鹵鎢光源存在的質(zhì)量問題以及解決途徑
點擊次數(shù):1730 更新時間:2022-05-10
照明光源作為大功率強光照明的主光源通常選用三類產(chǎn)品:一類是傳統(tǒng)的大功率白熾燈;另一類是高亮度鹵鎢燈;第三類就是高強度氣體放電燈。
近年來,用鹵鎢光源的品種、規(guī)格和產(chǎn)品種類發(fā)展很快,國內(nèi)電光源行業(yè)在產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量、性能指標和規(guī)格品種上與先進水平相比,仍存在明顯的差距。
1鹵鎢光源存在的質(zhì)量問題及其解決途徑
1.1 產(chǎn)品壽命- -致性差
產(chǎn)品壽命--致性差是目前國內(nèi)光源的主要和致命的缺陷。產(chǎn)生這種致命缺陷的原因很多,就其中的主要幾種情況進行分析、研究。
1.1.1 燈泡早期燈絲放電燒毀
燈絲放電燒毀通常稱為炸絲。
(1)理論研究表明,燈絲炸絲的主要原因之一是由于“熱點”引起鎢絲過量蒸發(fā)損失。
(2)燈絲炸絲的第二種原因是由于燈絲和支架連接不可靠。
(3)燈絲炸絲的第三種原因是燈絲在高溫工作狀態(tài)下變形短路或脆化所致。燈絲高溫變形產(chǎn)生的原因可分三種情況:
①燈絲高溫變形產(chǎn)生的原因之一是鎢絲材 料本身抗蠕變性能差。
②燈絲高溫變形產(chǎn)生原因之二是燈絲加工工藝不科學所造成的,主要又有以下幾種情況:
a.鎢(鉬)絲在加工成燈絲過程中,表面的油污和石墨沒有清洗干凈。
b.-次定型(燒濕氫)過程中,氫氣的濕度不夠。
c.燈絲二次定型工藝不合理。
?、蹮艚z高溫變形產(chǎn)生的原因之三是燈絲在支架上掛絲不均勻,有的絲段間隔過小,有的燈絲在構件上松馳,在工作狀態(tài)下變形短路造成放電炸絲。
(4)燈絲炸絲的第四種原因是鎢絲微量摻雜的影響而造成的。
1.1.2燈泡早期炸板漏氣
燈泡在實際工作燃點過程中,出現(xiàn)封接處夾封板炸板,這是燈泡漏氣短命的又一重要原因。夾板處鉬箔上部連接燈絲絲腳,下部連接鉬引線,鉬箔是過渡封接的主要部位。炸板產(chǎn)生的主要原因通常有以下四個方面。
(1)鉬箔本身材料的質(zhì)量問題。
(2)裝架焊接不良。
(3)夾封玻殼加熱不均勻。
夾封工藝-般鹵鎢燈均采用平火頭加熱,手動夾封。夾封火頭離燈泡玻殼較遠,火頭開的很大,能源利用率低,且加熱不均勻。
現(xiàn)在國產(chǎn)的-一種新型的PC機控制的自動夾封機已經(jīng)投入使用,該夾封機設計采用液化石油氣環(huán)形火頭對玻殼進行加熱,火頭小,熱量較集中,既節(jié)約了能源且加熱均勻。夾板處的應力明顯減少,效果良好。
(4)夾封模設計不合理。
一種新型的改進型的夾封模具設計見圖1。采用新型模具夾封的中、大功率鹵鎢燈泡的夾板根部玻璃凹,這樣容易壓實;鉬箔焊點處凸出,這樣焊點處玻璃較厚,得到有效保護,且應力較小,不易斷鉬箔。
1.1.3燈泡早期發(fā)黑短命
鹵鎢燈在經(jīng)濟壽命期間,燈泡泡殼過早黑化,產(chǎn)生的主要原因: -是燈內(nèi)工作氣氛不純;二是鹵鎢循環(huán)不好;三是燈泡內(nèi)雜質(zhì)氣體的影響;四是玻殼羥基含量的影響。
(1)燈內(nèi)工作氣氛不純產(chǎn)生的主要原因是排氣系統(tǒng)真空度不高,燈泡或系統(tǒng)本身有慢性漏氣,填充氣體純度不高,一次或二次燒燈漏氣等。
