照明光源基础培训

光源简史光源简史 1970 LED 1973 小型硬玻 璃卤钨灯 1990 氢化物灯 1991 紧凑型荧 光灯 1992 小功率金 卤灯 1994 硫灯 2000 LEP 2002 陶瓷金卤 灯 2005 2010 2015 2020 1900 泛光灯 1901 高压汞灯 1905 60 W碳丝灯 1907 钨丝灯 1913 充气灯 1930 闪光灯 1932 钠灯 1937 荧光灯 1940 PAR灯 1950 激光 1960 金卤灯和 石英卤钨灯 1968 60 W双螺 旋钨丝灯 45亿年前 太阳 40万年前 火炬和篝火 2万年前 动植物油灯 7000年前 矿物油灯 5000年前 蜡烛 1650 第一盏街灯 1820 石灰光 1856 真空灯 赫尔曼 斯 普兰格 1874 白炽灯 伍德沃和埃 文斯 1879 爱迪生灯泡 和斯旺的真 空泡 1881 爱迪生照明 系统首次用 于轮船哥伦 比亚号 拉特默的碳 丝灯 1 1 光源发展简述光源发展简述 2 2 光源相关的专业术语光源相关的专业术语 衡量照明质量的术语 衡量照明质量的术语 照度 色温 显色指数 照度 色温 显色指数 衡量光源质量的术语 衡量光源质量的术语 1 光效 寿命 显色指数 光通维持率 光效 寿命 显色指数 光通维持率 2 光通量 色温 光强 亮度 光通量 色温 光强 亮度 光束角 光束角 光是电磁波光是电磁波 可见光是波长为 可见光是波长为380 780纳米纳米 的电磁波 的电磁波 波长大于波长大于780纳米的电磁波是红外线 微波和广播无线电波 波长小于纳米的电磁波是红外线 微波和广播无线电波 波长小于380纳米的电磁波纳米的电磁波 是紫外线 是紫外线 X 射线和宇宙射线 射线和宇宙射线 波长与颜色波长与颜色 光波的波长不同人眼感觉到的颜色不同 光波的波长不同人眼感觉到的颜色不同 780纳米的光是红光 纳米的光是红光 380纳米的光是紫光 纳米的光是紫光 780 380纳米的光依次是红 橙 黄 绿 青 蓝 紫七色光 纳米的光依次是红 橙 黄 绿 青 蓝 紫七色光 光光 的的 基基 本本 量量 光通量 流明光通量 流明lm 表示光源发出可见光的多少 流明是光通量的单位 发光愈多流明数愈大 光源效率光源效率 lm W 表示光源每消耗一瓦电能所能发出的流明数 既光效 光效是衡量光源发光效率高低的重要指标 光光 的的 基基 本本 量量 W lm 光效光效 lm W 白炽灯 10 15 卤素灯 15 25 节能灯 60 80 荧光灯 60 100 汞灯 55 金卤灯 60 100 钠灯 100 150 低压钠灯 150 200 W lm 光效 光通量 功率的输入 光通量 lm 功率 W 平均寿命平均寿命 50 的灯失效时的寿命 灯的光通维持率达到标准规定要求并能继 续点致50 的灯达到单只灯寿命时的累计时间 照度 勒克斯照度 勒克斯Lux 表示工作面上被照明的程度 勒克斯是照度的单位 1勒克斯等于1平方米得 到1流明光时的照度 单位面积内的光通量 单位 lux lx lm m2 日日 光光 月月 光光 道道 路路 办公室办公室 生生 活活 中中 的的 光光 晴天晴天 10 105 5lx lx 多云多云 10 104 4lx lx 0 10 1 lxlx 主要道路主要道路 超出超出 2020lxlx 300300 500lx500lx 色温色温 就是光的颜色 黑体辐射温度就是光的颜色 黑体辐射温度 以开尔文表示 以开尔文表示 K K 低色温的是暖色 高色温的是冷色低色温的是暖色 高色温的是冷色 不同色温的感觉给人的感觉不同色温的感觉给人的感觉 颜色颜色 暖白色暖白色 白色白色 日光色日光色 色温色温 K 5300K 色表色表 偏红偏红 中性中性 偏蓝偏蓝 感觉感觉 温暖温暖 中性中性 清冷清冷 照度照度 3000 lx 暖白色暖白色 夸张 刺眼夸张 刺眼 舒适舒适 惬意惬意 700 lx 光的色温光的色温 自然白自然白 清爽清爽 舒适舒适 朦胧朦胧 日光日光 舒适舒适 自然自然 暗淡 苍白暗淡 苍白 光的色温影响人类的情绪光的色温影响人类的情绪 显色指数显色指数CRICRI 一只灯泡的显色指数是彩色物体被该灯泡发出的光 照明时彩色被显现的真实程度 白炽灯泡和卤钨灯泡的显色指数被定义为100 而高压钠灯的显色指数为20 美标金卤灯的显色指数为65 下图显示用不同种类灯泡照明同样物体时的彩色效果 显色指数显色指数 光源表现颜色的能力光源表现颜色的能力 0 100 0 100 白炽灯白炽灯 100100 CRI 90CRI 90 s s 杰杰 出出 CRI 80CRI 80 s s 很很 好好 CRI 70CRI 70 s s 不不 错错 指数 指数 Ra 等级等级 显色性显色性 一般应用一般应用 90 100 1A 优良优良 需要色彩精确对比的场所需要色彩精确对比的场所 80 89 1B 需要色彩正确判断的场所需要色彩正确判断的场所 60 79 2 普通普通 需要中等显色性的场所需要中等显色性的场所 40 59 3 对显色性的要求较低 色差较小的对显色性的要求较低 