لامپ های متال هالید

نوشته شده توسط الیکا الکتریک 1397/08/02 10:52:09 0 نظرات روشنایی,

 

لامپ های متال هالید

   این لامپ ها نسل پیشرفته ای از لامپ های جیوه ای هستند؛ لذا ساختمان و طرز کار مشابهی دارند. متال هالید در دمای معمولی و پایین ذوب می شود. با اضافه کردن این ترکیب، بازده ی لامپ بالا می رود. این لامپ نیاز به  الکترود کمکی ندارد. رنگ نور این لامپ کاملاً سفید بوده و کیفیت خوبی دارد. این لامپ دارای دو حباب (جداره) است که حباب بیرونی، وظیفه ی محافظت حباب داخلی و جلوگیری از ساطع شدن اشعه ی ماورا بنفش به بیرون لامپ را بر عهده دارد. پس این لامپ به ماده ی فلورسانس در حباب داخلی خود احتیاج ندارد. جنس این حباب از کوارتز یا سرامیک است. شکل زیر انواع لامپ های متال هالید و ساختار داخلی آن را نشان می دهند.

 

                                                                               

                                                                                                 اجزای مختلف لامپ متال هالید

 

انواع لامپ های متال هالید

   از مهمترین انواع لامپ های متال هالید می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. لامپ هایی که همانند لامپ های جیوه ای، دارای حباب داخلی از جنس کوارتز و حباب خارجی به شکل استوانه یا بیضوی با دو الکترود اصلی و عدد الکترود فرعی است. در لامپ های متال هالید، ولتاژ آتش (استارت) کمی بیشتر از لامپ های جیوه ای است. همچنین مدت زمان استارت برای اینکه لامپ به نور طبیعی خود برسد در حدود 15 دقیقه بوده و زمان لازم برای دوباره روشن کردن آن نیز حدود 15 دقیقه می باشد. به علاوه عمر این لامپ ها در حدود 7500 ساعت می باشد.
  2. لامپ های خطی (MBIL): این لامپ ها دارای یک حباب بوده و  الکترود کمکی ندارند. همچنین برای روشن کردن آن ها احتیاج به ولتاژ استارت بیش از 240 ولت می باشد که می توان جهت تأمین آن از ترانسفورماتور با پراکندگی زیاد استفاده کرد.  این لامپ ها با توان 750، 1200، 1600 و 2000 وات تا 10KW با حباب استوانه ای باریک و بلند استفاده می شوند. ضریب بهره ی نوری این لامپ حدود 85 لومن بر وات و طیف نوری آن ها خطی و پیوسته است. به علت اینکه این لامپ ها حباب خارجی ندارند، مقداری اشعه ی ماوراء بنفش از آن خارج می شود که برای چشم مضر است؛ لذا نباید مستقیم به لامپ نگاه کرد. عمر این لامپ ها حدود 3000 ساعت و زمان استارت آنها حدود 2 تا 3 دقیقه می باشد. کاربرد لامپ های خطی بشتر در کارهای عکاسی، نورافکن ها و استودیوها می باشد.
  3. لامپ های CSI: این لامپ ها در حجم کوچک با حباب کروی شکل ساخته شده و فاصله ی بین الکترود ها (که از تنگستن می باشند) 9 تا 14 میلیمتر است. این لامپ علاوه بر جیوه دارای یدورهای سدیم، گالیوم و تالیوم نیز می باشد. لامپ های CSI معمولاً با توان های 400 و 1000 وات ساخته می شوند و عمر آن ها در حدود 100 تا 200 ساعت می باشد. همچنین ضریب بهره ی نوری آن ها حدود 90 لومن بر وات و زمان استارت لازم کمتر از یک دقیقه بوده و زمان لازم برای دوباره روشن کردن نیز 2 تا 5 دقیقه است. از این لامپ ها در کارهای عکاسی، پروژکتورها و استودیوها استفاده می شود.

