金屬鹵化物燈(Metal Halide Lamp)金鹵燈是交流電源工作的,在汞和稀有金屬的鹵化物混合蒸氣中產(chǎn)生電弧放電發(fā)光的放電燈,金屬鹵化物燈是在高壓汞燈基礎(chǔ)上添加各種金屬鹵化物制成的第三代光源。照明采用鈧鈉型金屬鹵化物燈,該燈具有發(fā)光效率高、顯色性能好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),是一種接近日光色的節(jié)能新光源,廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館、展覽中心、大型商場(chǎng)、工業(yè)廠房、街道廣場(chǎng)、車站、碼頭等場(chǎng)所的室內(nèi)照明。
屬鹵化物充入電弧管內(nèi),利用金屬原子電離激發(fā)發(fā)光的電光源。具有發(fā)光效率高、色溫高、顯色性好等特點(diǎn)。1911年,施泰因梅茨發(fā)現(xiàn),在汞放電燈中加進(jìn)各種金屬碘化物時(shí),放電電弧中就會(huì)產(chǎn)生這些金屬的光譜。但是,當(dāng)時(shí)的放電管溫度受玻璃軟化點(diǎn)的限制,其光譜強(qiáng)度微弱。1953年,制成放電中采用碘化釷、不需要電極的微波激發(fā)石英發(fā)光燈,它產(chǎn)生亮白色的釷發(fā)射譜線。50年代末,為了改進(jìn)高壓汞燈的光色,進(jìn)行了在汞電弧管內(nèi)充入各種金屬及金屬鹵化物的試驗(yàn)。1961年,第一支
金鹵燈圖冊(cè)金屬鹵化物燈問(wèn)世,燈內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)不再是汞,而是金屬鹵化物(鈉、鉈、銦的碘化物)。金屬鹵化物燈得到進(jìn)一步研究和發(fā)展。 金屬鹵化物燈的分類方法很多,按填充物可分為4類:①鈉鉈銦類。具有線狀光譜,在黃、綠、藍(lán)區(qū)域分別有 3個(gè)峰值。②鈧鈉類。在整個(gè)可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有近似連續(xù)的光譜。③鏑鈥類。在整個(gè)可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)具有間隔極窄的多條譜線,近似連續(xù)光譜。④鹵化錫類。具有連續(xù)的分子光譜。還有充填單一金屬鹵化物的燈,它能發(fā)射特定波長(zhǎng)的光譜,如鉈燈具有535nm波長(zhǎng)光譜、綠色。
按燈的結(jié)構(gòu)可分為3類:①石英電弧管內(nèi)裝兩個(gè)主電極和一個(gè)啟動(dòng)電極,外面套一個(gè)硬質(zhì)玻殼(有直管形和橢球形兩種)的金鹵燈。這類燈主要用于體育場(chǎng)、道路、廠房等處的普通照明。②直管形電弧管內(nèi)裝一對(duì)電極,不帶外玻殼,可代替直管形金鹵燈,用于體育場(chǎng)等地區(qū)泛光照明。③不帶外玻殼的短弧球形金鹵燈、單端或雙端橢球形的金鹵燈。主要用于電影放映和電影、電視的拍攝照明。
帶硬質(zhì)玻璃外玻殼(也可采用石英外玻殼)的金鹵燈,發(fā)光效率約75~120lm/W,壽命從數(shù)千小時(shí)至兩萬(wàn)小時(shí);直管形電弧管金鹵燈的發(fā)光效率約90lm/W,壽命1000~2000小時(shí);短弧球形金鹵燈的發(fā)光效率為90~120lm/W,壽命為數(shù)百小時(shí)。金屬鹵化物的最大功率為10kW,最小的可低到25W,供家庭照明使用。
市場(chǎng)上選型還需注意兩大類別:
