作者:2017-07-05
氙灯的结构及原理
氙灯是由一只用优质石英玻璃吹制成的泡壳，在其内封有一对电极（直流灯：一只为阳极，另一只为阴极。交流灯：两只均为具有电子发射性能的电极）并充入一定压力的惰性气体Xe而成，是典型弧光放电型的气体放电灯。氙灯工作时要求外接专用电源（直流灯：专用的直流稳流电源。交流灯：交流电源和镇流器）和触发器。当接通电源时，电路中的触发器产生一个高频高压讯号加于灯的两端，使灯管内的Xe气激发电离产生弧光放电，并辐射出如图所示的光谱分布，很近似于日光，故氙灯也俗称为小太阳。其色温在5500-6000K，具有良好的显色指数。
氙灯特性及用途
氙气是惰性气体中原子序数较大的元素（也就是较重的元素），原子半径较大。在弧光放电中，电子和气体发生弹性碰撞损失的能量同气体的原子量成反比，所以和其他惰性气体相比氙气弧光放电时损失较小，发光效率高。同时，氙气的电离电势 较低，放电时电极附近的电压降小，这样可以延长电极的寿命。又由于氙原子结构的特点，长弧氙灯发出的光谱和日光非常接近。
荧光灯的功率是受限制的，一般都做成5～100瓦。而氙灯功率可以从1万瓦到几十万瓦。氙灯的工作温度很高，仅靠自然冷却不行，需要强迫冷却，或者用风冷，或者用水冷。氖灯的发光效率较高，约24～37流／瓦，水冷式的氙灯发光效率可达60流／瓦，一般寿命可达3000小时。一盏5万瓦的氙灯所发出的光相当于1000盏100瓦的日光灯或90盏400瓦的高压汞灯。它适于广场、公园、体育场、大型建筑工地、露天煤矿、机场等地方的大面积照明，还可以用作电影摄影，彩色照相制版，复印等方面的光源。因为它发光接近日光，所以可用于布匹织物的颜色检验，药物、塑料的老化试验，植物栽培，光化学等方面充当人工老化的光源和模拟日光。
氙灯的主要特点及分类
利用氙气放电而发光的。由于灯内放电物质是惰性气体氙气，其激发电位和电离电位相差较小，因此，氙灯具有以下特点：
①辐射光谱能量分布和日光相接近，色温约为6000K。
②连续光谱部分的光谱分布几乎和灯输入功率变化无关，在寿命期内光谱能量分布也几乎不变。
③灯的光、电参数一致性好，工作状态受外界条件变化的影响小。
④灯一经燃点，几乎是瞬时即可达到稳定的光输出；灯灭后，可瞬时再燃点。 ⑤灯的光效较低，电位梯度较小。
氙灯可分为超高压短弧氙灯、长弧氙灯和脉冲氙灯3类。
氙灯启动装置
启动装置线路为升压变压器，T2为脉冲变压器，C2为旁路电容器。当电路接通后，电源电压经升压变压器升压后向C1充电，当C1上电压达到一定值时，经火花隙G放电。此时电容器C1和T2的初级线圈构成一个衰减式振荡回路，其频率值取决于C1的电容量和T2的初级线圈电感量的乘积。在该振荡回路中，频率升高到100千赫左右，这一高频电压再经T2升高到20～30千伏，这一电压经C2加到氙灯灯管两端，氙气在高频电压作用下击穿，并过渡到自持的弧光放电。此时灯已点亮，把S1拉开，由市电网路直接供电。若T2次级导线不能承受大电流，需将S2合上，此时灯管已进入正常工作。C2的作用是防止高频脉冲串到市电网路中去。
氙灯使用注意事项
1、 氙灯的点燃位置垂直或水平均可，水平点燃时倾角不超过40度;，垂直点燃时阳极在上，阴极在下。水平点燃应在灯泡壳水平方向有吸弧磁场稳定电弧位置，以防电弧在上飘动。
2、 不要沾污石英泡壳应保持清洁，使用前应用酒精棉花擦净后再点灯。
3、 灯泡接线时必须特别注意正负不能接反，粗电极“+”端为阳极，细电极“-”端为阴极，如果接反短短几秒钟内就会将阴极烧坏。
4、 由于电流较大，灯头和灯座之间接触必须良好，使用中必须保证接触点清洁。
5、 因灯内充有高压气体，故在装卸运输时，尤其在装机时避免碰撞，工作时应置于散热良好的罩内，以防爆炸及强光、强紫外线灼伤皮肤和眼睛。
6、 氙灯必须和专用的直流电源及触发器配套使用，直流电源的波纹系数不得大于7%，点燃时工作电流应在规定范围内。否则会影响灯的寿命，甚至毁坏。
氙灯的作用
短弧氙灯又称短弧氙灯球形氙灯，是一种具有极高亮度的点光源，色温为6000K左右，光色接近太阳光，是目前气体放电灯中显色性最好的一种光源，适用于电影放映、探照、火车车头以及模拟日光等方面。
