لامپ بخار جیوه

از اولین لامپ های تخلیه گازی با شدت بالا لامپ بخار جیوه است که زیر دسته لامپ عمومی است برای طیف گسترده ای از کاربردهای روشنایی بخصوص مکان های تجاری تولید می شوند. اکثر مدل های لامپ بخار جیوه نور سفید مایل به آبی تولید می کنند. از دهه 1940 لامپهای بخار جیوه در برنامه های روشنایی از خیابانها و پارکینگها ، روشنایی منظره ، کارخانه ها و سالنهای بدنسازی مورد استفاده قرار گرفته اند.

نحوه کار لامپ بخار جیوه

لامپ بخار جیوه لامپ تخلیه گازی است که از قوس الکتریکی درون جیوه بخار شده نور ساطع می کند. قوس یا آرک الکتریکی درون یک لوله که از کوارتز ذوب شده ساخته شده و درون یک لامپ شیشه ای بزرگتر قرار دارد، رخ می دهد. در واقع در طی این روند یک نور سفید روشن و با عمر نسبتاً طولانی تولید می شود. شیشه بیرونی لامپ ممکن است شفاف یا پوشیده شده از فسفر باشد.  لامپ بخار جیوه در وات های مختلف برای کار به بالاست نیاز دارد، برخی از آنها شروع کننده داخلی دارند و نیازی به بالاست ندارند (غالباً به آن ها لامپ جیوه “خود بالاست” گفته می شود).
روشنایی لامپ بخار جیوه همانند لامپ متال هالید است. این لامپ حاوی یک لوله قوس دار داخلی است که از کوارتز ذوب شده ساخته شده است. کوارتز ذوب شده می تواند تغییرات عمده ای در دما ایجاد کند بدون اینکه ترک بخورد ، بعلاوه در دمای بالا ذوب نمی شود ، و این گزینه ای عالی برای لوله ای است که قوس الکتریکی مورد نیاز برای روشن شدن لامپ را فراهم می کند.
لوله قوس داخلی کاملاً توسط یک لامپ خارجی احاطه شده است که به طور کلی لامپ واقعی محسوب می شود. لامپ بیرونی می تواند شفاف باشد ، یا گاهی اوقات با فسفر پوشانده شده است. وظیفه لامپ خارجی نگه داشتن گرما و کمک به کاهش میزان نور ماورا lower بنفش (UV) ساطع شده از لامپ است. به علاوه لامپ های بخار جیوه امروزه به طور معمول در داخل کشور تحت فشار زیادی قرار دارند ، بنابراین لامپ خارجی همه چیز را در داخل نگه می دارد و به جایی که لازم است فشار می دهد
هنگامی که برق به لامپ بخار جیوه ارائه می شود ، یک قوس جریان الکتریکی از الکترود در انتهای لوله قوس داخلی به سر دیگر منتقل می شود. به این قوس الکتریکی کمک می کند تا از طریق گاز آرگون در داخل لامپ جریان یابد. همچنین در آن جیوه وجود دارد که درون قطره به صورت قطره مایع قرار دارد. با شروع جریان الکتریکی ، قسمت داخلی لامپ شروع به گرم شدن می کند و در نتیجه باعث قطره شدن قطرات جیوه شده و با گاز آرگون داخل آن مخلوط می شود. جیوه یونیزه شده و نور ساطع می شود.

مزایای لامپ بخار جیوه

از مزایای لامپ بخار جیوه این است که نور آن ها از لامپ های رشته ای و فلورسنت بیشتر است. این لامپ ها به ویژه برای کاربردهای بیرونی ، با بازدهی درخشان از 35 تا 65 لومن / وات بسیار مناسب هستند. علاوه بر این، عمر طولانی لامپ آنها (در محدوده 24000 ساعت)، همراه با شدت زیاد، نور سفید روشن و شفاف باعث شده است که آنها برای استفاده در فضای باز مانند محوطه سازی و روشنایی خیابان ها در دهه های متمادی ایده آل باشند. لامپ های بخار جیوه حداقل 24000 ساعت دوام می آورند و بسیاری از آنها دوام می آورند

معایب لامپ بخار جیوه

لامپ بخار جیوه شفاف به دلیل مواد شیمیایی استفاده شده در لوله قوس، که بیشتر جیوه است ، نور سفید با رنگ سبز مایل به آبی ساطع می کنند. به همین دلیل، لامپ بخار جیوه برای نمایش رنگ پوست انسان مناسب نیستند ، بنابراین این نوع لامپها معمولاً در فروشگاههای کوچک، مدارس، بیمارستانها و سایر کاربردهای تجاری مشابه استفاده نمی شوند. برعکس، در نورپردازی منظره ها، لامپ بخار جیوه باعث می شود گیاهان و درختان بسیار غنی و سرزنده به نظر برسند، زیرا آنها رنگ سبز شاخ و برگ را به زیبایی نمایان می کنند.
به جای جیوه مایع، یک لامپ بخارجیوه ممکن است یک آمالگام داشته باشد. هنگامی که چنین لامپی خاموش می شود، جیوه تا حد زیادی در آمالگام بسته می شود و این بدان معنی است که خطر سمی مرتبط با شکستن لامپ کاهش می یابد و فرد می تواند قطعات آمالگام را قبل از تبخیر زیاد جیوه جمع آوری کند. مانند اکثر انواع دیگر لامپهای بخار فلزی ، لامپهای بخار جیوه نیز باید با یک بالاست الکتریکی مناسب برای تثبیت جریان الکتریکی کار کنند

