基本介紹
- 中文名：鹵鎢燈
- 外文名：halogen lamp
- 發明：1959年
- 利用：鹵鎢循環的原理
- 燈絲：鎢絲
- 原理：受熱發光原理和熱輻射
- 別名：石英燈
結構,原理,循環,發光,分類,特點,區別,案例,套用,製備,影響因素,注意事項,發展前景,技術術語,燈軸線,初始光電參數,光中心高度,柱形鹵鎢燈泡,冷反射定向照明,
結構
為了使燈壁處生成的鹵化物處於氣態，鹵鎢燈的管壁溫度要比普通白熾燈高得多。相應地，鹵鎢燈的泡殼尺寸就要小得多，必須使用耐高溫的石英玻璃或硬玻璃。由於玻殼尺寸小，強度高，燈內允許的氣壓就高，加之工作溫度高，故燈內的工作氣壓要比普通充氣燈泡高得多。既然在鹵鎢燈中鎢的蒸發受到更有力的抑制，同時鹵鎢循環消除了泡殼的發黑，燈絲工作溫度和光效就可大為提高，而燈的壽命也得到相應延長。
鹵鎢燈分為主高壓鹵鎢燈（可直接接入220V-240V電源）及低電壓鹵鎢燈（需配相應的變壓器）兩種，低電壓鹵鎢燈具有相對更長的壽命，安全性能等優點。
選擇鹵鎢燈的秘訣：燈的色溫，壽命，安全性及是否隔除紫外線。
鹵素燈是充有溴碘等鹵族元素或鹵化物的鎢燈稱為鹵素燈或鹵鎢燈。它是新一代白熾燈。
為提高白熾燈的發光效率，必須提高鎢絲的溫度，但相應會造成鎢的蒸發，使玻殼發黑。
在白熾燈中充入鹵族元素或鹵化物，利用鹵鎢循環的原理可以消除白熾燈的玻殼發黑現象。這就是鹵素燈的來由。
但為確保鹵鎢循環的正常進行，必須大大縮小玻殼尺寸，以提高玻殼溫度（一般要求碘鎢燈的玻殼溫度為250-600℃，溴鎢燈的玻殼溫度為200-1100℃），使燈內鹵化鎢處於氣態。因此，鹵素燈的玻殼必須使用耐高溫和機械強度高的石英玻璃。
鹵素燈結構圖
鹵素燈結構圖鹵鎢燈功率有5W、10W、15W、20W、25W、30W、35W、40W、45W、50W、60W、70W、100W、150W、200W和250W等多種。工作電壓有6V、12V、24V、28V、110V和220V等多種。燈頭有螺口式（E10、E11、E14等）、插入式（GU5.3、GX5.3、GY6.35、GZ4和G8等）和直接引出式。其中杯燈還有帶前罩與不帶前罩之分。杯口直徑有25mm（MR8），35mm（MR11）和50 mm（MR16）等幾種。反射角有8°、10°、12°、20°、24°、30°、36°、40°和60°等多種。
原理
循環
鹵鎢循環的過程是這樣的：在適當的溫度條件下，從燈絲蒸發出來的鎢在泡壁區域內與鹵素物質反應，形成揮發性的鹵鎢化合物。由於泡壁溫度足夠高（250℃），鹵鎢化合物呈氣態，當鹵鎢化合物擴散到較熱的燈絲周圍區域時又分化為鹵素和鎢。釋放出來的鎢部分回到燈絲上，而鹵素繼續參與循環過程。
氟，氯，溴，碘各種鹵素都能產生鎢的再生循環。它們之間的主要區別是發生循環反應所需的溫度以及與燈內其他物質發生作用的程度有所不同大量生產各種溴鎢燈和碘鎢燈，某些燈中還部分採用氯作為循環劑。
發光
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。
我們見到的白熾燈之所以採用了以下各種技術，其目的都在於使得白熾燈具有更長的壽命和使用起來更加方便：真空玻璃管（減少燈絲氧化程度）、燈腳（便於你將燈泡插在燈座上）、填充惰性氣體（減少燈絲在高溫下的氧化程度）等等。
鹵素燈泡與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。
分類
鹵鎢燈按用途分為6類：①照明鹵鎢燈。又分為高壓雙端燈、低壓單端燈和多平面冷反射低壓定向照明燈3種，廣泛用於商店、櫥窗、展廳、家庭室內照明。②汽車鹵鎢燈。又分前燈，近光燈，轉彎燈，剎車燈等。③紅外、紫外輻照鹵鎢燈。紅外輻照鹵鎢燈用於加熱設備和複印機上，紫外輻照鹵鎢燈已開始用於牙科固化粉的固化工藝。④攝影鹵鎢燈。已在舞台影視和新聞攝影照明中取代普通鎢絲白熾燈。⑤儀器鹵鎢燈。用於現代顯微鏡、投影儀、幻燈以及醫療儀器等光學儀器上。⑥冷反射儀器鹵鎢燈。用於輕便型電影機、幻燈機、醫用和工業用內窺鏡、牙科手術著色固化、彩色照片擴印等光學儀器上。
特點
鹵素燈一直以來都與時代同步。它們發出的光線強而“冷”，也就是說鹵素燈所發出的光強度遠遠高出白熾燈，
可使物體的顏色更光彩奪目。鹵素燈尤其吸引人的地方是它能使物體的表面色澤更鮮艷，並能帶出迷人的閃爍效果。由於燈的體積非常小巧玲瓏且品種規格齊全，有從窄到寬多種角度以供選擇，給專業燈光設計提供很大的的創意空間。就經濟角度來說，鹵素燈特別“明亮”。例如，白熾燈需要消耗75W的電能才能達到960流明的光通量，而鹵素燈僅需要約50W。
鹵素燈
鹵素燈區別
1879年，愛迪生發明第一盞白熾燈（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，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。
鹵素燈
鹵素燈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。金鹵燈在歐美已開發國家發展勢頭迅猛，已有近40%的普及率。但我國曾有80億支燈泡產量中，金鹵燈比例不到2%。由於功率越小，技術要求越高，國內50W以下的金鹵燈生產尚屬空白。
案例
金鹵燈套用
鹵鎢燈產品使用於哪些地方?
