در سال 1958، EG Fridrich و EH Wiley لامپ هالوژن تنگستن را با معرفی یک گاز هالوژن (عمدتاً ید) در داخل لامپ رشته ای توسعه دادند. اساساً بدون گاز هالوژن، رشته لامپ رشته ای به دلیل تبخیر رشته در دمای کار بالاتر، به تدریج عملکرد خود را از دست می دهد. تنگستن تبخیر شده از رشته لامپ رشته ای معمولی به تدریج در سطح لامپ رسوب می کند و لومن از راه خود برای خارج شدن از لامپ مسدود می شود؛ بنابراین کارایی یعنی لومن/وات لامپ رشته ای به تدریج کاهش می یابد. اما قرار دادن گاز هالوژن در لامپ رشته ای علاوه بر مزیت های مختلف بر این مشکل نیز غلبه می نماید، زیرا این گاز هالوژن وارد شده به تنگستن تبخیر شده کمک می کند تا تنگستن هالید تشکیل دهد که هرگز روی سطح داخلی لامپ در دمای سطح لامپ بین 500 تا 1500 کلوین رسوب نمی کند. بنابراین لومن ها هرگز با انسداد مواجه نمی شوند و لومن در هر وات لامپ خراب نمی گردد.
اصل کار لامپ هالوژن:
اصل کار لامپ هالوژن بر اساس چرخه احیا کننده هالوژن است.
در لامپ رشته ای به دلیل دمای بالا، رشته تنگستن در حین کار تبخیر می شود. به دلیل جریان همرفتی گاز در داخل لامپ، تنگستن تبخیر شده از رشته دور می‌شود. دیواره لامپ نسبتا خنک است. از این رو تنگستن تبخیر شده سپس به دیواره لامپ داخلی می چسبد. وقتی از هالوژن مانند ید در محفظه لامپ استفاده می شود، این مورد صادق نیست. دمای رشته لامپ هالوژن در حدود 3300K حفظ می شود. بنابراین در اینجا نیز تنگستن از رشته لامپ تبخیر می شود. به دلیل جریان همرفتی گاز در داخل لامپ، اتم های تنگستن تبخیر شده به دور از رشته به منطقه دمای نسبتا پایین تر منتقل می شوند، جایی که با بخار ید ترکیب می شوند و یدید تنگستن را تشکیل می دهند. دمای مورد نیاز برای ترکیب تنگستن و ید 2000K است.
سپس همان جریان همرفتی گاز در داخل لامپ، یدید تنگستن را به دیواره با دمای نسبتاً پایین‌تر می‌برد. اما لامپ به گونه ای طراحی شده است که دمای دیواره شیشه ای بین 500K تا 1500K باقی می ماند و در آن دما یدید تنگستن به دیواره لامپ نمی چسبد. به دلیل جریان همرفتی مشابه گاز در داخل لامپ، به سمت رشته برمی گردد. دوباره، در مجاورت نزدیک رشته که دمای آن بیش از 2800K است، یدید تنگستن به بخار تنگستن و ید شکسته می شود. زیرا این دمای مورد نیاز برای شکستن یدید تنگستن به اتم تنگستن و ید بیش از 2800K است.
سپس این اتم‌های تنگستن بیشتر ادامه می‌دهند و دوباره روی رشته رسوب می‌کنند تا تنگستن تبخیر شده قبلی را جبران کنند. پس از آن دوباره به دلیل دمای بالای رشته، تبخیر می شوند و آزاد می گردند تا ید به دست آورند و یدید تشکیل دهند. این چرخه بارها و بارها تکرار می شود. از این رو فیلامنت به طور دائم تبخیر نمی شود، بنابراین دمای فیلامنت را می توان در سطح بسیار بالایی در مقایسه با لامپ رشته ای معمولی حفظ کرد که باعث کارآمدتر شدن آن یعنی امتیاز لومن/وات بیشتر می شود. از آنجایی که فیلامنت تبخیر دائمی ندارد، طول عمر لامپ های هالوژن تنگستن با وضوح روشنایی بسیار طولانی تر می شود.
این یک معادله شیمیایی است :
ساخت لامپ هالوژن :
در مقایسه با لامپ هالوژن، لامپ رشته ای قادر است تنها 80 درصد از لومن خود را در پایان عمر تامین نماید، زیرا شفافیت دیواره شیشه ای به دلیل رسوب تنگستن روی آن محو می شود در حالی که لامپ هالوژن ، تنگستن روی آن محو می گردد.
لامپ هالوژن قادر است بالای 95 درصد از لومن های خود را در پایان عمر حفظ کند. قبلاً از شیشه بوروسیلیکات یا آلومینوسیلیکات برای ساخت لامپ هالوژن استفاده می شد. زیرا قابلیت تحمل دمای بالاتری دارند و ضریب انبساط حرارتی آنها بسیار پایین است. اما در حال حاضر کوارتز یک روزه به طور گسترده برای ساخت شیشه لامپ هالوژن استفاده می شود. کوارتز سیلیس شفاف و دی اکسید سیلیکون خالص است. در مقایسه با شیشه بوروسیلیکات یا آلومینا سیلیکات بسیار قوی تر است و دمای بالاتری را تحمل می کند
کاربرد لامپ های هالوژن تنگستن :
لامپ‌های هالوژن تنگستن می‌توانند چندین شکل داشته باشند، اما اغلب لوله‌ای هستند و رشته آن به صورت محوری است. مجدداً آنها در هر دو نوع دو سر و تک پایان موجود هستند. دو نوع در زیر نشان داده شده است.
لامپ های هالوژن تنگستن دمای رنگ همبسته، نگهداری لومن عالی و عمر معقول دارند.
لامپ های هالوژن تنگستن برای استفاده در نورپردازی در فضای باز مناسب هستند، به ویژه می توان از آنها در نورپردازی سالن های ورزشی و تئاتر، استودیو و نورپردازی تلویزیون و غیره استفاده کرد.
لامپ های هالوژن تنگستن به طور گسترده به عنوان نورافکن، پروژکتور فیلم و ابزار علمی استفاده می شود. انواع لامپ هالوژن تنگستن در بازار لامپ های رشته ای تنگستن فشار ضعیف نیز موجود می باشد. آنها در 12، 20، 42، 50 و 75 وات در دسترس هستند که بین 3000K تا 3300K کار می کنند. عمر آنها از 2000 ساعت تا 3500 ساعت متغیر است.
از آنجایی که لامپ‌های هالوژن معمولاً از تجهیزات نمایش نوری استفاده می‌شوند، امروزه به طور گسترده در نورپردازی نمایشگر نیز استفاده می‌شوند
اجزای لامپ هالوژن تنگستن :
قسمت اصلی لامپ هالوژن تنگستن، کپسول کوچک هالوژن تنگستن است که به صورت یک تکه سیمان شده است،
تمام بازتابنده های شیشه ای به عنوان وجوهی برای کنترل نوری پرتو هستند.
لامپ MR16 دارای بازتابنده چند وجهی با قطر 2 اینچ است. بازده نوری کمی بالاتر از لامپ های رشته ای ولتاژ استاندارد دارد. اندازه آنها نیز کوچکتر است و امکان اتصال فشرده را فراهم می نماید.
