石英金卤灯与陶瓷金卤灯的比较
石英金卤灯与陶瓷金卤灯的特点差异
一、石英金卤灯的特点
市场上现有的金卤灯大都采用石英材料制作放电电弧管（简称石英金卤灯）。
金卤灯中的发光物质——主要是稀土金属在灯的燃点温度下会与石英起化学反应，尽管这种反应是比较缓慢的，但燃点一段时间后，其发光物质还是会因上述化学反应而损失掉。
因此石英金卤灯的缺点之一是光色的输出会随时间漂移。
填充的发光物质一般有几种，不同金属不同程度的损失，会造成光谱输出的变化，结果造成同一规格的灯与灯之间的光色一致性差，这是石英金卤灯的第二个缺点。
石英材料的工作温度要受析晶温度（石英在高温下的相变，一旦发生会失透）限制，一般不能超过900℃。
金属卤化物在此温度下的饱和蒸汽压相对较低，参与放电发光的金属原子浓度值也相应较少，从而影响了灯光效的提高，这是缺点之三。
金属发光物质在900℃的电弧管壁温度下蒸汽压太低，所以用蒸汽压高几百倍的金属卤化物的形式填充入灯内，其金属卤化物蒸汽在电弧中心再分解成金属原子（和卤素原子）参与放电发光。
但卤化物具有负电性和吸潮的特性，金属发光物质损失后产生的过量卤素原子更具负电性，其后果是造成灯启动的困难。
因此灯的寿命（≤1×104小时）相对较短是石英金卤灯的第四大缺点。
二、陶瓷金卤灯的特点
陶瓷材料具有耐酸耐碱、化学稳定性优异的特点。
采用多晶氧化铝的半透明陶瓷作电弧管材料，即使在高温下也不会与稀土类发光物质起化学反应。
图一和图二分别是双端型150瓦石英金卤灯和陶瓷金卤灯的结构，其不同之处仅在于形成电弧管的材料分别为石英和陶瓷。
与用石英材料制作的金卤灯相比，陶瓷金卤灯具有以下优点：
图一 图二 a) 金卤灯中辐射其特征光谱的金属在1150℃下不与陶瓷发生任何化学过程，相应陶瓷金卤灯的管壁工作温度可比石英（最高工作温度950℃）的增加200℃，由此大大提高了参与放电的金属卤化物的蒸汽压，使灯的光效提高(15～20)%，具有明显的节能效果。
（见图三）
b) 由于金属卤化物蒸汽压的提高，参与辐射的金属原子数显著增加，在增加光效的同时，灯的显色指数也可提高到80～95（同类型的石英金卤灯仅为65～80）。
（见图三）
c) 填充的发光金属不与陶瓷起化学反应，寿命期间其光谱输出具有很好的稳定性，即光色的漂移相比较很小，见图四所示。
石英管氧化铝瓷管
700 900 1100 1300 1500（K ）壁温色差
光效显色指数
图三 图四
d) 陶瓷电弧管内胆的制作工艺和石英电弧管内胆的大不一样，它只需将几个可切割加工的陶瓷组件用玻璃焊料封接起来，不需要用火焰将石英加温烧到软化温度再压封（受石英材料质地的不同和火焰温度的偏差而造成几何形状的不同）的封接工艺，其制作精度要高得多，电弧管之间的偏差小，因此陶瓷金卤灯的灯与灯之间的光色一致性更可保证。
e)在电网电压波动较大的情况下，其产生的功率变化使管壁温度（其本身值较高）
变化较小，即发光物质的蒸汽压变化较小，光通量和显色指数（CRI）的变化相比较也小，见图五所示。
因此，陶瓷金卤灯可用于调光场合，这对节电具有重大意义。
以上可见陶瓷金卤灯可克服石英金卤灯的一些不足，是石英金卤灯和高压钠灯优点圆满结合的高强度气体放电光源。
灯具常用光源分类特点及应用场所
灯具常用光源分类特点及应用场所Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.灯具常用光源分类、特点及应用场所一、灯具采用光源分类：灯具常用光源有高压汞灯、金属卤化物灯、陶瓷金卤灯、高压钠灯、无极灯、LED光源。
