鹵鎢燈(halogen lamp)是填充氣體內(nèi)含有部分鹵族元素或鹵化物的充氣白熾燈。在普通白熾燈中,燈絲的高溫造成鎢的蒸發(fā),蒸發(fā)的鎢沉淀在玻殼上,產(chǎn)生燈泡玻殼發(fā)黑的現(xiàn)象。1959年時(shí)人們發(fā)明了鹵鎢燈,利用鹵鎢循環(huán)的原理消除了這一發(fā)黑的現(xiàn)象。
| 中文名稱 | 鹵鎢燈 | 外文名稱 | halogen lamp |
|---|---|---|---|
| 發(fā)明 | 1959年 | 利用 | 鹵鎢循環(huán)的原理 |
| 燈絲 | 鎢絲 | 原理 | 受熱發(fā)光原理和熱輻射 |
| 別名 | 石英燈 | ||
鹵鎢燈結(jié)構(gòu)
為了使燈壁處生成的鹵化物處于氣態(tài),鹵鎢燈的管壁溫度要比普通白熾燈高得多。相應(yīng)地,鹵鎢燈的泡殼尺寸就要小得多,必須使用耐高溫的石英玻璃或硬玻璃。由于玻殼尺寸小,強(qiáng)度高,燈內(nèi)允許的氣壓就高,加之工作溫度高,故燈內(nèi)的工作氣壓要比普通充氣燈泡高得多。既然在鹵鎢燈中鎢的蒸發(fā)受到更有力的抑制,同時(shí)鹵鎢循環(huán)消除了泡殼的發(fā)黑,燈絲工作溫度和光效就可大為提高,而燈的壽命也得到相應(yīng)延長(zhǎng)。
鹵鎢燈分為主高壓鹵鎢燈(可直接接入220V-240V電源)及低電壓鹵鎢燈(需配相應(yīng)的變壓器)兩種,低電壓鹵鎢燈具有相對(duì)更長(zhǎng)的壽命,安全性能等優(yōu)點(diǎn)。
選擇鹵鎢燈的秘訣:燈的色溫,壽命,安全性及是否隔除紫外線。
鹵素?zé)羰浅溆袖宓獾塞u族元素或鹵化物的鎢燈稱為鹵素?zé)艋螓u鎢燈。它是新一代白熾燈。
為提高白熾燈的發(fā)光效率,必須提高鎢絲的溫度,但相應(yīng)會(huì)造成鎢的蒸發(fā),使玻殼發(fā)黑。
在白熾燈中充入鹵族元素或鹵化物,利用鹵鎢循環(huán)的原理可以消除白熾燈的玻殼發(fā)黑現(xiàn)象。這就是鹵素?zé)舻膩?lái)由。
但為確保鹵鎢循環(huán)的正常進(jìn)行,必須大大縮小玻殼尺寸,以提高玻殼溫度(一般要求碘鎢燈的玻殼溫度為250-600℃,溴鎢燈的玻殼溫度為200-1100℃),使燈內(nèi)鹵 化鎢處于氣態(tài)。因此,鹵素?zé)舻牟け仨毷褂媚透邷睾蜋C(jī)械強(qiáng)度高的石英玻璃。
其結(jié)構(gòu)有雙端直管形、單端圓柱形和反射形。由于使用石英玻璃作玻殼,鹵素?zé)粲殖7Q石英燈。其中反射形鹵素?zé)粢驇в蟹瓷浔?,又常稱杯燈。
鹵鎢燈功率有5W、10W、15W、20W、25W、30W、35W、40W、45W、50W、60W、70W、100W、150W、200W和250W等多種。工作電壓有6V、12V、24V、28V、110V和220V等多種。燈頭有螺口式(E10、E11、E14等)、插入式(GU5.3、GX5.3、GY6.35、GZ4和G8等)和直接引出式。其中杯燈還有帶前罩與不帶前罩之分。杯口直徑有25mm(MR8),35mm(MR11)和50 mm(MR16)等幾種。反射角有8°、10°、12°、20°、24°、30°、36°、40°和60°等多種。
鹵鎢循環(huán)的過(guò)程是這樣的:在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下,從燈絲蒸發(fā)出來(lái)的鎢在泡壁區(qū)域內(nèi)與鹵素物質(zhì)反應(yīng),形成揮發(fā)性的鹵鎢化合物。由于泡壁溫度足夠高(250℃),鹵鎢化合物呈氣態(tài),當(dāng)鹵鎢化合物擴(kuò)散到較熱的燈絲周圍區(qū)域時(shí)又分化為鹵素和鎢。釋放出來(lái)的鎢部分回到燈絲上,而鹵素繼續(xù)參與循環(huán)過(guò)程。
