لامپ متال هالید

یکی از انواع لامپ های پرکاربرد، لامپ متال هالید 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، بازدۀ 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، وظیفۀ محافظت حباب داخلی و جلوگیری از ساطع شدن اشعۀ ماورا بنفش به بیرون لامپ را بر عهده دارد. پس این لامپ به مادۀ 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.

انواع لامپ متال هالید

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

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 این لامپ ها، 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 ۱۵ دقیقه بوده و زمان لازم برای دوباره روشن کردن آن نیز حدود ۱۵ دقیقه می باشد. به علاوه عمر این لامپ ها در حدود ۷۵۰۰ ساعت می باشد.
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 ۲۴۰ ولت می باشد که می توان جهت تأمین آن از ترانسفورماتور با پراکندگی زیاد استفاده کرد. این لامپ ها با توان ۷۵۰، ۱۲۰۰، ۱۶۰۰ و ۲۰۰۰ وات تا ۱۰KW با حباب استوانه ای باریک و بلند استفاده می شوند. ضریب بهره ی نوری این لامپ حدود ۸۵ 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 ۳۰۰۰ ساعت و زمان استارت آنها حدود ۲ تا ۳ دقیقه می باشد. کاربرد لامپ های خطی بشتر در کارهای عکاسی، نورافکن ها و استودیوها می باشد.
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) ۹ تا ۱۴ میلیمتر است. این لامپ علاوه بر جیوه دارای یدورهای سدیم، گالیوم و تالیوم نیز می باشد. لامپ های CSI معمولاً با توان های ۴۰۰ و ۱۰۰۰ وات ساخته می شوند و عمر آن ها در حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ ساعت می باشد. همچنین ضریب بهره ی نوری آن ها حدود ۹۰ لومن بر وات و زمان استارت لازم کمتر از یک دقیقه بوده و زمان لازم برای دوباره روشن کردن نیز ۲ تا ۵ دقیقه است. از این لامپ ها در کارهای عکاسی، پروژکتورها و استودیوها استفاده می شود.

معایب لامپ متال هالید

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

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 ۲۰۰۰۰ ساعت دارند.
زمان پاسخگویی: لامپ های متال هالید زمانی بالغ بر ۵ 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 ۵ دقیقه روشن بگذارید این لامپ ها گرم می شوند. البته مشکل تنها گرم شدن آن نیست. اگر بعد از ۵ 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 اجازۀ روشن کردن مجدد لامپ را تا زمانی که لامپ سرده نشده نمی دهد (حدود ۳ دقیقه طول می کشد تا سنسور اجازه ی ورود ولتاژ را بدهد و تازه از اینجا به بعد ۴ تا ۵ دقیقه طول خواهد کشید تا به حداکثر نور خود برسد).
تعداد روشن و خاموش شدن: عمر لامپ های متال هالید با روشن و خاموش شدن کم می شود.
مصرف بالا و هزینه های جانبی: لامپ های متال هالید، نیاز به جریان بالایی دارند (خصوصاً لامپ های ۴۰۰ 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 هزینۀ بیشتر را می طلبد.
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.
تنظیم شدت نور: امکان تنظیم نور به وسیلۀ لامپ های متال هالید به هیج وجه وجود ندارد. یعنی یک پروژکتور ۴۰۰ واتی که ۳۸۰۰۰ لومن نور می دهد نمی تواند ۱۰۰۰۰ 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.
تنظیم زاویۀ 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.
توان واقعی : توان واقعی لامپ های متال هالید معمولاً بیشتر از مقدار نامی است. به طور مثال، لامپی که باید ۴۰۰ وات مصرف داشته باشد زمانی که به حداکثر نوردهی می رسد ۵۹۴ وات مصرف می کند.
جریان راه اندازی: همانطور که ذکر شد لامپ های متال هالید، ۵ 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.
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.

تجهیزات مورد نیاز لامپ متال هالید و بخار سدیم

برای لامپ های بخار سدیم و متال هالید نیز نیاز به مدارات جانبی داریم. مدارات جانبی این گروه از لامپ ها نیز می تواند به صورت مغناطیسی و یا الکترونیکی باشد.

بالاست های مغناطیسی

برای راه اندازی لامپ های متال هالید و لامپ های بخار سدیم، نیاز به بالاست (برای محدود کردن جریان) و وسیله ای برای راه اندازی لامپ به نام ایگنایتور (Ignitor) داریم.

ایگنایتور از تعدادی المان الکترونیکی تشکیل شده و وظیفه آن تولید ولتاژ زیاد در لحظه راه اندازی است. چوک در اینجا بیشتر نقش محدود کننده جریان را ایفا می کند ضمن اینکه در راه اندازی مدار نیز نقش دارد. ولتاژ مورد نیاز برای راه اندازی لامپ های زیر W 70 با سرپیچ ادیسونی (E27) طبق استاندارد ۶۰۶۶۲IEC21 2.3 -1.8 است که مقدار آن بستگی به توان مصرفی لامپ دارد.

در مورد توان های بالاتر لامپ های بخار سدیم و متال هالید، ولتاژ راه اندازی (Ignition Voltage) به ۵-۴ کیلو ولت می رسد. در اغلب موارد ولتاژ راه اندازی ۶۰، ۹۰، ۲۴۰ و یا °۲۷۰ الکتریکی نسبت به ولتاژ اصلی خط اختلاف فاز دارد.

منبع:الیکا