از جمله لامپ های گازی لامپ متال هالید است که به کمک یک قوس الکتریکی از طریق مخلوط گازی جیوه‌ی تبخیر شده و هالیدهای فلزی (ترکیبات فلزات با برم یا ید) نور تولید می‌کند. آن‌ها در دهه‌ی 1960 توسعه یافته و شبیه لامپ‌های بخار جیوه هستند، اما ترکیبات متال هالید اضافی در لوله‌ی قوس کوارتز را شامل می‌شوند که کارایی و بازتاب رنگ نور را بهبود می‌بخشد. در این مطلب، اطلاعات بیشتری در رابطه با بدنه لامپ متال هالید و ساختار آن ارائه خواهیم داد.
ساختار و بدنه لامپ متال هالید چگونه است؟
پیش از بررسی بدنه لامپ متال هالید بهتر است ابتدا اطلاعات مختصری در رابطه با این لامپ‌ها ارائه دهیم. لامپ‌های متال هالید که اغلب در میکروسکوپ مورد استفاده قرار می‌گیرند، به طور کلی تصاویر بسیار روشن‌تری نسبت به فلوروفورها تولید میکنند. زیرا شدت لامپ‌های متال هالید حدود 50 درصد قوی‌تر از لامپ‌های قوس جیوه است. این منابع در آزمایشات تصویربرداری با سلول‌های زنده با استفاده از EGFP کاربرد دارند. علاوه بر این، لامپ‌های متال هالید تابش یکنواخت‌تری نسبت به لامپ‌های جیوه‌ای ایجاد میکنند، کیفیتی که این منابع را برای سنجش‌های کمی بسیار معتبرتر می‌کند. منابع نوری متال هالید تجاری که برای میکروسکوپ طراحی شده‌اند، طول عمر لامپ‌های قوسی را افزایش داده اند (تا 2000 ساعت در مقابل 200 ساعت برای لامپ‌های جیوه‌ای) و مشکلات تراز سنتی را برطرف میکنند تا روشنایی یکنواختی در سراسر محیط ایجاد شود. این لامپ‌ها دارای چندین خط انتشار برجسته در مناطق طیفی ماوراء بنفش، بنفش، آبی، سبز و زرد بوده و به طور قابل توجهی از میانگین خروجی پیوسته روشن‌تر هستند. تقریبا 90 درصد انرژی الکتریکی تامین شده از لامپ‌های متال هالید به طور موثر به نور تبدیل می‌شود. باقی مانده‌ی آن در درجه‌ی اول از طریق گرمایش مقاومتی از بین می‌رود.
طراحی لامپ متال هالید
از طراحی و ساخت بدنه لامپ متال هالید در موارد مختلف استفاده می‌شود، اما آن‌هایی که در میکروسکوپ فلورسانس استفاده می‌شوند، مدل‌های قوس کوتاه سفارشی هستند که در بازتابنده‌های بیضوی قرار دارند. لوله‌ی تخلیه از سیلیس یا کوارتز ذوب شده ساخته شده که سیستم الکترود را در بر گرفته و حاوی گازهای پر کننده و نمک‌های فلزی است. قوس تخلیه در ناحیه‌ی بین نوک کاتد و آند (که به آن شکاف الکترود گفته می‌شود) می‌سوزد. کوارتز ذوب شده یکی از معدود موادی است که می‌تواند فشارهای مکانیکی شدید و بارهای حرارتی وارد شده به لامپ‌های هالید فلزی را تحمل کند، که باید بتواند در دمای نزدیک به 950 درجه‌ی سانتی‌گراد و فشار تا 40 اتمسفر کار طولانی مدت مقاومت کند. در ساخت بدنه لامپ متال هالید در برخی از طرح‌های لامپ با عملکرد بالا، ضخامت کوارتز می‌تواند تا 5 میلی متر باشد. در حین تولید، الکترودها به صورت هرمتیک در داخل شفت (shaft) لامپ مهر و موم شده و با فویل و پین مولیبدن به پایه‌ها متصل می‌شوند. پایه‌های لامپ، امکان اتصال به منبع تغذیه‌ی خارجی را فراهم میکنند و همچنین غالبا برای پشتیبانی مکانیکی کاربرد دارند. در لامپ‌های همراه با بازتابنده‌های دوگانه، محور طولانی محور کوارتز به موازات محور نوری بازتابنده‌ی بیضوی جهت‌گیری شده است تا شکاف الکترود دقیقا در نقطه‌ی کانونی تراز شود. یک سر شافت لامپ به پایه‌ی بازتابنده‌ی سرامیکی و انتهای دیگر به مرکز بازتابنده متصل شده و از طریق برق با کابل به منبع تغذیه متصل می‌شود.
الکترودهای لامپ‌های متال هالید با آلیاژهای تنگستن ساخته شده‌اند و برای نمونه‌هایی که با جریان متناوب (AC) مورد استفاده قرار می‌گیرند، شکل یکسانی دارند. لامپ‌هایی که برای عملکرد جریان مستقیم (DC) طراحی شده‌اند، شامل یک آند بزرگ‌تر و یک کاتد کوچک‌تر و نوک تیز هستند. به طور کلی، الکترودهای مورد استفاده در بدنه لامپ متال هالید به دو دسته تقسیم می‌شوند: الکترودهای پین و سیم پیچ. (در تصویر بالا قسمت C) الکترودهای سیم پیچ نسخه‌های نازک‌تری از الکترودهای پین هستند. طراحی الکترود تاثیر عمیقی بر مشخصات دمای میله‌ی تنگستن دارد. در لامپ‌های متال هالید، پیکربندی الکترود باید به شکل لیوان (ناحیه‌ی انتقال بین لامپ و محور) باشد. طراحی الکترود همچنین باید حذف لانه‌های حرارتی احتمالی (قسمت‌های دارای دمای بالاتر از محیط اطراف آن‌ها) را در نظر بگیرد و قوس را به عنوان پایه‌ای پایدار که در آن فعالیت بهینه‌ی انتشار الکترون می‌تواند انجام شود، ارائه دهد. بهترین الکترودها به اندازه‌ی کافی پایدار هستند تا بتوانند طول عمر لامپ و عملکرد درست آن را تضمین کنند.
منبع
