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高壓氣體放電燈

標籤:氙氣燈氣體放電燈高壓鈉燈金屬鹵化物燈

高壓氣體放電燈是氣體放電燈的一類,英文縮寫HID(High intensity Discharge )它通過燈管中的弧光放電,再結合燈管中填充的惰性氣體或金屬蒸氣產生很強的光線。

1特點

①輻射光譜具有可選擇性。通過選擇適當的發光物質,可使輻射光譜集中於所要求的波長上,也可同時使用幾種發光物質,以求獲得最佳的組合光譜。
②具有高效率,它們可以把25~30%的輸入電能轉換為光輸出。
③壽命長。使用壽命長達1萬小時或2萬小時以上。
④光輸出維持特性好,在壽命終止時仍能提供60~80%的初始光輸出。
目前有 高壓鈉燈、(熒光)高壓汞燈、氙氣燈、金屬鹵化物燈 等。

2燈具種類及特點

(熒光)高壓汞燈:
高壓汞燈是玻殼內表面塗有熒光粉的高壓汞蒸汽放電燈,柔和的白色燈光,結構簡單。低成本,低維修費用,可直接取代普通白熾燈,具有光效長,壽命長,省電經濟的特點,適用於工業照明、倉庫照明、街道照明、泛光照明安全照明等。 高壓汞燈發出的光中不含紅色,它照射下的物體發青,因此只適於廣場、街道的照明。除作普通照明用的高壓汞燈外,還有在外殼上加反射膜的反射型燈(HR),適於300~500nm重氮感光紙的複印燈,廣告、顯示用的黑光燈,有紅斑效應的醫療用太陽燈,作尼龍原料光合化學作用和塗料、墨水聚合乾燥的紫外線硬化用的汞燈等。
高壓汞燈是由石英電弧管,外泡殼(通常內塗熒光粉),金屬支架,電阻件和燈頭組成。電弧管為核心元件,內充汞與惰性氣體。放電時,內部汞蒸氣壓為2-15個大氣壓,因此稱為高壓汞燈。高壓汞燈,應用了先進的制燈工藝,使高壓汞燈的光效更高,壽命更長。發白光,色溫4100K左右,而且經濟實惠,被廣泛應用於室內外的工業照明,道路照明燈領域。
自鎮流高壓汞燈,由於該產品不需要外接鎮流器,所以使用非常方便。其光效是白熾燈的2倍,壽命是白熾得燈的10倍,而且經濟實惠,被廣泛應用於室內外的工業照明,庭院照明,街區照明等領域。
高壓汞燈通常採用並聯補償電容的電感鎮流器。另一種自鎮流高壓汞燈,由於在外泡殼內安裝了一根鎢絲作為鎮流器,因此不必再外接鎮流器而方便使用。
高壓汞燈是紫外固化的標準燈,發熱大,要用空氣或水冷卻,但功率高,適用於要求固化速率快的光固化塗料、油墨塗覆流水線。缺點是要求冷啟動,就是說關燈后馬上在開燈,是開不了的,必須等幾分鐘燈管冷卻下來以後才能重新開啟,這是和白熾燈是不同的。
該燈光譜有效範圍在350-450nm之間,主波峰為365nm,有700多個品種,功率在100w-25kw。UV固化廣泛用於竹木地板、傢俱、裝飾材料、印刷上光、印鐵制罐、塑膠塗裝等行業;也是半導體、標牌、電路板、電子元件的光敏油墨固化;更有理想點光源,攜帶型光源及實驗室專用光源可供選擇。
金屬鹵化物燈:
金鹵燈是交流電源工作的,在汞和稀有金屬的鹵化物混合蒸氣中產生電弧放電發光的放電燈,金屬鹵化物燈是在高壓汞燈基礎上添加各種金屬鹵化物製成的第三代光源。照明採用鈧鈉型金屬鹵化物燈,金鹵燈具有發光效率高、顯色性能好、壽命長等特點,是一種接近日光色的節能新光源,廣泛應用於體育場館、展覽中心、大型商場、工業廠房、街道廣場、車站、碼頭等場所的室內照明。
