陶瓷金卤灯简介
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气体放电与光源分类
1.低压气体放电源（灯内气体的总压强约1% 大气压左右） 2.高压压气体放电源（灯内气体的总压强在1 个—10个大气压） 3.超高压气体放电源（灯内气体的总压强大 于10个大气压）
产品概述
陶瓷金卤灯是第三代高强度气体照明光源 （HID），是一种集石英金卤灯的良好光色性 能和高压钠灯优秀的发光效率于一身的光源， 是新型高效节能照明光源之一。
杂质的检测
最小电压
金属卤化物灯在点亮后瞬间，其工作电压从起跳瞬间 的高电压很快下降到一个最低值，之后随着电弧管的温升， 导致更多汞蒸发，工作电压又慢慢回升，直至接近灯正常 工作电压趋于稳定。灯启动初期的这个工作电压最低值被 称为最小灯电压Vmin。在国家标准GB18661中并没有提 到最小灯电压，但在实际生产中最小灯电压一直被生产厂 家作为衡量灯质量的重要参数。影响Vmin值的因素很多， 包括填充氩气的纯度和压力、电极结构、石英管杂质和羟 基含量以及金卤丸纯度等等。但对一个设计已定的电弧管 来说，Vmin值主要取决于电弧管内引入氢的量。在实际 生产测试时也常用Vmin值衡量电弧管引入潮气或氢的程 度。一般来说，电弧管制造过程引入氢量越少Vmin越小， 电弧管内在性能也越好。
陶瓷金卤灯光效高、亮度高、显色指数高、 寿命长，综合指数十分优越，是商业、体育 场馆、道路等大空间照明的优选光源。 据业内人士预测，未来节能灯、LED灯和陶瓷 金卤灯将三分照明市场，不久将是这三种灯 的市场爆发期。 。
产品优势
一、节能将是陶瓷金卤灯的最大优势也是最 重要亮点。一体化陶瓷金卤灯的系统光效将超过 85 lm/W，节能灯不超过60 lm/W、T5日光灯管 不超过72 lm/W。 二、陶瓷金卤灯的优势是灯具配套比较灵活、 可以手动调光，也可以电脑控制调光。这是由于 HID电子镇流器的智能化程度优于节能灯、日光 灯电子镇流器。
金卤灯启动后灯电压、灯电流、灯功率随时间的变化
质谱法
用质谱仪分析新灯和工作过的灯中的气体。
几种光源的电光源参数
光源种类 白炽灯 T5 T8卤粉 卤粉 T8三基色 三基色 T12 CFL 高压钠灯 高压汞灯 石英金卤灯 陶瓷金卤灯 LED灯 灯 平均功率（ 平均功率（Wave） 45.8 28 32.5 32.5 37.5 8.32 152.3 235 245.75 250 2 显色指数（平均） 显色指数（平均） 100 85 75 90 67-76 82 22 33 68 90 75-80 平均光效（ 平均光效（lm/W） ） 10 88 60.5 90.1 80 55 120 38 100 100 25-30
加汞的作用
1.加入汞可以提高灯的光效。 通常，灯中金属卤化物的蒸气压较低 （0.001—0.1atm），因而电弧中心的金属原子和 卤素原子向管壁扩散并复合的过程太快。金属卤 化物在分解时要吸收能量，在复合是又要放出能 量，所以分散和复合的过程太快，就使电弧中能 量的损失增大，灯的光效降低。为了解决以上问 题，可在灯内充入其他气体，建立高气压（1— 10atm）放电。充入的其他气体起了阻碍金属蒸 气和卤素气体扩散的作用，故称为缓冲气体。汞 的热导率很小是目前常用的缓冲气体。氙气的热 导率也较低，也可作为缓冲气体。在某种情况下， 还可采用其他惰性气体。实践证明，用汞作为缓 冲气体，比用氙气时光效高。
