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金屬鹵化物燈的發(fā)光機理及過程

更新時間:2021-11-19   點擊次數(shù):1036次
   金屬鹵化物燈簡稱金鹵燈,具有光效高(65~1401m/W)、壽命長(5000~20000h)、顯色性好(65~95Ra)、結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定等特點。比白熾燈光效高約5~10倍,壽命長約10~15倍,顯色性近似。它兼有熒光燈、高壓鈉燈、高壓汞燈的優(yōu)點,并且在一定程度上克服了這些燈的缺陷。可以說已基本上匯集了氣體放電光源的主要優(yōu)點,尤其突出的是光效高、壽命長、光色 好三大優(yōu)點。因此,該燈已被廣泛地應用于城市、道路、港口、車站、碼頭、機場、體育場館、廠礦、影院、商業(yè)、園林、建筑物等室內(nèi)外照明領(lǐng)域。
  發(fā)光機理:
  金屬鹵化物燈主要依靠金屬鹵化物作為發(fā)光材料,金屬鹵化物以固體形態(tài)存在燈內(nèi)。因此,燈內(nèi)須充有少量的引燃氣體氫或氙,以便點燃燈泡。燈點燃后,工作在低氣壓弧光放電狀態(tài),此時燈兩極電壓很低,約18~20V,光輸出也很少,這時主要產(chǎn)生熱能,使整個燈體加熱,引入燈中的金屬鹵化物隨溫度升高不斷蒸發(fā),成為金屬鹵化物蒸氣,在熱對流的作用下,不斷向電弧中心流動,一部分金屬鹵化物被電弧5500~6000K高溫分解,成為金屬原子和鹵素原子,在電場的作用下,金屬原子被激發(fā)發(fā)光;另一部分金屬鹵化物不被電弧高溫所分解,在高溫和電場雙重作用下,直接激發(fā)形成分子發(fā)光。
  由于各種金屬鹵化物蒸發(fā)溫度不同,因此,這些粒子陸續(xù)蒸發(fā)參與發(fā)光,所以有不同的原子光譜相繼出現(xiàn),隨著溫度的逐漸升高,電弧中金屬原子密度逐漸增加,產(chǎn)生共振吸收,原子特征光譜逐漸減弱直至消失,并向長波段擴展,由于燈溫進一步提高并建立熱平衡,于是全部金屬鹵化物蒸發(fā),分子光譜隨之出現(xiàn),光色及亮度也趨于穩(wěn)定,燈內(nèi)氣壓可達幾十個大氣壓,燈內(nèi)電弧由低壓弧光放電轉(zhuǎn)為高壓弧光放電,燈兩端電壓由18~20V上升并逐漸穩(wěn)定到100V左右,進入正常發(fā)光狀態(tài)。
 

金屬鹵化物燈

 

  發(fā)光過程:
  燈內(nèi)充有少量金屬鹵化物和氣體,從觸發(fā)到正常發(fā)光需一分多鐘,大致分為三階段。
  1、觸發(fā)階段。燈內(nèi)無燈絲,只有兩個電極,直接加上工作電壓不能點燃,先加高壓使燈內(nèi)氣體電離。高壓由專用觸發(fā)器產(chǎn)生。
  2、著火階段。燈泡觸發(fā)后,電極的放電電壓進一步加熱電極,形成輝光放電,并為弧光放電創(chuàng)造條件。
  3、正常發(fā)光階段。在輝光放電的作用下,電極溫度越來越高,發(fā)射的電子數(shù)量越來越多,迅速過渡到弧光放電。隨著溫度進一步升高,燈的發(fā)光越來越強直到正常,全部過程需一分多鐘,如果啟動電流大,電源啟動性能好,此過程可短些。

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