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星球模拟器太阳怎么解锁(太阳模拟器之卤钨灯)

星球模拟器太阳怎么解锁(太阳模拟器之卤钨灯)三是虑光系统设计复杂,需设计虑光系统,过滤掉能量过多的红外辐射光线;二是亮度调节范围较窄,卤钨灯可以调光,但是调光范围十分有限,因为卤钨灯是通过发热来发光,必须保证灯丝足够高的温度,因为温度过低时,不仅仅会使得色温更低,还可能终止卤钨循环,影响灯泡正常工作;图1:卤素灯光谱图。利用卤钨灯作为太阳光模拟器光源,在可见光至近红外范围内具有连续稳定的发光光谱,发光强度也比较高,但也存在以下问题:一是与太阳光光谱匹配度低,上图可以看出卤钨灯发出的光线大部分是红外光,红外波段能量远大于太阳光,缺少蓝紫光,可见光波段能量占比也很少;

星球模拟器太阳怎么解锁(太阳模拟器之卤钨灯)(1)

太阳模拟器是用来模拟太阳光的设备,基本原理是利用人工光源模拟太阳光辐射,以克服太阳光辐射受时间和气候影响,并且总辐照度不能调节等缺点,包含光源、供电及控制电路、计算机等组成部分,广泛用于航空航天、光伏、农业等领域。

卤钨灯是对白炽灯的一种改进,在玻璃外壳中充有碘或者溴等卤族元素气体,工作原理为与白炽灯类似通过灯丝发热而发光。

不同的是卤钨灯的灯丝在发热时,部分钨原子受热蒸发,移动到玻璃外壳附近后,由于外壳温度较低钨原子又降温和卤素原子结合在一起,形成卤化钨。卤化钨在高温时并不稳定,在随着热流回到灯丝附近后,卤化钨遇热分解,又重新分离为钨原子和卤素蒸汽,这样钨原子又重新回到了灯丝上,弥补被蒸发的部分。

这种钨原子循环往复运动使得卤钨灯的寿命比白炽灯更长,而且由于工作温度更高,发光的亮度、色温以及发光效率都高于白炽灯。

星球模拟器太阳怎么解锁(太阳模拟器之卤钨灯)(2)

图1:卤素灯光谱图。

利用卤钨灯作为太阳光模拟器光源,在可见光至近红外范围内具有连续稳定的发光光谱,发光强度也比较高,但也存在以下问题:

一是与太阳光光谱匹配度低,上图可以看出卤钨灯发出的光线大部分是红外光,红外波段能量远大于太阳光,缺少蓝紫光,可见光波段能量占比也很少;

二是亮度调节范围较窄,卤钨灯可以调光,但是调光范围十分有限,因为卤钨灯是通过发热来发光,必须保证灯丝足够高的温度,因为温度过低时,不仅仅会使得色温更低,还可能终止卤钨循环,影响灯泡正常工作;

三是虑光系统设计复杂,需设计虑光系统,过滤掉能量过多的红外辐射光线;

四是稳定性差,卤钨循环过程中,一些卤化钨会附着在灯泡内壁导致卤钨灯泡发黑,影响卤钨灯的光输出;

五是使用寿命短,卤钨灯的失效原因和白炽灯类似,主要是灯丝蒸发后逐渐变细,时间长后可能会熔断,虽然卤钨灯的寿命相较白炽灯有所提高,但是相较 LED 等其他光源,寿命仍然偏低;

六是发光效率低,与白炽灯类似大部分电能转化为了热能,只有少部分能量转化为了光能,发光效率远低于氙灯和LED 灯;

七是预热时间长,卤钨灯是通过灯丝发热来发光,在灯丝温度低时发光色温也低,必须等待灯丝温度足够高时,才有足够高的色温。

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