短弧高壓汞燈

短弧高壓汞燈的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)基本上與高壓汞燈相同，但電流較大，汞蒸氣壓力為20至40大氣壓。

玻殼為了防止在投射光束中可能出現(xiàn)暗點(diǎn)，必須采用優(yōu)質(zhì)石英玻璃。玻殼基本上為球形,也可制成梨形或橢球形，使表面溫度比較均勻。單位表面積的負(fù)載(以瓦為單位)須加限制，以防可能由過熱而引起失透和縮短壽命。如玻殼小，則燈的流明保持性能差，因?yàn)殡姌O所濺射的物質(zhì)會沉積在較小的區(qū)域內(nèi)。如玻殼大，則會延長燈的升溫時(shí)間，結(jié)果會加快電極蒸發(fā)而給使用帶來不便。封接周圍的玻殼是燈的最冷部位，可用熱反射涂層或金屬反射器，以保持熱量而有助于升溫。額定功率為100瓦至5000瓦的玻殼，直徑為10至120 毫米，壁厚1.5至5毫米。

如燈在燃點(diǎn)或冷卻時(shí)破碎,便以很大的能量爆炸開來,因此只能裝在適當(dāng)?shù)臒艟咧惺褂?，以確保安全。

封接 封接采用鉬箔。高功率的燈宜用多層箔或杯狀封接。某些燈的放電管須密封在充有約半個(gè)大氣壓氮?dú)獾耐獠ぶ校苑婪饨硬课谎趸?，這樣就能延長燈的壽命。

電極 由于所用電流較大，短弧高壓汞燈的電極應(yīng)比高壓汞燈大，不過設(shè)計(jì)原理是相同的。電極一般以機(jī)械加工的鎢桿,外加鎢絲繞組制成，可含少量氧化釷，以減小逸出功，降低啟動電壓。為使封接處和整個(gè)玻殼的溫度均勻,兩極之間的空隙應(yīng)在玻殼中心點(diǎn)以下。如燈在交流電中使用，則兩個(gè)電極應(yīng)相同;如為直流電，則一般須將陽極加大，由于陽極的壓降較高,功率消耗也較大。

短弧高壓汞燈一般不用電子發(fā)射材料，因這種材料會很快地從電極上蒸發(fā)掉而使玻殼早期發(fā)黑。燈用久后,電極的形狀會由于局部的燒熔和尖點(diǎn)的生長而改變，從而影響放電特性及穩(wěn)定性。這主要受電極高溫的影響，可通過選擇原材料和改變工藝方法來改進(jìn)。

有一些燈還通過第三封接點(diǎn)安裝一個(gè)鎢制的輔助電極，以便在常用電壓下啟動。這種燈的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但如用無輔助電極的燈，則所需控制裝置更為復(fù)雜。

充氣 通常采用氬氖潘混合氣，壓力約60乇。有些燈(如短弧充氙高壓汞燈(MEX)還充以0.5至2個(gè)大氣壓的氙。這種燈雖要求有專用的啟動電路，但是當(dāng)它在全部汞蒸氣形成的過程中,氙的初始放電就能提供相當(dāng)良好的光色。同時(shí)充氙還能加快升溫速度，改善流明保持性能和延長壽命。

啟動和升溫短弧高壓汞燈的啟動過程和高壓汞燈相似。啟動所需的時(shí)間隨燈管電流和填充氣體而變化，也可能由于玻殼的過分冷卻而延長。燈熄滅后如立即再啟動，需要一萬五千伏到五萬伏的高電壓。如僅用供電電壓來啟動，一般則需5~10分鐘的冷卻時(shí)間。某些電路的設(shè)計(jì)即采取上述兩種電壓之間的折衷值。

燈的工作特性 交流電一般比較便宜，但在要求放電穩(wěn)定的場合也采用直流電。主要因?yàn)槎袒「邏汗療舯绕胀ǜ邏汗療舻墓茈妷旱?、而電流較大、所以控制裝置也比較笨而化費(fèi)較大。隨電壓變化而產(chǎn)生的燈特性變化取決于燈的額定功率和工作條件，但總的說來，這種趨向是與一般高壓汞燈相似的。

短弧高壓汞燈一般要求垂直燃點(diǎn)。因?yàn)槿绮捎盟饺键c(diǎn),則放電區(qū)以上的管壁將由于熱離子蒸氣的對流而過熱，因而導(dǎo)致失透和縮短壽命。

光輸出短弧高壓汞燈的光效約為40至50流明/瓦。因?yàn)檫@種燈常用于投光，對于放電亮度和光強(qiáng)的了解就更重要。沿放電管長度的亮度分布，除電極附近一段外，其它地方幾乎都是相等的，但在放電中心的橫向亮度則接近高斯分布，如1000瓦燈的峰值為4x10燭光/平方厘米，距軸線1.25毫米處的亮度為2x10燭光/平方厘米。

由于短弧高壓汞燈的汞蒸氣壓比一般高壓汞燈為高，所以它的譜線增寬和連續(xù)發(fā)射的增加與其線狀光譜發(fā)射有直接關(guān)系,特別是在波長較短的一端尤為顯著。圖14-11即為短弧高壓汞燈的典型光譜功率分布圖，燈的紅光率約為4%。

汞放電中可加入如鎘一類的金屬，以提高紅光率。這種辦法在老式汞燈和高壓汞燈中效果并不大，并會引起光效的

相對光譜功率明顯下降。但在功率較高的短弧高壓汞燈中，加鎘可將高紅光率提高一倍而不降低光效。改善短弧汞燈的光色與光效的更好辦法是在放電中添加金屬鹵化物，這將在第十五章中敘述。

燈壽命 燈用久后，釷鎢電極的發(fā)射性能會惡化，玻殼也由于鎢蒸發(fā)而逐漸變黑，結(jié)果不是發(fā)光太少就是不能啟動。這兩種情況均會由于開關(guān)頻繁而加速出現(xiàn)。根據(jù)使用方式和負(fù)載的情況不同，燈的壽命一般在500至5000小時(shí)之間。