金屬鹵化物燈知多少

金屬鹵化物燈以其發(fā)光效率高、體積小而廣受人們關(guān)注，本文試對金屬鹵化物燈的方方面面作簡要介紹。

一、金屬鹵化物燈的發(fā)光過程
金屬鹵化物燈內(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。金屬鹵化物燈內(nèi)無燈絲，只有兩個電極，直接加上工作電壓不能點燃，必須先加高壓使燈內(nèi)氣體電離。高壓由觸發(fā)器產(chǎn)生。
2.著火階段。燈泡觸發(fā)后，電極的放電電壓進(jìn)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(jìn)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。

二、金屬鹵化物燈的發(fā)光機(jī)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)必須充有少量的引燃?xì)怏w氫或氙，以便點燃燈泡。燈點燃后，首先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(kuò)展，由于燈溫進(jìn)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(dá)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(jìn)入正常發(fā)光狀態(tài)。
燈的發(fā)光效率與燈的外形尺寸、工藝結(jié)構(gòu)和所含金屬種類有關(guān)。

三、金屬鹵化物燈的優(yōu)缺點
金屬鹵化物燈的zui大優(yōu)點是發(fā)光效率特別高，光效高達(dá)80～90Lm/W，正常發(fā)光時發(fā)熱少，因此是一種冷光源。由于金屬鹵化物燈的光譜是在連續(xù)光譜的基礎(chǔ)上迭加了密集的線狀光譜，故顯色指數(shù)特別高，即彩色還原性特別好，可達(dá)90%。另外，金屬鹵化物燈的色溫高，可達(dá)5000～6000K，投影機(jī)燈可達(dá)7000～8000K。在同等亮度條件下，色溫越高，人眼感覺越亮。
金屬鹵化物燈因亮度高、體積小，故相對壽命較短，由于材料、工藝的限制，目前國產(chǎn)金屬鹵化物燈壽命仍低于1000小時，進(jìn)口的金屬鹵化物燈壽命可達(dá)幾千小時。
金屬鹵化物燈的另一個缺點是啟動困難，必須用專門的觸發(fā)器。啟動后亮度系逐漸增加，如果啟動能量過大，啟動速度過快，會影響燈泡壽命，在電路設(shè)計時應(yīng)充分考慮。