第三章卤钨灯
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多层介质干涉膜
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
3.4卤钨灯的应用
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
一、卤钨灯的光效和寿命
1.光效
卤钨灯 Tf=3100~3500K→η=20~34lm/w 充气白炽灯 Tf=2700~3050K→η=14~18lm/w 真空白炽灯 Tf=2300~2600K→η=8~10lm/w
诸定昌
碘
溴 但对灯丝丝脚、支架腐蚀很大
所以现在一般充： 溴化氢HBr 一溴甲烷 CH3Br 二溴甲烷 CH2Br2 溴仿 CHBr3 氯仿 CHCl3
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
3.3卤钨灯的结构和制造
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
一、外壳材料的几何尺寸
1.石英 红外灯：Ws=15~20w/cm2 照明灯： Ws=20~25w/cm2 高色温灯：Ws=25~30w/cm2 2.高硅氧玻璃（拜科） Ws=20~25w/cm2 3.硬玻璃 Ws=10~15w/cm2
1 WX n n
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
三、卤钨循环的温度条件
化学反应平衡常数
PWXn Kp(T )
Px
1 n
Kp＜1（高温下）→反应向左，有利于分解 Kp＞1（低温下）→反应向右，有利于复合 Kp=1 左右速率相同
光源原理与设计—卤钨灯
பைடு நூலகம்诸定昌
1．反转温度（T反）的定义
Kp（T）=1对应的温度，称为反转温度。 碘钨 950K（677℃） T反 溴钨 1600K（1327℃） 氯钨 2200K（1927℃）
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
3.1卤钨循环原理
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
一、卤钨循环的要求
1.蒸发的钨在Tw（泡壁温度）下易形成易挥发的 化合物W+nX →WXn 2.在灯丝温度区域分解 WXn→W+nX
二、卤钨循环的定义
卤素把灯丝上蒸发的钨原子不间断的搬回到灯 丝上面去的过程。
1 WX n
Tw Tf
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
2.温度条件
1）Tf＞T反,分解 2）Tw＜T反,合成 3）Tw＞T升（卤化物） 碘钨灯≥250℃ 表面温度Tw
溴钨灯≥200℃
氯钨灯≥180℃
为了使Tw达到要求，卤钨灯一般体积比白 炽灯小得多。使用石英或硬料玻璃。
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
3.2 卤钨循环剂
光源原理与设计—卤钨灯
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
2．寿命
1）支架的腐蚀 2）水蒸气的腐蚀 3）热点机制并没克服
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
二、卤钨灯的燃点位置
燃点位置与灯内所充循环剂的种类有关， 更与所充气体的种类有关。（考虑分子量 的问题） 例1．充1atmAr的管状碘钨灯只能水平燃点。 例2.充Kr(Xe)和碘的灯，燃点位置可放宽。 例3.充Kr(Xe)的溴钨灯，燃点位置任意。
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
三、应用领域
1。泛光照明 2。投光照明 3。汽车卤钨灯 4。复印机卤钨灯
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
四、发展方向
1。新的外壳材料 2。高电压小功率卤钨灯 3。新的循环剂
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
谢 谢 观 看！
三、灯丝
1.采用螺旋型灯丝 单、双螺旋→线状光源 双、三螺旋→点状光源 2.细丝绕在粗丝上再绕螺旋 →Me相同下增加辐射面积 3.用支架支撑→防下垂
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
四、最佳充气压
综合考虑寿命和光效两方面 的要求，卤钨灯的充气压强 通常应选择得使气体稳定层 直径b略小于泡壳直径d。
五、红外反射膜
光源原理与设计—卤钨灯
诸定昌
二、灯丝与外壳的气密封接
1.利用钼箔的延展性实现“非匹配”封接 锲型 钼箔宽度2A/mm 钼箔长度7~9mm 钼杆直径 J=5~10A/mm2 2.钼杆与铝硅玻璃的匹配封接 封接可靠，故充气压可以提高，抑制钨 蒸发，进一步提高光效、延长寿命。
光源原理与设计—卤钨灯
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光源原理与设计—卤钨灯
