لامپ هالوژن-تنگستن مدل BA-H-A

لامپ هالوژن-تنگستن BA-H-A

لامپ هالوژن-تنگستن، یکی از منابع نوری نوع رشته ای می باشد. انواع لامپ هالوژن-تنگستن که به لامپ های کوارتز-هالوژن نیز معروف هستند، بیش از چند دهه است که به عنوان منابع بسیار قابل اعتماد در سیستم های اپتیکی و مصارف دیگر مورد استفاده قرار گرفته اند. نسخه های قدیمی این لامپ ها، بر اساس رشته های تنگستن و کربن و در سطح پیشرفته تر، بر اساس رشته تنگستن و گاز هالوژن (لامپ هالوژن-تنگستن) عمل می کنند. 

مشخصات کلی لامپ هیدروژن-تنگستن BA-H-A

در گروه لامپ های رشته ای، لامپ هالوژن-تنگستن BA-H-A تولید شرکت بلورآزما، با پیشرفته ترین طراحی در سر تا سر طیف مرئی، توزیع پیوسته ای از نور ایجاد می کنند و یک منبع نور چند منظوره و همه کاره برای تراز کردن قطعات اپتیکی در سیستم ها، آزمایش های اپتیکی و نیازهای روشنایی است.

لامپ هالوژن-تنگستن تولیدی شرکت بلورآزما، یک طیف پیوسته از 340 نانومتر تا بیش از 2200 نانومتر را منتشر می کند. همین ویژگی، آنها را برای استفاده در ابزارهای تحلیلی مانند اسپکتروفتومترها، که به محدوده مرئی طیف نیاز دارند، بسیار مناسب می کند. به علاوه در بسیاری از موارد ممکن است در ترکیب با لامپ های دوتریوم، در دستگاه های طیف سنجی UV-Vis استفاده شوند. لامپ هالوژن مدل BA-H-A در مقایسه با بسیاری از منابع نوری دیگر، نسبتاً ارزان و به راحتی قابل تعویض است و همین ویژگی، دلیل اصلی محبوبیت گسترده این منابع نوری بوده است. این منابع نوری، طول عمری 2000 ساعته دارند و دارای حداقل 3 سال گارانتی هستند. در ادامه طرز عملکرد این منابع نوری را شرح می دهیم.

مکانیزم کلی لامپ هالوژن-تنگستن BA-H-A

لامپ هالوژن-تنگستن BA-H-A، یک منبع نوری پر کاربرد است. اساس عملکرد این لامپ هالوژن-تنگستن، یک قطعه رسانای الکتریکی رشته ای (فیلامان) است که با عبور دادن جریان الکتریکی از آن، گرم شده و از خود نور ساطع می کند. به منظور اینکه فرایند اکسیداسیون فیلامان (رشته) به تأخیر بیفتد، در شرایط خلأ یا در محیطی حاوی گاز بی اثر در درون یک حباب شیشه ای قرار می گیرد و جریان الکتریکی، از طریق الکترودها یا سیم های تعبیه شده در طرفین حباب در فیلامان برقرار می شود. 

لامپ هالوژن-تنگستن به عنوان منبع نوری حرارتی عمل می کند، به این معنی که نور از طریق گرم شدن یک جسم جامد (فیلامان یا رشته) تا دمای بسیار بالا تولید می شود. بنابراین، هر چه دمای کار بالاتر باشد، نور خروجی روشن تر خواهد بود. دقت داشته باشید که این لامپ ها در دماهای بالاتری نسبت به لامپ های رشته ای معمولی کار می کنند و نوری با بازدهی  و دمای رنگ بالاتری تولید می کنند.