金鹵燈有歐標(biāo)與美標(biāo)兩大類,二者的主要區(qū)別是內(nèi)膽填充物不一樣。
美標(biāo)金鹵燈系統(tǒng),鎮(zhèn)流器是個(gè)自耦變壓器,靠電容充放電啟動(dòng)燈泡。美標(biāo)金鹵燈,內(nèi)填充物質(zhì)是鈧和鈉為主,稱為鈧鈉系列金鹵燈;
歐標(biāo)金鹵燈,內(nèi)填充物質(zhì)是鈉和鉈、銦等多種稀土元素,稱為稀土系列金鹵燈。
由于二者使用的填充物的不同,導(dǎo)致他們的發(fā)光相差很大,美標(biāo)的光通量高,而歐標(biāo)的顯色性好,可根據(jù)兩種燈具的特點(diǎn)選擇不同的使用場(chǎng)合。
這是如今金鹵燈里的兩個(gè)典型系列。鈧鈉系列的燈為我國(guó)廣泛采用,也是所謂美標(biāo)系列的燈。鈉鉈銦系列的燈為歐洲廣泛采用,即所謂歐標(biāo)燈。
歐標(biāo)金鹵燈
1、4000-4500K的色溫
2、顯色指數(shù),Ra65-70
3、光效高,壽命長(zhǎng),性能可靠
5、適用于泛光照明,戶外廣告牌,體育場(chǎng)館照明等
美標(biāo)金鹵燈 1、需配套CWA鎮(zhèn)流器使用,不需要觸發(fā)器,抗電壓波動(dòng)能力強(qiáng)
2、壽命長(zhǎng),最長(zhǎng)20000小時(shí)
3、光效高,而且無(wú)燃點(diǎn)位置限制
4、適用于戶外泛光、廣告牌、工業(yè)照明、體育場(chǎng)館、高爾夫球場(chǎng)等
所謂的美標(biāo)金鹵燈就是按美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ANSIC78系列要求生產(chǎn)的金鹵燈泡,所謂歐標(biāo)金鹵燈,主要指按歐共體國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(根據(jù)歐共體國(guó)家電網(wǎng)電壓230V的特點(diǎn))生產(chǎn)的金鹵燈泡。兩種標(biāo)準(zhǔn)的金鹵燈泡從光參數(shù)及壽命等差別不太大,但對(duì)配套電器的要求是不同的。
金鹵燈鎮(zhèn)流器和燈泡的配套
金鹵燈圖冊(cè)美標(biāo)金鹵燈和歐標(biāo)金鹵燈的鎮(zhèn)流器不同,歐標(biāo)金鹵燈可用鈉燈線路或汞燈線路,即可用電感鎮(zhèn)流器加觸發(fā)器;而美標(biāo)金鹵燈則應(yīng)配置專用的CWA鎮(zhèn)流器,即超前頂峰式(漏磁升壓式)鎮(zhèn)流器,否則將導(dǎo)致啟動(dòng)困難,降低光效,使色溫不穩(wěn)定,降低燈泡壽命。
歐標(biāo)金鹵燈只要配上汞燈鎮(zhèn)流器或高壓鈉燈鎮(zhèn)流器加觸發(fā)器及補(bǔ)償電容器在我國(guó)220V 50Hz電網(wǎng)上可以可靠工作。歐標(biāo)金鹵燈根據(jù)啟動(dòng)脈沖峰值電壓的不同,可分為兩種啟動(dòng)脈沖幅值為0.6KV-1.5KV如HPI燈,另一種4.0KV-5.0KV如HQI-T金鹵燈。美標(biāo)金鹵燈就不能用歐標(biāo)金鹵燈的電器配置,歐標(biāo)金鹵燈電路中燈獲得的最低啟動(dòng)有效值電壓(≤240V)不能滿足美標(biāo)金鹵燈中燈對(duì)電器的要求,所以美標(biāo)的金鹵燈泡必須用CWA的點(diǎn)燈電路配置(鎮(zhèn)流器為L(zhǎng)C頂峰超前式漏磁升壓鎮(zhèn)流器,輸出電壓有效值和波形因子可以滿足燈的要求),才能保證燈泡正常工作。
