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鹵素燈泡(英文:halogen lamp),簡稱為鹵素泡或者鹵素燈,又稱為鎢鹵燈泡、石英燈泡,是白熾燈的一個變種。

鹵素燈泡鹵素燈泡

鹵素燈泡(英文:halogen lamp),簡稱為鹵素泡或者鹵素燈,又稱為鎢鹵燈泡、石英燈泡,是白熾燈的一個變種。

 

 

 

1 鹵素燈泡 -簡介

鹵素燈泡(Halogen lamp),亦稱鎢鹵燈泡,是白熾燈的一種。原理是在燈泡內注入碘或溴等鹵素氣體。在高溫下,蒸發的鎢絲與鹵素進行化學作用,蒸發的鎢會重新凝固在鎢絲上,形成平衡的循環,避免鎢絲過早斷裂。因此鹵素燈泡比白熾燈更長壽。此外,鹵素燈泡亦能以比一般白熾燈更高的溫度運作,它們的亮度及效率亦更高。不過在這溫度下,普通玻璃可能會軟化。因此鹵素燈泡需要採用溶點更高的石英玻璃。而由於石英玻璃不能阻隔紫外線,故此鹵素燈泡通常都而需要另外使用紫外線濾鏡。

鹵素燈泡上的水晶玻璃如果有油,會造成玻璃上溫度不一,減低燈泡的壽命。因此換鹵素燈泡時要避免人手觸及燈泡的玻璃。若果手指摸到應以酒精清潔。

2 鹵素燈泡 -發光原理

所有白熾燈的發光原理都是利用物體受熱發光原理和熱輻射原理而實現的,最簡單的白熾燈就是給燈絲導通足夠的電流,燈絲髮熱至白熾狀態,就會發出光亮,但這種白熾燈的壽命會相當相當的短。目前見到的白熾燈之所以採用了以下各種技術,其目的都在於使得白熾燈具有更長的壽命和使用起來更加方便:真空玻璃管(減少燈絲氧化程度)、燈腳(便於你將燈泡插在燈座上)、填充惰性氣體(增加燈泡的亮度以及使用壽命)等等。

3 鹵素燈泡 -優缺點

白熾燈具有很多的優點:簡單、成本低廉、亮度容易調整和控制、顯色性好(Ra=100)等等,但同時也存在著許多致命的缺點:如使用壽命短、發光效率低(僅有12%-18%可轉化為光能,而其餘部分都以熱能的形式散失)、色溫低(2700-3100K)。鹵素燈泡則在保留上述優點的基礎上大大改善了這些缺點。

4 鹵素燈泡 -工作原理

鹵素燈泡鹵素燈泡
鹵素燈泡與白熾燈的最大差別在於一點,就是鹵素燈的玻璃外殼中充有一些鹵族元素氣體(通常是碘或溴),其工作原理為:當燈絲髮熱時,鎢原子被蒸發後向玻璃管壁方向移動,當接近玻璃管壁時,鎢蒸氣被冷卻到大約800℃並和鹵素原子結合在一起,形成鹵化鎢(碘化鎢或溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央繼續移動,又重新回到被氧化的燈絲上,由於鹵化鎢是一種很不穩定的化合物,其遇熱后又會重新分解成鹵素蒸氣和鎢,這樣鎢又在燈絲上沉積下來,彌補被蒸發掉的部分。通過這種再生循環過程,燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(幾乎是白熾燈的4倍),同時由於燈絲可以工作在更高溫度下,從而得到了更高的亮度,更高的色溫和更高的發光效率。

鹵鎢燈的基本發光原理和白熾燈相同,都是熱輻射光源。不同的地方在於鹵鎢燈裡面充入了特殊的工作氣體,其成分是95%的混合氣(二溴甲烷和氪氣)以及5%的高純氮,這些氣體在燈泡內建立了鹵鎢循環。具體過程是燈絲中的鎢揮發出來后,會超溫度較低的地方移動,然後在管壁處和Br結合生成WBr2;而在溫度較高處,WBr2又會分解,生成的W會回到燈絲上,Br回到工作氣體中,這就是整個鹵鎢循環的過程。通過這樣的鹵鎢循環,燈絲上的鎢不會逐漸揮發,由於「熱點」效應而是燈絲燒斷,也不會因為鎢在燈泡殼上沉積而發黑,其壽命得到大大延長。

5 鹵素燈泡 -石英玻璃和紫外線

鹵素燈泡石英玻璃
由於鹵素燈泡需要工作在更高的溫度下,普通玻璃外殼在此溫度下會熔化併產生流動,由於具有極低的熱膨脹係數,所以熔凝石英玻璃(英文:Fused quartz)代替普通玻璃應用在了鹵素燈泡中,由於普通玻璃可以隔斷紫外光,但石英玻璃不能,所以鹵素燈泡會發射出具有紫外光波段的不可見光。事物的兩面性在這裡得到了充分的體現:一方面要對燈泡增加防護措施以減少紫外線的輻射,另一方面,我們也利用紫外燈來治療某些皮膚疾病或在室內就可得到在陽光下暴晒才能得到的古銅色皮膚。

基於石英玻璃的特性,如果玻璃管壁上沾染了油污(例如用手觸摸燈泡的玻璃殼),將導致上述再生循環過程不能良好完成,從而大大影響燈泡的壽命,需要用酒精進行清除。

6 鹵素燈泡 -相關鏈接

燈具

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