二、光源特点：1、高压汞灯——高压汞灯是由石英电弧管、外泡壳(通常内涂荧光粉)、金属支架、电阻件和灯头组成。
电弧管为其核心元件，内充汞和惰性气体。
放电时，内部的汞蒸气压为2-15个大气压。
高压汞灯通常采用带并联补偿电容的电感镇流器。
被广泛应用于室内外的工业照明，庭园照明，街区照明等领域。
2、金属卤化物灯——金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上在电弧管中添加一些金属卤化物(如铊、铟、钠等卤化物)，这些金属卤化物在工作时参与放电发光。
金属卤化物灯的特点：发光效率高80-110lm/w,显色性好可达到60-96Ra，寿命长达8000-20000小时，光源体积小等。
金属卤化物灯：有MH美标照明金卤灯(70-1000w)，HPI欧标金卤灯(250w-2000w)，大功率双端金卤灯NHN-LA/SA(1000w,1800w,2000w),小功率双端金卤灯MH-TD(70w，150w)。
HPIPlus欧标金卤灯，可以在汞灯点灯线路上使用，也可以在钠灯点灯线路上使用，实用性更强。
金卤灯的众多优点，被广泛应用于工业照明、城市美化、商业照明、体育场照明、道路照明等领域。
上面图中的灯具为金属卤化物灯3、陶瓷金卤灯——陶瓷金卤灯是将石英金卤灯和钠灯的陶瓷管技术结合在一起，集两者的优点于一身的照明新光源。
优秀的显色性使商品的颜色更逼真;防紫外线功能更有效地保护你的商品光色更出众;两种不同的光色赋予你更多的选择余地;稳定的光色创造出颜色一致，亮度均匀的空间环境更节省成本;长寿命可以有效地降低维护费用;高光效提高了能源利用率。
陶瓷金卤灯广泛适用于：橱窗照明、商场照明、汽车展示厅照明、重点展示照明、商业街道照明。
光源基础知识(共82张PPT)可修改文字
高压汞灯：404.7，435.8，546.1，578nm 四条汞的 特征谱线。
灯丝光谱
自镇流高压汞灯：四条汞的 特征谱线+灯丝 光谱，增加了红光成分
荧光粉作用：一般涂敷发红光的荧光粉，将发出的紫 外线转换为红色可见光，提高光通和显色
指数，降低色温。
备注：1大气压=760mmHg=760乇=1000mbar=101325Pa=0.1MPa
高光效钠灯：
充氙气压力25~30乇提高 到250~360乇后：
光效提高10%以上； 流明维持率提高；
寿命延长； 启动困难一些。
高光效钠灯
标准钠灯
高光效钠灯的 电弧管有辅助 启动线
标准钠灯的电 弧管没有辅助 启动线
高压钠灯类别：按结构分类
双管钠灯：
寿命提高80%
光通下降3% 热启动性能提高
双管钠灯
普通钠灯
高压钠灯类别：
按泡壳涂粉分类：清光，涂粉（漫反射用）。
按灯头分类：E39，E40；E26，E27。
按额定功率分类。
金属卤化物灯类别：
石英金卤灯：
钪钠系列；
稀土系列； 钠铊铟系列；
彩卤灯系列。
陶瓷金卤灯。
石英金卤灯是在高压汞灯的基础上，添加金属卤化
物而制成。 由于所添加的金属卤化物的金属元素
电离电位和激发电位都低于汞原子， 所以 发光光谱主要以金属卤化物中的金属为主。
所以：
高压钠灯外玻壳一般抽真空，使电弧管各部位温度不
均匀，而且不受环境温度影响。
高压汞灯外泡壳充氮气（自镇流充灯泡氩），氮气一 方面散热，另一方面气体循环，使电弧管放电腔各部位温度 更加均匀。
• 普通照明金属卤化物灯结构：
高纯氮 填充气
常用照明灯具介绍
辐射发光
气体放电发光
场致发光
灯具分类
广东朗易得光电科技有限公司
传统照明灯具系列
白炽灯