如上所述,許多金鹵燈配套電器生產(chǎn)廠家和商家,因?qū)Ω鞣N類型的金鹵燈性能不了解,及出于商業(yè)利益的需要,僅憑一些簡(jiǎn)單的試驗(yàn)(用幾只燈泡和電器點(diǎn)點(diǎn),燈泡能亮)就隨便配置電器。這樣將造就成許多不良后果。以市場(chǎng)上采用歐標(biāo)電路電路點(diǎn)美標(biāo)金鹵燈為例,將會(huì)出現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題:
1、容易燒壞燈泡
因美標(biāo)燈內(nèi)管有觸發(fā)極,當(dāng)燈點(diǎn)到正常高亮度再斷電后重新送電,因燈膽氣壓不能馬上啟動(dòng)觸發(fā)器產(chǎn)生的高壓會(huì)將燈的觸發(fā)極和主電極引線燒壞。
2、啟動(dòng)困難,嚴(yán)重減短燈壽命
因點(diǎn)燈電路不能滿足燈啟動(dòng)的要求,所以有部分燈泡在開(kāi)始或是燈的壽命期間不能正常啟動(dòng),表現(xiàn)為燈內(nèi)膽兩電極之間始終在輝光放電,或是幾分鐘到十幾分鐘才能啟動(dòng),象這樣燈泡的壽命只有幾天到幾周,這種情況在燈的啟動(dòng)性能略差的批號(hào)中,或電網(wǎng)電壓較低的情況下比較常見(jiàn)。
3、對(duì)燈泡的功率、光效、色溫影響較大
通過(guò)相關(guān)測(cè)試可得出,兩種點(diǎn)燈電路功率、光效、色溫變化量,在測(cè)試中可以看出此電路的變化量要比LC點(diǎn)燈電路大的多。所以說(shuō)不合理的電器配置不僅損害了用戶的利益,造成資源浪費(fèi),還影響節(jié)能推廣應(yīng)用。
為什么會(huì)產(chǎn)生上述情況,除了商家、用戶對(duì)各種金鹵燈性能不夠了解,燈生產(chǎn)廠家技術(shù)服務(wù)不到位外,還有一個(gè)重要原因就是商業(yè)利益和用戶追求低價(jià)心理。在日常的使用中我們可以對(duì)比出用歐標(biāo)電燈電路配美標(biāo)燈泡,成套價(jià)格是比較低的,所以使的這種配置方式在國(guó)內(nèi)被大量使用。用戶追求低價(jià)、降低投資成本是無(wú)可非議,關(guān)鍵是燈電器廠家和商家要給用戶提供價(jià)低質(zhì)優(yōu)的產(chǎn)品,保證燈能正常工作。
金屬鹵化物燈有哪些優(yōu)缺點(diǎn)
金屬鹵化物燈的最大優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光效率特別 熵,光效高達(dá)80~ 90Lm/W,正常發(fā)光時(shí)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,專用投影機(jī)燈可達(dá)7000~8000K。在同等亮度條件下,色溫越高,人眼感覺(jué)越亮。
金屬鹵化物燈因亮度高、體積小,故相對(duì)壽命較短,由于材料、工藝的限制,目前國(guó)產(chǎn)金屬鹵化物燈壽命仍低于1000小時(shí),進(jìn)口的金屬鹵化物燈壽命可達(dá)幾千小時(shí)。
金屬鹵化物燈的另一個(gè)缺點(diǎn)是啟動(dòng)困難,必須用專門的觸發(fā)器。啟動(dòng)后亮度系逐漸增加,如果啟動(dòng)能量過(guò)大,啟動(dòng)速度過(guò)快,會(huì)影響燈泡壽命,在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮。
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