روشنایی موقت
https://acgih.ir/?p=221

آشنایی با لامپ هالوژن تنگستن

آشنایی با لامپ هالوژن تنگستن

آشنایی با لامپ هالوژن تنگستن

تهیه توسط خانم ها دلزنده و عباسی

لامپ هالوژن نوعی لامپ رشته‌ای است که در آن رشته به وسیله گازهای  فشرده و خنثی و مقدار اندکی از عناصر هالوژن مانند ید و برم احاطه شده است.

چرخه موجود در لامپ‌های هالوژن که موجب ته‌ نشین شدن مجدد تنگستن بخار شده بر روی رشته می‌شود نقش موثری در افزایش عمر این نوع لامپ‌های دارد.

در این لامپ‌ها به علت وجود همین چرخه امکان بالا بردن دمای رشته بدون کاهش یافتن عمر لامپ نسبت به لامپ‌های معمولی نیز به وجود می‌آید که به افزایش بهره‌وری این لامپ‌ها می‌انجامد.

این لامپ‌ها همچنین به علت اندازه کوچکترشان کابردهای خاصی در سیستم‌های روشنایی دارند.

تصویری از یک لامپ هالوژن روشن

لامپ هالوژن

لامپ هالوژن

تاریخچه

اولین لامپ‌ها از این دست در سال 1959 به وسیله شرکت جنرال الکتریک (GE) روانه بازار شد.

در این لامپ‌ها  از ید استفاده می‌شد و آنها را  کوارتز- ید  (Quartz Iodine) می‌نامیدند. خیلی زود برم نیز به عنوان عنصری مناسب و با مزیت برای  این  کار شناخته  شد.

در آن زمان از این لامپ‌ها در کاربردهای خاص و برای روشنایی استادیوها, پروژکتورها  و  لامپ‌ های  خودرو استفاده  می‌ شد.

بعدها در اوایل دهه 1970 حباب‌های خاصی نیز برای این لامپ‌ها ایجاد شد که آلومینوسیلیکا نام داشت.

امروزه بالا رفتن تکنولوژی ساخت این لامپ‌ها موجب پایین آمدن قیمت این لامپ‌ها و افزایش بهره‌وری آنها شده و امکان استفاده از این نوع لامپ‌ها در کاربردهای مختلفی ایجاد شده است.

عملکرد

در این لامپ‌ها وظیفه هالوژن ایجاد یک چرخه شیمیایی است که در ان تنگستن بخار شده در اثر حرارت از روی سطح رشته دوباره بر روی آن ته‌نشین شود.

از آنجا که در لامپ‌های التهابی معمولی تنگستن بخار شده, بر روی حباب لامپ ته‌نشین می‌شود ته‌نشین نشدن تنگستن بر روی حباب در لامپ‌ های  هالوژن  موجب تمیز ماندن حباب  و ثابت ماندن نور لامپ در طول امر این لامپ‌ها می‌شود.

عملکرد هالوژن در در لامپ به این صورت است که هالوژن در قسمت‌ های کم دما‌تر حباب با بخار تنگستن  ترکیب می‌شود. این ترکیب با رسیدن با نقاط بسیار داغ لامپ یعنی روی رشته جداشده و دوباره به صورت هالوژن و تنگستن در می‌آید و  به این ترتیب هالوژن تنگستن بخار شده را دوباره به رشته بازمی‌گرداند.

برای آنکه هالوژن و بخار تنگستن با هم ترکیب شیمیایی شوند دمای  داخلی  حباب لامپ باید  از  لامپ‌های  معمولی  بیشتر باشد.     برای  جلوگیری  از آسیب دید ن  حباب  در این دما حباب  این  لامپ‌ها  باید از کوارتز یا انواع دیگر شیشه‌ها  با دمای ذوب بالا (مانند آلومینوسیلیکا) ساخته شود.

از  آنجایی  که  کوارتز از مقاومت خوبی  در مقابل  فشار برخوردار است  استفاده از این ماده  این  امکان را  فراهم می‌آورد تا فشار گاز داخل حباب افزایش یابد و افزایش فشار گازهای داخل حباب  باعث  کاهش  تبخیر تنگستن از روی رشته و افزایش عمر لامپ می‌شود.

