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  • 超高压汞灯

    超高压汞灯,英文:super high pressure mercury lamp,超高压汞灯指汞蒸气压力为10133~20265KPa(100~200atm),主要发射波长在546.1nm(130atm),相当的能量为219kJ/mol(52.3kcal/mol)的汞蒸气弧光灯。

    编辑摘要

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    简介/超高压汞灯 编辑

    超高压汞灯(UHP)指 蒸气压力为10133~20265KPa(100~200atm),主要发射波长在546.1nm(130atm),相当的能量为219kJ/mol(52.3kcal/mol)的汞蒸气弧光灯。

    超高压汞灯的光亮度较大可作为点光源使用,应用在探照灯方面。另外超高压汞灯的寿命一般较高压汞灯的使用寿命低。

    用于产生液晶投影器的光源,原灯管通过电压后,极间距间产生高电位差的同时产生高热,将汞汽化,汞蒸气在高电位差下,受激发而放电,内部的卤素元素,就有催化及保护的功用;其优点为发光亮度强,使用寿命长,所以市面上的液晶投影仪多半是采用超高压汞灯。 [1]

    分类/超高压汞灯 编辑

    超高压汞灯有短弧超高压汞灯和毛细管超高压汞灯两种。

    短弧

    短弧超高压汞灯是一种装有一对钍钨(或铈钨)-钨电极(直流型),或装有一对钍钨(或铈钨)电极(交流型)的球形石英玻壳放电灯。玻壳内充少量启动氩气和定量的汞,极间距离0.2~8mm,功率50~4000W,工作时形成“电极稳定型”电弧, 电弧亮度为 (4.4~140)×107cd/m2。一般采用垂直燃点,自然冷却。直流型灯的阳极端和交流型灯的一端涂有热反射层,工作时,此端应置于下方, 以保证灯稳定工作。该灯呈负阻特性, 要接入相应的电阻或镇流器,并且另加一个专用启动器才能点燃并进入正常稳定工作。短弧超高压汞灯的有效寿命为50~1000h, 直流型灯的寿命比同功率交流型灯的长约1倍。 短弧超高压汞灯是辐射极强的长波紫外光和可见光的点光源,广泛用于荧光显微镜、紫外分谱仪、全息照相等光学仪器,也用于集成电路光刻制版工艺。

    毛细管

    毛细管超高压汞灯 因其石英玻壳是厚壁毛细管(内径1.8~2mm)而得名。它的电弧充满毛细管内壁,呈管壁稳定型。该灯工作气压5~20MPa,弧长12.5~25mm,电位梯度300V/cm,管壁负载1000W/cm2,需强制水冷或风冷。电弧亮度高达(0.25~4.8)×109cd/m2。灯的启动电压为1000V,工作电压450~750V,使用交流电的灯需用漏磁变压器限流和升压。 毛细管超高压汞灯主要用于照相制版和彩色显像管涂荧光屏制版工艺。若将超高压汞灯的启动气体改成氙气,则可改善其启动性能,使之适用于火车头灯。 [1]

    起源/超高压汞灯 编辑

    由于讲座和报告采用PPT的形式日益普遍,从而使投光系统的显示仪理所当然受到人们的极大重视,其年产量增加率超过35%,而影响投影仪的尺寸和投影质量的关键配件是短弧光源,荷兰飞利浦公司于1995年首先开发成功一种超高压汞灯(Ultra High Pressure),极距约1.3mm,功率100W。在灯工作时,汞蒸气压可达200个大气压。由于汞蒸气压愈高,灯的亮度也越高,而且汞原子谱线宽度变大,分子连续谱与带电粒子复合光谱也更强,特别是595nm以上的红光辐射随灯内工作压强的升高而增强,从而使灯的显色性提高。为了克服由于电极处于极高温度造成钨材料蒸发并沉积在球壁上造成光衰,工艺上对灯内充入微量卤素达到有效清洁泡壳的作用,使灯的寿命达12000h。 [1]

    性能/超高压汞灯 编辑

    UHP光源的电弧亮度能超过小面积高效投影装置所需的1Gcd/m,为了达到更好的集光效果,UHP光源的电弧极距减少到1.0mm,其寿命达10000h以上,功率为200W,配备于投影仪产品,重量4kg,体积不到2L,便于携带,其屏幕照度超过1100lx,能够达到明亮的XGA显示水平。由于它独特的超高强度点光源优点,使它在投影仪系统中的应用几乎独霸天下。

    因为一般的超高压汞灯是电极稳定型电弧,电弧附着在电极尖端而稳定。但因UHP型超高压汞灯气压太高,电弧在电极上强烈收缩,形成的附着点很小,使电极尖局部变形。电弧附着点就在电极顶部不断跳动,一般跳动距离大致100μm,频率为0.01Hz-10Hz,在应用时会发现屏幕亮度的闪烁变化,通常应用后沿脉冲电流供电,可抑制附着点跳动的这一现象。

    另外,UHP光源的体积很小使自然剩余电离获得初始电子的数量极其有限,故灯的击穿电压很高(20kV)。为降低启动电压,在灯的外触发电极与辅助放电腔中的电极引线间形成放电,产生波长短于270nm的紫外线,从而在主放电腔中产生光电离,这个装置也常被称为UV增强器,它能使灯的击穿电压降低。再则,还常在UHP型灯外绕制一金属细丝作为天线,形成一个附加电场,通过这两个措施,即使UHP光源被完全关闭和长久搁置以后,灯触发的电压也明显低于5kV。如图显示UHP光源的外形。 [1]

    UHP光源的外形 UHP光源的外形

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    参考资料
    [1]^引用日期:2013-04-20

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