《灯具基础知识讲义》PPT课件.ppt

灯具的基础知识讲义 目录一 光的认识二 光的基本感念及常用单位三 光各种单位之间的关系四 光的基本定律五 灯具的基础知识 一 光的认识1 什么是光 光是一种电磁波 射线 医用X射线 医用紫外线 应用于消毒 对皮肤有伤害可见光 波长在380 780nm红外线无线电波 微波 应用手机通信短波 收音机 波长逐渐变大 1 冷白LED 紫外含量高自然白LED 紫外含量中暖白LED 紫外含量低2 峰值波长 冷白LED 530nm自然白LED 560nm暖白LED 590nm3 波长越长 光能量越低 色温越低 光色偏黄4 蓝色波长 424 455nm青色波长 455 492nm绿色波长 493 575nm黄色波长 575 585nm橙色波长 585 647nm 530nm 2 LED各种色温的光谱图 560nm 610nm 二 光的基本概念及常用单位1 色温在实验中 以绝对零度为起点 加热一铁块 规定加热温度每升高1度 色温就增加1K 当温度升到800K时 铁开始发红光 升到1600K时 铁块开始发黄色的光 当温度上升到2800K时 铁块发出白光 温度上升到5600K时 发出的光与太阳光相似 当温度为25000K时 铁块发出蓝光 应用实例 CREELED 实物举例 常用电光源的色温 2 显色性 光源对物体的显色能力称为显色性 以显色指数衡量 注 色温高不等于显色指数高 显色指数高也不等于色温高 常见光源显色指数表 常见光源显色指数 3 色坐标色坐标也叫色品坐标或色度坐标 它反映了光的颜色 由色坐标可以看出 白光是一种复合光 是由红绿蓝三原色或其它多种颜色复合而成 举例 在 国际民用航空公约附件十四 对助航灯具光色有如下规定 红色 紫色界限y 0 980 x黄色界限y 0 335黄色 红色界限y 0 382白色界限y 0 790 0 667x绿色界限y x 0 120 4 光通量光通量是由光源向各个方向射出的光功率 也即每一单位时间射出的光能量 以 表示 单位为流明 lumen 简称lm 1W 683lm表示1W的功率全部转换成波长为555nm的光 为683流明 这是最大的光转换效率 也是定标值 因为人眼对555nm的光最敏感 对于其它颜色的光 比如650nm的红色 1W的光仅相当于73流明 对于白色光 因为其为复合光 光谱结构不同 光通量也不同 光效 光源消耗1W电功率所发出的光通量 单位是流明 瓦 lm W 常见光源的效率 LED光源的效率 5 光强 发光强度 光源在单位立体角内所辐射出的光通量 单位坎德拉 即cd I d d 1cd 1lm 1sr 6 照度照度是表示物体被照亮的程度的物理量 当光通量投射到物体表面时 可以把表面照亮 照度就是照射到物体表面的光通量 与物体表面面积S的比值 即E S照度的单位是勒克斯 lx 面积的单位是平方米 m2 若被照面积是1m2 照射的光通量是1lm 则被照面上的照度就是1lx 照度的数量级概念 照度平方反比定律 E I D2E 照度I 指定方向的光强D 从光源到照射点的距离反比定律表明照度与从光源到照射点的距离的平方成反比 注 1 光源必须可以被认为是点光源2 平行光不遵循该定律 三 几何光学的基本定律1 光的反射定律 1 入射光线 法线和反射光线在同一平面内 2 入射光线与反射光线在法线的两侧 且有 I I 说明 反射器一般是利用反射定律来设计配光的 2 光的折射定律 1 折射光线与入射光线和法线在同一平面内 2 折射角与入射角的正弦之比与入射角的大小无关 仅由两介质的性质决定 当温度 压力和光线的波长一定时 其比值为一常数 等于前一介质与后一介质的折射率之比 即 说明 条纹玻璃透明件等一般是利用反射定律来设计配光的 3 全反射当光从光密介质射向光疏介质时 逐渐增大入射角到某一值时 折射角达90度 使折射光线沿界面掠射而出 若入射角继续增大 将会发生全反射 对应于折射角为90度的入射角称临界角 LED透镜 说明 LED光源采用透镜全反射配光设计时 由于透镜材料 PMMA PC 的透光率很高 全反射效率也很高 因此其配光效率比采用反射定律配光的反射器的配光效率高10 30 四 配光曲线1 定义配光曲线是表示灯具发出的相对光强度分布曲线 单位cd k lm 读为 坎德拉每千流明 极坐标 线坐标 2 读图 1 从图中可以出此灯具为旋转对称配光 2 灯具正下方0度方向光强最强 为600cd k lm 也可读取任意角度的光强值 例如 30度方向的光强为390cd klm 3 假定灯具光通亮为1000lm 则0度方向光强为600cd 如光通量为2000lm 0度方向光强为1200cd 4 灯具的半光强角为70度 发光角度为100度 5 配光曲线与光源功率无关 注 半光强角即为最大光强值一半处所对应的角度 五 灯具基础知识1 外壳防护等级 IP IP防护等级是衡量灯具防尘和防水性能的一个指标 IP防护等级是由两个数字所组成 第1个数字表示灯具防止尘埃和外物侵入的等级 第2个数字表示灯具防湿气和防水侵入的密闭程度 数字越大表示其防护等级越高 两个标示数字所表示的防护等级如下表所示 2 半光角半光角是指配光曲线上最大光强处 一般为0度角方向 与其一半光强处所夹的角度 一般来说 在最大光强相同的情况下 半光角越大 说明其照射的范围也越大 光线利用率一般会越高 照明效果也就越好 半光角越小 光斑面积也越小 灯具则越聚光 3 光斑光斑是指灯具垂直照射被照物表面时 最大照度一半处所围绕的面积 一般来说 在最大照度相同的情况下 光斑越大 说明其照射的范围也越大 光线利用率一般会越高 照明效果也就越好 4 最大照度最大照度是指灯具垂直照射被照物表面时的最大照度值 一般为0度方向即光斑的中心点处 一般来说 最大照度越大 说明灯具照射得越远 照明效果也就越好 说明 最大照度和光斑面积两者是相反关系的 最大照度越大且光斑面积也越大 则灯具的照明效果就越好 5 射程射程是衡量聚光灯具照射距离的一个指标 指在月光下或者黑暗的环境中 灯具照射到远处被照物体并能看到该被照物体时的距离 配光曲线中最大光强值 一般为0度方向 越大 则照度越大 射程越大 照射距离也越远 6 跌落高度跌落高度是反映灯具透明件强度 外壳强度及灯具结构设计好坏的性能指标 测量方法一般是将灯具的各个方向从一定高度垂直跌落到混凝土水泥地面上 并要求灯具跌落后能正常使用 跌落高度越高 说明灯具的性能越好 7 光源连续使用寿命LED光源连续使用寿命是指取一定数量的LED光源在规定的环境温度和电流 电压条件下连续点亮 当一半数量以上的LED光源的光通量衰减到初始光通量之70 时所经历的时间 目前世界上最好的大功率LED生产厂家