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白熾燈是將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài),利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源,而鹵鎢燈是白熾燈的一個變種,其性能比傳統(tǒng)白織燈更為優(yōu)異,且壽命也比普通白織燈更長,具有成本低、穿透力強、點亮速度快等特點。那么,白熾燈和鹵鎢燈可以做標準光源嗎?
普通白熾燈的基本由燈絲、支架、引線、燈殼和燈頭幾部分組成,現(xiàn)在大部分白熾燈泡內(nèi)都充氬、氮或氬-氦混合氣體,只有少數(shù)小功率燈泡是真空的。白熾燈是根據(jù)熱輻射原理制成的,通常是靠電能將燈絲加熱至白熾而發(fā)光。燈絲在將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾耐瑫r,還要產(chǎn)生大量的紅外輻射和少量的紫外輻射。白熾燈的關(guān)鍵在于燈絲材料的特點。通常燈絲材料需滿足熔點高,蒸發(fā)率小,可見輻射選擇性好,電阻率適合,加工容易等優(yōu)點。由于白熾燈使用方便,輻射光譜連續(xù),顯色性好,因此它是目前應用最廣的一種光源,在攝影,家居,舞臺照明,醫(yī)療保健等諸多領(lǐng)域發(fā)揮效用。但是其光效低,很難小型化成為制約其發(fā)展的重要因素。
即為填充氣體內(nèi)含有部分鹵族元素或鹵化物的充氣白熾燈。在普通白熾燈中,燈絲的高溫造成鎢的蒸發(fā),蒸發(fā)的鎢沉淀在玻殼上,產(chǎn)生燈泡玻殼發(fā)黑的現(xiàn)象。1959年時,發(fā)明了碘鎢燈,利用鹵鎢循環(huán)的原理消除了這一發(fā)黑的現(xiàn)象。
鹵鎢循環(huán)的過程是這樣的:在適當?shù)臏囟葪l件下,從燈絲蒸發(fā)出來的鎢在泡壁區(qū)域內(nèi)與鹵鎢反應,形成揮發(fā)性的鹵鎢化合物。由于泡壁溫度足夠高(250°C),鹵鎢化合物呈氣態(tài),當鹵鎢化合物擴散到較熱的燈絲周圍區(qū)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(xù)參與循環(huán)過程。
為了使燈壁處生成的鹵化物處于氣態(tài),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。由于玻殼尺寸小,強度高,燈內(nèi)允許的氣壓就高,加之工作溫度高,故燈內(nèi)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(fā)受到更有力的抑制,同時鹵鎢循環(huán)消除了泡殼的發(fā)黑,燈絲工作溫度和光效大為提高,照明鹵鎢燈燈絲的工作溫度范圍為2400-3250℃,光效在15-351m/W之間變化,壽命也得到相應延長。
1.外觀造型不同
說起白熾燈與鹵素燈的區(qū)別,最直觀的就是二者的外觀造型的不同。鹵素燈的表面是有著一個乳白色的玻璃外殼,在內(nèi)部充入了一些鹵族元素的氣體,而白熾燈則只是比較常見的透明玻璃外殼,這樣兩者就可以很好的區(qū)分開了。
2.發(fā)光原理不同
