CN102163534B - 一种超高压金卤汞灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高压金卤汞灯，包括灯体和电极；所述灯体内部形成一灯腔；所述电极延伸进入所述灯腔内部，所述灯腔内部充有汞、汞卤化物；其中：所述灯腔内部充有镓卤化物、锂卤化物、锌卤化物、镝卤化物、钪卤化物之一或者他们的组合物。本发明提供的超高压汞灯，通过在灯腔内加入金属卤化物，设置电极头为圆锥形尖头形成尖端放电，能够增加红光光谱，并加强兰光光谱，使红、兰、绿三基色更趋于平衡，从而改善光色，提高亮度。此外，本发明通过限定金属卤化物的百分含量，进一步改善光色，提高亮度和光效且能有效避免超高压下炸灯问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种超高压金卤汞灯，尤其涉及一种适用于高清晰度投影仪的第三代短狐超高压汞灯，属于气体反射灯具技术领域。
背景技术
随着用于对媒体投影器的高清晰度的小对角线液晶片的问世，使得小型、轻便、高亮度、利用超高压汞蒸汽( 1MPa或以上)放电的短狐的第三代超高压汞灯进入市场。超高压汞灯主要用于光反射或其他光学成像系统，比如投影机用超高汞灯作为光源，其主要结构是在放电管内设置两放电电极，电极通过封接钼片与引出线电连接，放电管内充有汞和少量用于帮助启动的惰性气体氩或氙，将超高压汞灯装在光反射器的抛物反射面或椭球反射面的焦点位置，即可形成一支整体型的高亮度光源。将这种光源用于多媒体投影机、液晶背投显示器系统、DLP数码光输出系统的投影机等投影技术领域时，对超高压汞灯的要求是极间放电电弧短、亮度高、色温高、光束中有丰富红、绿、兰原色光以及它们之间亮度的平衡。
这类超高压汞灯的共性问题是：三原色光亮度不平衡，因为只有在十分高的汞蒸汽压力（20MPa）下，红色光谱才能达到一定比例，满足合格的彩色效果，但是灯管要用纯度在99.99% 的高纯石英管，灯管内不但压力高，温度也高（近1000°C）再加上启动电压也达2500伏都直接影响汞灯的使用寿命。因此现有产品的缺点可概括为：欲达到原色的平衡要么利用滤光片抑制蓝色和绿色光、牺牲亮度，要么提高蒸汽压力，加大选材和制造难度、增加成本或者降低寿命，目前一些进口超高压汞灯的寿命一般在2000小时左右，售价在1000元人民币以上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光效高、光色平衡和寿命长的超高压金卤汞灯。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种超高压金卤汞灯，包括灯体和电极；所述灯体内部形成一灯腔；所述电极延伸进入所述灯腔内部，电极包含电极头和缠绕有高密度钨丝的电极杆，所述灯腔内部充有汞、汞卤化物；其中：所述灯腔内部充有镓卤化物、锂卤化物、锌卤化物、镝卤化物、钪卤化物之一或者他们的组合物；所述电极头为金属钨采用氩弧焊的方法生成的高密度的圆锥形尖头。
上述的超高压金卤汞灯，其中，所述灯腔内部充有汞、汞卤化物、镓卤化物、铟卤化物和锌卤化物的组合物，所述汞的含量为0.23～0.42mg/mm3，汞卤化物含量为0.00081～0.032mg/mm3，所述镓卤化物的含量为0.00005～0.085mg/mm3，所述铟卤化物的含量为0.0000628～0.00963mg/mm3，所述锌卤化物含量为0.00005-0.00925㎎/mm3。
上述的超高压金卤汞灯，其中，所述灯腔内部还充有氩气，所述氩气的压力为7.0×103 ～1.0×104 Pa。
上述的超高压金卤汞灯，其中，所述电极为两个，其电极间距为0.1～3mm；所述电极头密度19.00～21.03g/cm3，所述圆锥形尖头锥度为1°～45°，长度为0.1～0.7 mm。
上述的超高压金卤汞灯，其中，所述电极由杂质含量小于8ppm的纯钨制成。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的超高压金卤汞灯，通过在灯腔内加入金属卤化物，设置电极头为圆锥形尖头形成尖端放电，能够在不甚高的汞蒸汽压力下增加红光光谱，并加强兰光光谱，使红、兰、绿三基色更趋于平衡，从而改善光色，提高亮度。此外，本发明通过限定金属卤化物的百分含量，进一步改善光色，提高亮度和光效且能不需太高压力下点亮并采用特殊电极降低了对灯管的侵蚀，因而避免超高压下炸灯问题，使用时间达4000小时，启动电压比现有汞灯电压（2500伏）低的多，只有1000伏，价格在500元以下。
附图说明
图1为本发明超高压金卤汞灯结构示意图；
图2为现有技术超高压金卤灯的光谱分布图；
图3为本发明超高压金卤汞灯的光谱分布图。
图中：
1 灯体 2 电极 3 灯腔
21电极头 22电极杆 23 钨丝
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明超高压金卤灯结构示意图。
