10-气体放电灯简介解析优秀PPT.ppt
气体放电灯简介第一团队第一团队组员：阮磊组员：阮磊 袁旦袁旦 沈东辉沈东辉 倪友倪友 PPTPPT制作：倪友平制作：倪友平南京理工高校电气工程系n气体放电发光灯n荧光灯（FluorescentLamp）nHID灯（HighIntensityDischargeLamp）n金属卤化物灯（MetalHalideLamp）n高压钠灯（High-PressureSodiumLamp）n高压汞灯（Mercuryvaporlamp）南京理工高校电气工程系一 荧光灯n灯管中是压力约为0.8Pa的汞蒸汽，在电场作用下放电。n在放电过程中，汞原子的价电子不断地从原始状态被激发成激发态，同时又激发态自发的返回到基态。n将价电子的动能转化为电磁辐射能，并辐射初3.7nm的紫外线（另外还约有10%的85nm的短波紫外线）南京理工高校电气工程系n涂覆在灯管内壁上的荧光粉吸取353.7nm的紫外线，把它转化为可见光。n荧光粉不同，发光的颜色也不同，这种现象称为光致发光。南京理工高校电气工程系系统图n系统图南京理工高校电气工程系电极n电极南京理工高校电气工程系启辉器n启辉器南京理工高校电气工程系南京理工高校电气工程系镇流器n镇流器南京理工高校电气工程系二 金属卤化物灯n金属卤化物灯主要依靠金属卤化物作为发光材料，金属卤化物以固体形态存在灯内。n灯内必需充有少量的引燃气体氢或氙，以便点燃灯泡。n灯点燃后，首先工作在低气压弧光放电状态，此时灯两极电压很低，约1820V，光输出也很少，这时主要产生热能，使整个灯体加热。南京理工高校电气工程系n灯中的金属卤化物随温度上升不断蒸发，成为金属卤化物蒸气，在热对流的作用下，不断向电弧中心流淌。n一部分金属卤化物被电弧55006000K高温分解，成为金属原子和卤素原子，在电场的作用下，金属原子被激发发光。n另一部分金属卤化物不被电弧高温所分解，在高和顺电场双重作用下，干脆激发形成分子发光。南京理工高校电气工程系n由于各种金属卤化物蒸发温度不同，因此，这些粒子接连蒸发参与发光，所以有不同的原子光谱相继出现。n随着温度的渐渐上升，电弧中金属原子密度渐渐增加，产生共振吸取，原子特征光谱渐渐减弱直至消逝，并向长波段扩展。n由于灯温进一步提高并建立热平衡，于是全部金属卤化物蒸发，分子光谱随之出现，光色及亮度也趋于稳定。n灯内气压可达几十个大气压，灯内电弧由低压弧光放电转为高压弧光放电，灯两端电压由1820V上升并渐渐稳定到100V左右，进入正常发光状态。南京理工高校电气工程系n金属卤化物灯的发光过程n触发阶段n金属卤化物灯内无灯丝，只有两个电极，干脆加上工作电压不能点燃，必需先加高压使灯内气体电离。高压由专用触发器产生。n着火阶段n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，并为弧光放电创建条件。南京理工高校电气工程系n正常发光阶段n在辉光放电的作用下，电极温度越来越高，放射的电子数量越来越多，快速过渡到弧光放电。n随着温度进一步上升，灯的发光越来越强直到正常，全部过程需数分钟n假如启动电流大，电源启动性能好，此过程可短些。南京理工高校电气工程系n金属卤化物灯的优缺点n金属卤化物灯的最大优点是发光效率特殊高，光效高达8090Lm/W，正常发光时发热少，因此是一种冷光源。n由于金属卤化物灯的光谱是在连续光谱的基础上迭加了密集的线状光谱，故显色指数特殊高，即彩色还原性特殊好，可达90%。南京理工高校电气工程系n金属卤化物灯的色温高，可达50006000K，专用投影机灯可达70008000K。在同等亮度条件下，色温越高，人眼感觉越亮。n金属卤化物灯因亮度高、体积小，故相对寿命较短，由于材料、工艺的限制，目前国产金属卤化物灯寿命仍低于1000小时，进口的金属卤化物灯寿命可达几千小时。n金属卤化物灯的另一个缺点是启动困难，必需用特地的触发器。启动后亮度系渐渐增加，假如启动能量过大，启动速度过快，会影响灯泡寿命，在电路设计时应充分考虑。南京理工高校电气工程系三 高压钠灯n高压钠灯运用时发出金白色光，它具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾实力强和不诱虫等优点。n广泛应用于道路、高速马路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。n高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、消遣场、百货商店和宾馆等场所照明。南京理工高校电气工程系n工作原理n当灯泡启动后，电弧管两端电极之间产生电弧。n电弧的高温作用使管内的钠汞齐受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气。n阴极放射的电在向阳极运动过程中，撞击放电物质有原子，使其获得能量产生电离激发，然后由激发态回复到稳定态；或由电离态变为激发态，再回到基戊无限循环，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。n南京理工高校电气工程系n高压钠灯中放电物质蒸气压很高，也即钠原子密度高，电子与钠原子之间碰撞次数频繁，使共振辐射谱线加宽，出现其它可见光谱的辐射，因此高压钠灯的光色优于低压钠灯。n高压钠灯是一种高强度气体放电灯泡。由于气体放电灯泡的负阻特性，假如把灯泡单独接到电网中去，其工作状态是不稳定的，随着放电过程接着，它必将导致电路中电流无限上升，最终直至灯光或电路中的零、部件被过流烧毁。南京理工高校电气工程系高压汞灯n高压汞灯指汞蒸气压力为51507kPa，主要放射波长在365.0nm的汞蒸气弧光灯。n高压汞灯点燃时汞蒸气压为25个大气压，内管用石英玻璃。n高压汞灯是一种效率高、寿命长的电光源。它由荧光泡壳和放电管两部分组成。南京理工高校电气工程系n放电管又细又短、只有人的手指大小、内装高压水银蒸气，放电管外面有一棉球形的荧光泡壳。n通电后放电管产生很强的可见光和紫外线，紫外线照射在荧光泡壳上，发出大量可见光。n高压汞灯工作时，电流通过高压汞蒸气，使之电离激发，形成放电管中电子、原子和离子间的碰撞而发光。南京理工高校电气工程系n放电时波长253.7nm的共振线(辐外光谱)被吸取,可见谱线强度增加,主要辐射的是404.7nm、435.8nm、546.1nm和577.0579.0nm的可见谱线,此外还辐射较强的365.0nm的长波紫外线。n一般400W的荧光高压汞灯色温约为5000K，一般显色指数40左右，光效60lm/W，寿命6000小时。南京理工高校电气工程系