色差较小的 场所场所 20 39 4 较差较差 对显色性无具体要求的场所对显色性无具体要求的场所 光束角光束角 光束角指的是灯具1 2最大光强之间的夹角 灯杯的角度一般常 见的有10 24 38 3种 左图是3 个功率完全相同只 是光束角不同的3 个灯杯照射在墙面 的效果 以及3种 光束角的配光曲线 示意图 相同功率的灯杯光束角越大其中心光强越小 出来的光斑越 宽越柔和 相反光束角越小其中心光强越大 出来的光斑越 越窄越生硬 平均寿命 平均寿命 是指灯的光通维持率达到国家标准规定的要求并能继续燃点至 50 的灯达到单只灯寿命时的累计时间 即50 的灯失效时的寿命 经济寿命 经济寿命 单位小时 说明在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况 下 其综合光束输出减至一特定的小时数 此比例用于室外的光源为百分之 七十 用于室内的光源如日光灯则为百分之八十 3 3 光源和电器的分类光源和电器的分类 常 用 光 源 的 分 类 说明说明 电子类整流器的可以做复合式电子类整流器的可以做复合式 电感的一般只能做一个带一个光源电感的一般只能做一个带一个光源 相相 对变压而言电感同样可以一拖多个对变压而言电感同样可以一拖多个 电子类电子类 传统电感类传统电感类 照明电器照明电器 整流器整流器 变压器变压器 整流器整流器 高压气体放电灯类高压气体放电灯类 荧光光源类荧光光源类 卤钨灯卤钨灯 充气灯泡充气灯泡 高压汞灯高压汞灯 高压钠灯高压钠灯 金卤灯金卤灯 高压氙灯高压氙灯 碳弧灯碳弧灯 其他其他 变压器变压器 配套照明电器分类配套照明电器分类 按光源分按光源分 卤钨灯卤钨灯 充气灯泡充气灯泡 直管荧光灯直管荧光灯 插管系列插管系列 环管系列环管系列 2D2D管系列管系列 一体化类一体化类 高压气体放电灯类高压气体放电灯类 荧光光源类荧光光源类 高压汞灯高压汞灯 高压钠灯高压钠灯 金卤灯金卤灯 高压氙灯高压氙灯 碳弧灯碳弧灯 其他其他 直管荧光灯直管荧光灯 插管系列插管系列 环管系列环管系列 2D2D管系列管系列 一体化类一体化类 常用光源的基础知识 常用光源的基础知识 卤钨灯 荧光灯 微波硫灯 无极荧光灯 白炽灯 金属卤化物灯 高压汞灯 低压钠灯 高压钠灯 发光二极管 光源的定义光源的定义 广义定义 能够自身发光的物体都可称之 为光源 狭义定义 一般地 日常所说的光源都指 的是电光源 electric light source 电光 源是指将电能转换成光学辐射能的器件 固体固体 热热 连续连续 辐射辐射 白炽灯白炽灯 气体气体 选择性辐射选择性辐射 气体放电灯气体放电灯 热辐射热辐射 连续光谱连续光谱 范例范例 白炽灯白炽灯 选择性辐射选择性辐射 线光谱线光谱 范例范例 气体放电灯气体放电灯 近现代光源的家族近现代光源的家族 作为固体发热材料作为固体发热材料 目前我们很难找到一种材料有钨丝那样的性价比目前我们很难找到一种材料有钨丝那样的性价比 因此采用固体因此采用固体 发热方式的光源发热方式的光源 光的色温一般不会超过光的色温一般不会超过3500K 要获得更高的光色温要获得更高的光色温 只有采用气体放电的方式只有采用气体放电的方式 利用选择性光谱的组合来达到目的利用选择性光谱的组合来达到目的 人工光源从大类上分为二类 人工光源从大类上分为二类 最新发展的最新发展的LED也是固体发光 但是不属于热辐射发光 其技术尚有待成熟才能大规模应用 也是固体发光 但是不属于热辐射发光 其技术尚有待成熟才能大规模应用 类别类别 效率 效率 LM 经济寿命经济寿命 特征特征 适用范围适用范围 白炽灯白炽灯 普通灯泡普通灯泡 8 18 1000 安装及使用容易 立即启动成本安装及使用容易 立即启动成本 低 反射泡可做聚光投射 低 反射泡可做聚光投射 住宅基本及装饰性照明 住宅基本及装饰性照明 反射灯泡可用于重点照明反射灯泡可用于重点照明 反射灯泡反射灯泡 8 18 1000 卤素灯卤素灯 12 14 2000 3000 体积小 高亮度 光色较白 易体积小 高亮度 光色较白 易 安装 寿命较普通灯泡长 安装 寿命较普通灯泡长 商业空间的重点照明 商业空间的重点照明 日光灯日光灯 普通型日光灯普通型日光灯 60 104 5000 12000 有各种不同光色可供选择 可达有各种不同光色可供选择 可达 到高照度并兼顾经济性 到高照度并兼顾经济性 办公室 商场 住宅及一办公室 商场 住宅及一 般公共建筑 般公共建筑 PL灯管灯管 46 87 8000 10000 体积小 寿命长 效率高 省电体积小 寿命长 效率高 省电 局部照明 安全照明 方局部照明 安全照明 方 向指标照明 向指标照明 SL省电灯管省电灯管 39 50 6000 高效 省电 能直接取代普通白高效 省电 能直接取代普通白 炽灯泡 炽灯泡 大部分使用白炽灯泡的场大部分使用白炽灯泡的场 所均可使用 所均可使用 气体放电灯气体放电灯 高压水银灯泡高压水银灯泡 40 61 1000 12000 高效率 寿命长 适当显色性 高效率 