比活度(Bg/L) 贝克/升
每毫升含量（Bg/ml）
1mci/L 0.7mci/L 0.5mci/L 0.3mci/L 0.2mci/L 0.1mci/L
3.7×107Bg/L 2.89×107Bg/L 1.85×107Bg/L 1.11×107Bg/L 7.4×106Bg/L 3.7×106Bg/L
在灯中采用金属卤化物的好处
1.金属卤化物的蒸气压一般比金属自身 的蒸气压高很多。几乎所有的金属卤化物， 在1000K时的蒸气压都大于100Pa。 2.除金属的氟化物以外，其他金属卤化 物都不和石英玻璃发生明显的化学作用。
金属卤化物的循环
在金属卤化物灯中，由于管壁和电弧中心温 度相差很大，金属卤化物会产生分解和再复合的 循环过程。该循环的具体过程是：在管壁的工作 温度下，金属卤化物大量蒸发，因浓度梯度而向 电弧中心扩散；在电弧中心的高温区域（约 4000—6000K），金属卤化物分子分解为金属原 子和卤素原子，金属原子参与放电，并产生辐射； 由于电弧中心金属原子和卤素原子的浓度较高， 因此它们又向着管壁扩散，在接近管壁的低温区 域又重新复合成金属卤化物分子。就这样，靠着 这种循环，不断向电弧提供足够浓度的金属原子， 同时又避免了金属在管壁上的沉积。
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在高压汞灯中虽然有比较高的光效，但 其光色较差。高压汞灯一半以上的可见光 能量集中在汞的4根特征谱线上，因此，它 的光色偏蓝-绿，缺少红色部分。
高压汞灯光谱
为改善高压汞灯的颜色，除采用荧光粉 或与钨丝灯混合使用外，人们曾试图将一 些金属加到高压汞灯中去，利用金属发光 的特征谱线，填补汞谱线的空白，增加灯 的Hale Waihona Puke Baidu色成分。
3.7×104Bg/ml 2.89×104Bg/ml 1.85×104Bg/ml 1.11×104Bg/ml 7.4×103Bg/ml 3.7×103Bg/ml
活度单位贝克定义：每秒发生一次 衰变。 在这里，我们可以理解为每秒产 生一个电子发射，灯中有多少贝克， 就是每秒有多少个电子发射，这个电 子是高能量的，它并不受电场约束， 但它在向不同方向运动中能电离灯中 气体产生次级电子，次级电子在电场 作用下加速形成放电起弧。加入Kr85 的目的就是在初始形成比宇宙射线作 用更多的次级电子。
所以，一般情况下都采用汞作为缓冲气 体。有时也用氙或者其他惰性气体。充氙 的灯一点燃就有比较高的管压和功率，启 动时间短；此外，充氙还有适当降低色温 和防止汞对环境污染等优点。对某些金属 卤化物灯，因为卤化物本身蒸气压很高， 足以有效地阻碍金属原子和卤素原子的扩 散，所以可不必充汞，超高压铟灯就是一 例。
Kr85
Kr85启动剂广泛用于气体放电灯中， 每支灯中充入多少Kr85，很多人并没有具 体数量概念，总以为越多越好，其实，根 据不同灯种每支灯中有几百至两三千贝克 的Kr85就可以使灯很容易点燃。太多造成 资源浪费，成本增加，不利环保及出口。 下表列出不同比活度的一些数据：
比活度(mci/L)毫居/升
金卤灯的主要发光物质是充入的金属卤 化物，这些金属卤化物蒸汽在高温电弧区 分解形成足够密度的金属原子，这些金属 原子在电弧中被电子激发后产生辐射—— 发光。填入灯中的金属卤化物的种类，比 例和填入量由所要求的光谱、色温、显色 指数和电弧管尺寸（功率）等参数确定。