1879年，爱迪生最先成功发明白炽灯。它的发光原理基于真空或中性气体中的灯丝通过电流加热到白炽状态引起的热辐射发光现象。 现代的白炽灯是将电流通过一小圈钨丝，使钨丝受热而发亮。之所以使用钨做灯丝材料是因为钨在高温下的低蒸气速率以及可以被抽成细丝等的性质。但影响一些光源寿命的因素也是因为钨灯丝的蒸发损失，主要是热点和填充气体。优点：结构简单、价格低廉、使用方便、显色性好。缺点：发热大、发光效率较低、使用寿命较短。 白炽灯是照明领域最成功的产品。目前在几乎所有家用照明应用中占主导地位。然而由于白炽灯只能将约二十分之一的电能转化为光能，它的效率很低。
第一代光源
第二代光源
第三代光源
第四代光源
光源分类
光源根据发光的原理不同，可以大致分成三种方式：辐射发光、气体放电发光、场致发光。在照明设计中，与之对应的有三种不同光源发光原理的工作原理，可分为三大类： ①第一类为辐射光源：物体被加热而发光，包括燃烧发光，主要有白织灯、卤钨；②第二类为气体放电发光：利用气体发电发光，进一步细分为低压放电光源和高压放电光源。前者主要有荧光灯和低压钠灯，后者主要有水银蒸汽灯、金属卤化物灯和高压钠灯；③第三类为场致发光和激光，主要指LED光源和激光。
广东朗易得光电科技有限公司
光效：90-160LM / W 色温：2000K 平均寿命：20000h 功率范围： 18-180W
高压汞灯
高压汞灯（HPMV）是最早开始使用的高强度放电灯，出现于20世纪30年代。 工作原理是内部充有高压汞蒸气和氩气，放电管外面有一球形状的荧光炮壳，涂有荧光粉。通电放电管产生很强的可见光和紫外线，紫外线照射在荧光泡壳上，经转换发出大量可见光。 高压汞灯可以分成两大类：标准型高压汞灯和自镇流型高压汞灯。由于高压汞灯的光色差，这种灯除了用于道路照明之外，目前适用于工业照明、仓库照明、街道照明、泛光照明安全照明等场所。由于汞灯光色中蓝光较重，已逐渐被光色质量好、发光效率高的高压钠灯和金属卤化物灯取代。
金卤灯相关参数
电
参数
电压V
196--240
180--250
180--240
频率Hz
50
50
50
电流A
3.2
1.09
1.02
额定功率W
400
200
200
实际功率W
456
228
216
功率因数PF
0.65
﹥0.97
﹥0.95
波峰系数
﹤1.7
﹤1.7
﹤2.1
谐波THD
﹤10%
﹤10%
﹤15%
触发电压V
5KV
显色指数Ra
25
85
75
视觉分辨
物体泛黄，颜色失真，分辨性差
色彩还原逼真
蓝光成分大，伤害视网膜
穿透性
穿雨雾能力强
穿雨雾能力强
穿雨雾能力较差
散热能力
石英玻壳，散热性较差，易情况
中期8000小时维持80%
中期14000小时维持80%
前期4000小时光衰25%以上
产品型号
额定功率w
光效lm/W
ห้องสมุดไป่ตู้光通量lm
色温
K
显色指数Ra
平均寿
命h
灯头
型号
燃点位置
触发电压V
灯头最高允许温度℃
环境温度℃
EIS-CMH-GY1
35
96
4300
2800/4200
60
18000
E27/E40/GU
任意
3800
75
－25～50
EIS-CMH-GY2
70
114
6800
2800/4200
金属卤素灯
金属卤素灯金属卤素灯金属卤素灯又叫高强紫外卤素灯，属金属卤化物灯的一种, 主光谱有效范围在350nm-450nm之间。
主要用于干膜、湿膜、绿色防焊剂的曝光，具有曝光时间短、强度高、曝光质量好等特点,该灯的最大特点是紫外强度高，在网印和固化带有颜色中，特别是对于涂层较厚的产品，及白色和黑色的干燥，具有突出的效果。
