لامپ گازی منابع نوری هستند که بر پایه تخلیه الکتریکی در گاز یونیزه شده یا بخار جیوه هستند و از اوایل قرن 19 میلادی از آنها استفاده می شود و بعدها تغییراتی روی آن اعمال شد. اکنون انواع زیادی از لامپ گازی موجود می باشند که توان خروجی و زمان پالس آنها متفاوت است.
برای خرید لامپ های گازی با کارشناسان شرکت نیروسازان آتاش تماس حاصل نمایید.
لامپ گازی چگونه کار میکند
- عمکرد لامپ گازی این است که اتم یا مولکول های گازی به الکترون ها یا انرژی برخورد میکنند و نور ایجاد می شود.
- طیف نوری اغلب در محدوده نور مرئی یا فرابنفش هستند و اغلب آنها در طیف مادون قرمز هستند.
- جریان از طریق گاز توسط دو الکترود اعمال می شود که معمولا در دو انتهای لوله قرار می گیرد.
- در یک نوع مدار، یک الکترود کاتد(نوع منفی که انتشار الکترون به گاز را انجام میدهد) و دیگری آند که جمع آوری الکترون را انجام میدهد.
- در مدار دیگر، الکترودها هر دو عمل را به طور متناوب انجام میدهند.
- در موارد دیگر یک الکترود برای آتش گرفتن وجود دارد و حتی ممکن است این الکترود در بیرون از شیشه لامپ کار گذاشته شود.
- در مورد دیگر، انرژی توسط امواج رادیویی یا میدان مایکروویو تامین که نتیجه آن افزایش قیمت لامپ و عمر بیشتر لامپ است زیرا از آسیب الکترود لامپ جلوگیری میکند.
- در لامپ ها با فشار قوی که با چگالی و دمای گاز بالا کار می کنند، ممکن است که میزان زیادی تابش حرارتی وجود داشته باشد.
انواع لامپ گازی
خریدانواع لامپ های گازی بستگی به مصرف، فشار گاز، تخلیه الکتریکی و جزئیات الکترود دارد. اسامی لامپ ها بستگی به نوع گاز دارد، به عنوان مثال:
- لامپ نئون که در آن تخلیه گاز نئون ایجاد می شود.
- لامپ فشار بالا با فشار گاز بالا استفاده می شود.
شکل های هندسی
لامپ های گازی با انواع شکل های هندسی به شرح زیر موجود می باشند:
- لامپ های خطی جنس شان از شیشه است و دو الکترود در انتهای آنهای قرار دارد.
- لوله های شیشه ای به شکل U، حلقه ای و یا مارپیچ خم می شوند.
- اندازه لامپ ها با هم متفاوت و نوع خطی تقریبا 10 سانتی متر یا بیشتر است اما انواع لوله ای یا حلقه ای تنها چند سانتی متر می باشند.
گازهای مورد استفاده
بسته به طیف انتشاری، میزان نور و توان خروجی لازم از انواع مختلف گاز در لامپ استفاده می شود. مانند گازهای نجیب که شامل:
- نئون
- هلیوم
- آرگون
- کریپتون
- زنون
و گازهای مولکولی مختلف مانند:
- هیدروژن
- دوتریوم
- نیتروژن
- اکسیژن
- دیود کربن
در موارد دیگر از فلزاتی مانند:
- جیوه
- سدیم
- پتاسیم
- روبیدیوم
- سزیم
- متال هالید که گاز هالید آنها در لامپ تبخیر می شوند.
تبخیر فلز یا متال هالید ممکن است توسط تخلیه یک گاز اضافه مانند نئون ایجاد شود. برخی در نامگذاری اسامی لامپ ها دچار ابهام می شوند، به عنوان مثال لامپ زنون خودرو همان متال هالید هستند که مقدار کمی زنون برای شروع کار به آنها اضافه شده است.
طیف انتشار می تواند بستگی به شرایط، چگالی و دمای پلاسما داشته باشد.
تخلیه تابشی در مقایسه با نوع قوس دار
عملکرد تخلیه لامپ بستگی به فشار گاز، دما و چگالی دارد. مقایسه تخلیه تابشی و قوس دار به شرح زیر است:
- تخلیه تابشی:
- با دمای پایین(مثلا دمای اتاق) و چگالی کم همراه است.
- به دلیل درجه یونیزاسیون متوسط و مقاومت ظاهری نسبتا زیاد و چگالی کم نیاز به ولتاژ زیاد قابل توجهی دارد.
- الکترون و یون های آزاد معمولا از تعادل گرمایی دور هستند.
- انرژی الکترون از یون ها بیشتر است زیرا در طول مسیر شتاب آنها افزایش می یابد.
- تخلیه قوس دار:
- این تخلیه با دمای بالا(هزار درجه سلسیوس) و چگالی و فشار گاز بالا اتفاق می افتد.
- تخلیه در اثر دمای بالای یون ها و چگالی بالا اما ولتاژ کم اتفاق می افتد.
- الکترون ها مسیر کوتاهی دارند و تا حد زیادی با یون ها در تعامل حرارتی هستند یعنی پلاسمای حرارتی بالایی دارند.
الکترودهای گرم و سرد
- لامپ تخلیه گاز ممکن است به یک الکترود با دمای بالا(حداقل یک کاتد) نیاز داشته باشد زیرا در این صورت، تابش حرارتی قوی از طریق الکترون وارد گاز می شود.
