卤钨灯、钠灯、金属卤化物灯的发光原理_卤钨灯的寿命卤钨灯、钠灯、金属卤化物灯的发光原理2009年10月19日星期一15：571、卤钨灯充有溴碘等卤族元素或卤化物的钨灯称为卤素灯或卤钨灯。它是新一代白炽灯。为提高白炽灯的发光效率，必须提高钨丝的温度，但相应会造成钨的蒸发，使玻壳发黑。在白炽灯中充入卤族元素或卤化物，利用卤钨循环的原理可以消除白炽灯的玻壳发黑现象。这就是卤素灯的来由。但为确保卤钨循环的正常入行，必须大大缩小玻壳尺寸，以提高玻壳温度(一般要求碘钨灯的玻壳温度为250-600℃，溴钨灯的玻壳温度为200-1100℃)，使灯内卤化钨处于气态。因此，卤素灯的玻壳必须使用耐高温和机械强度高的石英玻璃。其结构有双端直管形、单端圆柱形和反射形。由于使用石英玻璃作玻壳，卤素灯又常称石英灯。其中反射形卤素灯因带有反射杯，又常称杯灯。卤钨灯功率有5W、10W、15W、20W、25W、30W、35W、40W、45W、50W、60W、70W、100W、150W、200W和250W等多种。工作电压有6V、12V、24V、28V、110V和220V等多种。灯头有螺口式(E10、E11、E14等)、插渗入渗出式(GU5.3、GX5.3、GY6.35、GZ4和G8等)和直接引出式。其中杯灯还有带前罩与不带前罩之分。杯口直径有25mm(MR8)，35mm(MR11)和50 mm(MR16)等几种。反射角有8°、10°、12°、20°、24°、30°、36°、40°和60°等多种。
由于卤素灯中钨的蒸发受到有效的抑制，加之卤钨循环消除了玻壳发黑，卤素灯灯丝的温度就可大大提高(高达3000℃)，使卤素灯的发光效率远比普通白炽灯高。例如，白炽灯需要消耗75W电能才能达到960流明的光通量，而卤素灯仅需50W。卤素灯尤其吸引人的地方是它的体积小巧玲珑，品种规格多种多样，尤其杯灯可把光线集中反射，相对于散射型光源而言，消耗同样电功率，可获得强得多的照度，因此，人们觉得卤素灯"特别明亮"，能使物体的表面色泽更绚丽，光彩更夺目，甚至觉得有迷人的闪烁效果。杯灯的反射角度有从窄到宽多种角度可供选择(越窄越觉明亮)，也给专业灯光设计提供很大的创意空间。卤素灯具有体积小、发光效率高(达17-33 lm/W)、色温稳定(可选取2500K-3500K)、光衰小(5%以下)、寿命长(可达3000小时至5000小时)等特点，这些特点显示出它有取代普通白炽灯的趋势。但石英玻璃昂贵，卤素灯的价格当然要比白炽灯高。同白炽灯一样，卤钨灯按用途、结构和外形也可分成许多类别。 2、钠灯钠灯是一种发光效率很高的新型电光源，其效率可高达100lm/w，钠灯分有高压和低压钠灯两种。在玻璃外壳内有一个特种玻璃制成的放电管，其管内充有适量的钠，汞滴和惰性气体，放电管和玻璃壳之间抽成真空，以减少环境温度对灯的影响。低压钠灯幅射出柔和的黄色光，它分有直流和交流两种，其发光率比白炽灯高10倍以上，能穿透烟雾，适宜在烟雾较多的场所做照明用，也可做偏振计，旋光计，折光今儿等光学仪器中的单色光源，这种灯的放电管一般制成长而窄的u形状，管的温度需保持在270度左右，使钠蒸气为5Torr，所以采用一个涂有红外线反射膜的外套。并抽成真空，以减少放电管的损失。钠在98度以下为固体，其蒸气压力很低，不易使放电管起弧，为使灯管起动电压降低，在放电管内充渗入渗出氖气，并混渗透1%以下的氩气，虽然氩气量微，但能使灯的起动电压降低50%左右。由于在高温下钠蒸气的化学反映能力很强，能腐蚀大多数种类的玻璃。因此在放电管内的玻璃内壁覆盖一层抗钠玻璃层。