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新聞資訊

什麽是金鹵燈?怎麽分類?工作原理是什麽?

2013-10-16  發布者:admin 

 

  金屬鹵化物燈(英語:Metal halide lamp,簡稱: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。照明采用鈧鈉型金屬鹵化物燈,該燈具有發光效率高、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。

金鹵燈

(左)歐標金鹵燈  (右)美標金鹵燈

性能結構

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,金鹵燈匯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,製燈注汞時,處理不慎,會造成對生產環境汙染,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,皆會對環境造成汙染。 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。具有添加金屬的特征光譜線,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70lm/W以上。

  金屬鹵化物燈產品參數采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布不均現象。 采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製,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、機場等場所的照明。

金鹵燈優點:金鹵燈啟動時,需要內部或外部裝置提供高壓觸發啟動, 在高溫電弧管中,金屬鹵化物分解成金屬和鹵素原子(或分子),金屬原子參與發光,再管壁低溫處金屬和鹵素又生成鹵化物,如此循環。 金屬鹵化物燈由於光效高(可達65-140W/lm)、顯色性能好(Ra65-95)、理論壽壽命長(5000小時至2萬小時),由於材料、工藝的限製,目前國產金屬鹵化物燈壽命在8000小時。同時具有功率高、體積小、並具白幟燈與熒光燈的雙重優點而為世人矚目。

金鹵燈缺點:不能熱啟動不能隨光隨關,一般都要3分鍾冷卻後才能第二次發光,發熱量大點,這些做好散熱不成問題,光衰也講下,光衰呢其實投影此燈在3000小時左右是可以接受的,再點到4000小時就衰減比較大了。燈內的填充物中有汞,汞是有毒物質,製燈注汞時,處理不慎,會造成對生產環境汙染,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,皆會對環境造成汙染。

分類

金屬鹵化物充入電弧管內,利用金屬原子電離激發發光的電光源。具有發光效率高、色溫高、顯色性好等特點。1911年,施泰因梅茨發現,在汞放電燈中加進各種金屬碘化物時,放電電弧中就會產生這些金屬的光譜。但是,當時的放電管溫度受玻璃軟化點的限製,其光譜強度微弱。1953年,製成放電中采用碘化釷、不需要電極的微波激發石英發光燈,它產生亮白色的釷發射譜線。50年代末,為了改進高壓汞燈的光色,進行了在汞電弧管內充入各種金屬及金屬鹵化物的試驗。1961年,第一支金鹵燈問世,燈內的發光物質不再是汞,而是金屬鹵化物(鈉、鉈、銦的碘化物)。金屬鹵化物燈得到進一步研究和發展。 金屬鹵化物燈的分類方法很多,按填充物可分為4類:①鈉鉈銦類。具有線狀光譜,在黃、綠、藍區域分別有 3個峰值。②鈧鈉類。在整個可見光範圍內具有近似連續的光譜。③鏑鈥類。在整個可見光譜範圍內具有間隔極窄的多條譜線,近似連續光譜。④鹵化錫類。具有連續的分子光譜。還有充填單一金屬鹵化物的燈,它能發射特定波長的光譜,如鉈燈具有535nm波長光譜、綠色。

  按燈的結構可分為3類:①石英電弧管內裝兩個主電極和一個啟動電極,外麵套一個硬質玻殼(有直管形和橢球形兩種)的鹵鎢燈。這類燈主要用於體育場、道路、廠房等處的普通照明。②直管形電弧管內裝一對電極,不帶外玻殼,可代替直管形鹵鎢燈,用於體育場等地區泛光照明。③不帶外玻殼的短弧球形鹵鎢燈、單端或雙端橢球形的鹵鎢燈。主要用於電影放映和電影、電視的拍攝照明。 

  帶硬質玻璃外玻殼(也可采用石英外玻殼)的鹵鎢燈,發光效率約75~120lm/W,壽命從數千小時至兩萬小時;直管形電弧管鹵鎢燈的發光效率約90lm/W,壽命1000~2000小時;短弧球形鹵鎢燈的發光效率為90~120lm/W,壽命為數百小時。金屬鹵化物的最大功率為10kW,最小的可低到25W,供家庭照明使用。

工作原理

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,輻射出特征譜線。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。通常采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。電極電子發射物質係采用氧化鏑、氧化釔、氧化鈧等,以防止發射物質與鹵素發生反應。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,一般采用雙金屬片啟動器,或者采用有足夠高啟動電壓的漏磁變壓器,也有采用電子觸發器的。金屬鹵化物燈的點燃還需要限流器(即鎮流器),其工作電流比同功率高壓汞燈的要大一些。



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