معایب لامپ های متال هالید

   از مهمترین معایب لامپ های متال هالید می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  1. طول عمر: اولین و مهمترین پارامتر، موضوع طول عمر لامپ های متال هالید است. بهترین و مرغوبترین نوع از این لامپ ها طول عمری کمتر از 20000 ساعت دارند.
  2. زمان پاسخگویی: لامپ های متال هالید زمانی بالغ بر 5 دقیقه لازم دارند تا به حداکثر نور خود برسند. لامپ های متال هالید ایراد دیگری نیز دارند و آن این است که اگر شما این لامپ ها را به مدت بیش از 5 دقیقه روشن بگذارید این لامپ ها گرم می شوند. البته مشکل تنها گرم شدن آن نیست. اگر بعد از 5 دقیقه شما این لامپ را خاموش کنید دیگر نمی توان آن را فوراً روشن کرد. چرا که لامپ گرم شده و سنسور داخل لامپ به شما اجازه ی روشن کردن مجدد لامپ را تا زمانی که لامپ سرده نشده نمی دهد (حدود 3 دقیقه طول می کشد تا سنسور اجازه ی ورود ولتاژ را بدهد  و تازه از اینجا به بعد 4 تا 5 دقیقه طول خواهد کشید تا به حداکثر نور خود برسد).
  3. تعداد روشن و خاموش شدن: عمر لامپ های متال هالید با روشن و خاموش شدن کم می شود.
  4. مصرف بالا و هزینه های جانبی: لامپ های متال هالید، نیاز به جریان بالایی دارند (خصوصاً لامپ های 400 وات به بالا). اگر سیم کشی مناسب برای جریان بالا، در ساختمان یا محل نصب این لامپ ها موجود نباشد، باید مجدداً سیم کشی نمود و این زمان و هزینه ی بیشتر را می طلبد.
  5. تغییر رنگ: برای تغییر رنگ در لامپ های متال هالید، معمولاً از فیلترهای رنگی استفاده می کنند. البته اکثر مواقع برای تولید یک رنگ خاص از یک فیلتر ثابت استفاده می شود و در برخی موارد نیز از لامپ های متال هالیدی که ذاتاً نور خاصی تولید می کنند استفاده می شود. اما اگر نور بخواهد متناوباً تغییر کند به این صورت عمل می شود که یک محور می چرخد و فیلتر رنگی مناسب را جلوی لامپ قرار می دهد.
  6. تنظیم شدت نور: امکان تنظیم نور به وسیله ی لامپ های متال هالید به هیج وجه وجود ندارد. یعنی یک پروژکتور 400 واتی که 38000 لومن نور می دهد نمی تواند 10000 لومن بدهد. ولی این کار برای مثال در لامپ های LED با استفاده از تکنولوژی PWM (که کنترل سطح ولتاژ به کمک تغییر پهنای پالس است و در اکثر میکرو کنترلرها موجود است) به راحتی امکان پذیر است.
  7. تنظیم زاویه ی تابش: نکته بعدی در رابطه با جهت دادن به نور است. نور لامپ های متال هالید در تمامی جهات منتشر می شود. این نور به سختی قابل کنترل است و نمی توان آن را به راحتی متمرکز کرد. برای مثال اگر بخواهیم یک دیوار را به کمک این پروژکتورها روشن کنیم باید از رفلکتور استفاده کنیم که خواه یا ناخواه مقدار زیادی نور را از دست می دهیم.
  8. توان واقعی : توان واقعی لامپ های متال هالید معمولاً بیشترا از مقدار نامی است. به طور مثال، لامپی که باید 400 وات مصرف داشته باشد زمانی که به حداکثر نوردهی می رسد 594 وات مصرف می کند.
  9. جریان راه اندازی: همانطور که ذکر شد لامپ های متال هالید، 5 دقیقه زمان نیاز دارند تا به حداکثر نور خود برسند. در این بازه ی زمانی، برای یونیزه کردن گاز داخل لامپ نیاز به جریان بیشتری دارد. این عملکرد نیاز به تجهیزاتی قویتر را لازم می دارد که متعاقباً هزینه های تابلو برق و تجهیزات را بالا خواهد برد.
  10. کاهش نور با گذشت زمان: شدت نور لامپ های متال هالید با گذشت زمان به شدت کاهش می یابد.

بسیاری از شرکت ها، اماکن، هتل ها، شهرداری ها، ... همه روزه در حال جایگزین کردن لامپ های متال هالید با پروژکتورهای LED هستند. این در حالی است که لامپ های متلا هالید از لحاظ میزان نوری که تولید می کنند، در مقایسه با لامپ های LED ارزانترند. اما این تنها مزیت این لامپ هاست. البته باید هزینه های جانبی از قبیل سیم کشی قوی، تهویه ی مناسب و تجهیزات قویتر تابلو برق را نیز لحاظ نمود.

 

نقشه ی مدار راه اندازی لامپ متال هالید

مدار راه انداز لامپ متال هالید مشابه مدار راه  انداز لامپ های بخار سدیم است که در شکل نشان داده شده است. در این نوع لامپ ها، ولتاژ ایگناتور برای لامپ های زیر 1000 وات، تقریباً دو کیلو ولت بوده و تا 5 کیلو ولت نیز برای لامپ های بزرگتر استفاده می شود.

لازم به ذکر  است که لامپ های سدیم، جیوه و متال هالید از روی حباب خود قابل شناسایی نیستند. برای شناسایی لامپ شاید بتوان با نگاه کردن به ساختمان داخلی آن ها متوجه شد؛ اما بهترین راه، خواندن کد یا نوشته ی روی لامپ است.

