基本認識：『 HID 』

照明 · 2011-6-8 02:07

很久以前了解到我們在用的燈管其實只是眾多HID中的其中一種之後，為了找出汽機車燈管更精確的名稱，我找了一堆資料來趟尋根之旅。以前就有研究過這些資料，因為最近又準備要安裝新魚眼跟新燈管，想到來複習一下這些東西，順便分享給大家。

Gas-discharge lamps（氣體放電燈），依照分類原則不同，有這幾種分類方式：

Low pressure discharge lamps（低壓放電燈）
→Fluorescent lamps（螢光燈。就是我們說的「日光燈」。室內、檯燈照明都廣泛使用。100流明/1瓦）
→Low pressure sodium lamps（低壓鈉燈，效率最高，但演色性幾近於零。高速公路的黃光路燈。200流明/1瓦）

High pressure discharge lamps（高壓放電燈）
→Metal halide lamps（金屬鹵素燈，棒球場用的那種整片的燈。65-115流明/瓦）
→High pressure sodium lamps（高壓鈉燈，150流明/1瓦。演色性較低壓鈉燈高，廣泛用於路燈）
→High pressure mercury-vapor lamps（高壓水銀蒸氣燈。夜間道路施工有看過）

High-intensity discharge lamps（HID，高強度放電燈）
→Mercury vapor lamps（水銀蒸氣燈）（演色性 15-55）
→Metal halide (MH) lamps（金屬鹵素燈）（演色性 65-80）
→Ceramic MH lamps（陶瓷金屬鹵素燈）（演色性 90↑）
→Sodium vapor lamps（鈉蒸氣燈）（高壓鈉燈演色性 22-75；低壓鈉燈演色性 0）
→Xenon short-arc lamps （氙氣短弧燈）
→Ultra-High Performance (UHP)

這些是百科中有提到、比較常見到的。這邊看似有點混亂，有一些種類的燈管既屬A分類、亦屬B分類。因為一種燈依照分類角度不同，可以歸類到多重分類中。

例如：
Sodium vapor lamps（鈉蒸氣燈）可被歸類在高強度放電燈中。但因為他又有分低壓及高壓，所以又可再分別歸入低壓放電燈與高壓放電燈。
日常使用的日光燈，也是氣體放電燈的一種，但不屬於高強度，乃低壓放電；更準確的說，日光燈是一種低壓汞弧燈(low-pressure mercury arc lamp)。

除了這些分類，其實水銀蒸氣燈、鈉蒸氣燈或許也可列為一個分類項目，因為他們底下還各自有低壓、高壓子項目，而水銀燈甚至有第三個子項目：超高壓水銀燈。　
不過如果要這樣分，會有太多分類原則了。像是電弧放電燈，除了填充氣體是我們常接觸到的Xenon（氙氣），水銀蒸氣燈也是一種電弧放電燈，而且還有灌其他氣體的電弧燈。　然後電弧又能分長電弧、短電弧......真的要分的話，能列出的恐怕還不只上面那些。
　
以上資料主要是來自於中文與英文維基百科：
Xenon headlamps　氙氣頭燈
Xenon arc lamp Technology outlook 氙氣弧燈
Arc lamp Operation 電弧燈運作原理
Xenon arc lamp Lamp construction 氙氣弧燈結構
Xenon headlamps Mercury content 氙氣頭燈含汞

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【實用重點】根據文獻，對車輛HID頭燈的幾個特點，摘錄些重點：
1. 選用氙氣填充，是因為需要氣體放電......（廢話），而且氙氣啟動(run-up)比較快。假如換成氬氣（或是其他氣體），會需要比較長的啟動時間，像路燈。
2. 填充氣體會因啟動時的高壓電給電離(ionized)，而能夠導電。燈管啟動時，瞬間的超高電壓脈衝(23000V)會劃出一道電弧橫貫燈管中的氣體、連接兩端電極；假如一次沒辦法劃出電弧，安定器設計會重複數次該動作直到氣體電離到足以維持弧線。
3. HID車燈的亮度約2800~3500流明(35~38W)，
4. HID車燈的演色性(CRI)約0.70~0.80。（鎢絲燈CRI為0.90~0.97。太陽光為1.00）
5. 使用熔融石英(fused quartz)製作燈管，其可耐受高溫高壓環境下仍保持光學清晰(optically clear)。
6. 燈管內壓最高可達390 PSI。
7. 使用釷鎢電極(thorium-doped tungsten)。因為鎢電極與石英玻璃的膨脹係數不同，所以鎢電極會焊接至條狀的純鉬金屬(molybdenum metal)或不變鋼(又稱因瓦合金、恆範鋼)(Invar alloy)，再封入石英燈管中。純鉬非常的堅硬，而不變鋼膨脹係數極小。
8. 燈管啟動後會隨著氣體溫度提高而提高所需電壓，隨著燈管老舊，所需的維持電壓會愈來愈高，直到超過安定器上限，電弧便會熄滅，此時溫度下降、所需安定電壓降低後，燈管又會被重新啟動，形成一個明滅循環，看來就像閃爍。
9. 燈管含汞。因汞為劇毒，較新的燈管規格如D3S/R、D4S/R不含汞，但此類燈管無法與D2S/R之安定器通用。
10. HID車燈會釋放大量近紫外線(near-UV light)，所以請勿照射人體(即使有UV-Cut)。

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至於文章開頭我提到做這些功課的目的，俗稱的汽機車HID，更精確一點可以怎麼叫？我會選擇叫氙氣短弧燈（Xenon short-arc lamps）。

不過要怎麼描述並沒有對錯，叫HID仍是一種簡潔的泛稱。　

你也可以選擇饒舌一點，叫高壓氙氣短弧燈；因為本質上HID車燈是含有氙氣的金屬鹵素燈(Metal halide)，所以龜毛一點可以叫高壓含氙金屬鹵素短弧燈；假如把高強度氣體放電也考量進去就變成高強度氣體放電高壓含氙金屬鹵素短弧燈......（以下略）。

板面有限，更詳細的內容就請各位到連結去看吧，我只能提個大概....(其實我自己也還沒讀完囧)。知識增長，感謝大家。