SEN日森高壓汞燈光源的工作原理和產(chǎn)品特性

更新時間：2025-07-16

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一、產(chǎn)品定位
SEN日森高壓汞燈光源是日本 SEN LIGHTING CORPORATION 開發(fā)的高強(qiáng)度氣體放電（HID）紫外-可見光源，專為光化學(xué)、光固化、半導(dǎo)體精密清洗、殺菌及環(huán)境試驗(yàn)等應(yīng)用設(shè)計。產(chǎn)品覆蓋 100 W – 5600 W 功率段，具有 365 nm 主峰輸出、石英無臭氧結(jié)構(gòu)、高光效、長壽命等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于 UV 固化機(jī)、曝光機(jī)、清洗機(jī)及科研級光反應(yīng)器。

二、產(chǎn)品特性

光譜特性
• 主峰波長：365 nm（i-line），輔以 313 nm、334 nm、404.7 nm、435.8 nm、546.1 nm 等多條強(qiáng)譜線，為光引發(fā)劑、光敏樹脂提供最適激發(fā)能量。
• 紫外輻照度：HL1000DL-15 在 120 mm 發(fā)光長度上可達(dá) 80 W/cm；HL400BH-8 在 80 mm 發(fā)光長度上為 50 W/cm。

結(jié)構(gòu)與材質(zhì)
• 電弧管：高純無臭氧石英（OH? < 5 ppm），透過率 > 90 %（200–400 nm），耐高溫 1000 ℃ 沖擊。
• 外泡殼：高硼硅或硬質(zhì)石英，內(nèi)表面可選鍍遠(yuǎn)紅外反射層，提高能量利用率 8–12 %。
• 電極：釷鎢陰極 + 純鉬箔非匹配封接，保證 5×103 次以上熱循環(huán)可靠性。

功率與規(guī)格

表格

型號	功率	電流	全長	發(fā)光長	適用機(jī)型
HL100G	100 W	1.2 A	170 mm	30 mm	HLR100T-2
HL400BH-8	400 W	3.3 A	220 mm	80 mm	HLR400F-21
HL1000DL-15	1000 W	8.3 A	260 mm	120 mm	HLR1000F-29
HL2000DL-1	2000 W	8.0 A	400 mm	250 mm	HLR2000-21
HL5600DL-1	5600 W	7.5 A	850 mm	700 mm	HLR5600B-23

壽命與經(jīng)濟(jì)性
• 額定壽命：≥ 1200 h（L70，即 70 % 紫外維持率）；
• 光效：35–50 lm/W（可見區(qū)），紫外轉(zhuǎn)換效率 18–22 %；
• 低衰減：1000 h 后 365 nm 強(qiáng)度衰減 < 15 %。
冷卻與安全
• 強(qiáng)制風(fēng)冷：配套風(fēng)機(jī)風(fēng)量 ≥ 5 m3/min（1000 W 級），確保外殼溫升 < 60 K；
• 水冷選項(xiàng)：HL5600DL-1 可選水冷套，流量 ≥ 8 L/min，溫升 < 15 K；
• 安全聯(lián)鎖：燈管未冷卻至 < 80 ℃ 時禁止二次觸發(fā)，防止爆管。
兼容電源
• 專用鎮(zhèn)流器：恒功率型電子鎮(zhèn)流器，功率因數(shù) > 0.98，支持 0–100 % 線性調(diào)光；
• 觸發(fā)器：脈沖啟動 3–5 kV，上升沿 < 5 µs，保證冷啟動一次點(diǎn)亮；
• 保護(hù)：過壓、過流、過溫、燈管失效報警，RS-485 遠(yuǎn)程監(jiān)測。

三、工作原理

放電建立
高壓汞燈屬于弧光放電光源。通電后，觸發(fā)器在電間施加 3–5 kV 脈沖，擊穿稀有氣體（氬或氙）形成輝光放電；放電加熱液態(tài)汞，汞蒸氣壓在 2–15 atm（0.2–1.5 MPa）范圍進(jìn)入高壓狀態(tài)，電子與 Hg 原子碰撞激發(fā)，產(chǎn)生 365 nm 等特征輻射。
光譜形成
• 高壓汞蒸氣對 253.7 nm 共振線自吸收增強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)移至 365 nm、404.7 nm、435.8 nm、546.1 nm 等譜線；
• 無臭氧石英管壁阻隔 185 nm 真空紫外，避免臭氧生成，提高燈室安全性。
穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
電子鎮(zhèn)流器提供恒功率方波電流，維持電弧穩(wěn)定；管壓隨溫度升高而上升，鎮(zhèn)流器自動調(diào)整電流，確保光通量恒定。燈管熄滅后需自然冷卻 5–10 min，待蒸氣壓降低后方可重新觸發(fā)。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

UV 固化：油墨、涂料、粘合劑在 365 nm 下快速交聯(lián)硬化；
半導(dǎo)體：ITO/石英晶片光刻膠曝光、晶圓背面清洗；
環(huán)境工程：光催化水處理、光氧化 VOCs 降解；
殺菌消毒：365 nm+254 nm 復(fù)合燈管用于空氣及表面殺菌；
科研：光化學(xué)反應(yīng)器、熒光激發(fā)、材料老化試驗(yàn)。

五、安裝與維護(hù)

安裝
– 燈管水平±5° 安裝，避免電弧彎曲導(dǎo)致管壁過熱；
– 風(fēng)冷機(jī)型保持進(jìn)/出風(fēng)口無遮擋，水冷機(jī)型確保去離子水 < 20 µS/cm。
維護(hù)周期
– 每周：檢查石英管表面污染，用無水乙醇+無塵布清潔；
– 每月：測試鎮(zhèn)流器輸出電流、電壓，校準(zhǔn)紫外照度計；
– 每 1000 h：更換風(fēng)機(jī)濾網(wǎng)，檢查電極燒蝕情況。
報廢處理
– 燈管含汞，按《國家危險廢物名錄》HW29 類處置；
– 交由具備資質(zhì)單位回收，破碎前在負(fù)壓箱內(nèi)收集汞珠。

六、總結(jié)
SEN日森高壓汞燈光源以 365 nm 主峰、高紫外強(qiáng)度、長壽命及多樣化功率規(guī)格，為工業(yè) UV 固化、半導(dǎo)體制造及科研實(shí)驗(yàn)提供了可靠、高效、經(jīng)濟(jì)的紫外-可見輻射源。配合專用電源與冷卻系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn) 24 h 連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，滿足現(xiàn)代制造對光化學(xué)工藝的嚴(yán)苛要求。