鹵素燈泡

鹵素燈泡

鹵素燈泡(英文:halogen lamp),簡稱為鹵素泡或者鹵素燈,又稱為鎢鹵燈泡、石英燈泡,是白熾燈的一個變種。原理是在燈泡內注入碘或溴等鹵素氣體,在高溫下,升華的鎢絲與鹵素進行化學作用,冷卻後的鎢會重新凝固在鎢絲上,形成平衡的循環,避免鎢絲過早斷裂。因此鹵素燈泡比白熾燈更長壽。鹵素燈供電電壓通常分為交流220V和直流12V、24V兩種。

基本信息

原理

光源結構光源結構
所有白熾燈的發光原理都是利用物體受熱發光原理和熱輻射原理而實現的,最簡單的白熾燈就是給燈絲導通足夠的電流,燈絲髮熱至白熾狀態,就會發出光亮,但這種白熾燈的壽命會相當相當的短。
鹵素燈泡與其他白熾燈的最大差別在於一點,就是鹵素燈的玻璃外殼中充有一些鹵族元素氣體(通常是碘或溴),其工作原理為:當燈絲髮熱時,鎢原子被蒸發後向玻璃管壁方向移動,當接近玻璃管壁時,鎢蒸氣被冷卻到大約800℃並和鹵素原子結合在一起,形成鹵化鎢(碘化鎢或溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央繼續移動,又重新回到被氧化的燈絲上,由於鹵化鎢是一種很不穩定的化合物,其遇熱後又會重新分解成鹵素蒸氣和鎢,這樣鎢又在燈絲上沉積下來,彌補被蒸發掉的部分。通過這種再生循環過程,燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(幾乎是白熾燈的4倍),同時由於燈絲可以工作在更高溫度下,從而得到了更高的亮度,更高的色溫和更高的發光效率
鹵鎢燈的基本發光原理和白熾燈相同,都是熱輻射光源。不同的地方在於鹵鎢燈裡面充入了特殊的工作氣體,其成分是95%的混合氣(二溴甲烷和氪氣)以及5%的高純氮,這些氣體在燈泡內
鹵素燈泡鹵素燈泡
建立了鹵鎢循環。具體過程是燈絲中的鎢揮發出來後,會向溫度較低的地方移動,然後在管壁處和Br2結合生成WBr2;而在溫度較高處,WBr2又會分解,生成的W會回到燈絲上,Br回到工作氣體中,這就是整個鹵鎢循環的過程。通過這樣的鹵鎢循環,燈絲上的鎢不會逐漸揮發,由於“熱點”效應而使燈絲燒斷,也不會因為鎢在燈泡殼上沉積而發黑,其壽命得到大大延長。
1、鹵素燈的功能是設定了一個可逆的化學反應,與鎢從燈絲蒸發。
2、在普通的白熾燈,這主要是沉積在鎢燈泡。鹵素循環保持燈泡清潔,並在一生中幾乎保持恆定的光輸出。
3、在中等溫度下,蒸發的鎢與鹵素反應,鹵化形成的左右移動,在充入惰性氣體。在一段時間內,將達到較高的溫度區域,在那裡它離解,釋放鎢和釋放鹵素,重複該過程。
4、對於該反應,以便操作,整體球溫度必須高於在傳統的白熾燈。在燈泡必須熔融二氧化矽(石英)或高的熔點的玻璃(如鋁矽酸鹽玻璃)製成的。

特點

鹵素燈是用鎢絲製成的,但卻被包在一個更小的石英玻殼內。因為玻殼離燈絲很近,如果是玻璃製成的它就會很容易融化。玻殼內的氣體由不同氣體組成了鹵素燈組。這些氣體有一個非常有趣的特性:他們與鎢蒸氣相結合。如果溫度不夠高,鹵素氣體結合的鎢原子蒸發和燈絲上再沉積。這個循環過程,使燈絲持續了很多時間。此外,它可以運行熱燈絲,這意味著你得到更多的光能源。你仍然得到了大量的熱量,但由於石英的玻殼是如此接近燈絲,因此它與一個正常的燈泡相比更熱。
鹵素燈泡亦能以比一般白熾燈更高的溫度運作,它們的亮度及效率亦更高。不過在這溫度下,普通玻璃可能會軟化,因此鹵素燈泡需要採用熔點更高的石英玻璃。而由於石英玻璃不能阻隔紫外線,故此鹵素燈泡通常都而需要另外使用紫外線濾鏡。
鹵素燈泡上的水晶玻璃如果有油,會造成玻璃上溫度不一,減低燈泡的壽命。因此換鹵素燈泡時要避免人手觸及燈泡的玻璃。如果手指摸到應以酒精清潔。

優缺點

鹵素燈是白熾燈的改進,它保持了白熾燈所具有的優點:簡單、成本低廉、亮度容易調整和控制、顯色性好(Ra=100)。同時,鹵素燈克服了白熾燈的許多缺點:如使用壽命短、發光效率低(一般只有6%~10%可轉化為光能,而其餘部分都以熱能的形式散失)。