این لامپ های رشته ای پر شده با گازهای هالوژن، از نظر ساختاری از یک فیلامان از جنس تنگستن تشکیل می شوند که افزودن گازهای بی اثر دیگر به این دلیل است که تبخیر فیلامان تنگستن به تعویق افتد و همین امر، طول عمر لامپ را به طور قابل توجهی افزایش داده است. به عبارت دیگر، می توان گفت که این امکان را فراهم کرده است که لامپ در دمای عملکردی بالاتری، در همان طول عمر داشته باشد.

گازهای مورد استفاده در لامپ هالوژن-تنگستن

گازهای رایج مورد استفاده در لامپ هالوژن-تنگستن معمولاً نیتروژن، آرگون، کریپتون و زنون هستند. این گازهای موجود، با تنگستن تبخیر شده که بر روی دیواره داخلی لامپ رسوب کرده است، واکنش می دهند. گرادیان حرارتی که در نتیجه اختلاف دما بین رشته داغ و پوشش سردتر ایجاد می شود، از طریق پدیده ای به نام سیکل احیا کننده هالوژن، به بازیابی تنگستن کمک می کند و هنگامی که دیواره پوشش کوارتزی به دمای تقریباً 250 درجه سانتیگراد برسد، گاز هالوژن با رشته تنگستن واکنش داده و تنگستن هالید را تشکیل می دهد که در نهایت، از دیواره لامپ آزاد شده و به رشته باز می گردد. دمای تفکیک این ترکیب هالیدی، در دمای تقریبی 2500 درجه سانتیگراد است. سپس، تنگستن بر روی بخش های سردتر فیلامان رسوب کرده و هالوژن برای ادامه سیکل آزاد می شود.

مقاومت الکتریکی رشته تنگستن در دمای اتاق در ابتدا بسیار کم است. هنگامی که برای اولین بار لامپ به برق متصل می شود، یک جریان الکتریکی هجومی زیاد باعث گرم شدن سریع رشته می شود. در این حالت، مقاومت فیلامان گرم شده به مقدار پنج تا ده برابر مقاومت فیلامان در سرما افزایش می یابد و همین امر موجب می شود که مقدار جریان کشیده شده توسط لامپ تثبیت شود و لامپ یک خروجی نور پایدار ساطع کند. بسته به اندازه رشته، زمان به پایداری رسیدن، می تواند از ده ها میلی ثانیه تا صدها میلی ثانیه باشد.

لامپ هالوژن-تنگستن BA-H-A، منبع نوری ایده آلی برای دستگاه های اسپکتروفتومتر است، زیرا در حین تابش طیف وسیعی از طول موج های پیوسته ای را ارائه می دهند و مقدار تابش خروجی را می توان در طول موج nm 340 به دست آورد. دقت داشته باشید که به دلیل گسیل نسبتاً ضعیف لامپ هالوژن-تنگستن در بخش فرابنفش طیف الکترومغناطیس، برای بررسی نمونه هایی که باید در معرض طول موج های کمتر از 340 نانومتر قرار بگیرند، چندان مفید نیستند و به همین دلیل است که در  سیستم های اسپکتروفتومتری، معمولاً از دو منبع دوتریوم و هالوژن-تنگستن با همدیگر استفاده می شود.

از آنجا که دمای عملکردی لامپ هالوژن-تنگستن بسیار بالا است، لذا برای جلوگیری از آسیب دیدن حباب لامپ ها، معمولاً از جنس کوارتز یا شیشه هایی با دمای ذوب بالا ساخته می شوند. سیکل هالوژن-تنگستن، مانع از سیاه شدن بخش داخلی حباب می شود و در نتیجه، نیازی نیست که اندازه حباب شیشه ای آنها به بزرگی لامپ های رشته ای معمولی باشد. از این رو، اندازه کوچک لامپ های هالوژن، آنها را برای استفاده در سیستم های نوری فشرده مانند سیستم های طیف سنجی و میکروسکوپ های نوری مناسب می کند.

