闪光灯基础知识

闪光灯基础知识 卓科特实业 深圳 有限公司 1 光源常用术语2 闪光灯管概述3 闪光灯管的构成4 闪光灯管的分类5 闪光灯管的电特性6 闪光灯管的基本参数7 闪光灯管的应用8 卓科特的闪光灯管命名 光源常用术语 1 卓科特实业 深圳 有限公司 光线和辐射 光是电磁波辐射到人的眼睛 经视觉神经转换为光线 即能被肉眼看见的那部分光谱 可见光谱没有精确的范围 一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400到700纳米之间 但还有一些人能够感知到波长大约在380到780纳米之间的电磁波700纳米的光是红光 400纳米的光是紫光700 400纳米的光依次是 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫七色光 光源常用术语 2 卓科特实业 深圳 有限公司 光通量 光源发射并被人的眼睛接受能量的总和即为光通量符号用 表示 单位为 流明 LM 光强 光的强度 可见光在某一特定方向角内所放射的强度 符号 I 单位 坎德 cd 照度 照度是光通量与被照面积之间的比例系数 1Lux即指1Lm的光通量平均分布在面积1 的平面上的明亮度 符号 E 单位 勒克斯 Lux 亮度 光源在某一方向上的单位投影面在单位立体角中反射光的数量 称为光源在某一方向的光亮度 符号为 L 单位 坎德拉每平方米 cd 相互之间的关系1 光通量与照度 1M2上的光通量是照度 2 光通量与光强 立体角内的光通量是光强 3 光强与亮度 1M2上的光强是亮度 光源常用术语 3 显色性 光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性 通常叫做 显色指数 Ra 原则上 人造光线应与自然光线相同 使人肉眼能正确辨别事物的颜色 光源效率 也就是每一瓦电力所发出的光量 其数值越高表示光源的效率愈高 所以对于使用时间较长的场所 如办公室走廊 走道 隧道等 效率通常是一个重要的考虑因素 Lm W 这里只对光学方面略作介绍 具体的光源基础知识见卓科特的培训教材 照明光学基础培训教材 卓科特实业 深圳 有限公司 色温 是表示光源光色的尺度 单位为K 开尔文 色温是表示光源光谱质量最通用的指标 色温是按绝对黑体来定义的 光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时 此时黑体的温度就称此光源的色温 低色温光源的特征是能量分布中 红辐射相对说要多些 通常称为 暖光 色温提高后 能量分布中 蓝辐射的比例增加 通常称为 冷光 一些常用光源的色温为 标准烛光为1930K 钨丝灯为2760 2900K 荧光灯为3000K 中午阳光为5400K 电子闪光灯为6000K 蓝天为12000 18000K 闪光灯简介 学名脉冲氙灯 它能在极短时间发出很强的光 是除激光以外最亮的人造光源 由于它发出的光像闪电一样一闪而过 闪光灯的名字因此得来 由于闪光灯中所充气体为氙气 氙气发光的光谱最接近太阳光的光谱 所以被普遍用于拍摄照片 拍摄出来的照片颜色不容易失真 另外闪光灯可用于飞机 机场或塔顶的警示灯 还被用于测量马达 汽车等转速所用的光源等等 闪光灯管概述 闪光灯管能在极短的时间内 几个 s 几百ms 将输入的高能量转变成高密度而连续不断的光谱 与日光色温非常接近 发光产生的光谱范围由紫外光 UV 至红外光 IR 覆盖整个可见光区域 其中心峰值范围是480nm 其发光的色温范围约在6000 K 7000 K之间 放电内阻约为0 05 cm 卓科特实业 深圳 有限公司 