破解自镇流荧光高压汞灯，工业如此之美！

高压汞灯的简史

1906年研制成汞蒸气压约为0.1MPa的高压汞灯。30年代初，高压汞灯在三个方面获得发展：①引进激活电极代替液汞电极；②掌握了金属丝和硬质玻璃或金属箔和石英玻璃的真空封接工艺；③选择适当的汞量使之在灯充分燃点后全部蒸发，改进了灯的启动性能和稳定性。到了40年代，高压汞灯进入实用阶段。50年代后采用了适合高压汞灯所发射的、以 365nm长波紫外线为主并补充红色光谱的荧光粉。1965年采用稀土荧光粉，大幅度提高了显色性和发光效率。高压汞灯的发展为高强度气体放电灯奠定了技术基础。中国于60年代试成高压汞灯,1987年年产量已超过550万支。

高压汞灯的类型较多，在外壳上加反射膜的反射型灯(HR)，适于300～500nm重氮感光纸的复印灯，广告、显示用的黑光灯，有红斑效应的医疗用太阳灯，作尼龙原料光合化学作用和涂料、墨水聚合干燥的紫外线硬化用的汞灯等。

高压汞灯结构：

自镇流荧光高压汞灯的结构如图所示。灯中心部分是放电管，用耐高温的透明石英玻璃制成。管内充有一定量的汞和氩气。用钨作电极并涂上钡、锶、钙的金属氧化物作为电子发射物质。电极和石英玻璃用钼箔实现非匹配气密封接。启动采用辅助电极，它通过一个40～60кΩ的电阻连接。外壳除起保护作用外还可防止环境对灯的影响。外壳内表面涂以荧光粉，成为荧光高压汞灯。荧光粉的作用是补充高压汞灯中不足的红色光谱，同时提高灯的光效。现已采用铕激活的钒酸钇(YVO4:Eu)荧光粉。 在主电极的回路中接入镇流灯丝（钨丝），就成为自镇流高压汞灯，不需外接镇流器，可以像白炽灯一样直接使用。

高压汞灯工作原理：

高压汞灯放电管内充有启动用的氩气和放电用的汞。通电后，灯内辅助电极和相邻的主电极之间的气体被击穿而产生辉光放电，瞬时引起两主电极间弧光放电。放电初始阶段是由氩气和低气压的汞蒸气放电，所产生的热量使得管壁温度升高，汞蒸发气化，逐步过渡到向高气压放电，并在数分钟内达到稳定放电。在放电过程中，受激的汞原子不断地从激发态向基态或低能态跃进，形成放电管中电子、原子和离子间的碰撞而发光。放电时波长 253.7nm的共振线(辐外光谱)被吸收,可见谱线强度增加,主要辐射的是404.7nm、435.8nm、546.1nm和577.0～579.0nm的可见谱线,此外还辐射较强的365.0nm的长波紫外线。

破解高压汞灯前先观察其外观：

灯头型号E27，家庭常用的旋丝接口：

灯泡的顶部，标识已经没有了。“<—>”是防撞缓冲挡板：

看见了内部的镇流灯丝：

从下部看，支架、启动电阻：

开始破解，破开玻壳：

用钢锉小心开口

用尖嘴手钳扩孔：

开了窗口的灯泡：

灯的各部分构成：

这是灯的核心部件，石英玻璃放电管：

去掉大部分外壳：

彻底去掉外壳：

裸体灯芯：

由于长时间使用，放电管内壁蒙上了钨电极的蒸发物，看不清内部的电极：

金属鉬箔和石英玻璃的真空封接处：

放电管内部要抽真空并充有汞，工作时温度相当高。早期电极与放电管石英玻璃之间密封不好，汞灯寿命短。经过摸索，技术人员找到了用钼箔、实现电极与石英玻璃非匹配气密封接，效果非常好。这一经典成熟工艺，运用到许多地方。

下面两张图片，是另外一只高压汞灯的放电管，可以清楚地看到内部的主电极、辅助（启动）电极、亮闪闪汞珠。

主电极的芯杆用金属钨制成，钨芯杆周围用钨绕成螺旋。电极表面涂有钡、锶、钙的金属氧化物，形成正电性金属的原子薄膜，作为电子发射物质。

起镇流作用的钨丝，冷态电阻19.6Ω：

钨丝与金属支架的焊接点：

消气剂片（吸收微量杂质气体，H2）：

启动电阻（70KΩ），由于灯内高温，电阻表面附着黑色氧化物：

下面是经过处理后的几张图片，展现了高压汞灯的工业美，共同欣赏：