什么是高压汞灯?

[拼音]：gaoya gongdeng

[外文]：high pressure mercury lamp

利用汞放电时产生的高压 (0.2～1MPa)汞蒸气获得可见光的电光源。发光效率可达35～50lm/W，广泛用于环境温度为 -20°～40℃的街道、广场、高大建筑物、交通运输等场所作为室内外照明光源。

除作普通照明用的高压汞灯外，还有在外壳上加反射膜的反射型灯(HR)，适于300～500nm重氮感光纸的复印灯，广告、显示用的黑光灯，有红斑效应的医疗用太阳灯，作尼龙原料光合化学作用和涂料、墨水聚合干燥的紫外线硬化用的汞灯等。

1906年研制成汞蒸气压约为0.1MPa的高压汞灯。30年代初，高压汞灯在以下几个方面获得发展：

（1）引进激活电极代替液汞电极；

（2）掌握金属丝和硬质玻璃或金属箔和石英玻璃的真空封接工艺；

（3）选择适当的汞量使之在灯充分燃点后全部蒸发，改进了灯的启动性能和稳定性。40年代高压汞灯进入实用阶段。50年代后采用了适合高压汞灯所发射的、以 365nm长波紫外线为主并补充红色光谱的荧光粉。1965年采用稀土荧光粉，大幅度提高了显色性和发光效率。高压汞灯的发展为高强度气体放电灯奠定了技术基础。

80年代，世界上高压汞灯的年产量约3000万支。中国于60年代试成高压汞灯，1987年年产量已超过550万支。

高压汞灯工作时，电流通过高压汞蒸气，使之电离激发，形成放电管中电子、原子和离子间的碰撞而发光。放电时波长 253.7nm的共振线(辐外光谱)被吸收，可见谱线强度增加，主要辐射的是404.7nm、435.8nm、546.1nm和577.0～579.0nm的可见谱线，此外还辐射较强的365.0nm的长波紫外线。

照明高压汞灯的典型结构如图1。灯中心部分是放电管，用石英玻璃制成。管内充有一定量的汞和氩。用钨作主电极并填充碱土金属氧化物电子发射物质。电极和石英玻璃用钼箔实现非匹配气密封接。启动一般采用辅助电极，它通过一个40～60кΩ的电阻和不相邻的电极连接。外壳除起保护作用外还可防止环境对灯的影响。外壳内表面涂以荧光粉，成为荧光高压汞灯。荧光粉的作用是补充高压汞灯中不足的红色谱线，同时提高灯的光效。现已采用铕激活的钒酸钇(YVO4:Eu)荧光粉。

当灯加上电源电压后，主电极和辅助电极间产生辉光放电，瞬时转移到主电极间，形成弧光放电，几分钟后汞蒸气达稳定态。灯熄灭后，须自然冷却，待蒸气压下降至一定值后才能再启动，时间约需5～10分钟。

当电源电压变动时，灯参数的变动情况如图2。

高压汞灯的发光效率随单位电弧长度功率增大而提高。一般显色指数(Ra)为40～45，光谱分布如图3所示，寿命为12000小时。改进型的400W荧光灯高压汞灯光通量为23500lm，色温2350K，一般显色指数为53，寿命达20000小时。

普通高压汞灯有负阻特性，使用时必须外接相应的镇流器。为克服这一缺点，可利用装在高压汞灯外壳内部的、与放电管串联的灯丝来代替外接镇流器，相应的光源称为自镇流高压汞灯。这种灯利用混光改进了普通高压汞灯的显色性，弥补了普通高压汞灯红光不足的缺点，同时减少了升温启动时间。但在启动和升温时间缩短的同时，灯丝寿命也相应缩短，因而自镇流高压汞灯的寿命主要取决于灯丝寿命；由于高发光效率的放电功率与低发光效率的灯丝功率比不利，自镇流高压汞灯总的发光效率从外镇式的35～50lm/W下降到18～25lm/W。自镇流高压汞灯使用方便。80年代，中国自镇流高压汞灯的产量约占高压汞灯总产量的50％。

参考文章

高压汞灯应如何安装?电气技术什么是高压汞灯？新能源技术

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