氟,氯,溴,碘各種鹵素都能產(chǎn)生鎢的再生循環(huán)。它們之間的主要區(qū)別是發(fā)生循環(huán)反應(yīng)所需的溫度以及與燈內(nèi)其他物質(zhì)發(fā)生作用的程度有所不同大量生產(chǎn)各種溴鎢燈和碘鎢燈,某些燈中還部分采用氯作為循環(huán)劑。
所有白熾燈的發(fā)光原理都是利用物體受熱發(fā)光原理和熱輻射原理而實(shí)現(xiàn)的,最簡(jiǎn)單的白熾燈就是給燈絲導(dǎo)通足夠的電流,燈絲發(fā)熱至白熾狀態(tài),就會(huì)發(fā)出光亮,但這種白熾燈的壽命會(huì)相當(dāng)相當(dāng)?shù)亩獭?/p>
我們見(jiàn)到的白熾燈之所以采用了以下各種技術(shù),其目的都在于使得白熾燈具有更長(zhǎng)的壽命和使用起來(lái)更加方便:真空玻璃管(減少燈絲氧化程度)、燈腳(便于你將燈泡插在燈座上)、填充惰性氣體(減少燈絲在高溫下的氧化程度)等等。
鹵素?zé)襞菖c白熾燈的最大差別在于一點(diǎn),就是鹵素?zé)舻牟A鈿ぶ谐溆幸恍u族元素氣體(通常是碘或溴),其工作原理為:當(dāng)燈絲發(fā)熱時(shí),鎢原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動(dòng),當(dāng)接近玻璃管壁時(shí),鎢蒸氣被冷卻到大約800℃并和鹵素原子結(jié)合在一起,形成鹵化鎢(碘化鎢或溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央繼續(xù)移動(dòng),又重新回到被氧化的燈絲上,由于鹵化鎢是一種很不穩(wěn)定的化合物,其遇熱后又會(huì)重新分解成鹵素蒸氣和鎢,這樣鎢又在燈絲上沉積下來(lái),彌補(bǔ)被蒸發(fā)掉的部分。通過(guò)這種再生循環(huán)過(guò)程,燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(zhǎng)(幾乎是白熾燈的4倍),同時(shí)由于燈絲可以工作在更高溫度下,從而得到了更高的亮度,更高的色溫和更高的發(fā)光效率。
鹵鎢燈按用途分為6類:①照明鹵鎢燈。又分為高壓雙端燈、低壓?jiǎn)味藷艉投嗥矫胬浞瓷涞蛪憾ㄏ蛘彰鳠?種,廣泛用于商店、櫥窗、展廳、家庭室內(nèi)照明。②汽車鹵鎢燈。又分前燈,近光燈,轉(zhuǎn)彎燈,剎車燈等。③紅外、紫外輻照鹵鎢燈。紅外輻照鹵鎢燈用于加熱設(shè)備和復(fù)印機(jī)上,紫外輻照鹵鎢燈已開始用于牙科固化粉的固化工藝。④攝影鹵鎢燈。已在舞臺(tái)影視和新聞攝影照明中取代普通鎢絲白熾燈。⑤儀器鹵鎢燈。用于現(xiàn)代顯微鏡、投影儀、幻燈以及醫(yī)療儀器等光學(xué)儀器上。⑥冷反射儀器鹵鎢燈。用于輕便型電影機(jī)、幻燈機(jī)、醫(yī)用和工業(yè)用內(nèi)窺鏡、牙科手術(shù)著色固化、彩色照片擴(kuò)印等光學(xué)儀器上。
發(fā)光體為鎢絲及鹵族元素的白熾燈。鹵素?zé)?-?鹵素?zé)魞?yōu)勢(shì)與劣勢(shì)?鹵素?zé)艟哂畜w積??;?發(fā)光效率高(達(dá)17-33?lm/W); ?色溫穩(wěn)定(可選取2500K-3500K)????光衰...