宜用在照度要求較高、顯色性較好或要求調光的場所，如體育館、大會堂、宴會廳等。其色溫尤其適用於彩色電視的演播室照明。由於它的工作溫度較高，不適於多塵、易燃、爆炸危險、腐蝕性環境場所，以及有振動的場所等。石英聚光鹵鎢燈用於拍攝電影、電視及舞台照明的聚光燈具或回光燈具中。
照明開閉頻繁，需要迅速點亮，需要調光或需要避免對測試設備產生高頻干擾的地方和禁止室等，宜採用鹵鎢燈。
需要正確識別色彩，照度要求較高或進行長時間緊張視力工作的場所，宜採用鹵鎢燈。
鹵素燈 - 鹵素燈優勢與劣勢 鹵素燈具有體積小、
發光效率高（達17-33 lm/W）
色溫穩定（可選取2500K-3500K）
光衰小（5%以下）
壽命長（可達3000小時至5000小時）等特點，
這些特點顯示出它有取代普通白熾燈的趨勢。但石英玻璃昂貴，鹵素燈的價格當然要比白熾燈高。
同白熾燈一樣，鹵鎢燈按用途、結構和外形也可分成許多類別。
製備
鎢絲的再結晶組織能形成良好的燕尾搭接結構，長寬比大於12，在高溫燃點狀態下高溫強度高，高溫抗下垂性能及抗變形性能好；在非燃點即常溫狀態下的常溫強度也高、延性好，延長了鹵鎢燈的使用壽命；提高了鹵鎢燈用鎢絲的高溫抗下垂性能和改善了制燈過程中的繞制性能。以細化和均勻彌散鎢絲鉀泡為關鍵技術，將A3型仲鎢酸銨作為原料，鎢粉配製方案新增C型鎢粉和有別於現行鎢粉製備工藝，依鉀泡的高度彌散和均勻化來設計垂熔燒結、鎢棒中高溫退火，採用剛玉管爐進行鎢棒的第一次再結晶退火等創新生產工藝。
影響因素
石英玻璃和紫外線
由於鹵素燈泡需要工作在更高的溫度下，普通玻璃外殼在此溫度下會熔化並產生流動，由於具有極低的熱膨脹係數，所以熔凝石英玻璃（英文：Fusedquartz）代替普通玻璃套用在了鹵素燈泡中，由於普通玻璃可以隔斷紫外光，但石英玻璃不能，所以鹵素燈泡會發射出具有紫外光波段的不可見光。事物的兩面性在這裡得到了充分的體現：一方面要對燈泡增加防護措施以減少紫外線的輻射，另一方面，我們也利用紫外燈來治療某些皮膚疾病或在室內就可得到在陽光下暴曬才能得到的古銅色皮膚。基於石英玻璃的特性，如果玻璃管壁上沾染了油污（例如用手觸摸燈泡的玻璃殼），將導致上述再生循環過程不能良好完成，從而大大影響燈泡的壽命，需要用酒精進行清除。
注意事項
(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，應避免冷氣直接吹向燈泡；
(5) 鹵素燈泡點燈中，應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。
發展前景
1959年人們發現了鹵鎢循環原理後製造出鹵鎢燈，它給熱輻射光源注入了新的活力，這類燈體積小，光維持率達到95%以上，光效和壽命均明顯地優於白熾燈，人們已生產出可直接套用於電網電壓220V或110V的鹵鎢燈，其尺寸可小到Ø14×54mm，具有燈絲穩定性和抗震性都優異的特性，泡殼有透明和磨砂二種不同規格，內帶保險絲符合IEC A32—2標準，燈頭為G9型易於聯接，它的主要技術參數見表1所示。又推出多種節能鹵鎢燈新品種，如在石英泡殼上採用塗敷TiO2 / SiO2紅外反射層技術（IRC）製成JD型和JDR型新穎鹵鎢燈，通過讓可見光透過，而將紅外線反射回燈絲的過程，使燈的光效有30%-45%的提高，壽命達3000h。由於鹵鎢燈的顯色性特別好，而且體積小易於裝飾，因此仍廣泛使用。
220V鹵鎢燈的技術參數
工作電壓（v） | 220 | 220 | 220 | 220 |
功率（w） | 25 | 40 | 60 | 75 |
光通量（lm） | 285 | 510 | 940 | 1225 |
壽命（h） | 1500 | 1500 | 2000 | 2000 |
技術術語
燈軸線
通過光源幾何中心的軸線。
初始光電參數
指燈泡在老煉結束時所測量的光學和電學的數值，主要是色溫，光通量和功率。
光中心高度
指燈絲的有效幾何尺寸中心線至燈頭底部觸點間的距離。
柱形鹵鎢燈泡
單端引出的圓柱形鹵鎢燈泡。
冷反射定向照明
照明鹵鎢燈與多平面介質膜反光鏡組合成的鹵鎢燈稱為冷反射定向照明鹵鎢燈，其中加透鏡的稱為封閉式冷反射定向照明鹵鎢燈。