两端有金属电极 充有高纯度氙气 具有极高发光强度的惰性气体 的玻璃管 管外绕有金属细丝 第三极称引燃极 使其与闪光触发器的输出端相联 闪光触发器的输出电压 1万伏左右 接通后 管内的氙气产生电离 使两端金属极导通 引入主电容的电压 使管内的氙气产生弧光放电 发出耀眼的白光 闪光灯管的构成 其特征构成如下 其他形状闪光灯管只是外观不同 构成类似 卓科特实业 深圳 有限公司 闪光灯管是由一根透明玻璃管在两端用高温封装经特殊工艺处理的金属电极 内部充有高纯度的氙气 玻璃管外绕上导电环形线 或涂上其他导电薄膜 由导电银浆固定触发引线等构成 卓科特实业 深圳 有限公司 闪光灯管的构成 闪光灯管构件介绍 1 阴极 由金属粉末压制成的电极丸和钨电极针构成 阴极通过发射电子实现能量转移 把电能转换成光能 闪光灯的电极丸一般是用钨 铌 钛 钡等金属粉末经压制 真空烧结成型 成型后再经过浸泡药水烘干等处理 制作过程中对电极丸的清洁度 真空度等都有严格的要求 因为在高温中极易氧化 阳极 钨电极针构成 玻璃珠 穿在电极针上 通过熔烧将玻璃珠熔合在电极针上 再通过阴阳极的封接 使玻璃珠与玻璃管熔合为一体 达到密封的效果 目前我们使用的玻璃珠与玻璃管为同一材质的玻璃 膨胀系数都是一样的 闪光灯管构件介绍 2 玻璃管 分为高硼硅玻璃 俗称硬质玻璃 和石英玻璃两种材质 我司目前使用高硼硅玻璃 而美国公司使用石英玻璃生产 高硼硅玻璃 是以氧化钠 Na2O 氧化硼 B2O2 二氧化硅 SIO2 为基本成份的一种玻璃 是一种低膨胀率 耐高温 高强度 高硬度 高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料 玻璃的软化点 820 退火点 560 热膨胀系数约为3 3 10 6 K 目前使用的为软化点为775 热膨胀系数为3 9 10 6 K 石英玻璃 二氧化硅单一组分的玻璃 这种玻璃硬度大 具有耐高温 膨胀系数低 耐热震性 化学稳定性和电绝缘性能良好 并能透过紫外线和红外线 石英玻璃的软化点 1530 退火点 1190 石英玻璃的热膨胀系数 5X10 7 K 可以跟厚度约0 025mm的薄边钼箔实行非匹配封接 使用石英玻璃 闪光灯的管壁负载可以承受更高 往往在高能量 长寿命的灯都使用石英玻璃 闪光灯管的分类 卓科特实业 深圳 有限公司 闪光灯管按使用情况可分为脉冲闪光灯管和频闪闪光灯管 脉冲闪光灯管用于对亮度有一定要求 对闪光次数要求不高的装置 如 摄影 光刻等 频闪闪光灯管用于对亮度要求不高 对闪光次数有一定要求的装置 如 警示灯具 信号光源 航标灯 障碍指示灯等闪光灯管按外型形状可分为直管型 U型 螺旋型 环型等多种形状其外观形状如下所示 闪光灯管的电特性 R1 限流电阻D1 整流二极管C1 储能闪光电容器R2 分压器电阻C2 触发电容B5K 触发线圈2R230 开关管 卓科特实业 深圳 有限公司 闪光灯管需要一套基本的电路组件配套 才能发光工作 下图是其常用的配套电路 电路各部分功能和工作如下 4 当Vt达到开关管2R230的导通电压 230V 时 C2对触发线圈B5K的初级回路放电 在触发线圈的次级产生数KV以上的高压脉冲感应输出 作用到闪光管触发极上去 5 该高压脉冲使闪光管内氙气电离 并与管内电极形成电离导通 6 电离导通使管内阻骤降 导致储能电容器C1向管中放电 7 C1的强电量使灯管的放电由辉光迅速过渡到弧光状态 产生强烈的光输出 8 放电使C1的电压骤降 降至某程度后 不能弧光放电 于是放电状态停止 灯管熄灭 卓科特实业 深圳 有限公司 1 AC220V市电经二极管D1半波整流产生300V的直流电压V R1起限流作用 