鹵鎢燈產(chǎn)品使用于哪些地方?宜用在照度要求較高、顯色性較好或要求調(diào)光的場(chǎng)所,如體育館、大會(huì)堂、宴會(huì)廳等。其色溫尤其適用于彩色電視的演播室照明。由于它的工作溫度較高,不適于多塵、易燃、爆炸危險(xiǎn)、腐蝕性環(huán)境...
鹵鎢燈發(fā)光和一般的白熾燈相當(dāng)。它主要的差別在鎢絲在發(fā)熱發(fā)光時(shí)燈絲上燒跑掉的鎢可由鹵又還回到絲上。
鹵鎢燈特點(diǎn)
鹵素?zé)粢恢币詠?lái)都與時(shí)代同步。它們發(fā)出的光線強(qiáng)而"冷",也就是說(shuō)鹵素?zé)羲l(fā)出的光強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出白熾燈,
可使物體的顏色更光彩奪目。 鹵素?zé)粲绕湮说牡胤绞撬苁刮矬w的表面色澤更鮮艷,并能帶出迷人的閃爍效果。由于燈的體積非常小巧玲瓏且品種規(guī)格齊全,有從窄到寬多種角度以供選擇,給專業(yè)燈光設(shè)計(jì)提供很大的的創(chuàng)意空間。就經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō),鹵素?zé)籼貏e"明亮"。例如,白熾燈需要消耗75W的電能才能達(dá)到960流明的光通量,而鹵素?zé)魞H需要約50W。
鹵鎢燈區(qū)別
1879年,愛(ài)迪生發(fā)明第一盞白熾燈(碳絲白熾燈),開始了人類第一次照明光源技術(shù)革命。白熾燈使用壽命短, 光效低,但顯色度高。 第二代照明光源是鹵素?zé)?,所發(fā)出的光強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出白熾燈,而能耗約降低三分之一。
金鹵燈因燈泡中填充了金屬鹵化物而得名,基本構(gòu)造與發(fā)光原理大致與熒光燈管相似,不同之處在于弧光放電點(diǎn)燈,產(chǎn)生高熱,金屬鹵化物升華成為蒸氣,直接發(fā)出可見(jiàn)光,節(jié)能80%至90%,屬第三代照明光源。
金鹵燈是繼白熾燈、鹵素?zé)糁螽?dāng)今世界崛起的第三代綠色照明光源,以光效高、顯色性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),不僅成為高檔轎車、背投電視等光源的首選,還可廣泛應(yīng)用于軍事、探險(xiǎn)、水下作業(yè)、野外搜救等領(lǐng)域。與普通白熾燈相比,金鹵燈節(jié)能效果驚人,市場(chǎng)空間巨大。金鹵燈在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展勢(shì)頭迅猛,已有近40%的普及率。但我國(guó)曾有80億支燈泡產(chǎn)量中,金鹵燈比例不到2%。由于功率越小,技術(shù)要求越高,國(guó)內(nèi)50W以下的金鹵燈生產(chǎn)尚屬空白。
鹵鎢燈案例
金屬鹵素?zé)?高強(qiáng)紫外鹵素?zé)?通常又叫鐵燈,一般的水銀UV燈的最高波峰為365nm,并不大適合于一些需要380nm、403nm新油墨及特殊應(yīng)用工藝。這些新的最高波峰(380hm、403nm)可以由金屬鹵素?zé)舢a(chǎn)生,金屬鹵素?zé)艏霸诤兴y及氬的水銀UV燈的基礎(chǔ)上添加鐵摻合、鉀摻合或其它稀土金屬原素?fù)胶稀hF摻合鹵素?zé)籼貏e增強(qiáng)了380hm作為最高波峰。鉀摻合鹵素?zé)籼貏e增強(qiáng)了403nm及417nm的波峰。主要適用于UV油墨、UV油漆的固化,干膜、濕膜,綠色阻焊的曝光。在網(wǎng)印和固化中帶顏色,特別是涂層較厚的產(chǎn)品和白色、黑色的干燥有突出的效果。
鹵鎢燈產(chǎn)品使用于哪些地方?
