CN104023459A - 金属卤素灯的加热控制方法和金属卤素灯 - Google Patents

Abstract

一种金属卤素灯的加热控制方法，该方法通过加热对金属卤素灯启动或关闭过程中的金属卤素灯温度进行控制，减少金属卤素灯温度在启动或关闭过程中的急剧变化，提高金属卤素灯寿命。本发明还公开一种金属卤素灯。

Description

金属卤素灯的加热控制方法和金属卤素灯

技术领域

本发明涉及照明技术领域，特别涉及一种金属卤素灯的加热控制方法和金属卤素灯。

背景技术

投影仪灯泡的工作原理与普通灯泡不同，它是依靠电极发射电子，激活灯泡内填充的卤素或高压汞等物质来发光的。电极发射电子时，对温度的需求非常严格。目前大部分投影机使用金属卤素灯(Metal Halide)，在点亮状态时，灯泡两端电压60-80V左右，灯泡内气体压力大于10kg/cm，温度则有上千度，灯丝处于半熔状态。温度的波动，会使得灯泡内压力急剧变化，从而使半熔状态下的灯丝工作变得非常不稳定。在灯泡启动的过程中，灯泡内的温度就会在短时间内(约几分钟内)从室温急剧上升到稳定状态的千度以上，这个变化相当剧烈，爆灯、闪烁等现象时有发生。灯泡在频繁的开关过程中，也容易导致灯丝变形，从而导致亮度和寿命急剧下降。

发明内容

基于此，有必要提供一种减少灯泡温度在启动或关闭过程中的急剧变化金属卤素灯的加热控制方法。

一种金属卤素灯的加热控制方法，包括步骤：

对发光管装置进行预加热；

所述发光管装置的温度大于或等于第一预设温度，或者预加热时间达到第一预设时长后，停止加热；

启动所述发光管装置；

和/或包括步骤：

关闭发光管装置；

当所述发光管装置的温度小于或等于第二预设温度，或者发光管装置关闭达到第二预设时长后，对所述发光管装置进行后加热；

当所述发光管装置的温度小于或等于第三预设温度，或者后加热时间达到第三预设时长后，停止加热。

在其中一个实施例中，所述预加热或后加热的加热方式为恒定功率加热。

在其中一个实施例中，所述预加热或后加热的加热方式为渐变功率加热。

在其中一个实施例中，所述发光管装置的温度大于或等于第一预设温度，或者预加热时间达到第一预设时长后，所述发光管装置的电极接近或达到电离状态。

在其中一个实施例中，所述发光管装置工作时，若所述发热管装置的温度小于或等于第四预设温度，则对所述发光管装置进行加热；若加热使所述发光管装置的温度大于或等于第五预设温度时，停止加热。

一种金属卤素灯，包括发光管装置，还包括加热装置和监测装置；

所述加热装置用于所述发光管装置启动前对所述发光管装置进行预加热，所述监测装置用于监测所述发光管装置的温度是否大于或等于第一预设温度或者预加热时间是否达到第一预设时长，若是则所述加热装置停止对所述发光管装置进行加热；和/或

所述监测装置用于监测上述发光管装置关闭后所述发光管装置的温度是否小于或等于第二预设温度或者所述发光管装置关闭是否达到第二预设时长，若是则所述加热装置对所述发光管装置进行后加热，此后所述监测装置继续用于监测所述发光管装置的温度是否小于或等于第三预设温度或者后加热时间是否达到第三预设时长，若是则所述加热装置停止对所述发光管装置进行加热。

在其中一个实施例中，所述监测装置包括温度传感器。

在其中一个实施例中，所述加热装置为热电阻丝。

在其中一个实施例中，所述加热装置设置于所述发光管装置的阳极灯丝柱上。

在其中一个实施例中，所述金属卤素灯还包括灯杯，所述灯杯用于反射所述发光管装置发出的光，所述加热装置设置于所述灯杯的边沿上。

上述金属卤素灯的加热控制方法和金属卤素灯，通过加热对金属卤素灯启动或关闭过程中的金属卤素灯温度进行控制，减少金属卤素灯温度在启动或关闭过程中的急剧变化，提高金属卤素灯寿命。

附图说明

图1是本发明其中一实施例的流程图；

图2是本发明另一实施例的流程图；

图3是本发明一实施例金属卤素灯的侧面剖视示意图；

图4是本发明一实施例发光管装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。

本发明可以应用于投影仪设备中，实施例以230W功率的金属卤素灯为例。

图1为本发明一个实施例的流程图，该实施例揭示了在启动金属卤素灯前的加热控制方法，请结合图3和图4。

一种金属卤素灯的加热控制方法，包括步骤：

步骤S110：启动发光管装置100前，对发光管装置100进行预加热。发光管装置包括发光管110、阳极灯丝柱120、阴极灯丝柱130和电极结合处140。加热装置200设置于发光管装置100的阳极灯丝柱120上和锥形灯杯300的边沿上，分别为阳极灯丝柱120加热和为锥形灯杯300的反射镜内壁310、锥形灯杯300内空气、阴极灯丝柱130以及电极结合点140加热。加热的方式可以是恒定功率式加热，也可以是渐变功率式加热，例如功率逐渐降低式的加热。加热装置在本实施例中为热电阻丝，可以环绕设置在阳极灯丝柱120上和锥形灯杯300的边沿上。两个加热装置，均不遮挡到光路，故对亮度无影响。

