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SEN日森高压汞灯光源的工作原理和产品特性

更新时间:2025-07-16点击次数:22
一、产品定位
SEN日森高压汞灯光源是日本 SEN LIGHTING CORPORATION 开发的高强度气体放电(HID)紫外-可见光源,专为光化学、光固化、半导体精密清洗、杀菌及环境试验等应用设计。产品覆盖 100 W – 5600 W 功率段,具有 365 nm 主峰输出、石英无臭氧结构、高光效、长寿命等特点,广泛应用于 UV 固化机、曝光机、清洗机及科研级光反应器。
二、产品特性
光谱特性
• 主峰波长:365 nm(i-line),辅以 313 nm、334 nm、404.7 nm、435.8 nm、546.1 nm 等多条强谱线,为光引发剂、光敏树脂提供最适激发能量。
• 紫外辐照度:HL1000DL-15 在 120 mm 发光长度上可达 80 W/cm;HL400BH-8 在 80 mm 发光长度上为 50 W/cm。
结构与材质
• 电弧管:高纯无臭氧石英(OH⁻ < 5 ppm),透过率 > 90 %(200–400 nm),耐高温 1000 ℃ 冲击。
• 外泡壳:高硼硅或硬质石英,内表面可选镀远红外反射层,提高能量利用率 8–12 %。
• 电极:钍钨阴极 + 纯钼箔非匹配封接,保证 5×10³ 次以上热循环可靠性
功率与规格
表格
型号功率电流全长发光长适用机型
HL100G100 W1.2 A170 mm30 mmHLR100T-2
HL400BH-8400 W3.3 A220 mm80 mmHLR400F-21
HL1000DL-151000 W8.3 A260 mm120 mmHLR1000F-29
HL2000DL-12000 W8.0 A400 mm250 mmHLR2000-21
HL5600DL-15600 W7.5 A850 mm700 mmHLR5600B-23
  1. 寿命与经济性
    • 额定寿命:≥ 1200 h(L70,即 70 % 紫外维持率);
    • 光效:35–50 lm/W(可见区),紫外转换效率 18–22 %;
    • 低衰减:1000 h 后 365 nm 强度衰减 < 15 %。
  2. 冷却与安全
    • 强制风冷:配套风机风量 ≥ 5 m³/min(1000 W 级),确保外壳温升 < 60 K;
    • 水冷选项:HL5600DL-1 可选水冷套,流量 ≥ 8 L/min,温升 < 15 K;
    • 安全联锁:灯管未冷却至 < 80 ℃ 时禁止二次触发,防止爆管。
  3. 兼容电源
    • 专用镇流器:恒功率型电子镇流器,功率因数 > 0.98,支持 0–100 % 线性调光;
    • 触发器:脉冲启动 3–5 kV,上升沿 < 5 µs,保证冷启动一次点亮;
    • 保护:过压、过流、过温、灯管失效报警,RS-485 远程监测。
三、工作原理
  1. 放电建立
    高压汞灯属于弧光放电光源。通电后,触发器在电间施加 3–5 kV 脉冲,击穿稀有气体(氩或氙)形成辉光放电;放电加热液态汞,汞蒸气压在 2–15 atm(0.2–1.5 MPa)范围进入高压状态,电子与 Hg 原子碰撞激发,产生 365 nm 等特征辐射
  2. 光谱形成
    • 高压汞蒸气对 253.7 nm 共振线自吸收增强,能量转移至 365 nm、404.7 nm、435.8 nm、546.1 nm 等谱线;
    • 无臭氧石英管壁阻隔 185 nm 真空紫外,避免臭氧生成,提高灯室安全性。
  3. 稳态运行
    电子镇流器提供恒功率方波电流,维持电弧稳定;管压随温度升高而上升,镇流器自动调整电流,确保光通量恒定。灯管熄灭后需自然冷却 5–10 min,待蒸气压降低后方可重新触发
四、应用领域
  1. UV 固化:油墨、涂料、粘合剂在 365 nm 下快速交联硬化;
  2. 半导体:ITO/石英晶片光刻胶曝光、晶圆背面清洗;
  3. 环境工程:光催化水处理、光氧化 VOCs 降解;
  4. 杀菌消毒:365 nm+254 nm 复合灯管用于空气及表面杀菌;
  5. 科研:光化学反应器、荧光激发、材料老化试验。
五、安装与维护
  1. 安装
    – 灯管水平±5° 安装,避免电弧弯曲导致管壁过热;
    – 风冷机型保持进/出风口无遮挡,水冷机型确保去离子水 < 20 µS/cm。
  2. 维护周期
    – 每周:检查石英管表面污染,用无水乙醇+无尘布清洁;
    – 每月:测试镇流器输出电流、电压,校准紫外照度计;
    – 每 1000 h:更换风机滤网,检查电极烧蚀情况。
  3. 报废处理
    – 灯管含汞,按《国家危险废物名录》HW29 类处置;
    – 交由具备资质单位回收,破碎前在负压箱内收集汞珠。
六、总结
SEN日森高压汞灯光源以 365 nm 主峰、高紫外强度、长寿命及多样化功率规格,为工业 UV 固化、半导体制造及科研实验提供了可靠、高效、经济的紫外-可见辐射源。配合专用电源与冷却系统,可实现 24 h 连续稳定运行,满足现代制造对光化学工艺的严苛要求。


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