روشنایی

انواع منابع نوری قسمت دوم

انواع منابع نوری قسمت دوم

در قسمت اول لامپ های التهابی رشته ای و هالوژنی را با هم بررسی کردیم، ‌در این قسمت می خواهیم انواع لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز را واکاوی کنیم.


لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز:

نحوه تولید نور در این لامپ ها به این گونه است که جریان الکتریکی تحت شرایط مناسبی از میان گازها یا بخار های داخل لامپ عبور کرده و آن ها را یونیزه می کند، در این شرایط تبدیل انرژی صورت گرفته و انرژی الکتریکی به انرژی تابشی تبدیل می شود. منابع نوری که از این روش برای تولید نور بهره می برند نیازمند وسایلی مثل راه انداز، بالاست (بالاست‌ ابزاری است الکترونیکی که برای راه اندازی کردن و کنترل جریان در لامپ در ابتدای مسیر لامپ گذاشته می شود)، جرقه زن و یا خازن تصحیح ضریب قدرت برای راه اندازی اولیه لامپ می باشند. لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز به دو گروه پر فشار و کم فشار طبقه بندی می شوند. گاز های اصلی به کار رفته در این نوع لامپ ها جیوه و سدیم هستند. لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز را با HID مخفف High Intensity Discharge نیز نشان می دهند.

لازم به ذکر است استفاده از این نوع تکنولوژی تولید نور به دلیل بهره نوری کم، ‌نمود رنگ پایین و خطرناک بودن بخار جیوه برای محیط زیست و انسان در تمام دنیا به شدت رو به کاهش است و تولید این لامپ ها در اتحادیه اروپا نیز ممنوع شده ولی متاسفانه همچنان شاهد فروش و استفاده این نوع لامپ ها در کشورمان هستیم. اصولا این لامپ ها اندازه بزرگی دارند و طول عمر بالایی را برایشان تخمین می زنند (حدود 12000 تا 55000 ساعت) ولی کیفیت نور مناسبی ندارند و روشن شدن آن ها نیازمند صرف مقداری از زمان است به همین دلیل بیشتر در مکان های صنعتی به کار می روند.

  1. لامپ های بخار سدیم:

همان طور که گفتیم، لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز به دو گروه پر فشار و کم فشار طبقه بندی می شوند. لامپ های بخار سدیم در گروه کم فشار فقط نور زرد رنگ تولید می کنند و لامپ های بخار سدیم دسته پر فشار با نور سفید طلایی خود برای روشنایی معابر به کار می روند. هرچه میزان فشار بخار سدیم درون لامپ بیشتر باشد نمود رنگ نور آن ها بهتر می شود ولی به همان میزان نیز بهره نوری کاهش می یابد. نمود رنگ به معنی بازتابش نور از جسم و نمایش دقیق رنگ اجسام به چشم ناظر است. علت زمان راه‌اندازی طولانی‌ این لامپ‌ها وجود سدیم جامد در آن‌هاست که در دمای معمولی به بخار فلز تبدیل نمی‌شود و نیازمند زمان برای بخار کردن این ماده در درون لامپ است.

مزایای لامپ های سدیمی

  • طول عمر بالا
  • استفاده در جاده ها و معابر
  • بهره نوری بالا

معایب لامپ های سدیمی

  • کیفیت نور پایین
  • نیازمند زمان برای روشن شدن
  • اندازه بزرگ

 

لامپ سدیمی حبابی

لامپ سدیمی حبابی

 

لامپ سدیمی استوانه ای

لامپ سدیمی استوانه ای

 

    2. لامپ های بخار جیوه:

بزرگترین تفاوت لامپ های بخار جیوه و بخار سدیم، در استفاده از گاز آرگان به عنوان پر کننده حباب در لامپ های جیوه ای و استفاده از گاز نئون به عنوان پر کننده حباب در لامپ سدیمی است. لامپ های بخار جیوه به دو دسته فلورسنت و متال هالید تقسیم می شوند که لامپ های فلورسنت از نوع لامپ های بخار جیوه کم فشار بوده و لامپ های متال هالید،‌ از نوع لامپ های بخار جیوه پر فشار هستند.

