Tungsten Halogen Lambaları

1958 yılında E.G. Fridrich ve E.H. Wiley, bir halojen gazı (temel olarak iyot) ekleyerek incandescent lamb içine Tungsten Halogen Lamb'i geliştirtiler. Aslında, halojen gaz olmadan incandescent lamb teli, yüksek sıcaklıkta çalışırken teli buharlaşması nedeniyle performansını kaybeder. Normal incandescent lamb telinden buharlaşan tungsten, lambın içindeki yüzey üzerine yavaş yavaş birikir. Bu nedenle lümenler lambdan dışarı çıkarken engellenir. Yani incandescent lambın verimliliği, yani lümen/vat oranı, zamanla azalır. Ancak incandescent lamba halojen gazı ile doldurulduğunda bu zorluk aşılır ve farklı avantajlar sağlar. Çünkü bu eklenecek halojen gaz, buharlaşan tungstenden tungsten halit oluşturmasına yardımcı olur ve bu halit 500K ile 1500K arasındaki lamba yüzey sıcaklığında asla lambanın iç yüzeyine yerleşmez. Böylece lümenler hiç engellenmez. Bu nedenle lambanın lümen/vat oranı bozulmaz. Ayrıca pressürize halojen gazın eklenmesi, filmanın buharlaşma hızını düşürür.

Halojen Lambası Çalışma Prensibi

Halojen lambasının çalışma prensibi, halojenin yeniden oluşturma döngüsüne dayanır.

İncandescent lambada, yüksek sıcaklıkta tungsten filament çalışırken buharlaşır. Lambanın içindeki gazın konveksiyon akışı, buharlaşan tungsteni filamentten uzaklaştırır. Lambanın duvarı nispeten soğuktur. Bu nedenle buharlaşan tungsten, lambanın iç duvarına yapışır. İyot gibi bir halojen kullanıldığında bu durum böyle değildir. Halojen lambasının filament sıcaklığı yaklaşık 3300K'da tutulur. Bu nedenle burada da tungsten filamentten buharlaşacaktır. Lambanın içindeki gazın konveksiyon akışı, buharlaşan tungsten atomlarını filamentten daha düşük sıcaklıklı bölgeye taşır ve burada iyot buharıyla birleşerek tungsten iyidini oluştururlar. Tungsten ve iyotun birleşmesi için gerekli sıcaklık 2000K'dır.

Daha sonra, lambanın içindeki gazın aynı konveksiyon akışı, tungsten iyidini nispeten daha düşük sıcaklıklı lamba duvarına taşır. Ancak lamba, cam duvarının sıcaklığının 500K ile 1500K arasında kalacak şekilde tasarlanmıştır ve bu sıcaklıkta tungsten iyidi, lamba duvarına yapışmaz. Aynı konveksiyon akışı, tungsten iyidini tekrar filamente doğru geri taşır. Filamentin yakınındaki sıcaklık 2800K'dan fazla olduğunda, tungsten iyidi tungsten ve iyot buharlarına ayrılır. Tungsten iyidinin tungsten ve iyot atomlarına ayrılması için gereken sıcaklık 2800K'dan fazladır.

Bu tungsten atomları, daha önce buharlaşan tungsteni tel üzerinde tekrar yerleştirerek telin erimesini telafi eder. Daha sonra, yüksek filament sıcaklığı nedeniyle tekrar buharlaşarak iyot alarak iyit oluşturmak için serbest kalırlar. Bu döngü tekrar tekrar gerçekleşir. Bu nedenle, filament sürekli olarak buharlaşmadığı için, filamentin sıcaklığı normal incandescent lambaya göre çok yüksek seviyede tutulabilir, bu da onu daha etkin hale getirir, yani daha yüksek lümen/vat oranına sahip olur. Filamentin sürekli buharlaşmaması, Tungsten Halogen Lamların ömrünü uzatır ve aydınlatma netliğini artırır. Kimyasal denklemi şu şekildedir:

Halojen Lambası Yapısı

Halojen lambasına kıyasla, incandescent lamba, yaşam sonunda lumensinin sadece %80'ini sağlayabiliyor çünkü cam duvarın parlaklığı tungsten birikimi nedeniyle soluyor. Buna karşılık, tungsten halogen lambası, yaşam sonunda lumensinin %95'inden fazlasını sağlayabiliyor. Daha önce borosilikat veya alüminosilikat cam, halojen lambalarının lambasını yapmak için kullanılıyordu. Çünkü bu camlar, daha yüksek sıcaklıklara dayanma yeteneğine sahiptir ve termal genişleme katsayıları çok düşüktür. Ancak günümüzde Kuvars genellikle halojen lamba camı yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kuvars, şeffaf silika ve saf silikon dioksittir. Borosilikat veya alüminosilikat camlara kıyasla çok daha güçlüdür ve daha yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Kuvars, 1900K'nın üzerinde yumuşak malzeme olabilir. Tekrar, filamentin etrafındaki sıcaklık, sürekli halojen döngüsünün devam etmesi için 2800K olması gerekir. Bu nedenle, filament ile kuvars lamba duvarı arasındaki mesafe, kuvars lamba duvarının sıcaklığının 1900K'nın altında olmasını sağlamak için belirlenmelidir. Lamba duvarı, daha küçük hacimli ve daha güçlü olmalıdır böylece lamba, birkaç atmosfer basınçta çalışabilir. Ayrıca, lambanın içindeki daha yüksek basınç, tungsten filamentin buharlaşma hızını azaltır. Lambanın içindeki halojen gazın yanı sıra, bu daha yüksek gaz basıncını korumak için belirli miktarda azot ve argon karıştırılır. Bu sayede, lamba daha yüksek sıcaklıkta ve daha yüksek aydınlatma verimliliğiyle uzun süre çalışabilir. Günümüzdeki çoğu lamba, iyot yerine brom kullanmaktadır. Brom renksizdir, iyot ise morumsu bir tonu vardır.

Tungsten Halogen Lambalarının Uygulamaları

Tungsten halogen lambaları, birçok şekli olabilir ancak genellikle filamentin aksial olarak yönelmiş olduğu tüplü şekildedir. Ayrıca, çift ucu ve tek ucundan tip de mevcuttur. İki tip aşağıda gösterilmiştir.
İki tip aşağıda gösterilmiştir.

Tungsten halogen lambalar, ilişkili renk sıcaklığı, mükemmel lümen koruma ve makul bir ömre sahiptir. Tungsten halogen lambalar, açık hava aydınlatma uygulamalarında kullanılması uygun olan lambalardır. Özellikle spor aydınlatmasında, tiyatro, stüdyo ve televizyon aydınlatmasında kullanılırlar. Filamentleri genellikle mekanik olarak kararlıdır ve daha yüksek hassasiyetle konumlandırılmıştır. Tungsten halogen lambaları, spot ışık, film projeksiyonu ve bilimsel araçlar için yaygın olarak kullanılır. Düşük voltajlı tungsten filament lambaları pazarında bulunan Tungsten halogen lambalar da mevcuttur. 12, 20, 42, 50 ve 75 Watt güçte, 3000K ile 3300K arasında çalışırlar. Ömürleri 2000 saat ile 3500 saat arasındadır.

Optik projeksiyon ekipmanlarında genellikle halojen lambalar kullanılır, günümüzde ise gösteri aydınlatmasında da yaygın olarak kullanılmaktadır. tungsten halogen lambanın ana parçası, tüm cam reflektörlerle bir parça halinde çimento edilmiş küçük tungsten halogen kapsüldür. Optik olarak ışık demetini kontrol etmek için multifaset reflektör olarak kullanılır. MR-16 lamba, 2 inç çapında multifaset reflektörü vardır. Standart gerilim incandescent lambalara kıyasla, biraz daha yüksek aydınlatma verimliliğine sahiptir. Boyutları daha küçüktür ve kompakt bir cihaz izni verir.

Açıklama: Orijinali saygılı, iyi makaleler paylaşılabilir, ihlal varsa silme talebi yapılabilir.