请参见图1，本发明提供的超高压金卤汞灯包括，包括灯体1和电极2；所述灯体内部形成一灯腔3；所述电极2延伸进入所述灯腔3内部，所述电极2包含电极头21和电极杆22，所述电极杆22上缠绕有钨丝23，所述灯腔3内部充有汞、汞的卤化物，以及镓卤化物、锂卤化物、锌卤化物、镝卤化物、钪卤化物之一或者他们的组合物；所述电极头21为金属钨采用氩弧焊的方法生成的高密度的圆锥形尖头。
本发明提供的超高压金卤汞灯能够增加红光光谱，并加强兰光光谱，从而使使红、兰、绿三基色更趋于平衡。同时，本发明的色温达6000K以上，电弧光斑为1～1.8mm，其亮度高于现有技术超高压汞灯亮度30Kpa以上。
本发明在正常工作状态下，灯腔3内部工作温度可达900～950℃，保证了灯腔3内部的汞蒸气压力能达到200个左右的大气压，电极2间放电等离子体的电位梯度达60V/mm,进而激发镓和铟的卤化物放电，使纯高压汞增加了660～680nm的红光光谱，并加强了400～440nm的兰光光谱，从而使红、兰、绿三基色更趋于平衡，同时，本发明的色温达6000K以上，电弧光斑为1～1.8mm，其亮度高于现有技术超高压汞灯亮度30Kpa以上。
图2为现有技术超高压金卤灯光谱分布图，图3为本发明一种实施例的光谱分布图。对比图2、图3可以看出，本发明提供的超高压金卤汞灯比现有技术超高压汞灯增加了660～680nm的红光光谱，400～440nm的兰光光谱也有所加强，使得红、兰、绿三基色更趋于平衡，从而改善光色，提高亮度。
与一般的汞灯不同，超高压金卤汞灯气压可以达到200 bar，1巴(bar)=100,000帕(Pa)=10牛顿/平方厘米=0.1Mpa，从而得到很强的连续可见光辐射。这类灯泡，由于要制造一个工作在200 bar压强下的光源，石英管壁的最高温度不能超过它的光透温度，实际上可允许使用在一个狭小温度范围内，因此超高压汞灯制造难度比较高，彩色平衡差，且很容易炸灯。
为了进一步改善光色，提高亮度和光效，通过大量实验发现，在灯腔3内填充汞、汞卤化物、镓卤化物、铟卤化物和锌卤化物的组合物，并设置汞的含量为0.23-0.42㎎/mm3，汞卤化物含量为：0.00081-0.032㎎/mm3，镓的卤化物含量为0.00005-0.085㎎/mm3，铟的卤化物的含量为0.0000628～0.00963mg/mm3，锌的卤化物含量为0.00005-0.00925㎎/mm3，经过加入上述的组合卤化物后，灯内工作气压调整到100-200bar压强范围就可以达到理想的彩色平衡，亮度达到65-70 lm/w，很好的解决了高气压工作状态下容易炸灯的问题。
随着卤化物的加入，增加了对管壁和电极的侵袭，在超高压下可能导致炸灯问题，本发明的电极头21最好为金属钨采用氩弧焊的方法生成的高密度的圆锥形尖头。所述电极为两个，其电极间距为0.1～3mm；所述电极头21的密度19.00～21.03 g/cm3，所述圆锥形尖头锥度为1°～45°，长度为0.1～0.7mm。所述电极2最好由杂质含量小于8ppm（也称百万分比浓度）的纯钨制成。通过提高电极头21的密度，来减少对电极的侵袭，由于两个电极头21呈圆锥形尖头形成尖端放电后，降低了管壁的温度，因此，也大大降低了卤化物对管壁的侵袭，从而避免超高压下炸灯问题。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (3)
1.一种超高压金卤汞灯，包括灯体（1）和电极（2）；所述灯体（1）内部形成一灯腔（3）；所述电极（2）延伸进入所述灯腔（3）内部，电极（2）包含电极头（21）和缠绕有钨丝（23）的电极杆（22），所述灯腔（3）内部充有汞、汞卤化物；其特征在于：所述灯腔（3）内部充有镓卤化物、锂卤化物、锌卤化物、镝卤化物、钪卤化物之一或者他们的组合物；所述电极头（21）为金属钨采用氩弧焊的方法生成的高密度的圆锥形尖头，所述灯腔（3）内部充有汞、汞卤化物、镓卤化物、铟卤化物和锌卤化物的组合物，所述汞的含量为0.23～0.42mg/mm3，汞卤化物含量为0.00081～0.032mg/mm3，所述镓卤化物的含量为0.00005～0.085mg/mm3，所述铟卤化物的含量为0.0000628～0.00963mg/mm3，所述锌卤化物含量为0.00005-0.00925㎎/mm3。
2.如权利要求1所述的超高压金卤汞灯，其特征在于，所述灯腔（3）内部还充有氩气，所述氩气的压力为7.0×103~ 7.0×104Pa。
3.如权利要求1所述的超高压金卤汞灯，其特征在于，所述灯腔（3）内部还充有氩气，所述氩气的压力为7.0×103~ 7.0×104Pa。
4、根据权利要求3所述的超高压金卤汞灯，其特征在于，所述电极（2）由杂质含量小于8ppm的纯钨制成。
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