寿命长 适当显色性 住宅区公用区 运动场 住宅区公用区 运动场 工厂 工厂 免用整流器水银灯免用整流器水银灯 泡泡 10 26 6000 寿命长 演色性佳 安装容易 寿命长 演色性佳 安装容易 效率较白炽灯泡高 效率较白炽灯泡高 可直接取代白炽灯泡用于可直接取代白炽灯泡用于 小型工业场所 公共区域小型工业场所 公共区域 用植栽照射 用植栽照射 金属卤化物灯泡金属卤化物灯泡 66 108 4000 10000 效率高 寿命长 演色性佳 效率高 寿命长 演色性佳 适合彩色电视转播运动场适合彩色电视转播运动场 投光照明 工业照明 道投光照明 工业照明 道 路照明 植栽照射 路照明 植栽照射 高压钠气灯泡高压钠气灯泡 68 150 8000 16000 效率极高 寿命较长 光输出稳效率极高 寿命较长 光输出稳 定 定 道路 隧道等公共场所照道路 隧道等公共场所照 明 投光照明 工业照明明 投光照明 工业照明 植栽照射 植栽照射 低压钠气灯泡低压钠气灯泡 99 203 12000 效率极高 寿命特长 明视度高效率极高 寿命特长 明视度高节约能源 高效而颜色不节约能源 高效而颜色不 常见光源特性一览表常见光源特性一览表 白炽灯是根据热辐射原理制成 通常它 是靠电能将灯丝加热至白炽而发光 灯 丝在将电能变成可见光的同时 还要产 生大量的红外辐射的少量的紫外辐射 白炽灯的主要部件为灯丝 支架 泡壳 填充气体和灯头 普通白炽灯普通白炽灯 白炽灯实质上就是一个电阻 完全遵 循纯电阻电流公式 I U R P I U 普通白炽灯 白炽灯所耗的电能大部分不是用于发光的 光效低 而 且灯在燃点的过程中 灯丝会慢慢变细 其寿命一般也只 有1000小时 寿命短 但其使用方便 一点就亮 易于 进行光学控制 调光方便 价廉 显色性好 可作为基准 光源 高色温的灯色温约为3200K 主要用于摄影和舞台照 明 2700K 2900K的用于一般照明 色温在2500K以下的是 红外灯 用于红外加热干燥 室温保温 医疗保健等 灯丝灯丝 灯丝是白炽灯的发光部件 由钨丝制成 采用双重螺旋灯丝的白炽灯 光效更高 芯柱和支架芯柱和支架 芯柱是由铅玻璃制成 电导丝由三部分组成 里面的部分即内导丝 用来与灯丝焊接 或夹接 玻璃中间的 部分是杜美丝 与铅玻璃进行气密封接 电导丝的下部即外导丝 熔点较低 可起保 险丝的作用 泡壳泡壳 泡壳通常采用钠钙玻璃 大功率灯用耐热性能好的硼硅酸盐玻璃 填充气体填充气体 为了减少灯丝的蒸发 从而提高灯丝的工作温度和光效 必须在灯泡中充入合适的 惰性气体 灯头灯头 灯头是白炽灯电连接和机械连接部分 按形式和用途主要可分为螺口式灯头 插 口式灯头 聚焦灯头和各种特种灯头 普通白炽灯普通白炽灯 发光效率 普通照明白炽灯 其光效为8 21 5lm W 它的大部分能量都变成红外辐射 色表和显色性 色温较低约2800K 一般显色指数Ra 100 灯的开关 钨有正的电阻特性 一般白炽灯灯丝的热电阻是冷电阻的12 16倍 当使用 大批量白炽灯时 灯要分批启动 调光 普通白炽灯可以进行调光 调光灯的灯丝工作温度降低 从而使灯的色温降低 灯的光效降低 但寿命延长 电源电压变化的影响 当电源电压变化时 白炽灯的工作电压要发生变化 电源电压升 高时 灯的工作电流和功率增大 灯丝工作温度升高 发光效率和光通量增加 寿命缩短 白炽灯的工作特性白炽灯的工作特性 卤钨循环 从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与卤素反应 形成挥发 性的卤钨化合物 由于泡壁温度足够高 2500C 卤钨化合物呈气态 当 卤钨化合物扩散到较热的灯丝周围区域时又分解成卤素和钨 释放出 来的钨部分回到灯丝上 而卤素则继续参与循环过程 卤钨循环的作用 利用卤钨循环的原理消除灯泡发黑的现象 卤钨灯的泡壳要求 必须使用耐高温的石英玻璃或硬玻璃 卤钨灯卤钨灯 卤钨循环原理 卤素 氟 氯 溴 碘 砹 的化学性质活泼 能与钨化合产生卤化钨 而 在高温条件下又会分解 当灯泡工作时 灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与 卤素化合 形成一种挥发性的卤钨化合物 化合物在灯中运行 当扩散到较 热的灯丝周围区域时 化合物分解成卤素和钨 释放出来的钨又沉积在灯丝 上 而卤素再继续扩散到温度较低的泡壁区域与钨化合 这就是卤钨循环 卤钨灯 卤钨循环 减少钨原子损失 市电压型 市电型的卤钨灯直接接在市电电压下工作 这类卤钨灯有双端 单端和双泡 壳之分 还可将卤钨灯封入抛物反射面泡壳内做成卤钨PAR灯 效率比普通PAR灯更高 管状卤钨灯管状卤钨灯 有红外膜的单端卤钨灯有红外膜的单端卤钨灯 双泡壳单端卤钨灯双泡壳单端卤钨灯 卤钨灯的类型卤钨灯的类型 低电压型 MR型卤钨灯是低电压型卤钨灯的代表 它由灯泡和反射镜封在一起 抛物面是 由玻璃压制而成 内表面涂多层介质膜 卤钨灯的可见光被反射到需要照明的物体上 而所发 射的红外线绝大部分透过反射镜被滤掉了 MR型卤钨灯型卤钨灯 卤钨灯的类型卤钨灯的类型 