز می‌تواند بالای ۱۹۰۰K ماده نرمی باشد. دوباره در نزدیکی فیلمان باید ۲۸۰۰K حفظ شود تا چرخه هالوژن مداوم باشد. بنابراین فاصله بین فیلمان و دیواره بولب کوارتز باید به گونه‌ای تنظیم شود که دیواره بولب کوارتز دمای کمتر از ۱۹۰۰K داشته باشد. دیواره بولب باید محکم‌تر و حجم کوچک‌تری داشته باشد تا لامپ بتواند با فشار داخلی چندین جو عمل کند. دوباره فشار بالاتر درون بولب نرخ تبخیر فیلمان تنگستن را کاهش می‌دهد. مقداری نیتروژن و آرگون به گاز هالوژن درون بولب اضافه می‌شود تا این فشار گازی بالاتر درون بولب حفظ شود. بنابراین لامپ می‌تواند در دمای بالاتر و با کارایی روشنایی بالاتر برای مدت طولانی عمل کند. بیشتر لامپ‌های روز امروز با بروم به جای ید هستند. بروم بی‌رنگ است در حالی که ید رنگ بنفش دارد.

کاربردهای لامپ‌های تنگستن هالوژن

لامپ‌های تنگستن هالوژن می‌توانند شکل‌های مختلفی داشته باشند اما بیشتر به صورت لوله‌ای با فیلمان محوری هستند. دو نوع از آنها شامل انواع دوسره و یکسره هستند. دو نوع نشان داده شده است.
دو نوع نشان داده شده است.

لامپ‌های تنگستن هالوژن دمای رنگی همبسته، حفظ لومینوس عالی و عمر مناسب دارند. لامپ‌های تنگستن هالوژن برای کاربردهای روشنایی خارجی مناسب هستند. به ویژه آنها می‌توانند در روشنایی ورزشی، تئاتر، استودیوها و روشنایی تلویزیون و غیره استفاده شوند. فیلمان آنها عموماً پایدار مکانیکی هستند و با دقت بالا قرار گرفته‌اند. لامپ‌های تنگستن هالوژن به طور گسترده‌ای به عنوان نورپرداز، پروژکتورهای فیلم و ابزارهای علمی استفاده می‌شوند. انواع لامپ‌های تنگستن هالوژن در بازار لامپ‌های فیلم تنگستن با ولتاژ پایین نیز موجود هستند. آنها در ۱۲، ۲۰، ۴۲، ۵۰ و ۷۵ وات در دمای ۳۰۰۰K تا ۳۳۰۰K عمل می‌کنند. عمر آنها از ۲۰۰۰ ساعت تا ۳۵۰۰ ساعت متغیر است.

به عنوان تجهیزات تصویربرداری نوری، لامپ‌های هالوژن عموماً استفاده می‌شوند. در روزهای کنونی، آنها به طور گسترده‌ای در روشنایی نمایشگاهی نیز استفاده می‌شوند.
بخش اصلی لامپ تنگستن هالوژن کپسول کوچک تنگستن هالوژن است. آن به یک قطعه سیمان شده و تمام آینه‌های شیشه‌ای به عنوان وجه‌هایی برای کنترل پرتو به صورت نوری است. لامپ MR-16 آینه چندوجهی با قطر ۲ اینچ دارد. آن کارایی روشنایی کمی بالاتر از لامپ‌های نورپرداز استاندارد ولتاژ دارد. اندازه آن کوچک‌تر است و اجازه می‌دهد تا قطعات فشرده شوند.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.