宜用在照度要求較高、顯色性較好或要求調(diào)光的場(chǎng)所,如體育館、大會(huì)堂、宴會(huì)廳等。其色溫尤其適用于彩色電視的演播室照明。由于它的工作溫度較高,不適于多塵、易燃、爆炸危險(xiǎn)、腐蝕性環(huán)境場(chǎng)所,以及有振動(dòng)的場(chǎng)所等。石英聚光鹵鎢燈用于拍攝電影、電視及舞臺(tái)照明的聚光燈具或回光燈具中。
照明開閉頻繁,需要迅速點(diǎn)亮,需要調(diào)光或需要避免對(duì)測(cè)試設(shè)備產(chǎn)生高頻干擾的地方和屏蔽室等,宜采用鹵鎢燈。
需要正確識(shí)別色彩,照度要求較高或進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間緊張視力工作的場(chǎng)所,宜采用鹵鎢燈。
鹵素?zé)?- 鹵素?zé)魞?yōu)勢(shì)與劣勢(shì) 鹵素?zé)艟哂畜w積小、
發(fā)光效率高(達(dá)17-33 lm/W)
色溫穩(wěn)定(可選取2500K-3500K)
光衰小(5%以下)
壽命長(zhǎng)(可達(dá)3000小時(shí)至5000小時(shí))等特點(diǎn),
這些特點(diǎn)顯示出它有取代普通白熾燈的趨勢(shì)。但石英玻璃昂貴,鹵素?zé)舻膬r(jià)格當(dāng)然要比白熾燈高。
同白熾燈一樣,鹵鎢燈按用途、結(jié)構(gòu)和外形也可分成許多類別。
鎢絲的再結(jié)晶組織能形成良好的燕尾搭接結(jié)構(gòu),長(zhǎng)寬比大于12,在高溫燃點(diǎn)狀態(tài)下高溫強(qiáng)度高,高溫抗下垂性能及抗變形性能好;在非燃點(diǎn)即常溫狀態(tài)下的常溫強(qiáng)度也高、延性好,延長(zhǎng)了鹵鎢燈的使用壽命;提高了鹵鎢燈用鎢絲的高溫抗下垂性能和改善了制燈過(guò)程中的繞制性能。以細(xì)化和均勻彌散鎢絲鉀泡為關(guān)鍵技術(shù),將A3型仲鎢酸銨作為原料,鎢粉配制方案新增C型鎢粉和有別于現(xiàn)行鎢粉制備工藝,依鉀泡的高度彌散和均勻化來(lái)設(shè)計(jì)垂熔燒結(jié)、鎢棒中高溫退火,采用剛玉管爐進(jìn)行鎢棒的第一次再結(jié)晶退火等創(chuàng)新生產(chǎn)工藝。
石英玻璃和紫外線
由于鹵素?zé)襞菪枰ぷ髟诟叩臏囟认?,普通玻璃外殼在此溫度下?huì)熔化并產(chǎn)生流動(dòng),由于具有極低的熱膨脹系數(shù),所以熔凝石英玻璃(英文:Fusedquartz)代替普通玻璃應(yīng)用在了鹵素?zé)襞葜校捎谄胀úAЭ梢愿魯嘧贤夤?,但石英玻璃不能,所以鹵素?zé)襞輹?huì)發(fā)射出具有紫外光波段的不可見(jiàn)光。事物的兩面性在這里得到了充分的體現(xiàn):一方面要對(duì)燈泡增加防護(hù)措施以減少紫外線的輻射,另一方面,我們也利用紫外燈來(lái)治療某些皮膚疾病或在室內(nèi)就可得到在陽(yáng)光下暴曬才能得到的古銅色皮膚?;谑⒉AУ奶匦?,如果玻璃管壁上沾染了油污(例如用手觸摸燈泡的玻璃殼),將導(dǎo)致上述再生循環(huán)過(guò)程不能良好完成,從而大大影響燈泡的壽命,需要用酒精進(jìn)行清除。
(1) 安裝鹵素?zé)襞輹r(shí),請(qǐng)將電源關(guān)掉,并利用塑料套保護(hù)燈泡玻璃殼清潔,不要用手觸摸,如不慎觸摸,請(qǐng)用酒精擦拭干凈;
(2) 鹵素?zé)襞菔褂媚透邷氐氖⒉Aе瞥?,如沾到手或油污,將使石英玻璃失去光澤,變成白濁色而減低亮度,縮短壽命,甚至玻璃殼破裂;