步骤S120：判断发光管装置100的温度是否大于或等于第一预设温度或者预加热时间是否达到第一预设时长，若是则跳至步骤S130，若否则跳至步骤S110。对于加热的控制，可以是以温度为基准，也可以是以时间长度为基准。例如，以温度为基准，则需要温度传感器(图未示)来检测发光管装置100或者灯杯300的一些位置的温度。温度传感器可以设置于发光管装置100的发光管110、阳极灯丝柱120、阴极灯丝柱130和电极结合处140，分别检测该位置的温度，当该位置达到预设温度后，则停止加热。温度传感器可以设置在其中一处，或者多处，按需求而定。发光管110的预设温度可以是300℃到400℃之间，阳极灯丝柱120的预设温度可以是300℃左右，阴极灯丝柱130的预设温度可以是350℃到400℃之间，电极结合处140的预设温度可以是300℃到350℃之间。在该步骤中，还可以合理监测锥形灯杯300的反射镜内壁310和光学透镜400的温度。上述的各位置预设温度应低于该位置的工作温度。

又例如，以时间为基准，此时可以不需要温度传感器。首先确定加热方式为恒定功率加热还是渐变加热，然后通过实验确定上述位置达到上述预设温度时的所需时间，再通过结合地区常温和误差计算确定上述位置的预设时长。例如确定了恒定功率加热的加热方式，发光管110在此加热方式下在3分钟时间内达到了300℃，从而可以设定第一预设时长为3分钟。这样，就可以在节省温度传感器的情况下实现温度的控制。

在本实施例中，发光管装置100的温度大于或等于第一预设温度或者预加热时间达到第一预设时长后，发光管装置100的电极应该接近或达到电离状态，此时，发光管装置100的电极已经预热到需要的温度，电极已经能很轻易的发射电子，不再因为温度低而损害电极，也不会因为温度变化剧烈而导致灯泡闪烁，减轻了发光管110从常温到900℃的剧烈温度变化，提高了灯泡启动时的稳定性和可靠性。

步骤S130：停止加热，正常启动发光管装置100。发光管110的最佳工作温度是900℃左右，阳极灯丝柱120的最佳工作温度是330℃左右，阴极灯丝柱130的最佳工作温度是420℃左右，电极结合处140的最佳工作温度是370℃左右，锥形灯杯300的反射镜内壁310的最佳工作温度是450℃左右。

图2是本发明另一实施例的流程图，是描述在关闭金属卤素灯后的加热控制方法。请结合图3和图4。

一种金属卤素灯的加热控制方法，包括步骤：

步骤S210：关闭发光管装置100。

步骤S220：对包含了发光管装置100的金属卤素灯进行自然散热或主动散热。该步骤可以是自然的散热，也可以通过散热装置对发光管装置100进行主动散热。

步骤S230：判断发光管装置100的温度是否大于或等于第二预设温度或发光管装置100关闭时间是否达到第二预设时长，若是跳至步骤S240，若否跳至步骤S220。此步骤的第二预设温度或经过第二预设时长与步骤S120的第一预设温度或者经过第一预设时长要考虑的因素一致，其基本目的就是为了避免发光管装置100的温度发生剧变。第二预设温度可以等于第一预设温度。

步骤S240：对发光管装置100进行后加热。为了避免发光管装置100的温度发生剧变，所以对发光管装置100进行加热，使发光管装置100温度缓慢降低，使发光管110内部的温度缓慢降低，以防止发光管110管壁和灯丝间温差太大而导致发光管110黑化。

步骤S250：判断发光管装置100的温度是否大于或等于第三预设温度或者发光管装置100关闭时间是否经过第三预设时长，若是跳至步骤S260，若否跳至步骤S240。与步骤S120类似，第三预设温度或者经过第三预设时长可以按照实验得出最佳的数值范围，当发光管装置100缓慢降温至接近常温时，便可以跳至步骤S260。

步骤S260：停止加热。

在金属卤素灯正常工作过程中，若发热管110的温度低于第四预设温度，则可以对发光管装置100进行加热；发光管装置100的温度大于或等于第五预设温度时，停止加热。通过温度传感器，实时监控金属卤素灯内部温度，在因环境温度低导致发热管110过冷却时，为发热管110提供热量，保证发热管110正常工作温度，降低灯泡黑化的可能。第四预设温度为发热管110的不可以接受的最低工作温度；第五预设温度可以是发热管110的可以接受的工作温度，例如900℃左右。

见图3和图4，一种金属卤素灯，包括发光管装置100、加热装置200、灯杯300、光学透镜400和监测装置(图未示)。灯杯300用于反射发光管装置100发出的光。

启动发光管装置100前，加热装置200用于对发光管装置100进行预加热，监测装置用于监测发光管装置100的温度是否大于或等于第一预设温度或者预加热时间是否经过第一预设时长，若是则加热装置200停止对发光管装置100进行加热。