انواع لامپ های بخار جیوه کم فشار

لامپ های کم فشار جیوه طیف نوری مشخصی را با خطوط طیفی مشخص، بیشتر در منطقه طیفی قابل مشاهده و ماورا بنفش و تا حدودی در طیف مادون قرمز را نشان می دهد. تعداد قابل توجهی از خطوط طیفی استاندارد جیوه وجود دارد که می تواند با لامپ های طیفی مبتنی بر جیوه تولید شود. طول موج معمولی 184.5 نانومتر ، 253.7 نانومتر ، 365.4 نانومتر ، 404.7 نانومتر ، 435.8 نانومتر ، 546.1 نانومتر ، 578.2 نانومتر و 1014 نانومتر است.
لامپهای کم فشار جیوه همچنین به عنوان منابع نسبتاً کارآمد نورماوراء بنفش برای کاربردهایی مانند لیتوگرافی، طیف سنجی UVسولاریوم ، تولید ازن و میکروب کشی استفاده می شوند. درخشش بالا برای چنین کاربردهایی نیاز نیست. برای کاربردهایی که فقط از خروجی نورمرئی لامپ استفاده می شود (به عنوان مثال روشنایی) معمولاً برای از بین بردن نور ماوراء بنفش به فیلتر UV جذب کننده نیاز است که به چشم و پوست آسیب نزند

 بخار جیوه فشار قوی

لامپ بخار جیوه فشار بالا (نوعی لامپ تخلیه گازی با شدت بالا) در فشار یک اتمسفر و با تراکم قدرت بسیار بالا کار می کند، به طوری که جیوه بیشتری تبخیر می شود. تراکم بالای بخار امکان تابش نور با تابش بسیار بالاتر را فراهم می کند. در چنین لامپ هایی ، گسترش طیفی بسیار قوی تری نیز وجود دارد. انتشار نور نه فقط شامل خطوط منبسط نشده ، بلکه پیوسته و شدید است
لامپ بخار جیوه با فشار بالا می تواند به عنوان منبع نور سفید استفاده شود. اما تن رنگ نور آنها متمایل به آبی-سبز (دمای رنگ نسبتاً بالا) است و نور قرمز در آن وجود ندارد. لامپ بخار جیوه فشار قوی بیشتر برای کاربردهای روشنایی با قدرت بالا استفاده می شوند

لامپهای بخار جیوه فشار متوسط

همچنین لامپهای جیوه ای با فشار متوسط وجود دارند که ویژگی های لامپ بخار جیوه فشار بالا و پایین را در حد متوسط دارند و در درجه اول نور UV-A یا UV-C منتشر می کند ، به عنوان مثال برای کاربردهایی مانند ضد عفونی ، درمان با اشعه ماورا بنفش و سایر فرآیندهای فتوشیمیایی استفاده می شوند

تاریخچه لامپ های بخارجیوه

تاریخچه لامپ بخار جیوه کاملاً به سال 1835 برمی گردد ، زمانی که یک مخترع و دانشمند انگلیسی به نام چارلز ویت استون برای اولین بار شروع به آزمایشی کرد تا پاسخ اینکه چه اتفاقی ممکن است در صورت عبور قوس الکتریکی از بخار جیوه رخ دهد کرد
سپس چند سال بعد در سال 1860 انگلیسی دیگری – جان توماس وی – نسخه بسیار ابتدایی لامپ بخار جیوه را تولید کرد. بعداً در سال 1892 لئو آرونز از دانشگاه برلین نیز نسخه اولیه لامپ را ارائه داد. با این حال ، لامپ آرونس نوری را منتشر می کند که بیش از حد دارای رنگ سبز مایل به آبی است و باعث می شود برای اکثر مردم بسیار قابل استفاده نباشد.
تا سال 1901 بود که نسخه ای از لامپ بخار جیوه که امروزه آن را می شناسیم توسط مهندس برق آمریکایی پیتر کوپر هیویت ساخته شد و در 17 سپتامبر 1901 ، هیویت حق اختراع ان در ایالات متحده را دریافت کرد. پس از دو سال هیویت نسخه پیشرفته ای از لامپ بخار جیوه خود را ارائه داد که کیفیت نور بهتری را ارائه می داد.
یک عیب لامپ بخار جیوه اصلی هیویت ، استفاده مقدار زیادی جیوه بود. در دهه 1930 محققان تلاش کردند ببینند که آیا آنها هنوز هم می توانند از همان روند با استفاده از جیوه کمتر استفاده کنند. این لامپ های جدیدتر در نهایت توسط شرکت هایی مانند جنرال الکتریک ساخته شده اند