反射镀膜 发光效率 卤钨灯的特点之一是光效较高 在寿命期内的光维持率几 乎达到100 色表和显色性 色温约为2800K 3200K 一般显色指数Ra 99 100 调光性能 可以进行调光 但不主张进行过分调光 卤钨灯的工作特性卤钨灯的工作特性 卤 钨 灯 石英灯珠 G4 G5 3 G6 35 10W 20W 35W 50W 铝杯 豆胆杯 QR80 QR111 35W 50W 75W 石英灯杯 MR11 MR16 10W 20W 35W 50W 卤素PAR灯 PAR20 PAR30 PAR38 35W 75W 120W 常见常见卤钨灯卤钨灯 卤钨灯的应用卤钨灯的应用 博物馆 艺术画廊 接待处博物馆 艺术画廊 接待处 室外泛光照明室外泛光照明 高档零售店高档零售店 珠宝店 古董店珠宝店 古董店 天花板 向上照明 工作台照天花板 向上照明 工作台照 明明 展示照明展示照明 零售商店零售商店 酒店 餐厅 居室 酒店 餐厅 居室 客厅客厅 1 1 整个寿命期光通输出稳定 寿终时光通量仍可达到初始值整个寿命期光通输出稳定 寿终时光通量仍可达到初始值 的的95 95 普通白炽灯寿终时光通量衰退很大 有的仅为初始值的 普通白炽灯寿终时光通量衰退很大 有的仅为初始值的 50 50 2 2 光效与寿命均有增长 光效达到光效与寿命均有增长 光效达到2020 30lm w30lm w 寿命 寿命30003000小时 小时 3 3 灯丝亮度较高灯丝亮度较高 4 4 玻壳小而坚固 从而能使灯具小型化 所以卤钨灯广泛运玻壳小而坚固 从而能使灯具小型化 所以卤钨灯广泛运 用于大面积照明及定向照明上用于大面积照明及定向照明上 卤钨白炽灯较之普通白炽灯 除具有普通白炽灯的高显色性以外 卤钨白炽灯较之普通白炽灯 除具有普通白炽灯的高显色性以外 在其他方面有着有明显的优点 在其他方面有着有明显的优点 荧光产品常见种类荧光产品常见种类 节能灯 直管 2D管 环型管 其他 冷阴极 无极灯 重要名词解释重要名词解释 荧光灯 f1uorescent lamp 主要是由放电产生的紫外辐射激发荧光粉层而发光的放电灯 阴极cathode 发射电子的电极 冷阴极cold cathode 在辉光放电条件下工作的放电灯阴极 热阴极hot cathode 在弧光放电条件下工作的放电灯阴极 阳极anode 接受电子的电极 稀土三基色荧光粉是由分别发红色 绿色 蓝色光的三种单色粉根据制灯要求按不同比例混合 而成的 显色性colour rendering properties of a lamp 在特定条件下 物体用光源照明时和用标准光源照明时 其颜色符合程度的量度 显色指数couour rendeing properties of a lamp 在特定条件下 物体用光源照明和用标准光源照明时 其颜色符合程度的量度 用数字表示其量值 最常用的直管荧光灯最常用的直管荧光灯 荧光灯电感镇流器荧光灯电感镇流器 高性能电子镇流器高性能电子镇流器 较之较之T10更节能更节能 迅速成为办公室照明的首选迅速成为办公室照明的首选 T 8 镇流器和启辉器镇流器和启辉器 T 5 三三 基基 色色 高显色指数高显色指数 超长寿命超长寿命 极佳的流明维持率极佳的流明维持率 最前沿的荧光灯技术最前沿的荧光灯技术 高效且超细高效且超细 受欢迎的家庭光源受欢迎的家庭光源 应用于吸顶灯具应用于吸顶灯具 直管荧光灯是工商业照明中使用最为广泛的光源产品直管荧光灯是工商业照明中使用最为广泛的光源产品 直管荧光灯的长寿 节能及光线柔和特性使其成为室内光源首选 直管荧光灯的长寿 节能及光线柔和特性使其成为室内光源首选 环环 管管 T 4 直管直管荧光灯荧光灯 荧光灯的工作原理 灯内包含有低气压的汞蒸气和少量的惰性气体 灯管的内表面涂 有荧光粉层 灯内的低气压汞蒸气放电将60 左右的输入电能转变成波长为253 7nm 的紫外辐射 荧光粉能有效地将这一紫外辐射转变成可见光 紫外辐射 可见光 荧光粉 汞原子 电子 电极 荧光灯的工作原理荧光灯的工作原理 荧光粉的种类 三三 基基 色色 荧荧 光光 粉粉 将将 成成 为为 市市 场场 上上 的的 首首 选选 荧光灯的色温荧光灯的色温 电极电极 是决定灯寿命的主要因素 电极通常由钨丝绕成双螺旋或三螺旋制成 在螺旋上涂以电子发射材料 一般为三元氧化物 电极产生热电子发射 填充气体填充气体 荧光灯充入汞还必须充入适量的惰性气体 最常用的惰性气体为氪 和氩 气压约为2500Pa 汞蒸气的压强约为0 8Pa 灯头灯头 管状荧光灯两端各有一个灯头 环形荧光灯只有一个灯头 荧光灯的主要部件荧光灯的主要部件 荧光灯荧光灯灯头灯头 直管型荧光灯直管型荧光灯 直管型荧光灯按其启动方式有预热启动式 快速启动式 瞬 时启动式 预热启动式荧光灯预热启动式荧光灯 电路中有一个辉光放电启动器或电子启动器 快速启动荧光灯快速启动荧光灯 没有单独启动器 采用硅外涂层或外部导电带 瞬时启动荧光灯瞬时启动荧光灯 电极设计得特别结实 这种灯常采用辅助电极 荧光灯的主要类型荧光灯的主要类型 玻壳玻壳 普通荧光灯的玻壳由钠钙玻璃制成 