به هر حال در این لامپ‌ها تنگستن بخار شده معمولا بر روی محل  اولیه  خود  ته ‌نشین  نمی‌شود  و  در نهایت رشته  در قسمت‌هایی که بیشتر گرم می‌شوند نازک شده و قطع می‌شود.

ملاحظات ایمنی

از انجایی که لامپ‌های هالوژن در دمایی بیشتر از دمای لامپ‌های معمولی کار می‌کنند امکان ایجاد مخاطرات به ویژه آتش‌سوزی به وسیله این لامپ نیز از لامپ‌های معمولی بیشتر است.

از طرف  دیگر حباب این لامپ‌ها به علت نزدیک  بودن به رشته یا فیلامان دارای حرارت بالاتری است. از این جهت استفاده از محافظ‌ها و پوشش‌های مناسب برای این لامپ‌ها به  ویژه در توان‌های بالاتر از 1 یا 2 کیلووات ضروری است.

استفاده از این گونه لامپ‌ها در نزدیکی پارچه یا دیگر مواد قابل اشتعال می‌تواند خطراتی را به دنبال داشته باشد.

افزون بر این امکان ایجاد آفتاب  سوختی بر روی  پوست پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور این نوع لامپ‌ها به علت تششعات ماورای بنفش نیز وجود دارد.

برای کاهش دادن تششعات  ماورای بنفش و جلوگیری از برخورد اجسام خارجی با حباب لامپ این لامپ‌ها معمولا دارای یک شیشه خارجی جذب‌کننده ماورای بنفش هستند.

انواع لامپ های هالوژنه

هالوژن خودرو

معمولا این لامپ‌های برای ولتاژ 12 ولت طراحی می‌شوند و لامپ‌های 6 یا 24 ولت نیز از این نوع برای کاربردهای دیگر ساخته می‌شود.

یک رشته‌ای (Single filament) در توان‌های 55 تا 100 وات

  • H1 رشته محوری (مدل قدیمی‌تر(
  • H2 رشته محوری
  • H3 رشته متقاطع, با کابل مقاوم در برابر حرارات
  • H4 دو رشته‌ای برای نور بالا, 55 تا 100 وات برای نورپایین و 60 تا 130      وات برای نوربالا
  • H7

روشنایی صحنه

Par 64

خاص

لامپ‌های نورافکن

 

فناوری های لامپ‌های چراغ‌های جلو خودرویی

الف – لامپ‌هاي هالوژن- تنگستن
ثابت لامپ تنگستن – هالوژن به لامپ التهابي غيرهالوژني شباهت زيادي دارد و  در آن از يك  فيلامان تنگستني   واقع در يك  حباب  شيشه‌اي  شفاف  و پر از نوعي  گاز استفاده مي‌شود.

تفاوت‌هاي عمده عبارتند از: وجود مقداري اندك از بخار يك هالوژن (يد يا برم) كه به گاز خنثاي درون حباب اضافه شده است و همچنين فشار گاز و دماي كار اين  لامپ‌ها كه بسيار بالاتر از لامپ‌هاي غيرهالوژني است.

 

حباب لامپ هالوژن از (Fused  Quartz،  سيليكا،  SiO2)، شيشه  با سيليكاي با  ( High Silica Glass) يا شيشه   آلومينو سيليكات سخت ساخته مي‌شود تا فشارها و دماهاي بالاي كار را تحمل كند.

(Hard glass)  در نمونه‌هاي اوليه اين لامپ‌ها از جنس Fused Quartz و بخار يد استفاده مي‌شد و به همين دليل به آنها «لامپ‌هاي كواترز- يد» گفته مي‌شد. اكنون  به خاطر اينكه هم از هالوژن‌هاي ديگر و هم مواد ديگر در ساخت حباب استفاده مي‌شود از نام عمومي‌تر تنگستن- هالوژن استفاده مي‌شود.

لامپ‌هاي هالوژن- تنگستن در چرخه بازتوليد هالوژن كار مي‌كنند و اين چرخه باعث مي‌شود كه در سراسر عمر لامپ، خروجي نور و دماي رنگ آن باشد.

