什么是汞灯、钠灯、金卤灯，怎么分辨？及各有什么特点？

【专家解说】：利用汞放电时产生汞蒸气获得可见光的电光源。汞灯可分为低压汞灯、高压汞灯和超高压汞灯三种低压汞灯　　点燃时汞蒸气压小于一个大气压，此时汞原子主要辐射波长为253.7nm的紫外线。常用的“日光灯”灯管内壁涂以卤磷酸钙荧光粉，再将紫外线转变为可见光。节能型荧光灯内壁涂有稀土荧光粉，发光效率更高。高压汞灯　　高压汞灯　　点燃时汞蒸气压为2～5个大气压，内管用石英玻璃。高压汞灯辐射的紫外线光谱加宽，且偏蓝绿，可用于光化反应、光刻机、紫外线探伤及荧光分析等。为使高压汞灯在照明上得到应用，常采用以下两种方式改善它的光色：①在石英内管外面，再加一个玻璃壳，内壁涂耐较高温度的荧光粉，将紫外辐射转换成红色可见光，使高压荧光汞灯的辐射光谱接近于暖白色，且有较高的发光效率。②玻璃外壳内壁不涂荧光粉，而在壳内与石英灯管之间串联一钨丝，它既作为镇流器，又可辐射出高压汞灯所缺少的红光，以改善光色。这类高压白炽汞灯使用方便，可直接接到220伏交流电源上，发光效率低于高压荧光汞灯，但高于白炽灯。　　指汞蒸气压力为51～507kPa，主要发射波长在365.0nm，相当能量为327.3kJ/mol的汞蒸气弧光灯。高压汞灯是紫外固化的标准灯，发热大，要用空气或水冷却，但功率高，适用于要求固化速率快的光固化涂料、油墨涂覆流水线。1879年白炽灯问世以来，人们便与电灯结下了不解之缘。随着科学技术的不断发展，电光源家族中新灯辈出，大放光彩。高压汞灯也是一种效率高、寿命长的电光源。它由荧光泡壳和放电管两部分组成。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。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。高压汞灯发出的光中不含红色，它照射下的物体发青，因此只适于广场、街道的照明。超高压汞灯　　点燃时汞蒸气压达10个大气压以上，具有体积小、亮度高，可见光和紫外线能量辐射很强等特点，可用作荧光显微镜、光学仪器及光刻技术的强光源。　　利用汞放电时产生汞蒸气获得可见光的电光源。汞灯又分高压汞灯和超高压汞灯。高压汞灯的工作汞蒸气压为0.2～1兆帕。其发光效率可达35～50流／瓦(lm／W)，广泛用于环境温度为－20～40℃的街道、广场、高大建筑物、交通运输场所作为室内外照明光源。超高压汞灯的工作汞蒸气压为1兆帕以上。该灯从长波紫外到可见光都有很强的辐射，电弧亮度极高。汞工作蒸气压越高，可见光部分越丰富，电弧亮度也越高。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、紫外分光仪、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。钠灯　sodium，lamp 利用钠蒸气放电产生可见光的电光源。当灯泡启内触发钠灯动后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于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，阴极发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。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。　　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，如果把灯泡单独接到电网中去，其工作状态是不稳定的，随着放电过程继续，它必将导致电路中电流无限上升，最后直至灯光或电路中的零、部件被过流烧毁。　　钠灯同其他气体放电灯泡一样，工作是弧光放电状态，伏—安特性曲线为负斜率，即灯泡电流上升，而灯泡电压却下降。在恒定电源条件下，为了保证灯泡稳定地工作，电路中必须串联一具有正阻特性的电路无件来平衡这种负阻特性，稳定工作电流，该元件称为镇流器或限流器。电阻器、电容器、电感受器等均肯有限流作用。　　电阻性镇流器体积小，价格便宜，与高压钠灯配套使用会发生启动困难，工作时电阻产生很高的热量，需有较大的散热空间、消耗功率很大，将会使电路总照明效率下降。它一般在直流电路中使用，百交流电路中使用灯光有明显所闪烁现象。[编辑本段]≮电路≯　　在高压高压钠灯钠灯的工作电路中除了灯泡外，还必须按内触发高压钠灯或外触发高压钠灯分别选用相应的工作电路，如灯泡+镇流器或者灯炮+镇流器+触发器的工作电路，方可达到高压钠灯正常工作的要求外触发高压钠灯的燃点电路。　　