    2.1 . لامپ های فلورسنت:

این لامپ ها به طور عام به لامپ مهتابی نیز مشهور شده اند که از یک لوله بلند با قطر کم، که سطح داخلی آن از پودر ماده فلورسنت (فسفر)‌ پوشیده شده ساخته می شوند. تابش ایجاد شده توسط این لامپ در محدوده موج های 185 تا 254 نانومتر است که کلا در ناحیه فرابنفش قرار دارد. در اثر برخورد این طول موج به لایه فلورسنتی نور رنگی و مرئی تولید می شود. با انتخاب درصد مخلوط مناسبی از فسفر می توان نمود رنگ را در آن ها بهبود بخشید:

1-لامپ استاندارد نمود رنگ بین 63 تا 73

2-لامپ سه فسفری نمود رنگ بین 80 تا 85

3-لامپ پنج فسفری نمود رنگ > 95

مزایای لامپ فلورسنتی

  • بهره نوری مناسب
  • طول عمر خوب 5000 تا 30000 ساعت
  • نمود رنگی خوب در مدل های پنج فسفری
  • دارای شکل های متنوع

معایب لامپ فلورسنتی

  • در دمای سرد خوب کار نمی کنند
  • اکثرا به بالاست و راه انداز احتیاج دارند
  • به علت اندازه بزرگ کنترل نور در آن ها به سادگی انجام نمی شود و تمرکز نوری ندارند
  • به راحتی دیمر نمی شوند
  • ثابت بودن دمای رنگ در هنگام دیمر شدن
  • داشتن خطرات شدید زیست محیطی در صورت شکستن
  • تولید اشعه فرابنفش
انواع لامپ فلورسنت:
  • لامپ فلورسنت خطی:

متداول ترین شکل لامپ فلورسنت نوع خطی آن است. تقسیم بندی آن ها بر اساس قطر لوله انجام می شود (T12 قطر لوله 38mm، سپس T10 قطر لوله 32mm، پس از آن T8 قطر لوله 26mm و T5 قطر لوله 16mm)  و مدل T8 پر استفاده ترین و محبوب ترین آن هاست. در توان های 4 تا 80 وات تولید می گردند و دارای طول عمر میانگین 8000 ساعت هستند.

لامپ مهتابی T8

لامپ مهتابی T8

 

  • لامپ فلورسنت دایره ای:

نسبت به دیگر مدل ها کم کاربرد تر بوده و از لوله لامپ خطی T8 در ساخت آن استفاده شده است. در توان های 22 وات تا 55 وات تولی می شود و طول عمری در حدود 5000 تا 9000 ساعت را دارد.

لامپ مهتابی دایره ای

لامپ مهتابی دایره ای

 

  • لامپ فلورسنت U شکل:

مدلی بسیار کم کاربرد از لامپ فلورسنت می باشد و در این مدل نیز از لوله لامپ خطی T8 برای ساخت آن استفاده شده است و میانگین طول عمر 7500 ساعت را دارد.

لامپ مهتابی U شکل

لامپ مهتابی U شکل

 

  • لامپ فلورسنت فشرده بالاست سرخود:

بعد از لامپ های خطی مهتابی، این نوع از لامپ فلورسنت نیز در میان عامه مردم بسیار محبوب شد. حمایت سنگین دولتی برای تولید این مدل و یارانه های بسیار زیاد برای خرید آن،‌ سادگی جایگزینی با لامپ های معمولی، بهره نوری خوب، بدون نیاز به راه انداز جداگانه برای آن و … باعث شد این لامپ نقش بسزایی در گذار از دوره لامپ های رشته ای و پر مصرف به سمت لامپ های کم مصرف داشته باشد. هرچند همچنان معایب زیست محیطی آن به خاطر جیوه موجود در حباب لامپ همچنان آزار دهنده بود، ولی نسبت به دوره خود بهترین گزینه به شمار می رفت. این مدل از منبع نور توان های بسیار متنوعی داشته و طول عمر آن ها را 6000 تا 15000 ساعت برآورد می کنند.

لامپ کم مصرف بالاست سرخود

لامپ کم مصرف بالاست سرخود

 

  • لامپ فلورسنت فشرده بدون بالاست:

این مدل با دو قطر لوله 13 و 18 سانتی متری با توان های 5 تا 80 وات تولید می گردد. طول عمری بین 10000 تا 20000 ساعت را داراست. کلاهک های این مدل ها 2 پین و 4 پین هستند که مدل 2 پین دارای راه انداز و خازن تغییر هستند ولی 4 پین فاقد راه انداز است.

