[实用新型]金属卤化物灯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属卤化物灯。

背景技术

长期以来火车头前照灯一直使用大功率卤钨灯，氙灯，不仅耗电大而光强度差、寿命短，随着火车多次提速行驶，更需高强度、高照度火车头前照灯。金属卤化物灯具有光强度高、寿命长的优点，但是现有的金属卤化物灯主要的内灯管结构尺寸与电极设计都是采用常规的设计结构及工艺过程，电极距离较长，电弧管直径较粗，以较低的灯管壁荷(15W/cm²左右)以求得较长的寿命，并冷端温度也较低(700℃以下)，因而现有的金属卤化物灯在光电技术性能与质量上无法满足火车头前照灯的要求。为求得更高的石英金属卤化物灯光电技术性能，以达到更好的节能效果，近年来我公司探索用提高灯管壁荷的方法来提高金属卤化物灯的光电技术性能，因为石英泡壳材料的软化温度在1300℃左右，据此灯管应可以在1100℃左右下正常工作。问题是当提高金属卤化物灯管壁负荷增高石英管壁的工作温度时，它不仅会增加电极的温度还会增加石英管表面所含杂质的释放，这些杂质浓度的提高会改变石英管内的局部化学热力学循环的平衡(LTE)，从而加速石英管壁快速黑化，并增大光衰、缩短寿命。

实用新型内容

本实用新型提供了一种金属卤化物灯，在提高灯管壁负荷的同时，改善灯管内的LTE循环，有效延缓灯管内壁的黑化速度，延长金属卤化物灯的使用寿命。

所述金属卤化物灯，包括电弧管，电弧管内设有两个电极，电极距离为10-11mm，电弧管为橄榄型，最大管径为13-14mm。

作为本实用新型的改进，电极伸入长度为4.25-4.75mm。

本实用新型由于采用了上述新的灯管结构，电弧管体积相比于一般的金属卤化物灯，大大减小，当金属卤化物灯功率为200W时，灯管壁负荷在30--40W/cm²之间，冷端温度为800℃-900℃，同时，改善灯管内的LTE循环，有效延缓灯管内壁的黑化速度，延长金属卤化物灯的使用寿命。本实用新型不仅光电技术性能得到很大程度的提高，光效高，达100Lm/W，显色指数达Ra＞80，相关色温为4000K，同时灯管寿命大于5000小时，这是因为：

1.冷端温度的提高可以提高灯管内等离子区中的金属卤化物的蒸汽压，即增加发光物质的离子浓度从而提高了发光效率。

2.在确保金属卤化物灯的光电技术性能的基础上可相对减少金属卤化物的填充剂量，它不仅可减少金属卤化物对石英泡壳的腐蚀还可改善灯管内的LTE循环。

3.缩短了电极距离，在相同的灯管压降下相当于提高了单位弧长的压降(即电场强度)，它使在近似相同的电子自由程内等离子区内的电子能量(电子温度)增高，可有效地提高发光物质离子的激发几率，不仅能进一步提高发光效率还能提高金属卤化物灯的显色性能。

4.电弧管采用橄榄球型，相比于常规的金属卤化物灯采用的管型，可以使泡壳管壁各处的温度更均匀。

5.电极伸入长度进行了重新设计，更好的提高冷端温度。

附图说明

图1为本实用新型结构图，其中：1为外壳石英管、2为电弧管、3为不锈钢灯头、4为吸气剂。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括外壳石英管1、电弧管2、不锈钢灯头3和吸气剂4，电弧管2和吸气剂4封装在外壳石英管1内，两个不锈钢灯头3分别装在外壳石英管1的两端。其中电弧管2为橄榄型，其内设有两个电极5，电极距离为11mm，电极深入长度4.5mm。

本实用新型电弧管2充填钪钠碘化物1-2mg，汞13-15mg，氩气150乇，及微量氧。灯管工作电压100伏，工作电流2.3安培。也可再充填入少量其它促进卤氧钨循环的添加剂，以净化灯管管壁上钨的沉积，堤高灯管流明维持率，延长寿命。

表1铁道部产品质量监督检验中心通信信号检验站检验结果

表1为本实用新型用作200W火车头前照金属卤化物灯，铁道部产品质量检验中心2008年2月22日-8月11日的检验的结果，由于铁道部无国际火车头前照金属卤化物灯标准可以参照，所以初次拟订寿命标准要求较低，1600小时后即停止燃点，而本实用新型实际寿命远大于5000小时，目前国内尚无其它光源厂家的同类产品寿命达到此项标准。由于铁道部产品质量检验中心测试方法与国家光源标准不尽相同，如灯功率为灯管和镇流器的总功率，表2为本实用新型用作200W火车头前照金属卤化物灯按电光源国际标准测量的常规测量数据。

表2  200W火车头前照金属卤化物灯常规测量数据

  产品号  相关色温  (K)  显色指数  (Ra)  光通量  (Lm)  光效  (Lm/w)  灯电压  (V)  灯电流  (A)  灯功率  (W)  JLZ250-1号  4170  83.2  21912  105.37  98.8  2.451  208.04  JLZ250-2号  4155  83.8  22958  105.54  110.1  2.33  217.52  JLZ250-3号  4145  84.3  21798  102.64  104.1  2.401  212.37  JLZ250-4号  4079  84.2  21571  101.61  105.0  2.392  212.28  JLZ250-5号  4068  85.0  21917  103.09  105.0  2.391  212.61