انواع لامپ هالوژن-تنگستن بر اساس ولتاژ مصرفی
به طور کلی انواع لامپ هالوژن-تنگستن را می توان با توجه به ولتاژ مصرفی، به دو دسته عمومی زیر تقسیم کرد:

1-لامپ هالوژن-تنگستن با تغذیه ولتاژ اصلی

دسته اول، لامپ هایی هستند که مستقیماً به شبکه وصل می شوند و معمولاً در پیکربندی آنها از یک فیوز نیز استفاده می شود تا به محض اتمام طول عمر لامپ یا هر مشکل دیگری، فیوز عمل کرده و مانع عبور جریان بالا شود. در صورت اتمام طول عمر لامپ یا از هم گسیختگی فیلامان، ممکن است تخلیه الکتریکی صورت بگیرد و در نتیجه، جریان بسیار بالایی از شبکه کشیده شود و آسیب رسان باشد.

2-لامپ هالوژن-تنگستن با تغذیه ولتاژ پایین

دسته دوم، لامپ هایی با منبع تغذیه ولتاژ پایین می باشند که ولتاژ مصرفی آنها 6، 12 و یا 24 ولت است و برای اتصال آنها به برق شبکه، به ترانسفورماتور مغناطیسی یا الکتریکی جهت تبدیل ولتاژ نیاز است و معمولاً این انواع، طول عمر بالاتری دارند.لامپ هالوژن-تنگستن BA-H-A، از نوع تغذیه با ولتاژ پایین است که ولتاژ مصرفی آن، 24 ولت است. این لامپ ها، طول عمری تا 2000 ساعت دارند و توان اپتیکی آنها 30 وات در نظر گرفته شده است. لازم به ذکر است که توان اپتیکی کاملاً سفارشی است و با توجه به نیاز کاربر و نوع کاربرد لامپ، قابل تنظیم می باشد.

مزایای لامپ هالوژن تنگستن

لامپ هالوژن-تنگستن BA-H-A به دلیل کیفیت بالا و کنترل جریان پایدار، توان خروجی نور بسیار پایداری دارد. بعلاوه، این نوع لامپ هالوژن-تنگستن جهت اتصال به فیبر نوری، مجهز به کانکتور فیبر نوری می باشد و دارای پوششی آندایز شده است تا در صورت استفاده در سیستم های اپتیکی، میزان نور سرگردان به حداقل برسد. در ادامه، مزایای این منبع نوری ذکر شده است:

1. بازه طول موجی گسترده از مادون قرمز تا مرئی
2. محدوده طول موجی: nm 340-2200
3. طول عمر بالای لامپ: 2000 ساعت
4. توان اپتیکی: 30 وات (قابل تنظیم)
5. ساختار: مشابه با لامپ های رشته ای تنگستن پرشده با گاز معمولی
6. بدنه: از جنس آلومینیوم آندایز شده
7. شدت اپتیکی مناسب برای انجام انواع تست های اپتیکی و اسپکتروسکوپی
8. موقعیت قابل تنظیم لامپ برای بهینه سازی شرایط روشنایی
9. پایداری مکانیکی بسیار مناسب
10. پایداری حرارتی بسیار بالا
11. مجهز به کانکتور جهت اتصال به فیبر نوری
12. کوچک و قابل حمل
13. توان اپتیکی بالا
14. امکان تعویض لامپ (لامپ های جایگزین در شرکت بلورآزما موجود هستند)
15. دارای حداقل 3 سال گارانتی و 15 سال خدمات پس از فروش
16. کوچک و سبک
    هزینه کم برای تولید و مقرون به صرفه
    عدم استفاده از جیوه در ساختار تولید

مشخصات فنی لامپ هالوژن BA-H-A

در جدول زیر، مشخصات فنی لامپ هالوژن-تنگستن مدل BA-H-A بطور خلاصه ارائه شده است:

کاربردهای لامپ هالوژن-تنگستن

با انتشار پهنای باند در محدوه های طیفی مرئی و NIR، این منبع نور گزینه مناسبی برای تراز کردن طیف وسیعی از قطعات اپتیکی و تنظیم آنها بدون استفاده از نور لیزر ایده آل است. همچنین می توان از لامپ هالوژن-تنگستن در ترکیب با طیف سنج CCD برای مشخص کردن لنزها، فیلترها یا سایر عناصر نوری نیز استفاده کرد. همچنین، این لامپ ها در تلویزیون و تولید فیلم نیز مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه برخی دیگر از کاربردهای این لامپ ذکر شده است:

1. استفاده به عنوان منبع نوری در اسپکتروفتومترهای جذبی
2. استفاده به عنوان منبع نوری در اسپکتروفتومترهای بازتابی
3. استفاده به عنوان منبع نوری در اسپکتروفتومترهای عبوری
4. تراز کردن قطعات اپتیکی در سیستم های اپتیکی ویژه
5. روشن کننده میکروآنالایزرها
6. منبع نوری میکروسکوپ های اپتیکی
7. نورپردازی و روشنایی سالن ها و مکان های عمومی
8. چراغ جلو در وسایل نقلیه
9. روشنایی باند فرودگاه
10. استفاده به عنوان چراغ های بازرسی
11. استفاده به عنوان لامپ های پروجکشن
لامپ هالوژن-تنگستن BA-H-A دارای 3 سال گارانتی و 15 سال خدمات پس از فروش است و تیم پشتیبانی شرکت بلورآزما، در تمامی مراحل خرید و نصب تا استفاده و نگهداری، راهنمایی های لازم را در اختیار کاربران قرار می دهند.

توصیه های لازم برای استفاده از لامپ هالوژن-تنگستن

استفاده از رشته فلزی در لامپ هالوژن-تنگستن، به منظور رسیدن به دو هدف اصلی است که یکی تولید نور و دیگری، تولید گرمای لازم برای رساندن دمای دیواره تا بیش از 250 درجه سانتی گراد است. در این لامپ ها، کاهش ولتاژ بیش از 10٪ از ولتاژ طراحی شده، احتمالاً منجر به کاهش دمای دیواره به زیر 250 درجه سانتی گراد می شود. با این وجود، آزمایش ها نشان می دهند که در بیشتر موارد، این کاهش شرایط عملکردی برای عملکرد صحیح لامپ مضر نیست. زمانی که دمای دیواره به نقطه ای می رسد که چرخه هالوژن-تنگستن از کار می افتد، دمای رشته تا حدی کاهش می یابد که تبخیر تنگستن ناچیز و قابل صرف نظر است. با این حال، در موارد نادر، لامپ های هالوژن-تنگستن که بیش از 10 درصد کاهش ولتاژ دارند، ممکن است واکنش نامطلوبی از حمله هالوژن خورنده به رشته تنگستن را تجربه کنند که باعث خرابی زودرس این منابع نوری می شود.

به طور کلی، کار کردن این لامپ ها در ولتاژهای بیش از ولتاژ طراحی شده نیز توصیه نمی شود، زیرا این نوع منبع نوری معمولاً برای ولتاژ حداکثر طراحی می گردند. دمای آب بندی لامپ نباید از 350 درجه سانتیگراد تجاوز کند و در غیر این صورت، اکسیداسیون نوار مولیبدن رخ مدهد که منجر به خرابی زودهنگام لامپ می شود.

طول عمر لامپ بر حسب ساعت محاسبه می گردد. انحراف از ولتاژ طراحی شده لامپ، مقادیر مصرف فعلی، روشنایی و دمای رنگ لامپ را تغییر می دهد. این انحرافات توسط مهندسین طراح شرکت بلورآزما و برای بهبود مشخصات فنی لامپ برای کاربردهای خاص و به نحو مطلوب مورد آنالیز قرار گرفته است و سعی بر این بوده است که موارد انحراف به حداقل رسانده شود.