 

 

لامپ های متال هالید

   این لامپ ها نسل پیشرفته ای از لامپ های جیوه ای هستند؛ لذا ساختمان و طرز کار مشابهی دارند. متال هالید در دمای معمولی و پایین ذوب می شود. با اضافه کردن این ترکیب، بازده ی لامپ بالا می رود. این لامپ نیاز به  الکترود کمکی ندارد. رنگ نور این لامپ کاملاً سفید بوده و کیفیت خوبی دارد. این لامپ دارای دو حباب (جداره) است که حباب بیرونی، وظیفه ی محافظت حباب داخلی و جلوگیری از ساطع شدن اشعه ی ماورا بنفش به بیرون لامپ را بر عهده دارد. پس این لامپ به ماده ی فلورسانس در حباب داخلی خود احتیاج ندارد. جنس این حباب از کوارتز یا سرامیک است. شکل زیر انواع لامپ های متال هالید و ساختار داخلی آن را نشان می دهند.

 

                                                                               

                                                                                                 اجزای مختلف لامپ متال هالید

 

انواع لامپ های متال هالید

   از مهمترین انواع لامپ های متال هالید می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. لامپ هایی که همانند لامپ های جیوه ای، دارای حباب داخلی از جنس کوارتز و حباب خارجی به شکل استوانه یا بیضوی با دو الکترود اصلی و چند الکترود فرعی است. در لامپ های متال هالید، ولتاژ آتش (استارت) کمی بیشتر از لامپ های جیوه ای است. همچنین مدت زمان استارت برای اینکه لامپ به نور طبیعی خود برسد در حدود 15 دقیقه بوده و زمان لازم برای دوباره روشن کردن آن نیز حدود 15 دقیقه می باشد. به علاوه عمر این لامپ ها در حدود 7500 ساعت میانگین گرفته شده است.
  2. لامپ های خطی (MBIL): این لامپ ها دارای یک حباب بوده و الکترود کمکی ندارند. همچنین برای روشن کردن آن ها به ولتاژ استارت بیش از 240 ولت نیاز است که می توان جهت تأمین آن از ترانسفورماتور با پراکندگی زیاد استفاده کرد.  این لامپ ها با توان 750، 1200، 1600 و 2000 وات تا 10KW با حباب استوانه ای باریک و بلند استفاده می شوند. ضریب بهره ی نوری این لامپ حدود 85 لومن بر وات و طیف نوری آن ها خطی و پیوسته است. به علت اینکه این لامپ ها حباب خارجی ندارند، مقداری اشعه ی ماوراء بنفش از آن خارج می شود که برای چشم مضر است؛ لذا نباید مستقیم به لامپ نگاه کرد. عمر این لامپ ها حدود 3000 ساعت و زمان استارت آنها حدود 2 تا 3 دقیقه می باشد. کاربرد لامپ های خطی بشتر در کارهای عکاسی، نورافکن ها و استودیوها می باشد.
  3. لامپ های CSI: این لامپ ها در حجم کوچک با حباب کروی شکل ساخته شده و فاصله ی بین الکترود ها (که از تنگستن می باشند) 9 تا 14 میلیمتر است. این لامپ علاوه بر جیوه دارای یدورهای سدیم، گالیوم و تالیوم نیز می باشد. لامپ های CSI معمولاً با توان های 400 و 1000 وات ساخته می شوند و عمر آن ها در حدود 100 تا 200 ساعت تخمین زده شده است. همچنین ضریب بهره ی نوری آن ها حدود 90 لومن بر وات و زمان استارت لازم کمتر از یک دقیقه بوده و زمان لازم برای دوباره روشن کردن نیز 2 تا 5 دقیقه است. از این لامپ ها در کارهای عکاسی، پروژکتورها و استودیوها استفاده می شود.

