氣體放電燈原理 氣體放電燈輔助設備

氣體放電燈用途極為廣泛，在工業、農業、醫療衛生和科學研究等領域都有廣泛的用途，除作為照明光源之外，氣體放電燈在攝影、放映、晒圖、照相複製、光刻工藝、化學合成、塑料及橡膠老化、熒光顯微鏡、光學示波器、熒光分析、紫外探傷、殺菌消毒、醫療、生物栽培、固體激光等方面都有廣泛應用。接下來小編就來介紹氣體放電燈原理和氣體放電燈輔助設備。

【氣體放電燈】氣體放電燈原理 氣體放電燈輔助設備

氣體放電燈原理

氣體放電燈放電發光的基本過程分3個階段：

（1）放電燈接入工作電路後產生穩定的自持放電，由陰極發射的電子被外電場加速，電能轉化為自由電子的動能；

（2）快速運動的電子與氣體原子碰撞，氣體原子被激發，自由電子的動能又轉化為氣體原子的內能；

（3）受激氣體原子從激發態返回基態，將獲得的內能以光輻射的形式釋放出來。上述過程重複進行，燈就持續發光。放電燈的光輻射與電流密度的大小、氣體的種類及氣壓的高低有關。一定種類的氣體原子只能輻射某些特定波長的光譜線。低氣壓時，放電燈的輻射光譜主要就是該原子的特徵譜線。氣壓升高時，放電燈的輻射光譜展寬，向長波方向發展。當氣壓很高時，放電燈的輻射光譜中才有強的連續光譜成分。

氣體放電燈是利用電流通過氣體產生髮光現象製成的燈。氣體放電燈消耗的能量僅為白熾燈1/2-1/3。氣體放電燈的光譜是不連續的，光譜與氣體的種類及放電條件有關。改變氣體的成分、壓力、陰極材料和放電電流大小，可得到主要在某一光譜範圍的輻射。低壓汞燈汞燈、氫燈、鈉燈鈉燈、鎘燈、氦燈是光譜儀器中常用的光源光源，統稱為光譜燈。例如低壓汞燈低壓汞燈的輻射波長為254nm，鈉燈的輻射波長為589nm，它們經常用作光電檢測儀器的單色光源。如果光譜燈塗以熒光劑，由於光線與塗層材料的作用，熒光劑可以將氣體放電譜線轉化為更長的波長，目前熒光劑的選擇範圍很廣，通過對熒光劑的選擇可以使氣體放電發出某一範圍的波長，如，照明日光燈。

氣體放電燈的分類

1、高強度氣體放電燈：由於管壁溫度而建立發光電弧，其發光管表面負載超過3W/cm2的放電燈。如高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等。

2、低氣壓放電燈：熒光燈（低壓汞燈）、低壓鈉燈、無極燈。其中的熒光燈是應該最廣泛、用量最大的氣體放電光源。它具有結構簡單、光效高、發光柔和、壽命長等優點。熒光燈的發光效率是白熾燈的4-5倍，壽命是白熾燈的3-8倍，是高效節能光源。

氣體放電燈輔助設備

氣體放電燈不能單獨接到電路中去，必須與觸發器、鎮流器等輔助電器一起接入電路才能啟動和穩定工作。

氣體放電燈的結構

氣體放電燈的基本結構大同小異，都是由泡殼、電極和放電氣體構成。泡殼內充有放電氣體，泡殼與電極之間是真空氣密封接。氣體放電燈不能單獨接到電路中去，必須與觸發器、鎮流器等輔助電器一起接入電路才能啟動和穩定工作。放電燈的啟動通常要施加比電源電壓更高的電壓，有時高達幾千伏或幾萬伏以上。採用漏磁變壓器，或用啟動器可以滿足上述要求。電弧放電一般都具有負的伏安特性，即電壓隨電流的增加而減小。如將放電燈單獨接入電網，燈泡或電路元件將被過電流毀壞。放電燈和鎮流器串聯起來使用才能穩定工作。鎮流器可以是電阻、電感或電容。通常在直流電源時用電阻鎮流、低頻交流電源時用電感鎮流，高頻時用電容鎮流。

氣體放電燈的特點

氣體放電燈具有以下特點：

具有高效率，它們可以把25～30％的輸入電能轉換為光輸出。

壽命長。使用壽命長達1萬小時或2萬小時以上。

輻射光譜具有可選擇性。通過選擇適當的發光物質，可使輻射光譜集中於所要求的波長上，也可同時使用幾種發光物質，以求獲得最佳的組合光譜。

光輸出維持特性好，在壽命終止時仍能提供60～80％的初始光輸出。

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