套用

鹵素燈通常用於需要集中照射的場合,用於數控工具機、軋機、車床、車削中心和金屬加工機械,汽車前燈後燈,以及家庭,辦公室,寫字樓等公共場所。

注意

(1).安裝鹵素燈泡時,請將電源關掉,並利用塑膠套保護燈泡玻璃殼清潔,不要用手觸摸,如不慎觸摸,請用酒精擦拭乾淨。
(2).鹵素燈泡使用耐高溫的石英玻璃製成,如沾到手或油污,將使石英玻璃失去光澤,變成白濁色而減低亮度,縮短壽命,甚至玻璃殼破裂。
(3).鹵素燈泡點燈時,封口處的溫度不可超過350度,否則會縮短鹵素燈泡的壽命,故鹵素燈具通風散熱必須良好。
(4).鹵素燈泡點燈時,避免冷氣直接吹向燈泡。
(5).鹵素燈泡點燈中,避免受到衝擊或震動。
(6).鹵素燈泡點燈中或剛熄燈後,因燈泡溫度仍然很高,絕對不可用手去觸摸。
(7).鹵素燈不宜頻繁的開/關,否則會明顯縮短其壽命。其原因是:與正常工作時相比,在開燈的一瞬間,燈內鎢絲的溫度非常低,所以電阻很小,在同樣的電壓下,其電流就比正常的工作電流大很多,所以鎢原子蒸發速度快;同時因燈泡內氣體溫度相對較低,所以鹵化鎢的分解速度較慢,所以回到鎢絲的鎢原子要比正常工作時少很多。因而在開燈的一瞬間,鎢絲的消耗是最大的,所以頻繁的開/關會明顯縮短燈絲壽命。
由於鹵素燈泡的優越性,現代汽車前照燈越來越多地使用鹵素燈泡。但在使用中應注意以下幾點。
(1)鹵素燈泡的工作溫度很高,燈泡的表面溫度可達600攝氏度,因此要等燈泡充分冷卻後才可以打開大燈卸下燈泡。
(2)鹵素燈泡由石英材料製成玻璃殼,該材料具有一個嚴重的缺陷,即如果用手或抹布去接觸燈泡後再將燈泡點亮,燈泡就會失去光澤而且無法復原。
(3)鹵素燈泡弄髒了必須在點燃以前進行清洗,可用在酒精中浸過的脫脂棉球用力擦洗。清洗後不要擦乾燈泡,應將它晾乾後再裝人大燈中。若時間緊迫,可先在大燈外把燈泡點燃一會兒再裝,以免酒精蒸氣在大燈內部凝結。

區別

1879年,愛迪生髮明第一盞白熾燈(碳絲白熾燈),開始了人類第一次照明光源技術革命。白熾燈使用壽命短,鹵素燈光效低,但顯色度高。
第二代照明光源是鹵素燈,所發出的光強度遠遠高出白熾燈,而能耗約降低三分之一。
金鹵燈因燈泡中填充了金屬鹵化物而得名,基本構造與發光原理大致與螢光燈管相似,不同之處在於弧光放電點燈,產生高熱,金屬鹵化物升華成為蒸氣,直接發出可見光,節能80%至90%,屬第三代照明光源。
金鹵燈是繼白熾燈、鹵素燈之後當今世界崛起的第三代綠色照明光源,以光效高、顯色性好、使用壽命長等優勢,不僅成為高檔轎車、背投電視等光源的首選,還可廣泛套用于軍事、探險、水下作業、野外搜救等領域。與普通白熾燈相比,金鹵燈節能效果驚人,市場空間巨大,已有近40%的普及率,由於功率越小,技術要求越高,目前國內50W以下的金鹵燈生產尚屬空白。

鹵素車燈

鹵素燈開始套用到車身上始於70年代,它的發光原理和普通白熾燈極為相似,鹵素燈的鎢絲由於有著比普通白熾燈更高的熔點,所以在亮度上鹵素燈大於白熾燈。
氙氣燈泡擁有比普通鹵素燈泡高三倍的光照強度,耗能卻僅為其三分之二;氙氣燈泡採用與日光近乎相同的光色,為駕駛者創造出更佳的視覺條件。氙氣燈具使光照範圍更廣,光照強度更大,大大地改善了駕駛的安全性和舒適性。
很多汽車都採用傳統鹵素燈泡,而交通事故的發生60%以上都集中在夜間或天氣情況欠佳的時候,鹵素燈泡在夜間或天氣情況欠佳的時候照明效果會大大降低,在這個時候,駕駛者的視野受到了嚴重的影響,易產生疲勞、分神等情況,發生交通事故的幾率倍增。這時提高燈光的性能就顯得非常緊迫了,在普通的前大燈無法滿足我們需求的時候,我們會尋求亮度更高,壽命更長的照明系統,所以市場上所謂的超白光、超強光等產品也應運而生,而氙氣大燈就是其中一種。
1962年,海拉率先推出了鹵素車燈。
1965年,海拉H1系列鹵素燈誕生;H4系列雙燈絲鹵素燈則在1971年首次套用在賓士350SL(R107)上面。

鹵素燈泡更換

(1)用光源的側面做底將光源立起,使底面的活板暴露,待鹵素燈泡充分冷卻後,將燈泡沿箭頭方向拆卸取。
(2)與燈泡連線的燈插座拔出來。
(3)將燈泡的反光罩朝向燈座,使新的燈泡沿著燈泡安裝板往內部滑動,注意不可接觸插頭及燈表面。
(4)確認燈泡安在槽上,將插座可靠地連線到位置。
(5)將另一端的燈泡用同樣的方法進行安裝。

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