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卤素灯

卤素是化学元素周期表里的第ⅦA族元素(IUPAC新规定:17族)。卤素灯的外形一般都是一个细小的石英玻璃管,和
卤素灯
白炽灯相比,其特殊性就在于钨丝可以“自我再生”。实际上,在这种灯的灯丝和玻璃外壳中充有一些卤族元素,如碘和溴。当灯丝发热时,钨原子被蒸发向玻璃管壁方向移动。在它们接近玻璃管时,钨蒸气被“冷却”到大约800℃并和卤素原子结合在一起,形成卤化钨(碘化钨、溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央移动,又落到被腐蚀的灯丝上。因为卤化钨很不稳定,遇热后就会分解成卤素蒸气和钨,这样钨又在灯丝上沉积下来,弥补了被蒸发的部分。如此循环,灯丝的使用寿命就会延长很多。所以,卤素灯的灯丝就可以做的相对较小,灯体也很小巧。卤素灯一般用在需要光线集中照射的地方,比如用于写字台或居室局部的照明。

目录 [隐藏]
1 介绍
2 白炽灯发光原理
3 白炽灯的优点和缺点
4 卤素灯泡工作原理
5 石英玻璃和紫外线
6 特点
7 金卤灯和卤素灯区别
8 金属卤素灯
9 参考资料
卤素灯-介绍
卤素灯是充有溴碘等卤族元素或卤化物的钨灯称为卤素灯或卤钨灯。它是新一代白炽灯。
卤素灯

为提高白炽灯的发光效率,必须提高钨丝的温度,但相应会造成钨的蒸发,使玻壳发黑。在白炽灯中充入卤族元素或卤化物,利用卤钨循环的原理可以消除白炽灯的玻壳发黑现象。这就是卤素灯的来由。但为确保卤钨循环的正常进行,必须大大缩小玻壳尺寸,以提高玻壳温度(一般要求碘钨灯的玻壳温度为250-600℃,溴钨灯的玻壳温度为200-1100℃),使灯内卤化钨处于气态。因此,卤素灯的玻壳必须使用耐高温和机械强度高的石英玻璃。其结构有双端直管形、单端圆柱形和反射形。由于使用石英玻璃作玻壳,卤素灯又常称石英灯。其中反射形卤素灯因带有反射杯,又常称杯灯。卤钨灯功率有5W、10W、15W、20W、25W、30W、35W、40W、45W、50W、60W、70W、100W、150W、200W和250W等多种。工作电压有6V、12V、24V、28V、110V和220V等多种。灯头有螺口式(E10、E11、E14等)、插入式(GU5.3、GX5.3、GY6.35、GZ4和G8等)和直接引出式。其中杯灯还有带前罩与不带前罩之分。杯口直径有25mm(MR8),35mm(MR11)和50 mm(MR16)等几种。反射角有8°、10°、12°、20°、24°、30°、36°、40°和60°等多种。

由于卤素灯中钨的蒸发受到有效的抑制,加之卤钨循环消除了玻壳发黑,卤素灯灯丝的温度就可大大提高(高达3000℃),使卤素灯的发光效率远比普通白炽灯高。例如,白炽灯需要消耗75W电能才能达到960流明的光通量,而卤素灯仅需50W。卤素灯尤其吸引人的地方是它的体积小巧玲珑,品种规格多种多样,尤其杯灯可把光线集中反射,相对于散射型光源而言,消耗同样电功率,可获得强得多的照度,因此,人们觉得卤素灯“特别明亮”,能使物体的表面色泽更绚丽,光彩更夺目,甚至觉得有迷人的闪烁效果。杯灯的反射角度有从窄到宽多种角度可供选择(越窄越觉明亮),也给专业灯光设计提供很大的创意空间。

卤素灯具有体积小、发光效率高(达17-33 lm/W)、色温稳定(可选取2500K-3500K)、光衰小(5%以下)、寿命长(可达3000小时至5000小时)等特点,这些特点显示出它有取代普通白炽灯的趋势。但石英玻璃昂贵,卤素灯的价格当然要比白炽灯高。

同白炽灯一样,卤钨灯按用途、结构和外形也可分成许多类别。

卤素灯-白炽灯发光原理
所有白炽灯的发光原理都是利用物体受热发光原理和热辐射原理而实现的,最简单的白炽灯就是给灯丝导通足够的电流,灯丝发热至白炽状态,就会发出光亮,但这种白炽灯的寿命会相当相当的短。目前我们见到的白炽灯之所以采用了以下各种技术,其目的都在于使得白炽灯具有更长的寿命和使用起来更加方便:真空玻璃管(减少灯丝氧化程度)、灯脚(便于你将灯泡插在灯座上)、填充惰性气体(减少灯丝在高温下的氧化程度)等等。