(2)鹵鎢燈內(nèi)的填充氣體一-般 為鹵素循環(huán)劑和惰性氣體。若因種種原因,鹵鎢循環(huán)不充分(或不好),通常的熱點熔斷就會經(jīng)常發(fā)生。
(3)在燈泡排氣質(zhì)量不好的情況下,燈泡內(nèi)會殘存相當數(shù)量的有害雜質(zhì)氣體。在燈泡點燃過程中,它們會發(fā)生十分復雜的物理化學反應,致使燈泡早期發(fā)黑失效。
H2O、O2和CO2是構成對鎢絲最有害的3種氣體,因此,嚴格控制這3種氧化性氣體的含量,是提高燈泡質(zhì)量的重要和有效的途徑。
(4)鹵鎢燈-般選用石英玻璃作為泡殼的材料。對用于中、大功率鹵鎢燈的石英管的羥基含量應嚴格控制。
1.2產(chǎn)品亮度一致性差和色溫偏低
產(chǎn)品亮度一致性差和色溫偏低的主要原因:--是國內(nèi)鎢絲生產(chǎn),微量元素摻雜控制不一致,導致燈絲發(fā)光效率高低不齊,且普遍偏低。二是國內(nèi)鎢(鉬心)絲公差范圍較大,粗細不勻現(xiàn)象時有發(fā)生,導致產(chǎn)品光電參數(shù)不- -致。三是產(chǎn)品制造者對功率控制不準,且普遍偏低,色溫偏低情況也較多。在燈泡制造時,要優(yōu)化設計,控制好燈絲繞制工藝,將燈泡功率做足,色溫達到設計要求,提高產(chǎn)品總體亮度水平。
1.3 燈泡安全性和可靠性差
造成燈泡安全性、可靠性差有兩個方面原因:一是燈 泡制造工藝技術問題;二是燈泡使用不當。.
1.3.1制造缺陷引起的安全性和可靠性問題
(1)燈泡在使用中泡殼爆裂:
?、僖皇桥輾て痢?錐出現(xiàn)裂紋。
②二是泡殼厚薄不勻,偏壁度較大,承受不了工作壓力。
③三是接管根部冷炸、漏氣。
?、芩氖桥輾ぐl(fā)生爆炸。伴隨著劇烈的響聲,泡炸碎成較多的小玻璃碎片。
(2)燈腳焊錫熔化或脫焊導致燈泡不亮。
1.3.2使用不當引起的安全性和可靠性問題
(1)燈泡插入燈座時接觸不好,配合松動,接觸電阻很大。試驗證明,此種情況下,通電的瞬間也極易產(chǎn)生燈絲放電燒毀,甚至產(chǎn)生爆炸。
(2)燈泡實際使用中經(jīng)常出現(xiàn)直接電壓沖擊或強烈地頻閃使用。
(3)超壓使用造成的影響。
燈泡工作時,燈絲的工作溫度直接影響著光源壽命、光輸出和燈絲的電阻。工作電壓決定了燈絲的工作溫度,而燈電流、功率、光通量和壽命都是依賴于溫度的變量,并因此隨工作電壓變化。
長期超壓燃點不僅會嚴重地縮短使用壽命,而且可能會引發(fā)燈泡嚴重的放電,甚至爆炸。
(4)燃點位置的影響。.
按正確燃點位置工作,有些光源是考慮配光曲線的要求,但更多的是避免燈絲熱態(tài)自重變形,出現(xiàn)燈絲與燈絲、燈絲與支架邊桿短路、燒毀。
2提高鹵鎢光源使用的可靠性和安全性
如何提高鹵鎢光源使用的可靠性,確保其安全性,可從以下幾方面著手。
(1)現(xiàn)代光源設計已形成一種新的設計理念,通過提高設計電壓,從設計、制造始就預留出電壓波動的空間,以減少或避免電壓波動帶來的影響。
(2)現(xiàn)代光源制造應將光源的安全特性放考慮,應通過加強工藝技術控制,特別是采取靜態(tài)安全檢測的方式來確保其可靠性。
(3)在光源的制造和使用過程中,選用合適的保險絲,同樣是非常重要的。
(4)燈光師應盡可能地選用性能*、可靠的調(diào)光器,科學地控制各種照明場合的光源亮度,減少或避免對鹵鎢光源的頻閃沖擊,尤其是對熱態(tài)燈絲的震動沖擊。