光与光源的基本知识.ppt

光与光源的基本知识,第一篇、有关光的常用术语 光通量：光源在单位时间内发出的光量。 单位：流明（lm） 光强 I：光源在单位立体角中发出的光量。简言之就是在某一特定方向角内所发射的光量。 单位：坎德拉（cd）,照度 E：单位面积上受到的光通量 单位：勒克司（lux lx） 亮度（辉度）L：光源在某一方向上的单位投影面、单位立体角的光通量。也就是说，从某一方向看到的物体反射光线的强度。 单位：坎德拉/米2（cd/m2）,光源,光通量（lm）,光强（cd）,照度（lux）,亮度（cd/m2）,眼睛,色温：当光源发出光的颜色与“黑体”在某一温度下的颜色相同时，这个温度称为该光源的色温。色温低，红黄光成分越高；色温高，蓝白色光成分多。 单位：开尔文（K） 暖色：3300K 中间色3300K5300K 冷白色5300K,显色性 显色指数Ra：光源对被照物体呈现其本身颜色的程度。也就是越接近日光，显色性越好。白炽灯显色指数为100。 光效：是指电能转化成光能的效率。 单位：lm/W,表 1-1 各种光源的色温,表 1-2 各种光源的光效和显色性,第二篇、光源的基础知识 1. 光源的种类： 常用光源主要有三大类白炽灯、低气压放电灯、高强度放电灯。低高压气体放电灯又统称气体放电灯。电流通过灯丝使灯丝炽热发光的就是白炽灯，通过特殊电气装置，使灯内气体击穿放电而发光的光源叫气体放电灯。,1.1 白炽灯,白炽灯,PAR灯,普通白炽灯泡,石英卤素灯 （卤钨灯）,冷光（射）灯,单端卤钨灯,双端卤钨灯,1.2 低气压气体放电灯,荧光灯类,直管日光灯,环型荧光灯,紧凑型节能灯,1.3 高强度气体放电灯,高强度气体 放电灯 （HID灯）,水银灯 （高压汞灯）,金属卤化物灯（金卤灯）,高压钠灯,普通高压钠灯,高显色高压钠灯,普通金属卤化物灯,陶瓷内管金属卤化物灯,1.3 高强度气体放电灯,金属卤 化物灯 （金卤灯）,普通金属卤化物灯,陶瓷内管金属卤化物灯,2. 光源的性能和参数 2.1 白炽灯 2.1.1光输出特性 白炽灯一般发光效率较低，在十几lm/W范围，光色为暖色调。色温在2700K-3000K之间。但显色性好，为100，接近日光。白炽光源的流明维持性能较好 ，主要与光源质量有关，如钨丝蒸发，泡壁发黑等。,2.1.2 电气性能. 一般为直接电源供电，卤钨灯有的需加变压器装置。不需要镇流器、启动器等装置，能瞬时启动，受环境温度影响小。一般白炽光源发热量较大。灯泡功率一般在1000W以内，更以小功率为主。,2.1.3寿命 白炽灯寿命短，一般不超过3000小时。影响灯泡寿命的主要是灯丝的蒸发。 2.1.4外观特性 白炽灯多为点光源，体积紧凑。,2.2 低气压放电灯（荧光灯） 荧光灯分普通荧光灯和三基色荧光灯 2.2.1光输出特性 荧光灯发光效率高，可达到数十 lm/W，有的可达到80 lm/W 。光色范围大，可根据要求调整生产。显色性普通荧光灯约在70以下，但三基色光源显色性得到改善。可达到90以上。三基色荧光灯的光通维持率较普通荧光灯有很大提高。,2.2.2 电气性能. 荧光灯的点灯离不开镇流装置和启动装置。有普通铁芯（电感）镇流器和电子镇流器两类。电感镇流器启动需借助启辉器，而电子式则可实现瞬时启动。荧光灯启动、工作对温度有要求一般在20-30为最佳，在低于-20时会发生启动困难。荧光灯发热量较小，功率一般在100W以内。,2.2.3寿命 荧光灯寿命较白炽灯寿命有很大提高，一般超过8000小时。影响灯管寿命的主要是阴极的寿命（全寿命、有效寿命）。 2.2.4外观特性 荧光灯多为线光源，呈管状。,2.3 高强度气体放电灯（HID灯） HID灯主要有金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯三种类型,2.3.1光输出特性 HID灯发光效率高，可达到100 lm/W以上。