卤素灯在使用过程中需配套相应的镇流器和触发器。
目录简介适用分类优点工作原理功效特点工艺展开简介适用分类优点工作原理功效特点工艺展开简介金属卤素灯金属卤素灯（金属卤化物灯）通常又叫金卤灯，由高压水银灯发展而来的紫外线灯，由高纯度石英管材制造而成，石英管材内充入了含有汞、氩、镓的碘化物、铁的碘化物以及一些稀有金属卤化物。
主要分为金卤曝光灯和晒版灯，金卤曝光灯属于高强气体放电灯，光谱在350-450nm之间。
一般的水银UV灯的最高波峰为365nm，并不大适合于一些需要380nm、403nm新油墨及特殊应用工艺。
这些新的最高波峰(380hm、403nm及407nm)可以由金属卤素灯产生。
卤素灯及在含有水银及氩的水银UV灯的基础上添加铁掺合、钾掺合或其它稀土金属原素掺合。
铁掺合卤素灯特别增强了380hm作为最高波峰。
钾掺合卤素灯特别增强了403nm及417nm的波峰。
适用金属卤素灯主要适用于UV油墨、UV油漆的固化，干膜、湿膜，绿色阻焊及板曝光。
在网印和固化中带颜色，尤其是涂层较厚的产品和白色、黑色的干燥有突出的效果。
碘化铁是一种能提供宽光谱紫外辐射的卤化物，并且能够增强灯在380nm区域的光谱输出，添加了碘化铁的金卤灯用在光聚合物和日光胶片曝光系统中有非常好的效果。
金属卤素灯的光谱能量与某些质材的吸收光谱十分吻合，能起十分快速的硬化反应，能广泛地应用于菲林、丝网、PCB、重氮薄膜及板曝光；金属卤素灯还能应用于不同的印刷和表面涂层工业.金属卤素灯乃在含有水银及氩的水银UV灯的基础上添加铁掺合(Iron Iodide)、钾掺合(Gallium Iodide)或其它稀土金属原素掺合(Rare Earth Metal Iodide).分类最常见的金属卤素灯是铁掺合(Iron Iodide)和镓掺合(Gallium Iodide).铁掺合卤素灯特别增强了380nm作为最高波峰，对photopolymer及daylight film的曝光有十分理想的效果；至于镓掺合卤素灯，特别增强了403nm及417nm的波峰，其最高的417nm波峰对于Diazo 材料的曝光有十分显着及良好的作用.优点金属卤素灯1.使用寿命长2.曝光时间短3.快速点灯4.照度强5.稳定的操作性能。
大功率陶瓷金卤灯在高大工业厂房的应用及节能分析
３倍 多。因此 ，能否降低能源标准 ，提高对能 源的利 用率 ，减少二氧化碳排放 ，无 疑已成了我国经 济能否 可持续发展的关键。照明的能耗 在建筑 能耗 中 占有相 当大的 比例 ，在公 共建筑和工业 建筑 中尤为如此 。据
年总运行 费用节省 １３８ 万元 ， ９ ．８ 节省 ４ ％， ８ 无极灯 只
节 省 １ ％。 １
寿命／ ｈ 图 １大功率陶瓷金卤灯与石英金 卤灯流 明维持率 比较
如果考虑投资利息 ，比较 １ Ｏ年期等效总费用 ， 按 全 寿命期综合 能效用法 （ Ｏ 法 ） 寿命 内的各年 Ｔ Ｃ ，将 费用贴现 到建设期年份 的现值费用 ， 等效总费用 Ｔ Ｃ Ｏ 的计算式 如下 ： 等效 总费用 （Ｏ ）＝Ｃ＋ ＴＣ 墨 ・ Ｐ 式中 ： Ｃ Ｉ ．—初 建费用
灯少 ，节省 了 ７ ．８ １ 万元 ，约 ３ ％。 ５ ９
陶瓷金 卤灯方案的实 际 Ｌ Ｄ值明显 降低 ， Ｐ 降幅达 ４ ％、 １ 节能 ４ ％，节能效果非 常显著 。与无 极灯 比 ，显然大 ５
・
１ ・ ０
２１年 ３ ０２ 月
光 源 与 照 明
２ １ 年第 １ ０２ 期
卤灯在欧美 已逐步普及 ，我 国的应用也开始扩大 。陶 瓷金 卤灯 以其优异性能和高技术含量而为人重视 ，其
