UV燈管內(nèi)汞蒸氣應(yīng)是非飽和狀態(tài)。UV燈管的工作電壓在正常弧光放電時是不變的，即使外界變壓器的電壓較高，燈管兩端電壓仍維持在工作電壓附近作很小范圍波動。這是因?yàn)闊艄苤泄空舭l(fā)后處于非飽和狀態(tài)，燈內(nèi)全部的汞都處于導(dǎo)電和放電的工作狀態(tài)，沒有多余的汞原子凝結(jié)在管壁上或在管壁附近低溫區(qū)處于休眠狀態(tài)。此時燈在如圖1所示的EF段。如果改變UV燈管電流，可通過調(diào)整電容來改變UV燈電流，UV燈工作電壓不發(fā)生改變，若發(fā)生變化說明燈內(nèi)的汞填充量不正確。

圖1氣體放電的全伏-安特性曲線

汞的蒸氣壓與UV燈UV光能量的輻射有很大關(guān)系，下式為工作在非飽和狀態(tài)下的高壓汞燈的蒸氣壓強(qiáng)。

式中:

ρ ? ? -- 燈工作時燈內(nèi)汞的蒸氣壓強(qiáng)（大氣壓），Pa；

P₀ ? -- 燈單位弧長輸入功率，W/cm;

d_內(nèi) -- 燈管內(nèi)直徑，cm;

m ? ?-- 燈單位長度的充隸量，mg/cm。

從上式可看出，當(dāng)燈內(nèi)充汞量m越多、燈管直徑d_內(nèi)越小和輸入功率密度P₀越大時，汞的蒸氣壓強(qiáng)越大。

圖2 UV光強(qiáng)度與汞蒸氣壓的關(guān)系 （注：1Torr=133.322Pa）

圖2所示為UV光的能量輸出與汞蒸氣壓的關(guān)系。圖2(a)(b)為相同直徑燈管輸入功率不同，則汞蒸氣壓強(qiáng)不同情況下303nm、313nm、365nm三條譜線強(qiáng)度的變化。圖2(a)中d_內(nèi)為 16mm、P₀為50W/cm；圖2(b)中d_內(nèi)為16mm、P₀為84W/cm。

從圖2中看出，當(dāng)輸入功率密度為50W/cm時，365nm波長的光的能量輸出為0.2W/(單位立體角?厘米）；而輸入功率密度為84W/cm時，即增加68%，而光的能量輸出為0.4W/(單位立體角?厘米），增加100%。因此高功率燈管UV光效率高，目前美國GE公司生產(chǎn)的無極微波UV燈功率密度可達(dá)400W/cm，UV光輻出效率非常高。