氙燈是什么?

日期:2022-01-12 15:55
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     氙燈是什么?
氙燈是利用氙氣放電而發光的。由于燈內放電物質是惰性氣體氙氣,其激發電位和電離電位相差較小,因此,氙燈具有以下特點:①輻射光譜能量分布與日光相接近,色溫約為6000K。②連續光譜部分的光譜分布幾乎與燈輸入功率變化無關,在壽命期內光譜能量分布也幾乎不變。③燈的光、電參數一致性好,工作狀態受外界條件變化的影響小。④燈一經燃點,幾乎是瞬時即可達到穩定的光輸出;燈滅后,可瞬時再燃點。⑤燈的光效較低,電位梯度較小。

氙燈可分為超高壓短弧氙燈、長弧氙燈和脈沖氙燈3類。

超高壓短弧氙燈是一種在橢球形石英泡殼內充有0.0190.0266MPa高壓氙氣、極間距離小于10mm的氙燈。20世紀40年代初,聯邦德國奧斯蘭公司發展研究中心實驗室率先研究了稀有氣體短弧光源的特性,經多年研制和改進,1951年正式向市場推出超高壓短弧氙燈1954,在聯邦德國科隆世界照明和電影博覽會上,蔡司-依康公司展出了**只作為電影放映光源的氙燈。隨后荷蘭、日本、美國、英國、蘇聯和中國也相繼研制和生產各種規格的電影放映用氙燈。此后,超高壓短弧氙燈已在世界上大多數影院取代碳弧光源成為新的電影放映光源。

超高壓短弧氙燈按其使用特點可分為自然冷卻、風冷和水冷3種。小功率燈采用自然冷卻,功率在 30005000W的燈采用風冷,更大功率的燈采用水冷。

超高壓短弧氙燈發光效率約40lm/W。直流燃點時,在離開陰極0.07l(l為極距)處,有一個稱之為陰極光斑的*亮點,該點的輻射光達燈的總輻射光通量的70%以上,這使超高壓短弧氙燈成為近乎理想的點光源,尤其有利于光學系統的設計和使用。功率為 755000W的燈,其峰值亮度為 (50650)×10(cd/m)2500W的大功率燈,峰值亮度可達2×10(cd/m)

超高壓短弧氙燈具有幾乎瞬態的光學啟動特性,一啟動即輻射出燈的總光通量的80,1分鐘后達90%,2.5分鐘后達到100%。它需配備專用的啟動器和直流電源,壽命約為5001500h。燈可水平或垂直燃點。1000W以上的氙燈,水平燃點時需附加磁場穩弧裝置。超高壓短弧氙燈因充有高壓氙氣,貯運、保存均應放在專用盒內,以防爆炸。使用時應采取必要的防爆及防紫外輻射措施。

超高壓短弧氙燈亮度高、發光區域小、顯色性好,光色接近日光且光色穩定,廣泛用于電影放映、太陽模擬器、電弧成像爐、D65模擬光源聚光器、印刷制版、復印機、光學儀器、人工氣候模擬等。80年代已在研制阻止臭氧發生和有防爆結構的新品種。

長弧氙燈是一種在管狀石英泡殼內充有適量高純度氙氣、二端封有極距大于100mm的釷鎢、鋇鎢或鈰鎢電極的氙燈。1963年,中國電光源專家蔡祖泉試制成功長弧氙燈。長弧氙燈有自然冷卻和水冷兩種。自然冷卻氙燈一般充 (2.6626.6)×10(Pa的氙氣,水冷氙燈充(1.335.32)×10(Pa)的氙氣,色溫為55006000K,功率可從10(2×10)kW,發光效率為2437lm/W。水冷式長弧氙燈的發光效率可達60lm/W,一般壽命達3000h。長弧氙燈的功率可以做得很大,伏安特性具有正阻特性,所以只需安裝啟動裝置,其規格有帶鎮流器的和不帶鎮流器的兩種。

長弧氙燈的輻射光譜與日光接近,適于大面積照明,也可用作電影攝影、彩色照相制版、復印等方面的光源;同時,在棉織物的顏色檢驗、**和塑料老化試驗、植物栽培、光化反應等方面,也可作模擬日光和人工老化光源。此外,大功率長弧氙燈還可作為連續激光光源。

80年代由于出現了光色好、光效更高的光源,長弧氙燈作為照明光源已基本上被取代。

脈沖氙燈是利用貯存的電能或化學能,在極短時間內發生高強度閃光的氙燈。19世紀中葉,F.塔爾博特**應用火花隙放電作為高速攝影的曝光光源,這是*早的人造脈沖光源。以后出現了惰性氣體脈沖放電光源,才使脈沖光源真正進入實用階段。19351945年,一系列脈沖光源在商業市場出現。50年代,脈沖光源進入工業領域。脈沖氙燈一般由密封在玻璃或石英玻璃體內的兩個電極組成,殼體中充以氙等惰性氣體脈沖光源的閃光持續是指1/3峰值光強所對應的時間間隔,稱為脈沖寬度。它主要由光源的結構和點燈電路決定。現有脈沖光源的脈沖寬度一般為1010s,瞬時亮度可達10(cd/m),是除激光外亮度*高的人造光源,它的瞬時光通量可達10(lm),閃光重復頻率為110(次/分),工作壽命達10()以上,發光效率為40lm/W

脈沖光源有以下5種:①各種管狀脈沖氙燈。峰值閃光能量可從用于醫學和照明攝影的幾個焦到用于彈道空中觀察和激光光源的上百萬焦除管狀外還有U形、螺旋形和圓盤形等多種形狀。②頻閃觀察儀用脈沖氙燈。頻率幾千赫,功率幾萬瓦。③信號脈沖光源。頻率13Hz,功率10500W,壽命達10()。④光化學反應和電子儀器用微秒脈沖光源。⑤計算機或其他自動裝置用的頻閃指示儀。頻率10(Hz,功率數瓦)

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