照明基础知识——卤钨灯（热辐射光源）发展史&工作原理

Posted 2022-02-05 三明治开发社区

卤钨灯
卤钨灯又称卤素灯，它其实是白炽灯的一个升级版。上文我们已经知道了，普通白炽灯存在灯丝因高温而蒸发沉淀在玻壳上，使玻壳发黑降低光照效果同时还会降低灯使用寿命的缺陷。卤钨灯与普通白炽灯最大的不同在于灯泡里面填充的气体，普通白炽灯中填充的惰性气体只能减少灯丝的氧化和蒸发，而卤钨灯的神奇之处在于填充的气体可以使钨丝“再生”。“再生”的原理是灯丝在高温情况下蒸发，气体钨会往温度较低的玻壳处移动，气体钨温度在玻壳附近降低并与填充的卤素气体（如碘、溴等）发生化学反应，形成卤化钨。卤化钨倾向于往高温处移动，最后又聚集在灯丝附近，由于卤化钨很不稳定，遇热后会重新分解成卤素原子和钨原子，这样钨又重新在灯丝上沉积下来，完成了“再生”。这样循环往复，卤素与钨的反应达到平衡状态，这也被称为卤钨循环。卤钨循环既解决了普通白炽灯灯壁发黑的问题，又可避免避免钨丝过早断裂，大大延长了灯丝的寿命，一举两得。

​ 为了使灯壁处生成卤化物处于气体状态，卤钨灯的灯壁温度要比普通白炽灯高得多，为了达到相应的温度，卤钨灯的玻壳尺寸就要小得多，同时还必须使用耐高温的石英玻璃或硬玻璃。对于卤钨灯来讲温度是非常关键的，温度太低会使卤化物沉积在灯壁上；温度太高会导致卤化物部分分解造成管壁发黑，不同的卤化物的需要的温度是不同的，温度是设计至关重要，如碘化钨要求玻壳表面≥250℃，溴化钨要求玻壳表面≥200℃。由于碘、溴气体会造成灯丝丝脚和支架腐蚀，所以目前一般会采用碘、溴的衍生物来充当填充气体，如溴化氢、一溴甲烷、溴仿等。

​ 因为卤钨灯灯丝可以工作在更高温度下，这使卤钨灯获得了更高的亮度、显色度和发光效率。基于卤钨灯的特点，卤钨灯经常被使用在需要亮度更高和显色性更好的场所，如体育馆、宴会厅灯。卤素灯的外形有灯管和灯泡两种，分别适用于不同的灯具。任何实物都存在其两面性，温度给卤钨灯带来神奇卤钨循环效果的同时，也带来了一些使用上的局限。比如因为卤钨灯的温度较高，所以不适合在温度高、有振动或者是易燃易爆炸的环境中使用。又比如卤钨灯的外壳使用的是耐高温玻璃，如果玻璃壁上沾染了油污（如使用手触摸玻璃壳），会使玻壁上受热不均匀导致卤钨循环不能很好的完成，进而影响灯泡的使用寿命，所以安装时需要注意清洁。