可 以看 到 ，照 明功率密度值 （Ｐ ）与设计 照度 ＬＤ
（ ） 光源流 明 （ ） 光源光效 （ 。、 Ｅ 、 、 叩） 灯具数量 （ 、
利用系数 （ ）以及灯具维护系数 （ ） 等多种因素有
际先进水平是 ＞９ ％。 ０
计之初 的良好照 明效果 ，否则光源在寿命期 间由于光 通量大打折扣造成照度严重不足 ，必需提前更换 ，实 际寿命 大打折扣 ， 运行维护费用上升 ， 给使用带来麻烦 。 表 ３中 ，运行 费用 主要计人 电费及光源 、电器更
照明及光源-SM
发光体或受光体单位面积上发出
(或反射出)的发光强度. 单位:坎/平方米(cd/m2)
L(亮度) =d I /d S 它直接影响人眼的主观感觉.照度一定 时,物体的反射率越大,亮度越高. L=k E
10000
2500 1500 1
荧光管
满月表面 晴天沙滩 夜晚公路
照明基础知识
色温Tc－ 用黑体的开氏温度(单位K)表示光源的颜色,
照明基础知识
典型灯泡的显色性 灯泡类型
白炽灯 荧光灯 33系列 荧光灯 54系列 荧光灯 84系列 荧光灯 94系列 高压钠灯(SON) 高压汞灯(HPL) 低压钠灯(SOX)
Ra
100 66 77 85 93 26 45 (-44)
照明基础知识
光效： 光源每瓦所发出的光通量.单位(lm/W) 光效是衡量光源节能的重要指标.
光源基础知识
卤钨灯的应用
双端灯: 泛光照明等室外照明 单端灯: 室内应用领域,象商场,酒店,旅 馆, 家居等的重点和装饰照明,办公室,阅 览室的局部照明,这些地方主要考虑较高 显色性和暖色调。
光源基础知识
荧光灯
光源基础知识
荧光灯(低压汞蒸气放电灯)工作原理
在玻管内壁涂有荧光粉,两端各装有电极,在电极上涂有 钡锶 钙氧化物等电子发射材料;
光源基础知识
气体放电灯的结构示意图 B为泡壳,A和C为电极,G为填充气 体
A为阳极,C为阴极
放电灯工作电路示意图
光源基础知识
• • • •
添加物为金属卤化物和汞 提高颜色特性 金属离子产生辐射 汞元素调节电弧电压和温度
光源基础知识
• 分类：
– 大功率金卤灯 – 紧凑型金卤灯（小于150 W）
PHILIP光源参数
PHILIPS高压钠灯高压钠灯灯具有发光效率高，耗电少，寿命长，透雾性强和不诱虫等特点，主要有普通性，高显色型，高光效型，低汞型，农用型等。
飞利浦高压钠灯凭借其独特的内部结构，稳定的质量在该产品领域一直独占鳌头。
SON PIus PIA(一体化天线式结构)采用飞利浦专利技术，独特的天线式内胆结构使灯的启动更方便，再次启动时间更迅速，灯的早期损坏更少，寿命更长。
飞利浦的高光效钠灯SON PIus和高显色钠灯SON(-T)COMFORT均采用了此专利技术，并且均含低汞，符合绿色环保的社会趋势。
飞利浦高光效钠灯专利的PIA技术，采用内置金属线，相比传统的双金属片结构，焊点数更少，抗变形性更佳，避免早期失效，降低维修成本，延长了使用寿命；金属线的增加，缩短了电场距离，大大改善了触发性能，启动速度更快。
内充高压氙气，配合放电管壁上的天线式启动线，既提高了光效又不增加启动电压。
飞利浦高压钠灯均采用特殊的锆铝消气片（ZrAI）灯的真空度更高，提高了流明输出，流明维持率更好。
减少早期失效（避免电解现象）钠灯的长寿命，高光通，高光效，透雾性能佳等特性，常应用于道路照明，泛光照明，广场照明等。
一、飞利浦高压钠灯/内触发高压钠灯系列PHILIPS SON-T/SON/SON-1·SON高压钠灯外壳通过ESC静电涂粉，输出光更舒适，不会产生眩光。