汞在金卤灯中的作用
大部分金属卤化物灯内都充汞。但是，汞在 这种灯中所起的作用与高压汞灯中不同。 在高压汞灯中，汞是发光物质；但是在金属 卤化物灯中，汞的辐射所占的比例却很小。为什 么汞蒸气压比金属卤化物高很多，而它的辐射反 而小呢？这是因为，通常所用的金属的激发电位 较低，一般为4V左右，而汞的平均激发电位为 7.8V，因而受激发的金属原子反而比受激的汞原 子多，所以金属光谱的强度远超过汞光谱。
2.加入汞可以改善灯的电特性。 在高压汞灯中，灯的电场强度和管压 都由汞蒸气压决定。在金属卤化物灯中， 由于金属卤化物的蒸气压很低，如果没有 汞，电子的迁移率就很大，因而电场强度 和管压很低。要做大功率灯，灯的电流就 必须很大。加入汞以后灯内的气压大为升 高，电场强度和管压也就相应升高。
3.加入汞有利于灯的启动。 将充氙和充汞的情况相比，虽然两者 的工作气压相近，但在冷态时的气压相差 很大。由于在室温时汞的气压很低，因此 启动要比充氙时容易很多。另外，在金属 卤化物灯中，汞还能和卤素原子生产卤化 汞，减少卤素原子对启动造成的不利影响。
其它填充物
氩气-Kr85混合气
充氩气的作用
氩气对帮助灯点燃和降低启辉电压作用很大 ， 另外氩气和汞蒸气有一定的潘宁效应。 商用照明金卤灯中充有低压氩气，其作用是 保证灯能在较低电压下启动，启动后放电从氩转 入汞蒸汽中，形成低压电弧使灯加热。随着汞的 蒸发，放电逐渐转化为高气压汞弧光放电。在金 属卤化物蒸发后则放电在汞与金属卤化物的混合 蒸汽中进行。在充有高压氙气的车用氙气金卤灯 中放电的启点是在高压氙气中完成的。从一开始 就形成了高气压弧光放电，所以输入灯的功率和 光通输出在极短时间内能迅速上升并达所要求的 亮度。
高显色性的更适合于室内使用，规格有20W、35W、70W、 100W、150W、250W、400W
产品构成
陶瓷金卤灯由透明氧化铝陶瓷管、发光 物质、汞、Ar-Kr85和电极、焊料等构成（如 图 ）。透明氧化铝陶瓷管是陶瓷金卤灯的关 键部件。
汞、Ar-Kr85
陶瓷金卤灯的结构示意图
为什么要加入金属卤化物？ 为什么要加入金属卤化物？
1.低压气体放电源（灯内气体的总压强约1% 大气压左右） 2.高压压气体放电源（灯内气体的总压强在1 个—10个大气压） 3.超高压气体放电源（灯内气体的总压强大 于10个大气压）
产品概述
陶瓷金卤灯是第三代高强度气体照明光源 （HID），是一种集石英金卤灯的良好光色性 能和高压钠灯优秀的发光效率于一身的光源， 是新型高效节能照明光源之一。
杂质的检测
最小电压
金属卤化物灯在点亮后瞬间，其工作电压从起跳瞬间 的高电压很快下降到一个最低值，之后随着电弧管的温升， 导致更多汞蒸发，工作电压又慢慢回升，直至接近灯正常 工作电压趋于稳定。灯启动初期的这个工作电压最低值被 称为最小灯电压Vmin。在国家标准GB18661中并没有提 到最小灯电压，但在实际生产中最小灯电压一直被生产厂 家作为衡量灯质量的重要参数。影响Vmin值的因素很多， 包括填充氩气的纯度和压力、电极结构、石英管杂质和羟 基含量以及金卤丸纯度等等。但对一个设计已定的电弧管 来说，Vmin值主要取决于电弧管内引入氢的量。在实际 生产测试时也常用Vmin值衡量电弧管引入潮气或氢的程 度。一般来说，电弧管制造过程引入氢量越少Vmin越小， 电弧管内在性能也越好。