مهم‌ترين مشخصه لامپ هالوژن- تنگستن، چرخه هالوژن است.
در لامپ‌هاي رشته‌اي تنگستن- هالوژن، اندكي از مولكول‌هاي تنگستن از روي فيلامان داغ تبخير مي‌شوند و توسط جريان‌هاي همرفتي موجود در گاز خنثاي موجود در حباب لامپ، به نواحي نسبتاً سردتر مجاور ديواره داخلي حباب لامپ برده مي‌شوند و از آنجا بر روي شيشه مي‌نشينند.

ضخامت  اين لايه  رفته رفته  زيادتر مي‌شود .  اين  پديده از دو جهت  باعث كاهش خروجي لومن و بازدهي لامپ مي‌شود. اول، نشست تنگستن بر  روي  ديواره حباب لامپ باعث ايجاد لايه‌اي كدر مي‌شود كه لايه كدر بخشي از نور لامپ را جذب مي‌كند.

بنابراين نور خروجي كلي را كاهش مي‌دهد.

دوم آنكه تبخير شدن تنگستن از روي فيلامان باعث نازك شدن آن و افزايش مقاومت الكتريكي و در نتيجه (در ولتاژ ثابت) باعث كاهش جريان، ولتاژ ، سطح لومن، لومن بر وات و دماي رنگ نور مي‌شود.

در لامپ‌هاي تنگستن- هالوژن، اثرهاي توصيف شده در بالا، به دليل وقوع چرخه هالوژن كاهش يافته يا به تأخير انداخته مي‌شوند.

اين پديده، همچنان كه پيش از اين نيز گفته شده است به وسيله اختلاف دما بين فيلامان و حباب رخ مي‌دهد. به‌طور كلي در طي اين چرخه:

  1. فيلامان، گاز درون حباب و حباب شيشه‌اي در ابتدا هم دما هستند و دماي آنها در حالت شروع سرد، برابر با دماي محيط است.
  2. وقتي كه توان الكتريكي به سيستم داده مي‌شود، فيلامان به سرعت به دماي كار رسانده مي‌شود (بسته به نوع كاربرد بين 2800 تا 3400 درجه كلوين) و باعث گرم شدن  گاز مي‌شود.  در شرايط كار لامپ، دماي پوشش شيشه‌اي بين 400 تا 1000 درجه سلسيوس است. در نتيجه دماي گاز درون لامپ بين دو حد دمايي بالا خواهد بود يعني بين دماي فيلامان و دماي شيشه. اختلاف دما در گاز باعث  اختلاف چگالي گاز در نواحي مختلف لامپ مي‌شود. در نتيجه مي‌توان  گفت كه  وجود اين اختلاف  دما باعث حركت همرفتي گاز مي‌شود.
  3. پس از شروع به‌كار لامپ، دماي ديواره شيشه‌اي افزايش مي‌يابد و هنگامي كه دماي آن به حدود 200 تا 250 درجه سلسيوس رسيد چرخه هالوژن آغاز مي‌شود. دماي دقيق  آغاز اين  چرخه  به نوع  و مقدار بخار هالوژن بستگي دارد. مولكول‌هاي تنگستن تبخير شده از روي فيلامان با بخار هالوژن تركيب شده و يك هاليد تنگستن  (يديد- تنگستن يا برميد- تنگستن) تشكيل مي‌دهند.  اين  هاليد بر روي ديواره  داغ حباب نمي‌نشيند بلكه همراه با جريان همرفتي گاز به ناحيه مجاور فيلامان برمي‌گردد.
  4. در مجاورت فيلامان، دما در حدود 2500 درجه سلسيوس است. در اينجا هاليد تنگستن تجزيه شده و به اتم‌هاي تنگستن و يون‌هاي هاليد  تجزيه  مي‌شود.  بنابراين  اتم‌هاي  تنگستن بر روي  فيلامان  مي‌نشينند.
  5. پس از  تجزيه هاليد  تنگستن، بخار  هالوژن  به جريان همرفتي گاز پيوسته و  به ادامه يافتن اين چرخه كمك مي‌كند.

ب- لامپ تخليه شدت بالا يا HID

اساس  كار اين لامپ‌ها،  تشكيل قوس الكتريكي  بين دو الكترود بلا فاصله مشخص، واقع در محيط گازي است. در اين محيط همچنين تركيبات هاليد، فلز خاصي قرار داده مي‌شود كه طيف رنگ توليد شده را هر چه بيشتر به نور سفيد نزديك مي‌كند.