(3) 鹵素?zé)襞蔹c(diǎn)燈時(shí),封口處的溫度不可超過(guò) 350度,否則會(huì)縮短鹵素?zé)襞莸膲勖墅u素?zé)艟咄L(fēng)散熱必須良好;
(4) 鹵素?zé)襞蔹c(diǎn)燈時(shí),應(yīng)避免冷氣直接吹向燈泡;
(5) 鹵素?zé)襞蔹c(diǎn)燈中,應(yīng)避免受到?jīng)_擊或震動(dòng);
(6) 鹵素?zé)襞蔹c(diǎn)燈中或剛熄燈后,因燈泡溫度仍然很高,絕對(duì)不可用手去觸摸。
1959年人們發(fā)現(xiàn)了鹵鎢循環(huán)原理后制造出鹵鎢燈,它給熱輻射光源注入了新的活力,這類燈體積小,光維持率達(dá)到95%以上,光效和壽命均明顯地優(yōu)于白熾燈,人們已生產(chǎn)出可直接應(yīng)用于電網(wǎng)電壓220V或110V的鹵鎢燈,其尺寸可小到Ø14×54mm,具有燈絲穩(wěn)定性和抗震性都優(yōu)異的特性,泡殼有透明和磨砂二種不同規(guī)格,內(nèi)帶保險(xiǎn)絲符合IEC A32-2標(biāo)準(zhǔn),燈頭為G9型易于聯(lián)接,它的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1所示。又推出多種節(jié)能鹵鎢燈新品種,如在石英泡殼上采用涂敷TiO2 / SiO2紅外反射層技術(shù)(IRC)制成JD型和JDR型新穎鹵鎢燈,通過(guò)讓可見(jiàn)光透過(guò),而將紅外線反射回?zé)艚z的過(guò)程,使燈的光效有30%-45%的提高,壽命達(dá)3000h。由于鹵鎢燈的顯色性特別好,而且體積小易于裝飾,因此至今仍倍受人們青睞和廣泛使用。
表1 220V鹵鎢燈的技術(shù)參數(shù)
工作電壓(v) | 220 | 220 | 220 | 220 |
功率(w) | 25 | 40 | 60 | 75 |
光通量(lm) | 285 | 510 | 940 | 1225 |
壽命(h) | 1500 | 1500 | 2000 | 2000 |
通過(guò)光源幾何中心的軸線。
指燈泡在老煉結(jié)束時(shí)所測(cè)量的光學(xué)和電學(xué)的數(shù)值,主要是色溫,光通量和功率。
指燈絲的有效幾何尺寸中心線至燈頭底部觸點(diǎn)間的距離。
單端引出的圓柱形鹵鎢燈泡。
照明鹵鎢燈與多平面介質(zhì)膜反光鏡組合成的鹵鎢燈稱為冷反射定向照明鹵鎢燈,其中加透鏡的稱為封閉式冷反射定向照明鹵鎢燈。
鹵鎢燈 (halogen lamp)在白熾燈的充填惰性氣體中加入微量鹵素或鹵化物而制成的電光源。鹵鎢燈具有體積小、發(fā)光效率高、色溫穩(wěn)定、幾乎無(wú)光衰、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。自1959年美國(guó)通用電氣公司研制成功管型碘鎢燈以來(lái)發(fā)展十分迅速。中國(guó)第一支碘鎢燈是1961年研制成功的。鹵鎢燈是利用鹵鎢再生循環(huán)原理工作的。其主要部件有玻殼、燈絲和充填鹵化物等。
低壓鹵鎢燈用途
專業(yè)生產(chǎn)用于手提燈、礦燈燈珠,工業(yè)包裝、獨(dú)立包裝均可。6V/8V/12V規(guī)格。燒硅、凍液氮、50-70%Kr排氣。色溫3000K包600H以上連續(xù)點(diǎn)燃?jí)勖?span id="j7l7nr7" class="show-img-hd" style="width:220px;height:220px;">
江姍、楊小平等。