陶瓷金卤灯光效高、亮度高、显色指数高、 寿命长，综合指数十分优越，是商业、体育 场馆、道路等大空间照明的优选光源。 据业内人士预测，未来节能灯、LED灯和陶瓷 金卤灯将三分照明市场，不久将是这三种灯 的市场爆发期。 。
产品优势
一、节能将是陶瓷金卤灯的最大优势也是最 重要亮点。一体化陶瓷金卤灯的系统光效将超过 85 lm/W，节能灯不超过60 lm/W、T5日光灯管 不超过72 lm/W。 二、陶瓷金卤灯的优势是灯具配套比较灵活、 可以手动调光，也可以电脑控制调光。这是由于 HID电子镇流器的智能化程度优于节能灯、日光 灯电子镇流器。
金卤灯启动后灯电压、灯电流、灯功率随时间的变化
质谱法
用质谱仪分析新灯和工作过的灯中的气体。
几种光源的电光源参数
光源种类 白炽灯 T5 T8卤粉 卤粉 T8三基色 三基色 T12 CFL 高压钠灯 高压汞灯 石英金卤灯 陶瓷金卤灯 LED灯 灯 平均功率（ 平均功率（Wave） 45.8 28 32.5 32.5 37.5 8.32 152.3 235 245.75 250 2 显色指数（平均） 显色指数（平均） 100 85 75 90 67-76 82 22 33 68 90 75-80 平均光效（ 平均光效（lm/W） ） 10 88 60.5 90.1 80 55 120 38 100 100 25-30
加汞的作用
1.加入汞可以提高灯的光效。 通常，灯中金属卤化物的蒸气压较低 （0.001—0.1atm），因而电弧中心的金属原子和 卤素原子向管壁扩散并复合的过程太快。金属卤 化物在分解时要吸收能量，在复合是又要放出能 量，所以分散和复合的过程太快，就使电弧中能 量的损失增大，灯的光效降低。为了解决以上问 题，可在灯内充入其他气体，建立高气压（1— 10atm）放电。充入的其他气体起了阻碍金属蒸 气和卤素气体扩散的作用，故称为缓冲气体。汞 的热导率很小是目前常用的缓冲气体。氙气的热 导率也较低，也可作为缓冲气体。在某种情况下， 还可采用其他惰性气体。实践证明，用汞作为缓 冲气体，比用氙气时光效高。
比活度(Bg/L) 贝克/升
每毫升含量（Bg/ml）
1mci/L 0.7mci/L 0.5mci/L 0.3mci/L 0.2mci/L 0.1mci/L
3.7×107Bg/L 2.89×107Bg/L 1.85×107Bg/L 1.11×107Bg/L 7.4×106Bg/L 3.7×106Bg/L
在灯中采用金属卤化物的好处
1.金属卤化物的蒸气压一般比金属自身 的蒸气压高很多。几乎所有的金属卤化物， 在1000K时的蒸气压都大于100Pa。 2.除金属的氟化物以外，其他金属卤化 物都不和石英玻璃发生明显的化学作用。
金属卤化物的循环
在金属卤化物灯中，由于管壁和电弧中心温 度相差很大，金属卤化物会产生分解和再复合的 循环过程。该循环的具体过程是：在管壁的工作 温度下，金属卤化物大量蒸发，因浓度梯度而向 电弧中心扩散；在电弧中心的高温区域（约 4000—6000K），金属卤化物分子分解为金属原 子和卤素原子，金属原子参与放电，并产生辐射； 由于电弧中心金属原子和卤素原子的浓度较高， 因此它们又向着管壁扩散，在接近管壁的低温区 域又重新复合成金属卤化物分子。就这样，靠着 这种循环，不断向电弧提供足够浓度的金属原子， 同时又避免了金属在管壁上的沉积。
? ? ?