玻璃中含氧化铁 荧光粉涂层荧光粉涂层 决定荧光灯特性的最重要的因素是荧光粉的种类及其组分 荧光粉不仅决 定了灯的色温和显色性 而且在很大程度上决定了灯的发光效率 常见三类荧光粉常见三类荧光粉 1 卤磷酸盐荧光粉卤磷酸盐荧光粉 在红色区域的辐射少 使得灯的显色性差 红波含量红波含量 少少 荧光灯的主要部件荧光灯的主要部件 2 三窄带荧光粉 又名三基色荧光粉 三窄带荧光粉 又名三基色荧光粉 稀土荧光粉稀土荧光粉 这些灯不仅光效高这些灯不仅光效高 而而 且显色性好且显色性好 Ra可以达到可以达到80以上 以上 三种窄带荧光粉的发射光谱三种窄带荧光粉的发射光谱 jY2O3 Eu3 kCeMgAl11O19 Tb3 lBaMg2Al16O27 Eu3 荧光灯的主要部件荧光灯的主要部件 3 多带荧光粉多带荧光粉 显色性最好 Ra高达95 98 俗称五基色 六基色荧光粉 但俗称五基色 六基色荧光粉 但 这种叫法是不科学的 这种叫法是不科学的 荧光灯的主要部件荧光灯的主要部件 荧光灯的特点 荧光粉 卤粉 三基色荧光粉 卤粉 三基色 多种色温 显色性可供选择多种色温 显色性可供选择 优异的流明维持率优异的流明维持率 光效高 可光效高 可高高达达100100流明流明 瓦瓦 长寿命 可达长寿命 可达1200012000小时小时 适用于大面积照明适用于大面积照明 紧凑型荧光灯 与白炽灯相比 省电与白炽灯相比 省电80 80 是绿色照明的重点推广产品之一 是绿色照明的重点推广产品之一 寿命是白炽灯的寿命是白炽灯的3 3 1212倍 大大降低了维护费用倍 大大降低了维护费用 高显色性 被照物体呈现亮丽色彩高显色性 被照物体呈现亮丽色彩 一体化紧凑型荧光灯 节能灯 紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯 分为一体化 I 和非一体化 NI 两种类型 各种紧凑型荧光灯形状不尽相同 有U形 H形 P形 螺旋型等等 但其结构原理和性 能是大同小异的 紧凑型紧凑型荧光灯的主要类型荧光灯的主要类型 一体化节能灯 一体化节能灯 CFL 可直接替代白炽灯可直接替代白炽灯 外形 双U 三U 球泡 尖泡 螺旋 灯头 E27 E14 功率 5W 7W 9W 11W 13W 20W 23W 26W 插管节能灯 插管节能灯 PLC 需配合镇流器使用需配合镇流器使用 外形 双U 三U 灯头 二针 四针 功率 7W 9W 11W 13W 23W 26W 32W 一 一 节能灯产品基本概念基本概念 节能灯是一种低压气体放电灯 工作发光原理是 工作发光原理是 电源开关刚闭合时 荧光灯管内的水银经灯管两端灯丝加热蒸发 形成稀 薄的水银蒸汽 镇流器产生的高压加在灯管两端 使汞原子电离出电子 电子加速后与汞原 子碰撞 使气体迅速击穿 产生弧光放电 激发紫外线 紫外线再激发涂在管壁上的荧光粉 发出可见光 能量平衡能量平衡 电能以不同的形式被消耗掉 发光效率发光效率 荧光灯自身的光效除由采用的荧光粉所决定外 还与环境温度和电源频率 有密切关系 当环境温度低于150C时 灯的光输出随温度的降低很快减少 温度高于最 佳温度时 光输出也要减少 但速度较低 荧光灯在高频工作时光效能增加10 左右 荧光灯光输出随环境荧光灯光输出随环境 温度的变化温度的变化 荧光灯的工作特性荧光灯的工作特性 在约25 时 荧光 灯的光输出最高 荧光灯的光效随电源频率的变化 荧光灯的工作特性荧光灯的工作特性 环境温度对荧光灯的影响 环境温度对荧光灯的影响 灯的工 作特性 还取决于管内汞的蒸汽压 因此也受环境温度影响 当温度过 低时 汞蒸汽压力下降 汞原子电 离率下降 启动困难 同时紫外线 的辐射减少 当环境温度过高 管 内汞蒸气压力增高 紫外线反而减 少 其他谱线增加 因此 环境温 度过低和过高都会影响荧光灯的发 光效率 荧光灯不宜用在户外 荧光灯的颜色特性荧光灯的颜色特性 一般照明用的荧光灯根据颜色主要分为四种 暖白色 白 色 冷白色和日光色 各种管状荧光灯 具有不同的色表 显色性和光效 以满 足各种不同的照明要求 光输出维持特性光输出维持特性 在荧光灯的寿命期内 光通量逐渐下降 光通量下降的主要原 因是荧光粉的效率逐渐降低 另一个原因是由于电子发射材料的沉积 使灯管 管壁 尤其是灯管端 发黑 影响了光输出 开关次数对寿命的影响开关次数对寿命的影响 荧光灯频繁启动会大大消耗阴极物质 从而使寿命 降低 通常 荧光灯寿命是指每开一次点燃3h的总使用时间 连续工作时 间越长 寿命越长 因此 在频繁开关灯具的场所不宜使用荧光灯 荧光灯的工作特性荧光灯的工作特性 二 节能灯的优点与主要运用场合二 节能灯的优点与主要运用场合 光效高 一般荧光灯的光效大约是相同功率白炽灯的5倍左右 寿命长 一般荧光灯的寿命是普通白炽灯的6倍左右 长的可以达到12倍左右 显色性较好 优质的荧光灯显色指数可以达到80 90 足够用于基础性质照明 绿色环保 高光效和长寿命是节能环保的最重要方面 造型多样 各种不同的外型可以运用在各种需要人造光源的场合 主要运用 荧光灯因其固有的性能 