外触发高压钠灯的燃点电路中必须与配套镇流器串联使用外，还要在灯泡两端并联一个触发器后，高压钠灯方可正常使用。目前，高压钠灯触发器普遍由电子元件组成，亦称为电子触发器。它具有无机械触点、可靠性好、体积小、重量轻、使用方便等优点，而受到用户的青睐。　　两端倍压式电子触发器的电原理图，其工作原理如下：电源电压在负半周时，电流经过V1、L1和L2向C2充电，同时，经过L1向C1充龟，当电源电压达到最大值220V×√2=311V时，C1和C2充电电压达到约300V，由于V1的单向导电特性，UC2电压值保持不变，而UC1逐渐放电，直至电压为零；当电源电压在正半周时，又通过L1对L2的匝数比为10：1，经过L1升压后输出脉冲电压可达3000V，使灯泡启动点燃。　　两端倍压式电子触发器的电路简单，因晶闸管的触发电流随温度为化较大，开启式电压会在很大范围内漂移工作可靠生差。它是早期使用的高压钠灯电子触发器。　　双向晶闸管触发器使用普遍电原理图，其工作原理如下：当电源电压正半周时，V2触发导通，C1经过L2和C2放电，L2上产生感应电动势，经L1耦合产生脉冲高压，使灯泡启动点燃；在电源负半周时，灯泡仍然能启动点燃。　　由于某些使用场合的局限性，往往灯泡与镇流器、触发器之间距离甚远，导致电子触发器输出的脉冲高压在输送至灯泡途中损耗很大，灯泡两端电压偏低不能启动。建议用刻使用三端式电子触发器和三端式镇流器组成的启动电路，就可以改善电路和启动特性。此电路特点：它运用镇流器的电感线圈作为脉冲变压器，使电感量增加，放电持续时间延长，有利于灯光启动。[编辑本段]≮分类≯　　钠灯又分低压钠灯和高压钠灯。低压钠灯的工作蒸气压不超过几个帕。低压钠灯的放电辐射集中在589.0纳米和589.6纳米的两条双D谱线上，它们非常接近人眼视觉曲线的最高值（555纳米），故其发光效率极高，目前已达到200流每瓦（lm／W），成为各种电光源中发光效率最高的节能型光源。高压钠灯的工作蒸气压大于0.01兆帕。高压钠灯是针对低压钠灯单色性太强，显色性很差，放电管过长等缺点而研制的。高压钠灯又分普通型（标准型），其发光效率为130lm／W，显色指数Ra＝25；改进型，其发光效率为75lm／W，显色指数Ra＝60；高显色型，其发光效率为45～60lm／W，显色指数Ra＝80～85。产生的是黄光。[编辑本段]≮低钠灯≯　　低钠灯sodium，lamp利用钠蒸气放电产生可见光的电光源。钠灯又分低压钠灯和高压钠灯。低压钠灯的工作蒸气压不超钠灯过几个帕。低压钠灯的放电辐射集中在589.0纳米和589.6纳米的两条双D谱线上， 它们非常接近人眼视觉曲线的最高值（555纳米），故其发光效率极高，已达到200流每瓦（lm／W），成为各种电光源中发光效率最高的节能型光源。高压钠灯的工作蒸气压大于0.01兆帕高压钠灯是针对低压钠灯单色性太强，显色性很差，放电管过长等缺点而研制的。高压钠灯又分普通型（标准型），其发光效率为130lm／W，显色指数Ra＝25；改进型， 其发光效率为75lm/ W，显色指数Ra＝60；高显色型，其发光效率为45～60lm　　/ W，显色指数Ra＝80～85。　　低压钠灯与常用光源相比，节电可达70以上。由于低压钠灯的发光管密封在高真空并涂有红外线反射膜的玻璃壳中，它的发光效率基本不受部环境温度的影响，其辐射光谱纯正、稳定、无杂散光，该波长光线透雾性强，再配上优质的多功能电子镇流器，使低压钠灯更易于使用在各种电源条件下，尤其适合太阳能路灯、隧道照明及高原高寒等特殊环境地区使用。该种灯是发光效率最高的灯具。　　低压钠灯，是利用低压钠蒸气（工作蒸气压不超过几个帕）放电产生可见光的电光源，发明于1930年。德国照明专家欧司朗（OSRAM）是西门子集团的重要成员，世界两大电光源制造商之一。欧司朗以其出色的光源产品而举世闻名。欧司朗生产的低压钠灯经过不断改进，低压钠灯的发光效率有了更进一步的提高，成为各种电光源中发光效率最高的光源。36W低压钠灯系统，运用在8m高度的路灯中时，照射在地面上的照度为24.5lux；而同样高度的路灯用85W的节能灯时，射到地面的照度只为4.4lux。低压钠灯的寿命因使用过程中燃点次数而异，一般为18000小时。光衰比其他光源小，寿终时尚可达到80～85％的初始光通值。　　低压钠灯系统具有光效高，温升低，重量轻，自身功耗小，功率因数大等特点，可以最大限度的提高低压钠灯的光效。低压钠灯辐射单色黄光，显色性一般，适用于照度要求高但对显色性无要求的照明场所，如高速公路、高架铁路、公路、隧道、桥梁、港口、堤岸、货场、建筑物标记以及各类建筑物安全防盗照明。由于黄色光透雾性强，该灯也适宜于多雾区域的照明。因此，太阳能低压钠灯系统是应用于太阳能照明领域的最佳选择。