水冷氙燈的介紹

水冷高壓汞燈在燃點(diǎn)時(shí),其放電管表面溫度約為1000℃，而與水接觸的外表面約為50℃，因此管壁厚度必須設(shè)計(jì)得能承受熱應(yīng)力和50至200大氣壓的汞蒸氣壓力。典型的放電管內(nèi)徑為2毫米，管壁厚度為1至2毫米。該燈雖有強(qiáng)制冷卻裝置，但石英玻璃的工作溫度已超過失透溫度，所以燈的壽命短。

鎢引線和石英電弧管之間應(yīng)采取過渡封接法。電極以鎢桿制成，兩極間距離須在封接時(shí)固定。電弧管排氣按一般的辦法進(jìn)行，并充入過量的汞和約40torr的氬，然后再進(jìn)行封離。汞須保存在電極后面的凹坑中，并使電極高出汞表面約0.5毫米。如制成的燈電壓偏低,可采用縮短封接頭的辦法，再強(qiáng)制充入更多的汞。這種燈在燃點(diǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)液態(tài)汞，這是和普通高壓汞燈不同之處。

另一種是采用鉬箔和石英玻璃封接的工藝，并使鉬箔與一定形狀的電極相接并且沒有背隙。充入汞的劑量應(yīng)加控制，須使汞能全部蒸發(fā)，因此燈電壓可先確定，幾乎不隨燈的負(fù)載變化而變動(dòng)。燈內(nèi)氣壓高，要求結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。

水冷套通常系以兩個(gè)同軸的玻璃管制成。水流過放電管與內(nèi)套管之間，再回到內(nèi)、外套管之間。要求水流量高(每秒60毫升)，以防止沸騰并帶去能影響光學(xué)系統(tǒng)的氣泡。

如燈采用交流電，一般需用高電阻變壓器，如用直流電除其它裝置相同外，還須聯(lián)接一條整流線路。

燈一般須水平燃點(diǎn)。水冷式燈的負(fù)載高，所以升溫時(shí)間可短至5秒，因有水冷，再啟動(dòng)的時(shí)間也差不多。當(dāng)燈充分升溫時(shí)，充有過量汞的燈在飽和蒸氣壓力下工作，有可能產(chǎn)生電壓與光輸出的瞬時(shí)變化。燈熄滅后，須使汞恢復(fù)均勻分布后才能再啟動(dòng)。

光輸出 水冷高壓汞燈的初始光效約為60至65流明/瓦。亮度則隨負(fù)載的增大和放電管直徑與管壁厚度的減小而提高。但是這些參數(shù)也同樣影響燈的額定壽命，因此也需采取折衷的措施。水冷高壓汞燈和短弧高壓汞燈一樣，它的光譜輸出系由汞譜線和連續(xù)光譜所組成。其中汞譜線由于汞原子的密度大而加寬，連續(xù)光譜則由于燈的壓力高，也在光輸出中占有相當(dāng)?shù)谋壤?。水冷高壓汞燈的顯色性雖比一般高壓汞燈有所改善，但紅光率也只有6%。

為了在高負(fù)載條件下獲得較好的光色和光效，可使電流的脈沖只有幾毫秒的寬度，至使峰值電流達(dá)到有效穩(wěn)定電流的5至10倍。但是這種方法，只能用在充入劑量有控制的燈中，并會(huì)大大縮短燈的壽命。

燈的光輸出也由于鎢蒸發(fā)加快而更快的衰減，但可在放電管中添加鹵素來控制黑化，使光衰減慢。

燈用久后，其亮度將因失透和鎢蒸發(fā)而降低。管電壓也由于陰極的腐蝕和放電管變形而增高。控制裝置直接影響功率耗散和光強(qiáng)隨壽命的改變。這方面情況將于第十八章討論。

壽命 壽命的終止通常是由失透造成，正常情況下失透首先在電極周圍開始，再沿?zé)艄芏鴶U(kuò)大。石英玻璃經(jīng)過反復(fù)不斷的冷熱變化使失透加快，所以壽命的長短在很大程度上受開關(guān)頻率的影響。如在使用周期中，每小時(shí)須開關(guān)幾次，燈的壽命只有30到100小時(shí)。損壞往往是由燈管炸裂造成，而套管中的水則是一種緩沖器，不會(huì)引起外部損壞。由于損壞不能事先預(yù)知，所以往往多裝幾組燈,當(dāng)其中一個(gè)損壞后，另一個(gè)即可補(bǔ)上。