已经被越来越广泛地用在各种场合的基础照明中 如商 业照明 办公照明 会展照明 工厂照明 医院照明 道路照明 市政照明等室内外照明 节能灯的应用节能灯的应用 饭店 饭店 百货商店 百货商店 超市超市 道路 道路 宾馆 宾馆 办公室 接待处 办公室 接待处 行政中心 行政中心 商场 商场 商业中心 商业中心 医院 医院 家庭 家庭 机场 机场 地铁 车站等等 地铁 车站等等 高压汞灯的典型结构高压汞灯的典型结构 电弧管由石英玻璃 制成 内充一定量汞和少量的惰性气体 通常为氩气 以帮助启动 外泡壳除保温 之外还可防止环境对灯的影响 外泡壳内 表面还可涂荧光粉 高压汞灯高压汞灯 荧光灯以外的气体放电灯都属于第三代光源 荧光灯中汞蒸气压力极小 不 足1托 因此是一种低压汞灯 目前讨论的光源其汞蒸气的压力将是荧光灯汞蒸 气压力的数千倍 甚至更高 因此称为高压汞灯 光效可达32 53Lm w 寿命也较长 一般5000h以上 飞利浦生产的投影机飞利浦生产的投影机 专用的高压汞灯宣称寿命可达专用的高压汞灯宣称寿命可达1万小时以上 万小时以上 高压汞灯的启动借助于辅助电极 电压加在辅助电极和相邻的主电极之间 由于产生辉 光放电 这一辉光放电很快过渡到两个主电极之间的弧光放电 放电时产生的热量使管 壁温度逐渐升高 汞蒸气压和灯管电压逐渐升高 放电向高气压放电过渡 高压汞灯从 启动到正常工作需要4 10min左右 高压汞灯的汞蒸气压在2 105 15 105Pa的范围内 高压汞灯的启动 高压汞灯的启动特性 高压汞灯的工作原理高压汞灯的工作原理 将灯电压后 立即在主电极和辅助电极间产生辉光放电 瞬时 即 时 即转移到主电极间 形成弧光放电 由于放电热量 汞徐徐放 电 几分钟后 全部蒸发并达到稳定状态 将达稳定状态的时间叫 启动时间 当荧光高压汞灯熄灭后 必须等到管冷却 汞蒸气压降下来 才能 再点燃 将再点燃时间称再启动时间 一般10min以下 如果施加高 压脉冲 即使在高温下 汞蒸气压高的情况下 也能再启动 此时 称为热启动 高压汞灯的启动与再启动高压汞灯的启动与再启动 明泡高压汞灯 带荧光粉涂层的高压汞灯 反射型高压汞灯 自镇流高压汞灯 高压汞灯的主要类型高压汞灯的主要类型 陶瓷金属卤化物灯给消费者带来的好陶瓷金属卤化物灯给消费者带来的好 处是 光色的稳定性大大提高 初始光色处是 光色的稳定性大大提高 初始光色 发散 发散 100100小时仅为小时仅为150K150K之内 之内 50005000小时小时 小于小于200K200K 显色指数可以达到 显色指数可以达到9090 光输 光输 出高 比一般金属卤化物灯增加出高 比一般金属卤化物灯增加10 10 50 50 使用寿命长 可以达到使用寿命长 可以达到1000010000小时 小型小时 小型 化 低功率 使用在光导纤维系统 汽车化 低功率 使用在光导纤维系统 汽车 灯和家庭 瞬时启动和瞬时热再启动 可灯和家庭 瞬时启动和瞬时热再启动 可 以通过充入高压氙气作为启动气体来实现 以通过充入高压氙气作为启动气体来实现 陶瓷金属卤化物灯陶瓷金属卤化物灯 高压钠灯高压钠灯 高压钠灯是20世纪60年代初研制成功的一种高强气体放电光源 它在高强气体放 电光源中的光效最高 因为589 0nm和589 6nm的钠为光谱位于人眼灵敏度最高的区 域 所以光效可达100 120Lm W 而寿命最长可达18000 24000h 但它的色温偏 低 一般为1600 2100K 显色指数也低 一般显色指数Ra为16 29 因此 限制了 它的使用 高压钠灯的基本功能 高压钠灯工作蒸气压为26 67kPa 光色为金黄色 色温 为2100K 显色指数为Ra 30 故显色性较差 但发光效率比较高 国产高压钠灯 的光效可达70 130lm W 高压钠灯的特点是光效接近低压钠灯 光色优于低压钠灯 体积小 功率高 紫外线辐射少 寿命长 属于节能型电光源 但光色偏黄 透 雾性能好 高压钠灯采用半透明的多晶体氧 化铝 PCA 陶瓷管 在高压钠灯电 弧管中 充入氩气或氙气作为启动 气体 还要充入汞 钠和汞常以钠汞 齐的形式充入灯内 高压钠灯高压钠灯 高压钠灯的基本结构 主要由灯丝 双金属片热继电器 放电管 玻璃 外壳 等组成 放电器由半透明的多晶氧化铝陶瓷制成 充有汞和汞钠剂 能产生很高压力的汞蒸气 灯丝由钨丝制成螺旋形或编织成能储存一定数量 的碱土金属氧化物的形状 当灯丝发热时 碱土金属氧化物发射电子 双金 属的作用是 当灯接入电源后 电流经过镇流器 热电阻 双金属片而形成 通路 热电阻发热后 双金属片断开 由镇流器产生的瞬间自感电动势使管 内的惰性气体电离击穿放电 温度升高后 汞也随着气化放电 使钠成为气 态放电而产生强光 高压钠灯的工作特性高压钠灯的工作特性 由于高压钠灯的发光效率高 寿命长 透雾性好 所以被广泛用由于高压钠灯的发光效率高 寿命长 透雾性好 所以被广泛用 于高大厂房 车站 广场 体育馆 特别是城市道路等处照明 于高大厂房 车站 广场 体育馆 特别是城市道路等处照明 高压钠灯在使用时应注意的问题 电源电压波动对对的正常工作高压钠灯在使用时应注意的问题 