此外放电管也可以使用与钠不起反映的耐高温半透明氧化铝陶瓷或全透明刚玉制成。高压钠灯的基本结构，主要由灯丝，双金属片暖继电器，放电管，玻璃外壳，等组成，放电器由半透明的多晶氧化铝陶瓷制成，充有汞和汞钠剂，能产生很高压力的汞蒸气，灯丝由钨丝制成螺旋形或编织成能储存一定数量的碱土金属氧化物的形状，当灯丝发暖时，碱土金属氧化物发射电子。双金属的作用是：当灯接入电源后，电流经过镇流器，暖电阻，双金属片而形成通路，热电阻发暖后，双金属片断开，由镇流器产生的瞬间自感电动势使管内的惰性气体电离击穿放电，温度升高后，汞也随着气化放电，使钠成为气态放电而产生强光。 3、金属卤化物灯金属卤化物灯主要依靠金属卤化物作为发光材料，金属卤化物以固体形态存在灯内。因此，灯内必须充有少量的引燃气体氢或氙，以便点燃灯泡。灯点燃后，首先工作在低气压弧光放电状态，此时灯两极电压很低，约18~20V，光输出也很少，这时主要产生暖能，使整个灯体加热，引入灯中的金属卤化物随温度升高不断蒸发，成为金属卤化物蒸气，在暖对流的作用下，不断向电弧中心流动，一部分金属卤化物被电弧5500~6000K高温分解，成为金属原子和卤素原子，在电场的作用下，金属原子被激发发光；另一部分金属卤化物不被电弧高温所分解，在高温和电场双重作用下，直接激发形成分子发光。 什么是氙气灯? HID就是High intensity Discharge高压气体放电灯的英文缩写，可称为重金属灯或氙气灯。它的原理是在UV-cut抗紫外线水晶石英玻璃管内，以多种化学气体充填，其中大部份为氙气(Xenon)与碘化物等惰性气体，然后再透过增压器(Ballast)将车上12伏特的直流电压瞬间增压至23000伏特的电流，经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离，在两电极之间产生光源，这就是所谓的气体放电。而由氙气所产生的白色超强电弧光，可提高光线色温值，类似白昼的太阳光芒，HID工作时所需的电流量仅为3.5A，亮度是传统卤素灯泡的三倍，使用寿命比传统卤素灯泡长10倍。●氙气灯的色温与太阳光相似，但含较多的绿色与蓝色成份，因此呈现蓝白色光。这种蓝白色光大幅提高了道路标志和指示牌的亮度。●HID高出卤素灯三倍的亮度效率，对提升夜间及雾中驾驶视线清晰度有明显的效果。●氙气灯发射的光通量是卤素灯的2倍以上，同时电能转化为光能的效率也比卤素灯提高70%以上，所以氙气灯具有比较高的能量密度和光照强度，而运行电流仅为卤素灯的一半。汽车车灯亮度的提高也有效扩大了车前方的视觉范围，从而营造出更为安全的驾驶条件。 ●省电1/2,卤素灯耗费60W以下的电力，氙气灯只需35W的电力。 ●由于氙气灯没有灯丝，因此就不会产生因灯丝断而报废的问题，使用寿命比卤素灯长得多，氙气灯使用寿命相当于汽车平均使用周期内的全部运行时间。●氙气灯一旦发生故障不会瞬间熄灭，而是通过逐渐变暗的方式熄灭，使驾车者能在黑夜行车中赢得时间，紧急靠边停车。●氙气大灯不会产生多余的眩光，不会对迎面来车的驾驶者造成干扰。氙气大灯也叫HID气体放电式头灯，它是用包裹在石英管内的高压氙气替代传统的钨丝，提供更高色温、更聚集的照明。由于氙灯是采用高压电流激活氙气而形成一束电弧光，可在两电极之间持续放电发光。普通汽车灯泡的功率达到65瓦，而氙灯仅需35瓦，降低近1倍。氙气灯可明显减轻车辆电力系统的负担。汽车氙气灯的色温在4000K-6000K之间，远远高于普通车大灯灯泡。它亮度高，氙气灯的光色为白色，由于色温较高，视觉效果已接近蓝色。因其色温高、穿透力强，可以提高夜间的行车安全性。 |
|
|