معایب لامپ های متال هالید

   از مهمترین معایب لامپ های متال هالید می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  1. طول عمر: اولین و مهمترین پارامتر، موضوع طول عمر لامپ های متال هالید است. بهترین و مرغوبترین نوع از این لامپ ها طول عمری کمتر از 20000 ساعت دارند.
  2. زمان پاسخگویی: لامپ های متال هالید زمانی بالغ بر 5 دقیقه لازم دارند تا به حداکثر نور خود برسند. لامپ های متال هالید ایراد دیگری نیز دارند و آن این است که اگر شما این لامپ ها را به مدت بیش از 5 دقیقه روشن بگذارید این لامپ ها گرم می شوند. البته مشکل تنها گرم شدن آن نیست. اگر بعد از 5 دقیقه شما این لامپ را خاموش کنید دیگر نمی توان آن را فوراً روشن کرد. چرا که لامپ گرم شده و سنسور داخل لامپ به شما اجازه ی روشن کردن مجدد لامپ را تا زمانی که لامپ سرد نشده نمی دهد (حدود 3 دقیقه طول می کشد تا سنسور اجازه ی ورود ولتاژ را بدهد و تازه از اینجا به بعد 4 تا 5 دقیقه طول خواهد کشید تا به حداکثر نور خود برسد).
  3. تعداد روشن و خاموش شدن: عمر لامپ های متال هالید با روشن و خاموش شدن کم می شود.
  4. مصرف بالا و هزینه های جانبی: لامپ های متال هالید، نیاز به جریان بالایی دارند (خصوصاً لامپ های 400 وات به بالا). اگر سیم کشی مناسب برای جریان بالا، در ساختمان یا محل نصب این لامپ ها موجود نباشد، باید مجدداً سیم کشی نمود و این زمان و هزینه ی بیشتر را می طلبد.
  5. تغییر رنگ: برای تغییر رنگ در لامپ های متال هالید، معمولاً از فیلترهای رنگی استفاده می کنند. البته اکثر مواقع برای تولید یک رنگ خاص از یک فیلتر ثابت استفاده می شود و در برخی موارد نیز از لامپ های متال هالیدی که ذاتاً نور خاصی تولید می کنند استفاده می شود. اما اگر نور بخواهد متناوباً تغییر کند به این صورت عمل می شود که یک محور می چرخد و فیلتر رنگی مناسب را جلوی لامپ قرار می دهد.
  6. تنظیم شدت نور: امکان تنظیم نور به وسیله ی لامپ های متال هالید به هیج وجه وجود ندارد. یعنی یک پروژکتور 400 واتی که 38000 لومن نور می دهد نمی تواند 10000 لومن بدهد. ولی این کار برای مثال در لامپ های LED با استفاده از تکنولوژی PWM (که کنترل سطح ولتاژ به کمک تغییر پهنای پالس است و در اکثر میکرو کنترلرها موجود است) به راحتی امکان پذیر است.
  7. تنظیم زاویه ی تابش: نکته بعدی در رابطه با جهت دادن به نور است. نور لامپ های متال هالید در تمامی جهات منتشر می شود. این نور به سختی قابل کنترل است و نمی توان آن را به راحتی متمرکز کرد. برای مثال اگر بخواهیم یک دیوار را به کمک این پروژکتورها روشن کنیم باید از رفلکتور استفاده کنیم که خواه یا ناخواه مقدار زیادی نور را از دست می دهیم.
  8. توان واقعی : توان واقعی لامپ های متال هالید معمولاً بیشتر از مقدار نامی است. به طور مثال، لامپی که باید 400 وات مصرف داشته باشد زمانی که به حداکثر نوردهی می رسد 594 وات مصرف می کند.
  9. جریان راه اندازی: همانطور که ذکر شد لامپ های متال هالید، 5 دقیقه زمان نیاز دارند تا به حداکثر نور خود برسند. در این بازه ی زمانی، برای یونیزه کردن گاز داخل لامپ نیاز به جریان بیشتری دارد. این عملکرد نیاز به تجهیزاتی قویتر را لازم می دارد که متعاقباً هزینه های تابلو برق و تجهیزات را بالا خواهد برد.
  10. کاهش نور با گذشت زمان: شدت نور لامپ های متال هالید با گذشت زمان به شدت کاهش می یابد.

بسیاری از شرکت ها، اماکن، هتل ها، شهرداری ها، ... همه روزه در حال جایگزین کردن لامپ های متال هالید با پروژکتورهای LED هستند. این در حالی است که لامپ های متال هالید از لحاظ میزان نوری که تولید می کنند، در مقایسه با لامپ های LED ارزانترند. اما این تنها مزیت این لامپ هاست. البته باید هزینه های جانبی از قبیل سیم کشی قوی، تهویه ی مناسب و تجهیزات قویتر تابلو برق را نیز لحاظ نمود.

 

نقشه ی مدار راه اندازی لامپ متال هالید

مدار راه انداز لامپ متال هالید مشابه مدار راه انداز لامپ های بخار سدیم است که در شکل نشان داده شده است. در این نوع لامپ ها، ولتاژ ایگناتور برای لامپ های زیر 1000 وات، تقریباً دو کیلو ولت بوده و تا 5 کیلو ولت نیز برای لامپ های بزرگتر استفاده می شود.

لازم به ذکر  است که لامپ های سدیم، جیوه و متال هالید از روی حباب خود قابل شناسایی نیستند. برای شناسایی لامپ شاید بتوان با نگاه کردن به ساختمان داخلی آن ها متوجه شد؛ اما بهترین راه، خواندن کد یا نوشته ی روی لامپ است.

 

ارسال نظر