白熾燈與鹵素燈在發(fā)光原理方面也有所不同,根據(jù)相關(guān)的介紹,白熾燈是直熱發(fā)光體,它屬于的是電阻性質(zhì),使用的是鎢絲制造,在燈泡的內(nèi)部充入了氮氣。但是鹵素燈則不同,它的發(fā)光原理是電離體發(fā)光,屬于的是高壓燈具產(chǎn)品。另外,鹵素燈在其內(nèi)部充入了95%的混合氣體以及5%的高純氮氣,這些氣體在燈泡的內(nèi)部建立了鹵鎢循環(huán)。因此,兩者之間的區(qū)別在發(fā)光的原理方面也是可以看出來的。
3.色溫光亮不同
正是由于鹵素燈特殊的發(fā)光原理,因此鹵素燈在正常的工作中,會因為較高的溫度從而擁有更明亮的亮度,在明亮度方面遠遠超過白熾燈的光亮,并且在色溫方面以及發(fā)光效率方面也與白熾燈有所不同。
4.使用壽命不同
鹵素燈的鹵鎢循環(huán)的原理,使得鹵素燈擁有一個優(yōu)勢就是燈絲上的鎢不會因為使用時間較長而逐漸揮發(fā)。并且也不會因為鎢在燈泡外殼上沉積從而產(chǎn)生燈泡變黑的現(xiàn)象,這樣使用的壽命也就是比較長的。相對來說,白熾燈就沒有這樣的優(yōu)勢了,白熾燈在使用一段時間之后,通常都會產(chǎn)生燈泡變黑的問題,從而影響整體的使用壽命。
5.節(jié)能效果不同
鹵素燈其實也別稱之為第二代照明光源,雖然亮度比白熾燈強,但是卻比白熾燈更為節(jié)能環(huán)保。目前市面上出現(xiàn)的第三代綠色照明光源是一種金鹵燈,它的節(jié)能效果更為驚人。因此在節(jié)能效果方面,鹵素燈與白熾燈的區(qū)別是非常明顯的。
常用的家用光源A光源就是白熾燈。常要求使用該光源進行同色異譜的測試,相對色溫2856K,功率35w。
現(xiàn)在研制的三種模擬D65人造光源分別為:帶濾光器的高壓氙弧燈、帶濾光器的白熾燈和熒光燈。它們的相對光譜能量分布與D65有所符合,帶濾光器的高壓氙弧燈提供了最好的模擬,帶濾光器的白熾燈在紫外區(qū)的模擬尚不太理想,熒光燈的模擬較差。為了滿足精細辨色生產(chǎn)活動的需要,還有采用熒光燈和帶濾器的白熾燈組成的混光光源,稱為D75光源。
標準光源箱中常見的A光源以及F光源,都是通過白熾燈泡模擬的。
A標準光源,INCA燈泡(特殊鎢絲燈),為美式櫥窗射燈,多為美式燈箱使用,色溫為2856K;F燈泡是家庭酒店用燈,比色參考光源,夕陽光,黃光源,落日黃,色溫為2700k,多為英式燈箱使用。這兩種主要是與其他光源配合使用來鑒別產(chǎn)品是否存在同色異譜現(xiàn)象。
綜合來看白熾燈在標準燈箱行業(yè)還是有著廣泛的應用的,不過隨著LED燈管的不斷研制,熒光燈和LED燈將會成為市場的主流。
對于鹵素燈來說,由于制造工藝的不同,被點亮時,光源的色溫、顯色性是不一樣的。只有達到標準光源要求的鹵素燈泡,在可以稱為是標準光源。
例如標準照明體A,代表絕對溫度2856K的完全輻射體的輻射,由色溫2856K的透明玻璃充氣鎢絲燈作為A光源來實現(xiàn)標準照明體A,如果要求準確地模擬紫外部分的相對光譜功率分布,則推薦使用熔融石英玻璃殼或者帶石英窗口的燈泡。
在標準光源箱中,有兩種光源常常會通過鹵鎢燈來實現(xiàn)。
Horizon,其色溫2300K,顯色指數(shù)95+,這是一種模擬早晨日升、下午日落時之日光,可用于同色異譜測試。
燈泡型號有:SYLVANIA 120V 500W Macbeth SPL III專用
Inca A,其色溫2856K,顯色指數(shù)95+,同色異譜測試的典型白熾燈,家庭或商場重點使用的光源。
燈泡型號有:
inca 120V 75W Macbeth Judge II 專用
illuminant A 120V 150W Macbeth SPL III 專用
HalogenA 60W 230V 美式燈箱專用