关闭发光管装置100后，监测装置用于监测发光管装置100的温度是否大于或等于第二预设温度或者发光管装置100关闭时间是否达到第二预设时长，若是则加热装置200用于对发光管装置100进行后加热，此后监测装置继续用于监测发光管装置100的温度是否大于或等于第三预设温度或者后加热时间是否达到第三预设时长，若是则加热装置200停止对发光管装置100进行加热。

加热装置200设置于发光管装置100的阳极灯丝柱120上和锥形灯杯300的边沿上，分别为阳极灯丝柱120加热和为锥形灯杯300的反射镜内壁310、锥形灯杯300内空气、阴极灯丝柱130以及电极结合点140加热。加热的方式可以是恒定功率式加热，也可以是渐变功率式加热，例如功率逐渐降低式的加热。加热装置在本实施例中为热电阻丝，可以环绕设置在阳极灯丝柱120上和锥形灯杯300的边沿上。两个加热装置，均不遮挡到光路，故对亮度无影响。

发光管装置100达到第一预设温度或者经过第一预设时长后，加热装置200停止用于对发光管装置100加热。对于加热的控制，可以是以温度为基准，也可以是以时间长度为基准。例如，以温度为基准，则需要温度传感器(监测装置，图未示)来检测发光管装置100或者灯杯300的一些位置的温度。温度传感器可以设置于发光管装置100的发光管110、阳极灯丝柱120、阴极灯丝柱130和电极结合处140，分别检测该位置的温度，当该位置达到预设温度后，则停止加热。温度传感器可以设置在其中一处，或者多处，按需求而定。

又例如，以时间为基准，此时可以不需要温度传感器。首先确定加热方式为恒定功率加热还是渐变加热，然后通过实验确定上述位置达到上述预设温度时的所需时间，再通过结合地区常温和误差计算确定上述位置的预设时长。例如确定了恒定功率加热的加热方式，发光管110在此加热方式下在3分钟时间内达到了300℃，从而可以设定第一预设时长为3分钟。这样，就可以在节省温度传感器的情况下实现温度的控制。

上述金属卤素灯的加热控制方法和金属卤素灯，通过加热对金属卤素灯启动或关闭过程中的金属卤素灯温度进行控制，减少金属卤素灯温度在启动或关闭过程中的急剧变化，提高金属卤素灯寿命。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种金属卤素灯的加热控制方法，其特征在于，包括步骤：

对发光管装置进行预加热；

所述发光管装置的温度大于或等于第一预设温度，或者预加热时间达到第一预设时长后，停止加热；

启动所述发光管装置；

和/或包括步骤：

关闭发光管装置；

当所述发光管装置的温度小于或等于第二预设温度，或者发光管装置关闭达到第二预设时长后，对所述发光管装置进行后加热；

当所述发光管装置的温度小于或等于第三预设温度，或者后加热时间达到第三预设时长后，停止加热。

2.根据权利要求1所述的金属卤素灯的加热控制方法，其特征在于，所述预加热或后加热的加热方式为恒定功率加热。

3.根据权利要求1所述的金属卤素灯的加热控制方法，其特征在于，所述预加热或后加热的加热方式为渐变功率加热。

4.根据权利要求1所述的金属卤素灯的加热控制方法，其特征在于，所述发光管装置的温度大于或等于第一预设温度，或者预加热时间达到第一预设时长后，所述发光管装置的电极接近或达到电离状态。

5.根据权利要求1所述的金属卤素灯的加热控制方法，其特征在于，所述发光管装置工作时，若所述发热管装置的温度小于或等于第四预设温度，则对所述发光管装置进行加热；若加热使所述发光管装置的温度大于或等于第五预设温度时，停止加热。

6.一种金属卤素灯，包括发光管装置，其特征在于，还包括加热装置和监测装置；

所述加热装置用于所述发光管装置启动前对所述发光管装置进行预加热，所述监测装置用于监测所述发光管装置的温度是否大于或等于第一预设温度或者预加热时间是否达到第一预设时长，若是则所述加热装置停止对所述发光管装置进行加热；和/或

所述监测装置用于监测上述发光管装置关闭后所述发光管装置的温度是否小于或等于第二预设温度或者所述发光管装置关闭是否达到第二预设时长，若是则所述加热装置对所述发光管装置进行后加热，此后所述监测装置继续用于监测所述发光管装置的温度是否小于或等于第三预设温度或者后加热时间是否达到第三预设时长，若是则所述加热装置停止对所述发光管装置进行加热。

7.根据权利要求6所述的金属卤素灯，其特征在于，所述监测装置包括温度传感器。

8.根据权利要求6所述的金属卤素灯，其特征在于，所述加热装置为热电阻丝。

9.根据权利要求6所述的金属卤素灯，其特征在于，所述加热装置设置于所述发光管装置的阳极灯丝柱上。

10.根据权利要求6所述的金属卤素灯，其特征在于，所述金属卤素灯还包括灯杯，所述灯杯用于反射所述发光管装置发出的光，所述加热装置设置于所述灯杯的边沿上。