钠灯的效率最高，汞灯光效最低 （约50lm/W） 。在光色方面，钠灯色温最低（约2000K），汞灯色温最高（约5800K），而金卤灯光色范围最广（3000K6000K）。其中钠灯的显色性最差（20），汞灯其次（40），金卤灯最好（65以上）。三种光源中，金卤灯光衰退最大，汞灯次之，钠灯的衰退率最低。,2.3.2 电气性能. HID灯的点灯同样离不开镇流装置和启动装置，我们把这种装置叫镇流器和触发器。HID灯的启动较为困难，特别是它的再启动性很差同时，在低于-20时会发生启动困难。HID灯的特点就是亮度强，功大高，发热量大。,2.3.3寿命 HID灯寿命也很长，一般超过8000小时，有的甚至达到12000小时。而且灯泡工作环境（供电质量、点灯位置等）对光源寿命也有影响。 2.3.4外观特性 HID灯多为点光源，高功率的光源体积较大。,2.4 关于光源的重要参数及特性 2.4.1光输出有关的参数 *光通量、光效 *色温、显色性 *光通维持率,2.4.2 电气性能. *启动性能： a）启动快慢 b）再启动特性 *点灯线路 *可调光性 *发热量,2.4.3寿命 *光源全寿命、有效寿命 *影响光源寿命的因素： a）供电电源的供电质量 b）点灯方向 c）开关频度,2.4.4外观特性 *灯头 *外形尺寸 *发光中心点,2.5 各种光源的参数性能一览表（表1-3）,2.6 各种光源的优缺点,2.7 各种光源的优点以及使用场所 白炽灯的特点及应用范围 特点： 光谱连续，显色性好，Ra=100 有高度集光性，便于再分配，易于控光，也易于作装饰灯 开关次数对寿命影响小； 不需附件，瞬时点燃，使用方便 价格便宜 光效率为15-20lm/W，效率较低，同时寿命较低 应用范围： 光色宜人，可在室内创造轻松、亲切、温暖的气氛，适用于饭店、客房、住宅、餐厅照明 功率小，体积小，无附件，易于作控光艺术照明和装饰照明 便于调光，用于舞台、舞厅、俱乐部、饭店、餐厅等需要调光的场所； 需要灯频繁开关的场所，如走廊、楼梯间、厕所、工作台、车间局部照明 用于显色性要求较高的场所，如商店、医院（临床诊断场所）、餐厅及进行彩色印刷、调色、绘画、印染等的场所 可瞬时点燃，适用于应急照明 因电磁波干扰不允许使用气体放电灯的场所 因频闪影响视觉效果的场所,卤钨灯的应用范围 应用范围： 用于博物馆、纪念馆等展品照明 用于商店贵重物品、工艺品的展示照明 用于商场和百货公司橱商、柜台、货贺的定向照明 用于饭店、宾馆等处走廊、电梯照明 用于住宅室内装饰照明 用于检验物品时高显色、高照度照明,荧光灯的特点及应用范围 特点： 发光效率高，是白炽灯的三倍，节能效果显著； 显色性较好，Ra为70-80，高显色荧光灯可达98； 涂有不同荧光粉的灯管可以制成不同颜色或不同光色的荧光灯 表面亮度低，眩光程度较轻； 光输出受环境温度影响较明显，高温和低温环境都不适用 开关次数影响灯管寿命，不适于频繁启动的场所 应用范围： 适用于粗细视觉工作场所、长时间连续工作的场所（如仪表电器装配、试验室、印刷车间、缝纫车间、表面处理车间等）以及办公楼、教室、医院、商店、设计室、制图室、阅览室、住宅等场所； 需要正确识别色彩的场所，如化学试验室、表面处理检验处、柜台等 日光色荧光灯适用于无天然采光场所的照明，如主控室照明、地铁车站照明等； 适用于悬挂高度为4M以下的场所。,高压钠灯特点及应用范围 特点： 高压钠灯发光效率高，达55-120lm/W，节能效果显著； 高压钠灯的灯光透雾性好，灯泡寿命长，达16000-24000小时 高压钠灯缺点是光色偏黄和显色性差（Ra为23-25），电源电压变化时，光通变化较大，不适于室内照明 适宜场所： 广泛用于道路、广场、铁路、港口、工矿、隧道等场所的室外照明，室内照明仅用在对显色性没有要求的仓库等处 广泛用于夜景照明工程、庭院照明等