防止电流过大 烧坏线路 2 直流电压V对储能电容器C1充电3 用电阻R2和电容C2组成分压器 在C2产生分压Vt 向电容器C2充电 该Vt值便是触发线圈B5K的初级输入电压值 调整R2或C2可控制闪光频率 闪光灯管的典型工作电路 卓科特实业 深圳 有限公司 低压直流手控 高压交流自动 其触发电压 工作电压如下图 卓科特实业 深圳 有限公司 伏安特性如下图 卓科特实业 深圳 有限公司 闪光灯管的基本参数 1 卓科特实业 深圳 有限公司 A 电极间距 Arclength B 玻璃管长度C 玻璃管外径D 玻璃管内径E 触发线圈 1 最高的阳极电压V AnodeVoltageMax 2 常用的阳极电压V AnodeVoltageNom 3 最低的阳极电压V AnodeVoltageMin 4 闪光电容V 工作电容 5 闪光频率Hz 闪光灯管在1秒内的闪光次数6 闪光寿命 Flashes Sec 闪光灯管能够正常工作的闪光次数 闪光灯管的基本参数 2 卓科特实业 深圳 有限公司 8 单次闪光能量E J E 1 2CV2 J 9 功率P Watts 闪光管平均功率与闪光时的单次闪光能量 和工作时的闪光频率有一定的相互牵制关系 加上灯管工作产生的热能和寿命因素影响 故设计运用时若闪频高 则单次闪光能量用低些 反之闪频低 则每次闪光的单次闪光能量可选取大些 10 初极触发电压 V 加在触发线圈初极上的电压11 次极触发电压 kV 触发变压器输出到触发线圈上的电压 初极触发电压 线匝比 12 额定触发电压 kV 使闪光灯管能够正常工作时所加的次极触发电压 闪光灯管的基本光参数 卓科特实业 深圳 有限公司 闪光管发光的色温范围约6000 K至7000 K 闪光管具体发出的光谱与其放电发光时的电流密度有关 其关系是电流密度越大 产生的波长越偏向短 换言之 可视光七彩部分的蓝色份量会越大 灯管的电流密度与其管内径大小 能量供给等有关 所以选取不同电路参数可适当控制发光闪光的光谱成份 配合不同用途的需要 光输出能量 氙气闪光管的光输出 与供给电路的电能量有关E 1 2CV2式中E为能量 单位 瓦特秒或焦耳C为储能电容器的容量值 单位 法拉特V为施加于灯管阳极的电压 单位 伏特光效率氙气闪光管的光效率在60lm w左右光强氙气闪光管的光亮度在1000 100000cdl光通量氙气闪光管的光通量在5000 1000000lm闪光持续期氙气闪光管的闪光持续期在1 s 100ms对于警示类灯来说 主要针对光强参数来定义 对于美容灯而言 主要是用能量来定义光参数 光谱输出 氙气闪光管发出的光谱范围由200nm 2000nm之间 中心峰值范围是480 780nm 其中380 780nm是肉眼可见的可视光范围 闪光灯管的应用 摄影 闪光灯 补助 冷光器材等 交通 航空飞机 航海船舶 灯塔等信号灯和指示灯 工业 频闪测速仪器 定位 汽车火位调校仪器等 民用 警讯系统 广告装置 舞台灯光 节目灯饰等 科学 分析仪器 测量器具等 医药 诊断仪器 美容 实验器具等 卓科特实业 深圳 有限公司 由于闪光灯管具有寿命长 亮度高 与日光色温非常接近等特点 可广泛用于下列领域 闪光灯管 IPL灯管 在美容上的应用 卓科特实业 深圳 有限公司 强脉冲光照射皮肤之后会产生两种作用 生物刺激作用 强脉冲光作用于皮肤后产生的光化学作用 使真皮层的胶原纤维和弹力纤维内部产生分子结构的化学变化 恢复原有弹性 另外 其所产生的光热作用 可增强血管功能 使循环改善 从而达到消除皱纹 缩小毛孔的治疗效果 光热解原理 由于病变组织内的色素团含量远远多于正常皮肤组织 其在吸收光之后产生的升温也高于皮肤 利用它们的温差使病变血管封闭