[编辑本段]≮高压钠灯≯　　高压钠灯高压钠灯是由半透明的多晶氧化铝（PCA）陶瓷电弧管，外泡壳，金属支架，消气剂和灯头组成。电弧管为核心元件，内充汞，钠和惰性气体。放电时，内部的钠蒸气压力为10-100kPa。　　高压钠灯具有发光效率高，耗电少，寿命长，透雾强和不诱虫等特点。主要有普通型，高显色型，高光效型，低汞型，农用型等。飞利浦高压钠灯凭借其独特的内部结构，稳定的质量在该产品领域一直独占鳌头。专利的PIA技术，采用一体化天线结构，相比传统的双金属片结构，焊点更少，抗变形性更佳，避免早期失效，降低维修成本，延长了使用寿命；金属线的增加，缩短了电场距离，大大改善了触发性能，启动速度更快。内充高压氙气，配合放电电弧管壁上的天线启动线，既提高了光效又不增加启动电压。灯的真空度更高，提高了流明输出，流明维持率更好。减少早期失效（避免电解现象）。纳灯的长寿命，高光通，高光效，透雾性能佳等特性，常用于道路照明，泛光照明，广场照明等。[编辑本段]≮应用≯　　钠灯主要应用场合：道路、机场码头、港口、车站、广场、无显色要求的工矿照明等。用做路灯的钠灯，在夜间可产生良好的路面能见度。这种桔黄色的灯光，在雾天的透射力强而且柔和，在这种灯光下的物体，可以看得很清楚。所以不少交通要道和人工照明上，都使用钠气灯来减少汽车的交通事故。在功能性照明领域，现今节能光源产品如无极灯和LED灯仍然处于技术发展阶段，钠灯还将是这类照明场所的主流产品。金卤灯是交流电源工作的,在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯。它的主要特性和优点有：　　超高光效可达100流明/瓦　　带反射器PAR20型金卤灯日光色色温接近6000K　　高显色性 显色指数高于90　　热启动能力　　可调光　　目前一般有三种形式的商品在销售：　　双端　　采用“GS”技术，在电极间有相对较小的电极间隙，有更高的电弧亮度有利于提高灯具效率。“超静音HMI®金卤灯”,作为新的标准光源,在方波工作时，对声学共鸣有很好的抑制。　　单端无外泡壳　　具有特殊的基座设计，尽管有很小的直径也允许热启动。尤其适用于紧凑灯具系统。　　单端有外泡壳　　具有外泡壳使灯便于携带并且配用电子镇流器时可避免噪音。外层防护提高了调光特性并且允许灯可以任意燃点位置。　　HMI®金卤灯最主要的使用场合是电影和电视的外景拍摄，低功率的HMI金卤灯更广泛的应用于电子新闻摄影（ENG），高功率用于外景拍摄。在舞台方面，HMI金卤灯在场景照明上担任越来越重要的角色。专业的摄影师也越来越青睐于HMI金卤灯。 在其他重要场合的应用，包括投影仪、效果照明、、大屏幕投影和模拟太阳光。[编辑本段]发展历程　　1879年，爱迪生发明第一盏白炽灯（碳丝白炽灯），开始了人类第一次照明光源技术革命。白炽灯使用寿命短，光效低，但显色度高。　　第二代照明光源是卤素灯，所发出的光强度远远高出白炽灯，而能耗约降低三分之一。　　金卤灯因灯泡中填充了金属卤化物而得名，基本构造与发光原理大致与荧光灯管相似，不同之处在于弧光放电点灯，产生高热，金属卤化物升华成为蒸气，直接发出可见光，节能80％至90％，属第三代照明光源。　　金卤灯是继白炽灯、卤素灯之后当今世界崛起的第三代绿色照明光源，以光效高、显色性好、使用寿命长等优势，不仅成为高档轿车、背投电视等光源的首选，还可广泛应用于军事、探险、水下作业、野外搜救等领域。与普通白炽灯相比，金卤灯节能效果惊人，市场空间巨大。目前，金卤灯在欧美发达国家发展势头迅猛，已有近40％的普及率。但我国去年80亿支灯泡产量中，金卤灯比例不到2％。由于功率越小，技术要求越高，目前国内50W以下的金卤灯生产尚属空白。　　金属卤化灯　　（1） 构造及原理：构造上与水银灯相似，然发光管中除水银、氩气外，还封入其它卤化金属化合物作为发光物质，利用这些封入的元素来发光，可说是将高压水银灯之效率及色泽性由发光管内部改善出来的一种高压放电灯，其封入的瓦斯种类如下：　　1.Se-Na系　　2.Na-Tl-In系　　3.Dy-Tl-In系　　4.Sn系　　就光的关系而言，又可分为透明型、扩散型（外管内部涂布荧光体）以及反射型等。　　（2） 特性：　　1.发光效率高：　　Sc-Na系为120流明/瓦特（lm/w）。　　Dy-Tl系为83流明/瓦特（lm/w）。　　2.色泽性优良，因为连续光谱，能获得舒适的光。　　3.寿命、光束维持率等比其它的HID灯为差。　　4.启动、再启动之时间比其它的HID灯为长，且易受电源电压变动的影响。　　启动电压较高，需要使用的专用安定器，但Sc-Na系以及Na-Tl-In系（低启动电压型）者，将启动组件附在灯泡内部，使用水银灯安定器（阻塞线圈方式，漏泄变压器方式等）。