超高压汞灯电光源原理PPT课件.pptx
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简介：
本PPT课件深入解析了超高压汞灯的工作原理及其在各类照明和专业领域的应用，内容涵盖其构造、发光机制及性能特点。适合相关专业的学习与研究参考。
**电光源原理超高压汞灯**是电力工程和光学领域中的一个重要研究对象，主要用于照明和特殊用途的光源。本段落将详细解析高压汞灯的工作原理、结构、启动过程以及其应用。
**高压汞蒸气放电特性**：
1. **电子与汞原子碰撞频繁**：在放电过程中，电子与汞原子之间的碰撞非常频繁，导致电子温度接近气体温度。
2. **以热电离为主**：电离过程主要通过热效应进行，即高温导致气体分子电离。
3. **电弧绳化**：随着气压增加，电弧会变得更细，形成电弧绳，这是高压汞灯的一个显著特征。
**光谱特性**：
1. **共振辐射抑制**：随着气压上升，紫外线共振辐射受到抑制，而可见光辐射增强。这是因为原子间的碰撞使得高能级原子增多。
2. **谱线放宽**：在压力和高温下，谱线变得宽泛，包括压力放宽和多普勒放宽。
3. **连续光谱出现**：电子与正离子复合发光产生的连续光谱上叠加了放宽的线光谱。
**普通高压汞灯结构**：
1. **石英泡壳**：用于承受高温，工作气体通常是汞与氩的混合物。封接材料为钼箔，而电子发射材料是钨和钨酸盐。
2. **支架**：包括电引线和启动电阻，提供电流并支持启动过程。
3. **外壳**：通常由硬玻璃制成，保护内部结构。
**高压汞灯启动过程**：
1. **辅助电极辉光放电**：初始阶段，辅助电极与主电极之间发生辉光放电。
2. **电子繁衍**：带电粒子在电场作用下加速，促使电子数量增加。
3. **低气压弧光放电**：随着电子增多，形成低气压弧光。
4. **高压汞放电**：随着管壁温度升高，汞全部气化。此时，电弧收缩并进入高压汞放电状态。启动时间通常为4到10分钟，并且熄灭后需要冷却一段时间才能再次启动。
**高压汞灯的应用**：
1. **大面积照明**：具有较高的光效（η=50），但色温偏蓝紫色，显色指数Ra较低。
2. **强紫外光源**：常用于光化学产业，如波长为253.7nm、365.0nm、312.1nm和296.7nm等的紫外线。
**荧光和自镇流高压汞灯**：
1. **荧光高压汞灯**：通过添加特定荧光粉提高光效（η）和显色指数（Ra），例如卤粉、氟锗酸镁粉以及钒酸钇粉。
2. **自镇流荧光高压汞灯**：简化了结构，提高了光色质量，并降低了成本。然而，其光效相对较低。
**超高压汞灯**：
1. **球形超高压汞灯**：电弧直径大于8mm，通常采用对流或电极稳定型设计。使用石英玻璃和钼箔封接，工作气体可能包括氩、氖或氙，以提高启动速度和寿命。
2. **毛细管超高压汞灯**：电极组通过石英管壁连接。它们具有较高的光效（40-50lm/W）但较短的使用寿命（500-2000小时），广泛应用于工业投光、复印机、投影和紫外检验等领域。
综上所述，超高压汞灯在照明与特殊应用中占据重要地位。其独特的放电特性和光谱性能使其适用于众多领域，并且需要特定条件进行启动和维护以确保稳定高效的工作状态。
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