适用于：公共场所照明，工业照明等·SON-T高压钠灯寿命长，流明输出高。
·SON-I内触发高压钠灯不需要外部触发器，使用方便，更经济。
外壳涂粉，光色更舒适。
二、飞利浦高光效高压钠灯PHILIPS SON PIus·所有SON PIus均含低汞，是绿色照明的最佳选择。
·SON PIus PIA（一体化天线式结构）是飞利浦照明的又一伟大的创举，独特的天线式内胆结构在提高发光效率的同时的启动更方便，再次启动时间更迅速，灯的早期损坏更少，灯的寿命更长。
金属卤化物灯
工作原理
球形金属卤化物灯电弧管内充有汞、惰性气体和一种以上的金属卤化物。工作时，汞蒸发，电弧管内汞蒸气 压达几个大气压（零点几个兆帕）；卤化物也从管壁上蒸发，扩散进入高温电弧柱内分解，金属原子被电离激发， 辐射出特征谱线。当金属离子扩散返回管壁时，在靠近管壁的较冷区域中与卤原子相遇，并且重新结合生成卤化 物分子。这种循环过程不断地向电弧提供金属蒸气。电弧轴心处的金属蒸气分压与管壁处卤化物蒸气的分压相近， 一般为 1330～Pa。通常采用的金属平均激发电位为4eV左右，而汞的激发电位为7.8eV。金属光谱的总辐射功率 可以大幅度超过汞的辐射功率。结果，典型的金属卤化物灯输出的谱线主要是金属光谱。充填不同种金属卤化物 可改善灯的显色性（平均显色指数Ra为70～95）。汞电弧总辐射中仅有23%在可见光区域内，而金属卤化物电弧 的总辐射则有50%以上在可见光区域内，灯的发光效率可高达120lm/W以上。
由金属蒸汽（例如汞）和卤化物（如镝、钠、铊、铟等元素的卤化物）的分解物的混合物辐射而发光的气体 放电灯。具有添加金属的特征光谱线，因而光色改善，也提高了光效。这类灯的相关色温4000K左右，显色指数 70，光效在70lm/W以上。
金属卤化物灯相关标准比较和技术参数分析
1997 年起杭州照明电器有限公司（杭州灯泡厂）、上海飞利浦亚明照明有限公司和北京 电光源研究所共同承担金属卤化物灯国家标准的起草任务，标准制订先后历时四年。考虑到 我国金卤灯主要生产厂家都从美国引进设备和技术生产，有条件达到美国国家标准要求，因 此 GB 18661—2002《单端金属卤化物灯（175W~1500W 钪钠系列）》国家标准（下简称“GB”） 是在非等效采用 ANSI C78.1375～1379 系列标准（下简称“ANSI”）的基础上，参考美国主 要金卤灯生产企业的产品样本、产品实样的实测数据以及国内主要金卤灯生产厂家的企业标 准，同时结合我国近来金卤灯的实际发展情况而制定了本标准中的各项技术指标值，适用于 功率为 175W~1500W 透明玻壳的钪钠系列单端金属卤化物灯。
ANSI C78 系列标准包括单端 50W~1500W 和双端 70W/150W 灯，并按照每种规格分类， 每种功率灯单独一个标准，形成系列标准。ANSI 只规定灯的电参数和特性参数以及测试要 求，没有规定光参数、颜色参数和寿命要求。
IEC 61167 Metal halide lamps 标准（下简称“IEC”）规定 35W、70W 和 150WG12 单端 和双端金卤灯的尺寸和电气、稳定、颜色、基准镇流器等特性以及镇流器和灯具设计数据， 没有规定光参数、寿命以及特性参数和测试要求。
初始光通量
Lm 额定值 极限值
3400
2720
5600
4400
7800
6240
13500 10800
14000 10500
20500 16400
36000 28800
110000 88000
155000 124000
表2 双端灯管的基本参数