به همين دليل به لامپ‌هاي HID، لامپ هاليد فلز هم گفته مي‌شود. اغلب از لامپ‌هاي مورد استفاده در چراغ جلوهاي HID خودرويي با عبارت لامپ‌هاي زنوني ياد مي‌شود. اين لامپ‌ها نوع ويژه‌اي از لامپ‌هاي هاليد فلز هستند. بنابراين در ادامه اين بحث منظور از لامپ  HID خودرويي يا لامپ زنوني، لامپ HID هاليد فلز است.

در اين نوع لامپ، دو حباب  شيشه‌اي  وجود دارد.  حباب بيروني لوله شكل و  به قطر حدود 10 ميلي‌متر است. درون اين حباب، حباب ديگري قرار دارد كه  محل تشكيل قوس است و به آن لوله تخليه گفته مي‌شود. حباب بيروني از جنس كوارتز خاص نظير كوارتز آلاييده با سريم (se) ساخته مي‌شود كه جلوي عبور بيشتر UV توليد شده در قوس به خصوص طول موج‌هاي كوتاه و متوسط اين باند را مي‌گيرد

پ- چراغ جلوي خودرويي با لامپ ديودی (LED)

از هنگامي كه كاديلاك، اولين لامپ عقب كاملاً ديودي را روي مدل Deville- 2000 خود نصب  كرد تاكنون  پيشرفت‌هاي  فناوري LED در حدي بوده  كه از آنها  در لامپ‌ هاي ترمز نيز استفاده مي‌شود، اما مفهوم چراغ جلوهاي ديودي نيز خيالي نيست.

اكنون، تقريباً همه سازندگان خودرو در نمايشگاه‌ها، خودروهاي مجهز به چراغ جلوهاي LED را در معرض نمايش قرار مي‌دهند و به سوي كسب آمادگي‌هاي لازم براي توليد انبوه اين محصولات  حركت مي‌كنند. اين  هدف، با توجه  به رشد  سريع ميزان نور قابل دستيابي با LEDهاي سفيد، ممكن شده است.

هم‌اكنون  LEDهاي سفيد  با شار نوري تا 60 لومن و درخشندگي حدود cd/m2ا9 در دسترس قرار دارند. خوب است نگاهي به همين پارامترها براي لامپ‌هاي چراغ جلوي خودرويي  كنوني بيندازيم، يك لامپ هالوژن H7 يعني همان نوعي كه اكنون در چراغ جلوهاي پروژكتوري پژوپارس به‌كار مي‌رود 1500 لومن تأمين مي‌كند و روشنايي آن حول و حوش cd/mm2ا30 است، البته همين پارامترها براي لامپ‌هاي زنوني (HID) بسيار بيشتر است.

اين مقايسه، نشان مي‌دهد كه چالش  پيش‌روي طرح‌هاي اپتيكي براي قابل كاربرد كردن چراغ جلوهاي خودرويي ديودي، در دستيابي به سطوح بالاي بازدهي و همچنين استفاده خوب از مساحت روزنه‌اي است كه در دسترس قرار دارد.

دانلود توضیحات بالا به صورت پاورپوینت:

لطفا ابتدا در سایت ثبت نام کنید
ابتدا باید وارد حساب کاربری خود شوید

 

  • هرگونه سوالی در رابطه با آشنایی با لامپ هالوژن تنگستن داشتید در نظرات ثبت کنید تا بررسی شود.

    هر مطلبی لازم داشتید, کافیه سفارش دهید تا در سایت قرار گیرد.

 

حتما بخوانید:

فرار بعد از شكستن لامپ كم مصرف

لامپ های مهتابی فلورسنت و سلامتی

لامپ هاي LED

 

مدیر وبسایت تخصصی دانشجویان بهداشت حرفه ای, علاقمند به ایمنی و بهداشت و نرم افزارهای مربوطه هستم و همراه با تیم تخصصی سعی می کنم که محیطی پرباری را برای شما عزیزان فراهم کنم.
با عضویت در خبرنامه ایمیلی جدیدترین مطالب را در ایمیل تان دریافت کنید. اعضاء خبرنامه و صفحات اجتماعی ACGIH از امکانات ویژه ای برخوردار خواهند شد !!! تعداد افراد فید برنر
0 پاسخ

پاسخ دهید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
مشارکت رایگان.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

معادله زیر را حل کنید: *