短弧高压汞灯

短弧高压汞灯的设计和生产基本上与高压汞灯相同，但电流较大，汞蒸气压力为20至40大气压。

玻壳为了防止在投射光束中可能出现暗点，必须采用优质石英玻璃。玻壳基本上为球形,也可制成梨形或椭球形，使表面温度比较均匀。单位表面积的负载(以瓦为单位)须加限制，以防可能由过热而引起失透和缩短寿命。如玻壳小，则灯的流明保持性能差，因为电极所溅射的物质会沉积在较小的区域内。如玻壳大，则会延长灯的升温时间，结果会加快电极蒸发而给使用带来不便。封接周围的玻壳是灯的最冷部位，可用热反射涂层或金属反射器，以保持热量而有助于升温。额定功率为100瓦至5000瓦的玻壳，直径为10至120 毫米，壁厚1.5至5毫米。

如灯在燃点或冷却时破碎,便以很大的能量爆炸开来,因此只能装在适当的灯具中使用，以确保安全。

封接 封接采用钼箔。高功率的灯宜用多层箔或杯状封接。某些灯的放电管须密封在充有约半个大气压氮气的外玻壳中，以防封接部位氧化，这样就能延长灯的寿命。

电极 由于所用电流较大，短弧高压汞灯的电极应比高压汞灯大，不过设计原理是相同的。电极一般以机械加工的钨杆,外加钨丝绕组制成，可含少量氧化钍，以减小逸出功，降低启动电压。为使封接处和整个玻壳的温度均匀,两极之间的空隙应在玻壳中心点以下。如灯在交流电中使用，则两个电极应相同;如为直流电，则一般须将阳极加大，由于阳极的压降较高,功率消耗也较大。

短弧高压汞灯一般不用电子发射材料，因这种材料会很快地从电极上蒸发掉而使玻壳早期发黑。灯用久后,电极的形状会由于局部的烧熔和尖点的生长而改变，从而影响放电特性及稳定性。这主要受电极高温的影响，可通过选择原材料和改变工艺方法来改进。

有一些灯还通过第三封接点安装一个钨制的辅助电极，以便在常用电压下启动。这种灯的结构较复杂，但如用无辅助电极的灯，则所需控制装置更为复杂。

充气 通常采用氩氖潘混合气，压力约60乇。有些灯(如短弧充氙高压汞灯(MEX)还充以0.5至2个大气压的氙。这种灯虽要求有专用的启动电路，但是当它在全部汞蒸气形成的过程中,氙的初始放电就能提供相当良好的光色。同时充氙还能加快升温速度，改善流明保持性能和延长寿命。

启动和升温短弧高压汞灯的启动过程和高压汞灯相似。启动所需的时间随灯管电流和填充气体而变化，也可能由于玻壳的过分冷却而延长。灯熄灭后如立即再启动，需要一万五千伏到五万伏的高电压。如仅用供电电压来启动，一般则需5~10分钟的冷却时间。某些电路的设计即采取上述两种电压之间的折衷值。

灯的工作特性 交流电一般比较便宜，但在要求放电稳定的场合也采用直流电。主要因为短弧高压汞灯比普通高压汞灯的管电压低、而电流较大、所以控制装置也比较笨而化费较大。随电压变化而产生的灯特性变化取决于灯的额定功率和工作条件，但总的说来，这种趋向是与一般高压汞灯相似的。

短弧高压汞灯一般要求垂直燃点。因为如采用水平燃点,则放电区以上的管壁将由于热离子蒸气的对流而过热，因而导致失透和缩短寿命。

光输出短弧高压汞灯的光效约为40至50流明/瓦。因为这种灯常用于投光，对于放电亮度和光强的了解就更重要。沿放电管长度的亮度分布，除电极附近一段外，其它地方几乎都是相等的，但在放电中心的横向亮度则接近高斯分布，如1000瓦灯的峰值为4x10烛光/平方厘米，距轴线1.25毫米处的亮度为2x10烛光/平方厘米。

由于短弧高压汞灯的汞蒸气压比一般高压汞灯为高，所以它的谱线增宽和连续发射的增加与其线状光谱发射有直接关系,特别是在波长较短的一端尤为显著。图14-11即为短弧高压汞灯的典型光谱功率分布图，灯的红光率约为4%。

汞放电中可加入如镉一类的金属，以提高红光率。这种办法在老式汞灯和高压汞灯中效果并不大，并会引起光效的

相对光谱功率明显下降。但在功率较高的短弧高压汞灯中，加镉可将高红光率提高一倍而不降低光效。改善短弧汞灯的光色与光效的更好办法是在放电中添加金属卤化物，这将在第十五章中叙述。

灯寿命 灯用久后，钍钨电极的发射性能会恶化，玻壳也由于钨蒸发而逐渐变黑，结果不是发光太少就是不能启动。这两种情况均会由于开关频繁而加速出现。根据使用方式和负载的情况不同，灯的寿命一般在500至5000小时之间。