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3.4卤钨灯的应用
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一、卤钨灯的光效和寿命
1.光效
卤钨灯 Tf=3100~3500K→η=20~34lm/w 充气白炽灯 Tf=2700~3050K→η=14~18lm/w 真空白炽灯 Tf=2300~2600K→η=8~10lm/w
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碘
溴 但对灯丝丝脚、支架腐蚀很大
所以现在一般充： 溴化氢HBr 一溴甲烷 CH3Br 二溴甲烷 CH2Br2 溴仿 CHBr3 氯仿 CHCl3
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3.3卤钨灯的结构和制造
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一、外壳材料的几何尺寸
1.石英 红外灯：Ws=15~20w/cm2 照明灯： Ws=20~25w/cm2 高色温灯：Ws=25~30w/cm2 2.高硅氧玻璃（拜科） Ws=20~25w/cm2 3.硬玻璃 Ws=10~15w/cm2
1 WX n n
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三、卤钨循环的温度条件
化学反应平衡常数
PWXn Kp(T )
Px
1 n
Kp＜1（高温下）→反应向左，有利于分解 Kp＞1（低温下）→反应向右，有利于复合 Kp=1 左右速率相同
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1．反转温度（T反）的定义
Kp（T）=1对应的温度，称为反转温度。 碘钨 950K（677℃） T反 溴钨 1600K（1327℃） 氯钨 2200K（1927℃）
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3.1卤钨循环原理
光源原理与设计—卤钨灯
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一、卤钨循环的要求
1.蒸发的钨在Tw（泡壁温度）下易形成易挥发的 化合物W+nX →WXn 2.在灯丝温度区域分解 WXn→W+nX
二、卤钨循环的定义
卤素把灯丝上蒸发的钨原子不间断的搬回到灯 丝上面去的过程。
1 WX n
Tw Tf
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2.温度条件
1）Tf＞T反,分解 2）Tw＜T反,合成 3）Tw＞T升（卤化物） 碘钨灯≥250℃ 表面温度Tw
溴钨灯≥200℃
氯钨灯≥180℃
为了使Tw达到要求，卤钨灯一般体积比白 炽灯小得多。使用石英或硬料玻璃。
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3.2 卤钨循环剂
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2．寿命
1）支架的腐蚀 2）水蒸气的腐蚀 3）热点机制并没克服
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二、卤钨灯的燃点位置
燃点位置与灯内所充循环剂的种类有关， 更与所充气体的种类有关。（考虑分子量 的问题） 例1．充1atmAr的管状碘钨灯只能水平燃点。 例2.充Kr(Xe)和碘的灯，燃点位置可放宽。 例3.充Kr(Xe)的溴钨灯，燃点位置任意。
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三、应用领域
1。泛光照明 2。投光照明 3。汽车卤钨灯 4。复印机卤钨灯
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四、发展方向
1。新的外壳材料 2。高电压小功率卤钨灯 3。新的循环剂
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三、灯丝
1.采用螺旋型灯丝 单、双螺旋→线状光源 双、三螺旋→点状光源 2.细丝绕在粗丝上再绕螺旋 →Me相同下增加辐射面积 3.用支架支撑→防下垂
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四、最佳充气压
综合考虑寿命和光效两方面 的要求，卤钨灯的充气压强 通常应选择得使气体稳定层 直径b略小于泡壳直径d。
五、红外反射膜
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二、灯丝与外壳的气密封接
1.利用钼箔的延展性实现“非匹配”封接 锲型 钼箔宽度2A/mm 钼箔长度7~9mm 钼杆直径 J=5~10A/mm2 2.钼杆与铝硅玻璃的匹配封接 封接可靠，故充气压可以提高，抑制钨 蒸发，进一步提高光效、延长寿命。
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