在高压汞灯中虽然有比较高的光效，但 其光色较差。高压汞灯一半以上的可见光 能量集中在汞的4根特征谱线上，因此，它 的光色偏蓝-绿，缺少红色部分。
高压汞灯光谱
为改善高压汞灯的颜色，除采用荧光粉 或与钨丝灯混合使用外，人们曾试图将一 些金属加到高压汞灯中去，利用金属发光 的特征谱线，填补汞谱线的空白，增加灯 的Hale Waihona Puke Baidu色成分。
3.7×104Bg/ml 2.89×104Bg/ml 1.85×104Bg/ml 1.11×104Bg/ml 7.4×103Bg/ml 3.7×103Bg/ml
活度单位贝克定义：每秒发生一次 衰变。 在这里，我们可以理解为每秒产 生一个电子发射，灯中有多少贝克， 就是每秒有多少个电子发射，这个电 子是高能量的，它并不受电场约束， 但它在向不同方向运动中能电离灯中 气体产生次级电子，次级电子在电场 作用下加速形成放电起弧。加入Kr85 的目的就是在初始形成比宇宙射线作 用更多的次级电子。
所以，一般情况下都采用汞作为缓冲气 体。有时也用氙或者其他惰性气体。充氙 的灯一点燃就有比较高的管压和功率，启 动时间短；此外，充氙还有适当降低色温 和防止汞对环境污染等优点。对某些金属 卤化物灯，因为卤化物本身蒸气压很高， 足以有效地阻碍金属原子和卤素原子的扩 散，所以可不必充汞，超高压铟灯就是一 例。
Kr85
Kr85启动剂广泛用于气体放电灯中， 每支灯中充入多少Kr85，很多人并没有具 体数量概念，总以为越多越好，其实，根 据不同灯种每支灯中有几百至两三千贝克 的Kr85就可以使灯很容易点燃。太多造成 资源浪费，成本增加，不利环保及出口。 下表列出不同比活度的一些数据：
比活度(mci/L)毫居/升
金卤灯的主要发光物质是充入的金属卤 化物，这些金属卤化物蒸汽在高温电弧区 分解形成足够密度的金属原子，这些金属 原子在电弧中被电子激发后产生辐射—— 发光。填入灯中的金属卤化物的种类，比 例和填入量由所要求的光谱、色温、显色 指数和电弧管尺寸（功率）等参数确定。
汞在金卤灯中的作用
大部分金属卤化物灯内都充汞。但是，汞在 这种灯中所起的作用与高压汞灯中不同。 在高压汞灯中，汞是发光物质；但是在金属 卤化物灯中，汞的辐射所占的比例却很小。为什 么汞蒸气压比金属卤化物高很多，而它的辐射反 而小呢？这是因为，通常所用的金属的激发电位 较低，一般为4V左右，而汞的平均激发电位为 7.8V，因而受激发的金属原子反而比受激的汞原 子多，所以金属光谱的强度远超过汞光谱。
2.加入汞可以改善灯的电特性。 在高压汞灯中，灯的电场强度和管压 都由汞蒸气压决定。在金属卤化物灯中， 由于金属卤化物的蒸气压很低，如果没有 汞，电子的迁移率就很大，因而电场强度 和管压很低。要做大功率灯，灯的电流就 必须很大。加入汞以后灯内的气压大为升 高，电场强度和管压也就相应升高。
3.加入汞有利于灯的启动。 将充氙和充汞的情况相比，虽然两者 的工作气压相近，但在冷态时的气压相差 很大。由于在室温时汞的气压很低，因此 启动要比充氙时容易很多。另外，在金属 卤化物灯中，汞还能和卤素原子生产卤化 汞，减少卤素原子对启动造成的不利影响。
其它填充物
氩气-Kr85混合气
充氩气的作用
氩气对帮助灯点燃和降低启辉电压作用很大 ， 另外氩气和汞蒸气有一定的潘宁效应。 商用照明金卤灯中充有低压氩气，其作用是 保证灯能在较低电压下启动，启动后放电从氩转 入汞蒸汽中，形成低压电弧使灯加热。随着汞的 蒸发，放电逐渐转化为高气压汞弧光放电。在金 属卤化物蒸发后则放电在汞与金属卤化物的混合 蒸汽中进行。在充有高压氙气的车用氙气金卤灯 中放电的启点是在高压氙气中完成的。从一开始 就形成了高气压弧光放电，所以输入灯的功率和 光通输出在极短时间内能迅速上升并达所要求的 亮度。
高显色性的更适合于室内使用，规格有20W、35W、70W、 100W、150W、250W、400W
产品构成
陶瓷金卤灯由透明氧化铝陶瓷管、发光 物质、汞、Ar-Kr85和电极、焊料等构成（如 图 ）。透明氧化铝陶瓷管是陶瓷金卤灯的关 键部件。
汞、Ar-Kr85
陶瓷金卤灯的结构示意图
为什么要加入金属卤化物？ 为什么要加入金属卤化物？