卤素灯-白炽灯的优点和缺点
白炽灯具有很多的优点:简单、成本低廉、亮度容易调整和控制、显色性好(Ra=100)等等,但同时也存在着许多致命的缺点:如使用寿命短、发光效率低(仅有12%-18%可转化为光能,而其余部分都以热能的形式散失)、色温低(2700-3100K)。卤素灯泡则在保留上述优点的基础上大大改善了这些缺点。

卤素灯-卤素灯泡工作原理
卤素灯泡与白炽灯的最大差别在于一点,就是卤素灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴),其工作原理为:当灯丝发热时,钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动,当接近玻璃管壁时,钨蒸气被冷却到大约800℃并和卤素原子结合在一起,形成卤化钨(碘化钨或溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央继续移动,又重新回到被氧化的灯丝上,由于卤化钨是一种很不稳定的化合物,其遇热后又会重新分解成卤素蒸气和钨,这样钨又在灯丝上沉积下来,弥补被蒸发掉的部分。通过这种再生循环过程,灯丝的使用寿命不仅得到了大大延长(几乎是白炽灯的4倍),同时由于灯丝可以工作在更高温度下,从而得到了更高的亮度,更高的色温和更高的发光效率。

卤素灯-石英玻璃和紫外线
由于卤素灯泡需要工作在更高的温度下,普通玻璃外壳在此温度下会熔化并产生流动,由于具有极低的热膨胀系数,所以熔凝石英玻璃(英文:Fusedquartz)代替普通玻璃应用在了卤素灯泡中,由于普通玻璃可以隔断紫外光,但石英玻璃不能,所以卤素灯泡会发射出具有紫外光波段的不可见光。事物的两面性在这里得到了充分的体现:一方面要对灯泡增加防护措施以减少紫外线的辐射,另一方面,我们也利用紫外灯来治疗某些皮肤疾病或在室内就可得到在阳光下暴晒才能得到的古铜色皮肤。

基于石英玻璃的特性,如果玻璃管壁上沾染了油污(例如用手触摸灯泡的玻璃壳),将导致上述再生循环过程不能良好完成,从而大大影响灯泡的寿命,需要用酒精进行清除。

卤素灯-特点
卤素灯一直以来都与时代同步。它们发出的光线强而“冷”,也就是说卤素灯所发出的光强度远远高出白炽灯,可使物体的颜色更光彩夺目。

卤素灯尤其吸引人的地方是它能使物体的表面色泽更鲜艳,并能带出迷人的闪烁效果。由于灯的体积非常小巧玲珑且品种规格齐全,有从窄到宽多种角度以供选择,给专业灯光设计提供很大的的创意空间。就经济角度来说,卤素灯特别“明亮”。例如,白炽灯需要消耗75W的电能才能达到960流明的光通量,而卤素灯仅需要约50W。

卤素灯-金卤灯和卤素灯区别
1879年,爱迪生发明第一盏白炽灯(碳丝白炽灯),开始了人类第一次照明光源技术革命。白炽灯使用寿命短,
卤素灯
光效低,但显色度高。

第二代照明光源是卤素灯,所发出的光强度远远高出白炽灯,而能耗约降低三分之一。

金卤灯因灯泡中填充了金属卤化物而得名,基本构造与发光原理大致与荧光灯管相似,不同之处在于弧光放电点灯,产生高热,金属卤化物升华成为蒸气,直接发出可见光,节能80%至90%,属第三代照明光源。

金卤灯是继白炽灯、卤素灯之后当今世界崛起的第三代绿色照明光源,以光效高、显色性好、使用寿命长等优势,不仅成为高档轿车、背投电视等光源的首选,还可广泛应用于军事、探险、水下作业、野外搜救等领域。与普通白炽灯相比,金卤灯节能效果惊人,市场空间巨大。目前,金卤灯在欧美发达国家发展势头迅猛,已有近40%的普及率。但我国去年80亿支灯泡产量中,金卤灯比例不到2%。由于功率越小,技术要求越高,目前国内50W以下的金卤灯生产尚属空白。

卤素灯-金属卤素灯
金属卤素灯(高强紫外卤素灯)通常又叫铁灯,一般的水银UV灯的最高波峰为365nm,并不大适合于一些需要380nm、403nm新油墨及特殊应用工艺。这些新的最高波峰(380hm、403nm)可以由金属卤素灯产生,金属卤素灯及在含有水银及氩的水银UV灯的基础上添加铁掺合、钾掺合或其它稀土金属原素掺合。铁掺合卤素灯特别增强了380hm作为最高波峰。钾掺合卤素灯特别增强了403nm及417nm的波峰。

主要适用于UV油墨、UV油漆的固化,干膜、湿膜,绿色阻焊的曝光。在网印和固化中带颜色,特别是涂层较厚的产品和白色、黑色的干燥有突出的效果。


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gsfei2009