浅谈金卤灯色温

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1、浅谈金卤灯色温赵军（浙江宇光照明科技有限公司，浙江绍兴）摘要：简要介绍色温相关知识；以原子受激发光原理为基础,并结合金卤灯发光原理详细阐述了金卤灯光源中色温偏差的原因；为提高金卤灯色温一致性提出参考意见。关键词：色温金卤灯原子跃迁辐射能量陶瓷金卤灯ColorTemperatureofMetalHalideLampZhaojun(UNIVERSELITECo.,Ltd.Zhejiangshaoxing)Abstract：Thispaperdescribescolortemperature-relatedknowledge；toatomsbytheexc

2、itationlightbasedontheprincipleandtheprincipleofcombinationofmetalhalidelightmetalhalidelightsourceelaboratedonthereasonsfordeviationsinthecolortemperature；metalhalidelampcolortemperaturetoenhancetheconsistencyofreference.Keywords：ColorTemperatureMetalHalideatomictransitionradi

3、ationenergytubesofCeramicMetalHalideLamp前言色温：描述光源颜色的度量单位。色温是电光源最重要的参数之一，可以通过仪器定量测试具体数值也可以通过肉眼观察颜色来对其进行定性辨别。早期白炽灯光源遵循热辐射发光原理，温度与色温成正比。随着节能意识的增强，新一代气体放电灯取代白炽灯。气体放电灯光源色温与热辐射光源色温是两个完全不同的概念。气体放电光源的色温不仅与温度有关系而且还涉及到温度分布均匀性、填充物种类、各元素的比重、外泡壳荧光粉种类和性能等诸多因素的影响。本文主要分析金卤灯色温相关理论知识。1色温的定义1.1色温

4、的理论定义绝对黑体把吸收的所有能量都以可见光的形式向外辐射，光源在可见区发出的光与绝对黑体所发出的光颜色相同时，就把此时黑体的温度定为光源的色温。我们用热力学单位‘开尔文’K表示（1K≈-273.15℃）。（只有绝对黑体不反射照射到其表面任何波长的辐射能量，而是完全吸收这些辐射能量来增强内能再以热辐射的形式向外发出不通颜色的可见光。随着温度升高光颜色由暗红色→红色→黄色→白色→青色→淡绿→淡紫。）1.2光谱分布与色温定义图1为白炽灯光源光谱图，从图中可以看出白炽灯发光为连续光谱。并且从380nm-800nm可见光波长中随着波长增加相对光谱能量也在增加

5、，热红外相对能量最高。色温理论值定义可以以光谱图中颜色边界与分布曲线的交界面积来进行分析。图1为某规格白炽灯光谱图，光源光谱能量高低以阴影处的面积为计量单位。红光带辐射能量为A，依次类推。光源的辐射总能量P=A+B+C+D+E+F+G+热红外辐射。观察图1：白炽灯光谱中红橙黄光光谱能量占辐射总能量的比重相当大（ABC总面积远大于DEFG总面积），相关色温为2983K此时光源颜色偏红黄；观察图2：金卤灯灯光谱中红橙黄光光谱能量占辐射总能量的比重偏小（GD面积几乎等于ABC总面积之和），相关色温为：4219K此时光源颜色为白色偏淡黄。从图1图2光谱图各波

6、段辐射能量分布基本可以推论出色温的高低取决于不同波长的光辐射能量占总辐射能量的比重。目前行业中对色温的理论定值基本都以红橙黄光辐射能量占总辐射能量的比重为基准。假设色温参照数值为X：X=（A+B+C）/P。当比值X值大于某规格金卤灯标准色温值时色温偏低；当低于规格金卤灯标准色温值时色温偏高。2．金卤灯光源色温金卤灯色温可以根据金属填充物的种类来选择色温范围，金卤灯又是通过什么方式来控制色温范围，首先得从金卤灯发光原理开始分析。2.1金卤灯发光原理金卤灯属于气体放电灯的一种，气体放电灯发光都遵循原子受激跃迁辐射可见光原理。无论是高压气体放电灯还是低压气

7、体放电灯都会在灯管内添加数量不等的水银和几十至几百托引燃气体。金卤灯添加氩气、水银、金属卤化物和微量氪气。电路工作时，金卤灯电弧管两电极之间形成一个类似点电场的强大电场如图3所示。在电弧管内部存在少量具有放射性氪气使氩气产生部分电离，在电场力作用下离子发生漂移，随着电场强度增加离子获得的动能增大。当粒子获得的能量足以使氩原子发生电离时整个电弧管内腔开始发生汤森雪崩效应。此时电极经过预热也开始向外发射电子，电弧管内腔中高能的带电粒子和游离原子发生非弹性碰撞，内能急剧增加。随着腔体气体内能增加，温度随之上升，蒸气压比较大的水银开始变为水银蒸气，使腔体游离

8、原子浓度上升。在短短0.1秒时间电弧管开始由辉光放电转变为以水银原子形成的弧光放电。温度升高金属卤化物不断蒸