金卤灯工作原理 金卤灯的特点及应用

金卤灯是金属卤化物灯的简称，在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯，它是在高压汞灯基础上添加各种金属卤化物制成的第三代光源。金卤灯具有发光效率高、体积小、显色性能好、寿命长等特点，是一种接近日光色的节能新光源，广泛应用于各场所的室内照明。金卤灯工作原理电弧管内充有汞、惰性气体和一种以上的金属卤化物。工作时，汞蒸发，电弧管内汞蒸气压达几个大气压(零点几个兆帕);卤化物也从管壁上蒸发，扩散进入高温电弧柱内分解，金属原子被电离激发，辐射出特征谱线。当金属离子扩散返回管壁时，在靠近管壁的较冷区域中与卤原子相遇，并且重新结合生成卤化物分子。这种循环过程不断地向电弧提供金属蒸气。电弧轴心处的金属蒸气分压与管壁处卤化物蒸气的分压相近，一般为1330～13300Pa。通常采用的金属平均激发电位为4eV左右，而汞的激发电位为7.8eV。金属光谱的总辐射功率可以大幅度超过汞的辐射功率。结果，典型的金属卤化物灯输出的谱线主要是金属光谱。充填不同种金属卤化物可改善灯的显色性(平均显色指数Ra为70～95)。汞电弧总辐射中仅有23%在可见光区域内，而金属卤化物电弧的总辐射则有50%以上在可见光区域内，灯的发光效率可高达120lm/W以上。金属卤化物与电极、石英玻璃之间以及卤化物相互之间在高温下都会引起化学反应。金属卤化物容易潮解，极少量水的吸入可造成放电不正常，使灯管发黑。电极电子发射物质系采用氧化镝、氧化钇、氧化钪等，以防止发射物质与卤素发生反应。电弧管内有些金属(如钠)会迁移，结果会使卤素过量，导致卤素负电性极强，引起电弧收缩和启动电压、工作电压升高。金属卤化物灯仅靠触发电极的作用是不能可靠启动的，一般采用双金属片启动器，或者采用有足够高启动电压的漏磁变压器，也有采用电子触发器的。金属卤化物灯的点燃还需要限流器(即镇流器)，其工作电流比同功率高压汞灯的要大一些。金卤灯的发光三阶段1.触发阶段。金属卤化物灯内无灯丝，只有两个电极，直接加上工作电压不能点燃，必须先加高压使灯内气体电离。高压由专用触发器产生。2.着火阶段。灯泡触发后，电极的放电电压进一步加热电极，形成辉光放电，并为弧光放电创造条件。3.正常发光阶段。在辉光放电的作用下，电极温度越来越高，发射的电子数量越来越多，迅速过渡到弧光放电。随着温度进一步升高，灯的发光越来越强直到正常，全部过程需一分多钟，如果启动电流大，电源启动性能好，此过程可短些。金卤灯的特点及应用金卤灯是目前世界上最优秀的电光源之一，它具有高光效(65～140lm/w)，长寿命(5000～20000h)，显色性好(Ra65～95)结构紧凑、性能稳定等特点。它兼有荧光灯、高压汞灯、高压钠灯的优点、克服了这些灯的缺陷，金卤灯汇集了气体放电光源的主要优点。尤其是光效高、寿命长、光色好三大优点.因此金卤灯发展很快，用途越来越广。市场上的金卤灯同其它气体放电灯一样，灯内的填充物中有汞，汞是有毒物质，制灯注汞时，处理不慎，会造成对生产环境污染，有损工人的身体健康，电弧管排气时，有微量的汞蒸气排出,若处理不当，会直接排入大气，当使用的灯破损，皆会对环境造成污染。由金属蒸汽(例如汞)和卤化物(如镝、钠、铊、铟等元素的卤化物)的分解物的混合物辐射而发光的气体放电灯。具有添加金属的特征光谱线，因而光色改善，也提高了光效。这类灯的相关色温4000K左右，显色指数70，光效在701m/W以上。金属卤化物灯产品参数采用国际领先的电弧管独特橄榄状外形设计，能够带来极佳的光色一致性。有效地解决因光色漂移引起的色彩分布不均现象。采用无焊点的支架安装结构，可以防止因高温氧化或振荡引起的支架焊点断裂，更加提高了灯泡的可靠性。电弧管不受燃点位置的限制，可以实现任意位置的燃点。发光效率极高，比普通金卤灯光效高20%。HPl400/ED/UP/4K的平均光效在110lm/w。在合理的点灯线路上使用，对灯的电极有更好的保护作用，可以使灯的使用寿命更持久。最长可达20000小时以上。高光效和长寿命，可以减少工程中使用光源、电器和灯具的数量，减少灯泡更换的次数，从而降低了整体维护成本。适合垂直燃点和水平燃点，垂直燃点效果更好。最适用于对光色一致性要求较高的厂房、大型卖场、购物中心、建筑物、广告、机场等场所的明。