金屬鹵化物燈(簡稱金鹵燈)有兩種,一種是石英金鹵燈,其電弧管泡殼是用石英做的,另一種是陶瓷金鹵燈,其電弧管泡殼是用半透明氧化鋁陶瓷做的,金鹵燈是目前世界上最優秀的電光源之一,它具有高光效(65~140lm/w),長壽命(5000~20000h),顯色性好(Ra65~95)結構緊湊、性能穩定等特點。它兼有熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈的優點、克服了這些燈的缺陷,金鹵燈彙集了氣體放電光源的主要優點。尤其是光效高、壽命長、光色好三大優點.因此金鹵燈發展很快,用途越來越廣。市場上的金鹵燈同其它氣體放電燈一樣,燈內的填充物中有汞,汞是有毒物質,制燈注汞時,處理不慎,會造成對生產環境污染,有損工人的身體健康,電弧管排氣時,有微量的汞蒸氣排出,若處理不當,會直接排入大氣,當使用的燈破損,皆會對環境造成污染。
由金屬蒸汽(例如汞)和鹵化物(如鏑、鈉、鉈、銦等元素的鹵化物)的分解物的混合物輻射而發光的氣體放電燈。具有添加金屬的特徵光譜線,因而光色改善,也提高了光效。這類燈的相關色溫4000K左右,顯色指數70,光效在701m/W以上。
金屬鹵化物燈產品參數採用國際領先的電弧管獨特橄欖狀外形設計,能夠帶來極佳的光色一致性。 有效地解決因光色漂移引起的色彩分佈不均現象。 採用無焊點的支架安裝結構,可以防止因高溫氧化或振蕩引起的支架焊點斷裂,更加提高了燈泡的可靠性。 電弧管不受燃點位置的限制,可以實現任意位置的燃點。 發光效率極高,比普通金鹵燈光效高20%。HPl400/ED/UP/4K的平均光效在110lm/w。 在合理的點燈線路上使用,對燈的電極有更好的保護作用,可以使燈的使用壽命更持久。最長可達20000小時以上。 高光效和長壽命,可以減少工程中使用光源、電器和燈具的數量,減少燈泡更換的次數,從而降低了整體維護成本。 適合垂直燃點和水平燃點,垂直燃點效果更好。 最適用於對光色一致性要求較高的廠房、大型賣場、購物中心、建築物、廣告、機場等場所的明。
電弧管內充有汞、惰性氣體和一種以上的金屬鹵化物。工作時,汞蒸發,電弧管內汞蒸氣壓達幾個大氣壓(零點幾個兆帕);鹵化物也從管壁上蒸發,擴散進入高溫電弧柱內分解,金屬原子被電離激發,輻射出特徵譜線。當金屬離子擴散返回管壁時,在靠近管壁的較冷區域中與鹵原子相遇,並且重新結合生成鹵化物分子。這種循環過程不斷地向電弧提供金屬蒸氣。電弧軸心處的金屬蒸氣分壓與管壁處鹵化物蒸氣的分壓相近,一般為 1330~13300Pa。通常採用的金屬平均激發電位為4eV左右,而汞的激發電位為7.8eV。金屬光譜的總輻射功率可以大幅度超過汞的輻射功率。結果,典型的金屬鹵化物燈輸出的譜線主要是金屬光譜。充填不同種金屬鹵化物可改善燈的顯色性(平均顯色指數Ra為70~95)。汞電弧總輻射中僅有23%在可見光區域內,而金屬鹵化物電弧的總輻射則有50%以上在可見光區域內,燈的發光效率可高達120lm/W以上。
金屬鹵化物與電極、石英玻璃之間以及鹵化物相互之間在高溫下都會引起化學反應。金屬鹵化物容易潮解,極少量水的吸入可造成放電不正常,使燈管發黑。電極電子發射物質系採用氧化鏑、氧化釔、氧化鈧等,以防止發射物質與鹵素髮生反應。電弧管內有些金屬(如鈉)會遷移,結果會使鹵素過量,導致鹵素負電性極強,引起電弧收縮和啟動電壓、工作電壓升高。金屬鹵化物燈僅靠觸發電極的作用是不能可靠啟動的,一般採用雙金屬片啟動器,或者採用有足夠高啟動電壓的漏磁變壓器,也有採用電子觸發器的。金屬鹵化物燈的點燃還需要鎮流器,其工作電流比同功率高壓汞燈的要大一些。
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