3、 低压钠灯和HID灯的能量分析
400W高压汞灯的总可见光辐射和热损失的能量平衡见表4。
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表4 400W高压汞灯的能量平衡 |
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灯功率400W |
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正柱功率370W |
电表损失 30W |
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辐射190W |
正柱区损耗180W |
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可见辐射57W |
紫外辐射73W |
红外辐射60W |
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10W-20W |
50W-60W |
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总可见辐射70W-80W |
热损失320W-330W |
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从表4可以看出，400W高压汞灯，可见光辐射占17.5%-20%，红外辐射占15%，热损失占80%-82.5%。
100W超高性能光源的可见光辐射、红外辐射、传导和对流损失等的能量平衡见表5。
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表5 100W UHP灯的能量平衡 |
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输入功率100W |
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电极损耗24W |
传导和 对流损失11W |
辐射65W |
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辐射12W |
传导到基点12W |
紫外6W |
可见25W |
红外34W |
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从表5可以看出，100W UHP灯，可见光辐射占25%，红外辐射占34%，传导和对流损失占11%。
400W高压钠灯的可见光辐射、红外辐射、电极损失、气体热损失和吸收的能量平衡见表6。
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表6 400W高压钠灯的能量平衡 |
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400W高压钠灯 |
电极 损失 |
红外 辐射 |
气体 热损 失和 吸收 |
可见 辐射 |
Vs |
η (lm/W) |
Ra |
Tc (K) |
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标准型(Δλ=10nm, pXe=4kPa) |
6% |
25% |
38% |
31% |
0.57 |
120 |
23 |
2000 |
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高压氙型(Δλ=10nm, pXe=40kPa) |
6% |
26% |
32% |
36% |
0.57 |
140 |
29 |
2000 |
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白光型(Δλ=45nm, pXe=4kPa) |
6% |
30% |
33% |
31% |
0.34 |
72 |
85 |
2400 |
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Ne-Ar型(Δλ=10nm, Ne99.7%-Ar0.3%, pNe-Ar=4kPa) |
6% |
20% |
49% |
25% |
0.57 |
98 |
23 |
2000 |
从表6可以看出，各种类型的400W高压钠灯，可见光辐射占25%-36%，红外辐射占20%-30%。
500W钠-铊-铟灯和高压汞灯的可见光辐射、红外辐射、非辐射等的能量平衡见表7。
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表7 500W钠-铊-铟灯和高压汞灯的能量分配数据 |
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灯种 |
放电辐射（W） |
非辐射部分（W） (括号内为估计的电极损耗) |
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紫外 |
可见 |
红外 |
吸收 |
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钠-铊-铟灯 （500W） |
44 |
120 |
151 |
— |
185（45） |
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高压汞灯 （500W） |
112 |
73 |
75 |
110 |
110（40） |
从表7可以看出：500W钠-铊-铟灯，可见光辐射占24%，红外辐射占30.2%，紫外辐射占8.8%，非辐射部分占37%；500W高压汞灯，可见光辐射占14.6%，红外辐射占15%，紫外辐射占22.4%，吸收辐射占22%，非辐射部分占22%。
400W钠-铊-铟灯的可见光辐射、红外辐射、紫外辐射、非辐射的能量平衡见表8。
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表8 400W钠-铊-铟灯的能量分配数据 |
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灯种 |
放电辐射（W） |
非放电辐射（W） (因传导和对流引起的热损失) |
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紫外 |
可见 |
红外 |
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钠-铊-铟灯 （400W） |
12.5 |
95.4 |
148.1 |
144 |
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高压汞灯 （400W） |
7 |
61 |
57 |
275 |
从表8可以看出：400W钠-铊-铟灯，可见光辐射占23.9%，红外辐射占37.0%，紫外辐射占3.1%，非辐射部分占36%；400W高压汞灯，可见光辐射占15.2%，红外辐射占14.3%，紫外辐射占1.8%，非辐射部分68.7%。
400W透明玻壳的高压汞灯的能量平衡的例子如图3所示。
1. 放电正柱功率360W； 2. 电极热损失40W； 3. 可见光辐射50W；
4. 来自放电正柱的紫外辐射90W； 5. 来自放电正柱的红外辐射60W；
6. 放电正柱的热损失160W； 7. 紫外辐射10W； 8. 红外辐射80W；
9. 总的红外辐射260W； 10. 传导和对流80W。
图3 400W透明玻壳的高压汞灯的能量平衡
从图3可以看出，400W透明玻壳的高压汞灯，可见光辐射占12.5%，紫外辐射占2.5%，红外辐射占65%，传导和对流占20%。
400W涂荧光粉玻壳的高压汞灯的能量平衡的例子如图4所示。
1. 放电正柱功率370W； 2. 电极热损失30W； 3. 来自放电正柱的可见光辐射59W；
4. 来自放电正柱的紫外辐射73W； 5. 来自放电正柱的红外辐射60W；
6. 放电正柱的热损失178W； 7. 来自荧光粉层的可见光辐射8W；
8. 紫外辐射15W； 9. 红外辐射50W； 10. 总的可见光辐射67W； 11. 总的红外辐射226W； 12. 传导和对流92W。
图4 400W涂荧光粉玻壳的高压汞灯的能量平衡
从图4可以看出，400W涂荧光粉玻壳的高压汞灯，可见光辐射占16.8%，紫外辐射占3.7%，红外辐射占56.5%，传导和对流占23%。
160W自镇流高压钠灯的能量平衡的例子如图5所示。
1. 放电管功率50W； 2. 灯丝功率110W； 3. 放电正柱功率24W； 4.电极热损失26W；
5. 来自灯丝的红外辐射37W； 6. 传导和对流损失67.5W；
7. 来自灯丝的可见光辐射5.5W； 8. 来自放电的可见光辐射7.5W；
9. 来自放电的紫外辐射9W； 10. 来自放电的红外辐射7.5W；
11. 来自荧光粉层得可见光辐射1.5W； 12. 红外辐射7W；
13. 来自放电加上灯丝的总的红外辐射70.5W； 14. 总的可见光辐射14.5W；
15. 紫外辐射0.5W； 16. 总的红外加上传导和对流145W。
图5 160W自镇流高压钠灯的能量平衡
从图5可以看出，160W自镇流高压钠灯，可见光辐射占9.1%，紫外辐射占0.3%，红外辐射占48.4%，传导和对流占42.2%。
典型的三种光谱金属卤化物灯的能量平衡的例子如图6所示。
1. 放电正柱功率364W； 2. 电极热损失36W； 3. 可见光辐射97W；
4. 来自放电的紫外辐射15W； 5. 来自放电的红外辐射98W；
6. 放电正柱的热损失154W； 7. 紫外辐射5W； 8. 红外辐射10W；
9. 总的红外辐射237W； 10. 传导和对流61W。