金卤灯色温范围 浅谈金属卤化物灯色温特性

色温是描述光源颜色的度量单位。色温是电光源最重要的参数之一，可以通过仪器定量测试具体数值也可以通过肉眼观察颜色来对其进行定性辨别。早期白炽灯光源遵循热辐射发光原理，温度与色温成正比。随着节能意识的增强，新一代气体放电灯取代白炽灯。气体放电灯光源色温与热辐射光源色温是两个完全不同的概念。气体放电光源的色温不仅与温度有关系而且还涉及到温度分布均匀性、填充物种类、各元素的比重、外泡壳荧光粉种类和性能等诸多因素的影响。一.何谓色温?光源的颜色有两个方面的意思，即色表和显色性。所谓色表就是人眼直接观察光源时，所看到的颜色。光源的光照射到物体上所产生的客观效果(或光源使被照有色物体的颜色再显现出来能力)称为光源的显色性。光源发光的颜色可用色温Tc来表示。当光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的这个温度就称为光源的颜色温度，简称色温。光谱能量分布和黑体在某一温度下辐射的相对光谱能量分布相似时，其颜色必定相同，因此分布温度一定是色温(如白炽灯，卤钨灯)，但对于气体放电光源，其光谱能量分布很少与黑体的相似，所以这些光源分布温度仅能以相关色温的概念来描述。如果仅用相关色温表示光的颜色是粗糙的，仅是在一定程度上表示了光颜色，运用上必须和显色指数结合起来，就可在接近程度上表达光的颜色特性。二.石英金卤灯受材料物理特性影响，其色温非常敏感。熔凝石英与卤化物化合反应温度平均1100℃，与氢氧化物化合反应温度最低到700℃，与大部分元素化合反应温度平均900℃。而石英金卤灯其色温要稳定，灯的管壁温度Tw和管壁负载Ws必须提高，使蒸气压强提高，但灯管寿命相对缩短。实际运用时，Ws一般控制在20W以下，使管壁温度在700℃以下，保证灯的可靠性，但相对的所有元素均无法工作，在饱和蒸气压下，辐射应有光谱能量，因此色温非常敏感，使用双频补偿触发器可以提高冷端温度，改善光效，增加色温的稳定度。对于低色温及显色性要求一致性较高的场合，选用陶瓷金卤灯才能达标。对于高色温可选用6000K以上显色指数90以上的石英金卤灯。由于色温6000K以上，明视觉色温差异无法分辨，显色指数90，被照物非常鲜艳，可掩饰石英金卤灯的色温缺点。配套电器中触发器要特别注意，否则会有启动不易的问题。三.影响石英金卤灯色温差异的电气因素。石英金卤灯可形容是一个小型的原子化学反应炉，其复杂的化学体系变化莫测，其中冷端温度、管壁温度、灯电压和灯电流影响最大。石英金卤灯当电源电压变化10%时，灯的色温将变化1000K左右。因此要求电源电压的变化在5%以内，才能确保色温的稳定。石英金卤灯相关的电气配套选择也必须要求与灯管相匹配。一般性以ACVF及ACCF小于1.7管制，标准值1.414。灯的接线方式及所使用线径也要注意，灯的启动电流为额定电流的3~5倍，一个30A的电流开关回路。150W石英金卤灯只能并联接4盏，70W石英金卤灯只能并联接6盏，且使用的线径要满足任何1盏灯，不能有压降发生，线径的计算公式采用速算法：Φ=A为总负载电流对于电源电压超过5%的地方，宜采用电子式镇流器，因为电子式镇流器不管电网电压如何变动，可恒功率输出，色温不会因电压变动而产生差异。使用电子式镇流器要注意的是频率特性，不同的频率也会有不同的色温。四.影响石英金卤灯色温差异的灯具及安装因素。石英金卤灯光源的运用及色温差异改善，灯具设计占最重要的因素。可运用反射罩的造型、表面处理、反射镜、聚焦镜、漫射玻璃、滤光玻璃等各种方法，使原来密集性线光谱特性透过特殊的效果处理，可以得到均匀的光输出效果。选择灯具是石英金卤灯运用上最重要的课题。安装位置也要特别注意。一般双端金卤灯是水平点灯设计，单端金卤灯是垂直点灯设计。不同的角度，点灯就会有不同的色温，其原因是冷端温度变动，就有不同的温度梯度，就会有不同强度的辐射光谱，就会有不同的色温。结语：金卤灯色温是一个相当敏感的参数，制作过程中的任何一个环节对它都具有相当大的影响。要把金卤灯色温控制在一个相当稳定的范围内没有捷径可走，只有把金卤灯制作中的每一个工序做精、做细才能制造出高质量的光源。