电源电压波动对对的正常工作 影响较大 电压升高易引起灯的自行熄灭 电压降低则光通量减影响较大 电压升高易引起灯的自行熄灭 电压降低则光通量减 少 光色变坏 灯的再启动时间较长 一般在少 光色变坏 灯的再启动时间较长 一般在10 20min以内 以内 故不能作应急照明或其它需要迅速点亮的场所 高压钠灯不宜用故不能作应急照明或其它需要迅速点亮的场所 高压钠灯不宜用 于频繁开启和关闭的地方 否则会影响使用寿命 于频繁开启和关闭的地方 否则会影响使用寿命 高压钠灯的应用高压钠灯的应用 低压钠灯是现今光效最高的人造光源 其光效高达200lm W 低压钠灯的放电 管由套料抗钠玻璃制成 弯成U型 外壳内抽成真空 内壁涂以氧化铟红外反射 层 U形放电管上每隔一定的距离有一个隆起的小窝 其作用是储藏钠 放电管 中除充入高纯钠外 还充入氩 氖混合气体作为启动气体 灯的显色性极差 低压钠灯低压钠灯 低压钠灯的工作特性低压钠灯的工作特性 光效最高 但仅辐射单色黄光 这种灯照明情况下不可能分光效最高 但仅辐射单色黄光 这种灯照明情况下不可能分 辨各种颜色的 主要应用是 道路照明 安全照明及类似场合下辨各种颜色的 主要应用是 道路照明 安全照明及类似场合下 的室外应用 其光效是荧光灯的的室外应用 其光效是荧光灯的2倍 卤钨灯的倍 卤钨灯的10倍 与荧光灯倍 与荧光灯 相比 低压钠灯放电管是长管形的 通常弯成 相比 低压钠灯放电管是长管形的 通常弯成 U 型 把放电管型 把放电管 放在抽成真空的夹层外玻壳内 其夹层外玻壳上涂有红外反射层放在抽成真空的夹层外玻壳内 其夹层外玻壳上涂有红外反射层 以达到节能和提高最大光效的目的 以达到节能和提高最大光效的目的 金属卤化物灯发光原理 金属卤化物灯发光原理 金属卤化物灯内 由于管壁和 电弧中心温度相差很大 金属卤化物会产生分解和再复 合的循环过程 在管壁温度下 金属卤化物大量蒸发 向电弧中心扩散 在电弧中心的高温区 金属卤化物分 解成金属原子和卤素原子 金属原子参与放电 并产生 辐射 在电弧中心区的金属原子和卤素原子向管壁扩散 到低温区时 又重新复合成金属卤化物分子 金属卤化物灯金属卤化物灯 金属卤化物灯在结构上与高压汞灯十分相似 两种灯最主要的区别在于前者 的电弧管中除充入定量的汞外 还充入一些金属卤化物 这些金属卤化物在灯 达到正常工作温度时部分气化 参与放电 辐射 金属卤化物灯的光谱主要是由所添加的金属的辐射光谱所决定 汞的辐射光 谱的贡献很小 根据辐射光谱的特性 金属卤化物灯可以分成四大类 1 选择几种发出强线光谱的金属的卤化物 将它们加在一起 得到白色的光源 如钠 鉈 铟灯 HPI 2 利用在可见光区能发射大量密集线光谱的稀土金属 得到类似日光的白光 镝灯就是典型的例子 MHN MHD 3 利用超高气压的金属蒸气放电或分子发光产生连续辐射 获得白光 如超高 压铟灯和锡灯 SN 4 利用具有很强的近乎单色辐射的金属产生色纯度很高的光 如鉈灯产生绿 光 铟灯产生蓝光 彩色灯 金属卤化物灯金属卤化物灯 单泡壳双端型 双泡壳双端型 双泡壳单端型 陶瓷电弧管金属卤化物灯 陶瓷管能耐更高温度 化学性质极其稳定 因而做成的金属卤化 物灯不仅光效更高 光色更好 而且颜色稳定 灯的寿命更长 金属卤化物灯的主要类型金属卤化物灯的主要类型 400500600700 nm 玻璃外壳 电极 Me1Me2Hal MeHal Me Me Me Hal Hal Hg 石英内胆 触发器 整流器 Hg 汞 Me 金属 Hal 卤素 市 电 金属卤化物灯工作原理金属卤化物灯工作原理 1 金卤灯构成主要的部件有 内胆 玻壳 灯头 电极 吸气剂 金卤 丸 钼组件 2 常见金卤灯有石英金卤灯 陶瓷金卤灯按其结构又可细分为单端和 双端系列 3 金卤灯因其特性对制造工艺要求相当高 为了控制批量生产产品质 量的一致性需保持清洁的生产环境 原材料高纯度的要求 严格控制电 弧管的几何尺寸 电极的位置 石英金卤灯石英金卤灯 MH 放电管为透明石英材质 一般为球形或椭球形 显色性70 容易产生色偏 陶瓷金卤灯陶瓷金卤灯 CDM 放电管为半透明陶瓷材质 一般为柱形 显色性90 色偏稳定 灯头灯头 G12 R7s E27 E40 功率功率 35W 70W 150W 250W 400W 1000W 2000W 外形外形 单端插脚 双端单端插脚 双端 单端螺口 PAR30 PAR20 MR16等 金属卤化物灯金属卤化物灯 金卤金卤灯的特点灯的特点 点状光源 点状光源 方便灯具设计 控光容易 灯具更紧凑方便灯具设计 控光容易 灯具更紧凑 高显色指数 高显色指数 能够还原物体的本来色彩能够还原物体的本来色彩 特别是用于室特别是用于室 内照明和电视转播内照明和电视转播 高光效 高光效 节省用电费用 低发热量节省用电费用 低发热量 长寿命 长寿命 替换时间长 运营成本低替换时间长 运营成本低 高光通 高光通 高光强 减少灯具数量高光强 减少灯具数量 多色温 多色温 能根据具体应用和要营造的气氛选择合适的色温能根据具体应用和要营造的气氛选择合适的色温 