- این مورد بیشتر در لامپ های فشار بالا با چگالی بالا انجام می شود زیرا در بقیه موارد لامپ ها دارای رشته هایی هستند که این رشته ها از طریق جریان برق گرم می شوند.
- برخی از لامپ های فلورسنت برای شروع به کار نیاز به یک گرمای ضعیف دارند و انتشار گرما ممکن است با ایجاد اکسید روی الکترود فلزی افزایش یابد.
لامپ های تخلیه کم فشار
- این لامپ ها منجر به تخلیه تابشی به صورت خطی با چگالی کم می شوند و سرعت برخورد بین اتم ها، یون ها یا مولکول ها بسیار کم است، در نتیجه انتشار نور با مختل مواجه نمی شود.
- طیف نور به صورت خطی است و به صورت وسیع منتشر نمی شود.
- با توجه به چگالی کم گاز، برای بدست آوردن توان نوری معینی باید از حجم گاز قابل توجهی استفاده کرد و تابش حاصل بسیار کم است.
لامپ تخلیه پرفشار
این لامپ با توان و چگالی بیشتر، خروجی تابش بالایی دارند و لامپ های فشار بالا بیشتر بر پایه ی فلزات مانند جیوه و سدیم هستند. به دلیل تخلیه گاز امکان افزایش دما وجود دارد و فشار ممکن است با فضای خالی بین لامپ ها کاهش یابد.
این فشار دو عملکرد به شرح زیر دارد:
- برخودهای مولکولی در لامپ منجر به افزایش طول عمر می شود که نتیجه آن ایجاد طیف گسترده و صاف است.
- چگالی بالا اتم ها، یون ها و مولکول ها منجر به ایجاد نور بیشتر می شود.
خروجی UV
- برخی از لامپ های گازی نور فرابنفش و نور مرئی تولید میکنند اما منجر به از دست دادن انرژی نمی شود ولی بر روی پوست و چشمان انسان تاثیر می گذارد.
- برخی اوقات برای جلوگیری از آسیب رسیدن به لایه اوزون از لامپ های بدون UV استفاده می شود یا به جای اکسیژن از نیتروژن استفاده می کنند تا UV به حداقل برسد.
- UV تنها در محیطی که اکسیژن است تولید می شود.
طول عمر لامپ گازی
- لامپ های تخلیه گازی طول عمر متفاوت تا هزاران ساعت دارند که این طول عمر برای لامپ های کم فشار و لامپ با انرژی رادیویی و مایکروویو وجود دارد.
- از لامپ های فلورسنت نیز می توان در خانه ها استفاده کرد.
- طول عمر زیاد را نمی توان در لامپ های با چگالی بالا لحاظ کرد زیرا چگالی بالا عمر را به چند ده ساعت کاهش می دهد.
- در طول کارکرد لامپ امکان کاهش شار تابشی وجود دارد و زمانی که لامپ به پایان عمر خود نزدیک می شود، نتیجه آن کاهش نور است.
- در برخی موارد سوسو زدن نشانه از وجود مشکل در ترانس است.
- امکان کاهش عمر با تخریب الکترود و رسوب مواد الکترود در شیشه لامپ وجود دارد.
- کاهش عمر می تواند ناشی از پر کردن گاز به صورت نادرست، ترک خوردن شیشه و نشتی بر اثر نصب نادرست باشد.
خطرات ایمنی
خطرات ایمنی لامپ گازی به شرح زیر است:
- بسیاری از آنها حاوی مواد سمی مانند جیوه هستند و زمانی که لامپ می شکند، جیوه در هوا آزاد می شود. البته منجر به مسمومیت حاد نمی شود اما باید از برخورد با آن اجتناب کرد.
- جیوه به درستی دفع نمی شود و پس از سوختن لامپ نیز در آن باقی می ماند.
- برخی از آنها حاوی نور فرابنفش هستند که برای پوست و چشم مضر هستند و از طریق ازن می توانند در هوا باقی بمانند.
- احتمال شکستگی به خصوص در نوع پرفشار وجود دارد و می توانند در حین کار یا جابجایی منفجر شوند.
- برای کار نیاز به ولتاژ بالا دارند و در صورت تماس منجر به برق گرفتگی می شود.
تشخیص لامپ گازی با ترانس و بدون ترانس
- برخی از لامپ ها اگر زیاد روشن و خاموش شوند نتیجه آن کوتاهی عمر است.
- لامپ گازی با ترانس(نوعی مدار) در کسری از ثانیه منجر به روشن شدن لامپ می شود اما لامپ گازی بدون ترانس برای روشن شدن و رسیدن به روشنایی نیاز به زمان دارند.
- بیشتر لامپ گازی بدون ترانس شامل متال هالید می باشند زیرا دما و الکترودها برای انجام عملیات بسیار بالا هستند.
- لامپ های فلورسنت نیز ممکن است بدون ترانس باشند اما امکان افزایش دمای آنها وجود دارد.
- برخی از آنها پس از خاموش شدن به راحتی روشن نمی شوند و ابتدا باید برای چند دقیقه خنک شوند.
- خاموش و روشن کردن زیاد لامپ منجر به کاهش عمر می شود که در نوع فلورسنت تاثیر چندانی ندارد اما در نوع متال هالید بسیار بارز است.