 

لامپ کم مصرف فشرده بدون بالاست

لامپ کم مصرف فشرده بدون بالاست

     2.2 . لامپ های متال هالید:

لامپ های متال هالید نوع بهبود یافته لامپ های بخار جیوه پرفشار هستند. مشکل اصلی آن ها انتظار زمان طولانی حدودا 2 تا 5 دقیقه ای برای روشن شدن است ولی اکثرا بعد از گرم شدن و خاموش کردن آن، ‌بلافاصله روشن می شوند. در حباب داخلی آن ها علاوه بر جیوه، ترکیباتی از گازهای هالوژن با فلزات مختلف نیز وجود دارد که موجب افزایش بهره نوری و نمود رنگ آن ها می شود. نحوه قرار گیری برخی از این لامپ ها (افقی، عمودی و …) در طول عمر آن ها موثر است و این لامپ ها قیمت بالاتری نسبت به لامپ های فلورسنت و لامپ های التهابی دارند. حباب داخلی اکثر این منابع نوری از کوارتز تولید می شود که باعث ایجاد مشکلاتی در رنگ نورشان می گردد، چنانکه در بعضی از این لامپ ها با گذشت زمان رنگ نور آن ها تغییر می کند و از سفید به آبی یا سبز می گراید و در برخی پس از روشن کردن حتی دو لامپ مشابه هم، اختلاف رنگ بین آن ها مشاهده می شود. علت بروز این مشکلات ترکیبات شیمیایی سدیم با اکسید سیلیسیوم (کوارتز) است که موجب بر هم زدن تعادل گاز های موجود داخل حباب و در نتیجه تغییر رنگ نور لامپ می گردد. برای رفع این مشکلات نوع دیگری از حباب داخلی را توسعه دادند که جنس آن از سرامیک شفاف است. این لامپ ها نمود رنگ و بهره نوری بالاتری دارند ولی همچنان جنس حباب خارجی آن ها از کوارتز است تا اشعه های فرابنفش را از خود عبور ندهد.

مزایای لامپ های متال هالید:

  • بازدهی نور بالا
  • طول عمر بالا
  • نمود رنگ خوب در مدل های سرامیکی

معایب لامپ های متال هالید:

  • مصرف انرژی بالا
  • مدت زمان انتظار برای روشن شدن
  • دمای رنگ متغیر
انواع لامپ های متال هالید:
  • حبابی بیضی:

در دو نوع کلاهک E27 و E40 (سرپیچ معمولی و سرپیچ صنعتی)‌ و توان 70 تا 400 وات تولید می شوند. طول عمر بالای 10000 ساعت باعث محبوبیت این مدل ها شده و حباب داخلی کوارتز یا سرامیک است. حدود 2 تا 5 دقیقه نیز برای روشن شدن زمان احتیاج دارند.

لامپ متال هالید حبابی

لامپ متال هالید حبابی

 

  • حبابی لوله ای (استوانه ای):

تنها تفاوت این مدل با مدل بیضی، فقط شکل حباب آن هاست. و برحسب سلیقه از سوی خریداران انتخاب میگردد.

لامپ لوله ای (استوانه ای) متال هالید

لامپ لوله ای (استوانه ای) متال هالید

 

  • دوکلاهکه (مدادی):

در توان های 35 تا 150 وات با طول عمر 6000 ساعت و توان های 250 تا 2000 وات با طول عمر حدودی 20000 ساعت تولید می گردد. حباب داخلی از جنس کوارتز یا سرامیک است و مدت زمان حدودی 2 تا 5 دقیقه برای روشن شدن زمان می برد.

لامپ مدادی دو کلاهکه متال هالید

لامپ مدادی دو کلاهکه متال هالید

 

  • سوزنی:

این مدل در توان های 20 تا 150 وات تولید می گردد طول عمر 1500 تا 3000 ساعته را دارد. در حباب خارجی آن تکنولوژی Anti-UV به کار رفته و 2 تا 3 دقیقه زمان روشن شدن آن است. بیشترین کاربرد این لامپ درون فروشگاه ها می باشد.

لامپ سوزنی متال هالید

لامپ سوزنی متال هالید

 

  • رفلکتور دار:‌

دارای رفلکتور سهمی شکل بوده و در توان های 20 تا 70 وات تولید می گردند، توانایی کنترل پخش نور در زاویه 10 تا 40 درجه می باشد و طول عمری بین 10000 تا 150000 ساعت را دارند.

 

لامپ رفلکتور دار متال هالید

لامپ رفلکتور دار متال هالید

 

 

پایان قسمت دوم

منابع:  اصول و روش های طراحی نورپردازی – ساناز امیدوار

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

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