陶瓷金卤陶瓷金卤灯的特点灯的特点 光效提高光效提高 15 15 20 20 具有明显的节能 具有明显的节能 效果效果 寿命得到延长寿命得到延长 灯的显色指数也可提高到灯的显色指数也可提高到8080 95 95 光色的漂移相比较很小光色的漂移相比较很小 陶瓷金卤灯的灯与灯之间的光色一致性陶瓷金卤灯的灯与灯之间的光色一致性 更可保证更可保证 应用应用 展示照明展示照明 商场室内照明商场室内照明 酒店酒店 体育场馆照明体育场馆照明 机场候机楼照明机场候机楼照明 应用应用 零售店展示照明零售店展示照明 泛光照明泛光照明 机场候机楼照明机场候机楼照明 特点特点 对比高压钠灯 显色性好 对比高压钠灯 显色性好 Ra50 80 光效高 达光效高 达90流明流明 瓦瓦 结构紧凑 体积小结构紧凑 体积小 寿命长 寿命长 5000小时小时 不同的色温不同的色温3500K 5200K 特点特点 色温漂移小 色温漂移小 75K 光效比石英金卤灯高光效比石英金卤灯高20 寿命长 达寿命长 达15 000小时小时 完全杜绝红紫外完全杜绝红紫外 显色性好 显色性好 Ra80 90 石英金卤灯石英金卤灯 陶瓷金卤灯陶瓷金卤灯 常见金卤灯可分为 常见金卤灯可分为 工作原理 工作必备三件套 Ballast 触发器 电容器 欧标 HID发光原理 接通电源后电流通过镇流器和脉冲触发器 脉冲 触发器产生2 5KV 5KV的高压启动金卤光源内的 惰性气体 氩 汞 从不导电的状态转变到导 电状态 紧接着冷阴极辉光放电并加热电极 金属卤化物 固体 在管壁工作温度 1000K 左右 下大量蒸发 因浓度梯度而向电弧中心 扩散 在电弧中心高温区 约4000 6000K 金 属卤化物分子分解为金属原子和卤素原子 金 属原子参与放电 产生热激发 热电离 进入 热电子电弧放电阶段向外辐射不同能量分布的 光谱 金卤灯启动的三个阶段 一 启动气体 惰性气体 从不导电状 态转变 到导电状态 二 冷阴极辉光放电并加 热电极阶段 三 热电子电弧放电阶段 HID专业术语解释 1 什么是ACVF 答 交流电电压的品质因素 2 什么是ACCF 答 交流电电流的品质因素 3 什么是VPP 答 触发器的峰 峰值 峰 峰值指触发器工作时所产生脉 冲电压正半波与负半波的相加电压 PKPK min max 4 什么是VP 答 触发器的峰值电压也是正半波max的电压 触发 器网板上所标识的电压其标准为400W以下2 5KV 5KV 5 什么是金卤灯管的热态启动 答 灯管被点亮后稳态 然后熄灭 再次启动到点亮灯管 的这一过程 一般需要3 15分钟才点亮 HID专业术语解释 6 什么叫谐振 电压和电流谐振是怎么产生的 1 两种有规律的震荡频率特性 称为谐振 列 荡秋千 2 L 电感 特性 当通电时 V超前I滞后 C 电容 通电时 V滞后I 超前 当L C串联时就产生电压谐振 当LC并联时就产生电流谐 振 3 当电器谐振频率与光源固有物理特性频率相同时 就产生共 振 能量极大 类似短路电流 光源立即烧毁 电器烧坏 HID专业术语解释 消气剂消气剂 答 1用于除去灯泡封口后残留在泡 壳或灯管内杂质气体的材料称为 消气剂 2 金卤灯在工作时 电极等组件会达 到很高的温度 他们的性能对周 围的气体非常敏感 很容易和灯 管内残留的氧 水蒸汽 氢起反 应 从而影响灯的性能 消气剂 7 什么是消气剂 金卤灯为何要用到消气剂 A A 电器故障原因 镇流器 电容 触发器等镇流器有个 电器故障原因 镇流器 电容 触发器等镇流器有个VSSVSS 维持电压 维持电压 的参数 对金卤灯能否连续工作尤其重要 如果维持电压不足 低于 的参数 对金卤灯能否连续工作尤其重要 如果维持电压不足 低于 灯管电压灯管电压 那么容易导致灯熄灭 如果电流不足那么容易导致灯熄灭 如果电流不足 当金卤灯过零点重新着当金卤灯过零点重新着 火时 无法满足弧光维持电流 火时 无法满足弧光维持电流 B B 灯泡寿命终了 金卤灯管压随 灯泡寿命终了 金卤灯管压随OHOH含量升高成正比 与含量升高成正比 与NaiNai含量成反比含量成反比 当管压大于压降电压时灯管就自动熄灭 当管压大于压降电压时灯管就自动熄灭 D D 触发器开门电压过低 当灯管管压升到大于触发器的开门电压时 触 触发器开门电压过低 当灯管管压升到大于触发器的开门电压时 触 发器就开始工作 触发器的脉冲电压叠加在工频 市电 电压上升使灯发器就开始工作 触发器的脉冲电压叠加在工频 市电 电压上升使灯 管熄灭 管熄灭 E E 触发器的每个周波脉冲个数不够 触发器的每个周波脉冲个数不够 F F 整套电器是否一个厂家匹配过的产品 整套电器是否一个厂家匹配过的产品 1 金卤灯为什么启动一段时间后会自动熄灭 答 高压钠灯的工作物质是钠汞齐 钠 在被激发放电时其辐射的谱线主 要集中在钠原子的特征谱线589nm 和589 6nm附近 这一波长的谱线 正是可见光的橙光波段 所以呈 橙色 2 2 高压钠灯发出的光为什么呈橙色 高压钠灯发出的光为什么呈橙色 HID应用分析 答 答 1 钠灯和金卤灯虽然都是气体放电灯 但因其工作的物