Ξενόνιοι Τόξανοι: Μια Φωτεινή και Πολυλειτουργική Πηγή Φωτός

Η ξενονιακή λυχνία τόξου είναι ένα είδος φωτεινού προσκεφάλη που παράγει φως διαβιβάζοντας ηλεκτρική ρέυση μέσω ιονισμένου ξενονίου σε υψηλή πίεση. Οι ξενονιακές λυχνίες τόξου έχουν ομαλή καμπύλη εκπομπής από τον υπέρθερμο στο ορατό φάσμα, με χαρακτηριστικές λήψεις ακτίνων από 750 έως 1000 nm. Παράγουν ένα φωτεινό λευκό φως που μιμείται στενά το φυσικό φως της ημέρας, το οποίο επεκτείνει τις εφαρμογές τους σε διάφορους τομείς, όπως το κινηματογράφο, η μιμήση της ημέρας, η δοκιμή του ήλιου και η έρευνα. Οι ξενονιακές λυχνίες τόξου μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: συνεχής εκπομπής ξενονιακών λυχνιών μικρού τόξου, συνεχής εκπομπής ξενονιακών λυχνιών μεγάλου τόξου και ξενονιακές φωτολάμπες.

Τι είναι μια Ξενονιακή Λυχνία Τόξου;

Μια ξενονιακή λυχνία τόξου ορίζεται ως ένα εξειδικευμένο είδος φωτεινού προσκεφάλη, ένα ηλεκτρικό φως που παράγει φως διαβιβάζοντας ηλεκτρική ρέυση μέσω ιονισμένου ξενονίου σε υψηλή πίεση. Το όρος "τόξο" αναφέρεται στην ηλεκτρική ρέυση που ρέει μεταξύ δύο ηλεκτρόδων σε έναν φλεγόμενο αέριο. Ο όρος "ξενών" αναφέρεται στο αδάμαστο αέριο που χρησιμοποιείται ως κύριο συστατικό του αερίου στον κανάλι. Ο ξενών επιλέγεται για το υψηλό ατομικό αριθμό και τη χαμηλή ενέργεια ιονίσης, οι οποίες επιτρέπουν την εκπομπή ευρούς φασμάτος φωτός με υψηλή ένταση και απόδοση χρώματος.

Πώς λειτουργεί μια Ξενονιακή Λυχνία Τόξου;

Η βασική δομή μιας ξενονιακής λυχνίας τόξου αποτελείται από δύο ηλεκτρόδες θωριού και τουνγκστέν που τοποθετούνται αντιμέτωποι με μικρό χάσμα σε ένα σφαίρικο διαφανές κελύφος συντηρημένου σιλικίου (επίσης γνωστό ως κρύσταλλος). Το θωριού και τουνγκστέν είναι ένα σύνθετο τουνγκστέν με 1 έως 2% θωριού που προστίθεται για την ενίσχυση της δυνατότητας εκπομπής ηλεκτρονίων του τουνγκστέν. Το συντηρημένο σίλικα είναι ένα αμορφό διαφανές γυαλί διοξειδίου σιλικίου που παρέχει επιπλέον αντοχή και σχεδόν μηδενική θερμική διαταραχή. Μπορεί να αντέξει υψηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία.

Το κελύφος ή το φωτόδοχο είναι γεμάτο με ξενών σε πολύ υψηλή πίεση, συνήθως περίπου 30 βάρη. Όταν τάση εφαρμόζεται στους ηλεκτρόδες, το φαινόμενο απόδοσης αερίου ξεκινά στο ξενών στο χάσμα μεταξύ των ηλεκτρόδων. Υπάρχουν πάντα μερικά ελεύθερα ηλεκτρόνια στο αέριο λόγω θερμικής αγίτησης ή κοσμικών ακτίνων. Λόγω της εφαρμοσμένης ηλεκτρικής πεδίου μεταξύ των ηλεκτρόδων, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια επιταχύνονται και συγκρούονται με ξενών άτομα. Λόγω αυτών των συγκρούσεων, τα ηλεκτρόνια από την εξωτερική τροχιά των ξενών ατόμων αποσυνδέονται από τη θέση τους και πηγαίνουν σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Τα άτομα με ηλεκτρόνια υψηλότερου επιπέδου ενέργειας ονομάζονται ενεργοποιημένα άτομα.

Όταν τα ενεργοποιημένα άτομα επιστρέφουν από το υψηλότερο επίπεδο ενέργειας τους στο προηγούμενο επίπεδο ενέργειας, αποδίδουν την πρόσθετη ενέργεια ως φωτόνια. Η μήκος κύματος της ενέργειας που εκπέμπεται από τα φωτόνια είναι μέσα στο ορατό φάσμα. Το χρώμα του φωτός της ξενονιακής λυχνίας τόξου είναι σαν το φως της ημέρας. Λόγω της ηλεκτροστατικής προσέλκυσης του ανόδου (θετικός ηλεκτρόδης), τα ελεύθερα ηλεκτρόνια τελικά έρχονται στον ανόδο και επιστρέφουν στην πηγή.

Λόγω της προσέλκυσης του καθόδου (αρνητικός ηλεκτρόδης), τα θετικά ιόντα (ξενών άτομα που έχουν χάσει ηλεκτρόνια) τελικά συγκρούονται με την εμπρόσθια επιφάνεια του καθόδου και παράγουν θετικά μεταλλικά ιόντα, ουδέτερα ξενών άτομα και ελεύθερα ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια ονομάζονται δευτερεύοντα εκτελεσμένα ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια βοηθούν στη συνέχιση της διαδικασίας απόδοσης αερίου.

Καθώς ο κάθοδος δεν θερμαντικείται προσθετικά για την εκπομπή ηλεκτρονίων, ο κάθοδος μιας ξενονιακής λυχνίας τόξου ονομάζεται κρύος κάθοδος.

Τι είδη Ξενονιακών Λυχνιών Τόξου υπάρχουν;

Οι ξενονιακές λυχνίες τόξου μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: συνεχής εκπομπής ξενονιακές λυχνίες μικρού τόξου, συνεχής εκπομπής ξενονιακές λυχνίες μεγάλου τόξου και ξενονιακές φωτολάμπες.

Συνεχής Εκπομπής Ξενονιακές Λυχνίες Μικρού Τόξου

Οι συνεχής εκπομπής ξενονιακές λυχνίες μικρού τόξου σχεδιάζονται για ευθεία ηλεκτρική ρέυση (DC) λειτουργία με πολύ μικρό τόξο (συνήθως λιγότερο από 5 mm). Έχουν υψηλή φωτεινή απόδοση (έως 75 λούμενα ανά όρτ) και υψηλό δείκτη αποδοχής χρώματος (έως 95). Χρησιμοποιούνται ευρέως για προβολή σινεμά, φάρους, προσομοιώσεις ήλιου και άλλες εφαρμογές που απαιτούν υψηλή φωτεινότητα και σταθερότητα.

Συνεχής Εκπομπής Ξενονιακές Λυχ