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照明基础知识,常用术语灯具常用电光源LED及其检测,一、常用术语,1、光强度（I：LuminousIntensity）定义：光源在单位立体角内通过的光通量单位：坎德拉（cd：candelaorcandlepower）国际基本单位，1cd(一个国际烛光)的定义为以鲸鱼油脂制成的蜡烛每小时燃烧120格冷（grain）所发出的光强度，一格冷等于0.0648克,2、光通量（F：LuminousFlux）定义：光源在单位时间内所发出的光量，也称为光束（）单位：流明（lm：lumen）关系式：1cd=1lm/sr,3、照度（Illumination）定义：被照物体单位受照面积上所接受的光通量（即平均密度），用E表示。单位：勒克斯（LUX）=流明/平方米（1lx=1lm/m2）辐透（phot）=流明/平方厘米（1phot=104lx）英尺烛光（footcandle）：照度的英制单位,关系式：1、E=F/A=4I/4r2=I/r2（r：光源与被照物之距离）照度=光强/距离2,4、辉度（luminance）定义：光源或被照面单位表面在某一方向上的光强密度，即人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。用L表示。单位：坎德拉/平方米cd/m2,5、出光效率（OUTPUTANDEFFICACY）光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效。光效以流明/瓦表示。光效数值越大表示光源效率越高，在其使用寿命内的能量损耗越少.特别：灯具效率(LUMINIAREEFFICACY)灯具输出的光通量与光源光通量的比值，与光源出光效率是两个不同的概念。,6、色温度（temperaturecolor）单位：以绝对温度K（Kelvin）来表示定义：将一标准黑体加热，温度上升的过程中，黑体颜色会从红-浅红-橙黄-白-蓝白-蓝，逐渐变化，把黑体辐射的这种光色变化作为标准，某光源的光色与黑体在某一温度下呈现的光色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温度。,色温度在3300K以下，称为暖色，色温越低，色调越暖；色温度在5000K以上，称为冷色(日光色)，色温越高，色调越冷。,7、显色性（COLORRENDERING）光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性，即颜色逼真的程度。在显色性越高的光源下，所看到的物体的颜色就越接近天然原色，相反，显色性低的光源下，所看到的颜色跟天然颜色偏差越大。,8、显色指数（COLORRENDERINGINDEX）光源的CRI就是这种光源的显色性和标准黑体在相同色温下的显色性的比较。黑体的光谱是一种连续性的，它的CRI定义为100，这是最大可能达到的数值。光源的显色指数越高，在它的照射下颜色就越自然。显色指数低的光源将使物体的颜色失真。,9、光源寿命全寿命：从点燃到不能工作的时间平均额定寿命：大批实验样品灯泡从点燃到50%的灯泡失效时的时间有效寿命：当灯所发出的光下降到其初始值的80%（70%）的时间，也称为经济寿命,10、光束中心光强CBCP（CenterBeamCandlePower)和光束角（Beamangle)CBCP指光源或灯具垂直往下照射时中心点的光强，不一定是最大。光束角指50%中心光强处所构成的夹角。,二、常用电光源,1、白炽灯（Incandescentlamp）原理：用电能将灯丝加热至白炽而发光特点：显色性好（Ra=100）、开灯即亮、可连续调光、结构简单、价格低廉，但寿命短、光效低。型号标识：包括功率、用以标明泡壳形状的字母和表示泡壳最大直径的数字，例如，一标识为150A21的灯泡，即为功率为150W、形状为“A”形、泡壳最大直径为21/8英寸的灯泡。配用灯具：通常用于泛光照明，如吊灯、嵌灯、吸顶灯及庭院灯等灯具。,原理：卤素灯也属于白炽灯，围绕在灯丝旁的卤素气体会捕获蒸发的钨，使其再度凝结在灯丝上。卤钨循环可以防止钨原子聚积在玻壳上，确保了灯泡的高光效并延长了灯泡的寿命。特点：卤素灯泡是白炽光源中最有效的一种光源，具有普通照明白炽灯的全部特点，光效和寿命比普通照明白炽灯提高一倍以上，且体积小。类型：PAR、MR、T、JC等系列，分高、低压两类。配用灯具：投射灯、嵌灯、轨道灯等能精确控制光源的灯具，主要用于重点照明。,2、卤素灯（halogenlamp）,3、荧光灯（fluorescentlamp）原理：荧光灯为内部涂有荧光粉的玻璃管，内部封存有惰性气体和汞蒸汽，灯管两端各有一个阴极。当电流由一端阴极到达另一端阴极的时候，会产生电弧。电弧会激发汞蒸汽，从而产生不可见紫外线，紫外线激发荧光粉，从而产生可见光。特点：节能、寿命长、光效高、成本较高、显色性一般，荧光粉的组成决定了出光的色温。,命名：和白炽灯一样，灯泡的标识包括功率、形状和管径等，如：F32T8/830，F代表荧光灯,32代表功率,T代表管状,8代表八分之几英寸，8=80+CRI，30代表3000K的色温类型：直管型、环型、紧凑型（PL-T、PL-C、PL-L）等,特别：,配用灯具：直管型灯管通常用于天花格栅灯具，一般内置启动器及镇流器。影响荧光灯性能因素：环境温度和安装姿势是影响紧凑型荧光灯工作状态最为明显的两个因素。例如：在25左右，灯管达到额定光输出。而在50情况下，灯管的光输出只有原来的80%。灯泡启动次数越少，灯泡的平均使用寿命就越长。出光跟所配用BALLAST的性能有关初始点灯100小时,4、高压气体放电灯（Highintensitydischargelamps）原理：瞬间高压使气体电离激发，形成放电管中电子、原子和离子间的碰撞而发光特点：节能、寿命长、光效高、成本较高、显色性一般类型：高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙气灯等配用灯具：广泛应用于室内外环境中，作为展示照明、室内商业照明、体育场馆照明、高顶棚室内照明、工业照明、仓库照明、道路照明，如大型商场、体育馆等。当光效和寿命成为设计要点时，HID灯具为照明设计师提供了更大的选择空间。,特别：HID灯泡电弧腔内金属气体产生光能及稳定需要时间，故预热时间从2-15分钟不等大部分HID灯还无法做到调光断电后，HID灯需要冷却一段时间（1-15分钟不等）才可以进行下一次启动(OSRAM已研制作能迅速起动的HID）,5、无极灯（ElectrodelessDischargesLamp）,原理：基于荧光灯气体放电和高频电磁感应两个原理相结合的一种新型光源特点：高光效（63lm/W）、高显色性（80）、长寿命（5万小时）、真环保（不含液态汞）、可立即启动和再启动、不怕震动、可在任意方位上安装、少维护等优势。配用灯具：适用于大型场馆、商场、高顶棚室内照明等不易更换及维护光源的场所。因其成本太高，还未被广泛应用。,电光源基本参数小结：,各类灯头简图,节能灯头,卤素灯头,卤素灯头,HID灯头,G8.5/G12,三、LED及其检测,原理：LED加正向电压时，PN结平衡受到破坏，P区的空穴和N区的电子在PN结附近发生复合，并将多余的能量以光的形式释放。LED基本结构图和LED芯片结构示意图,LED的发展1962年美国通用电气研制出发红光LED指示应用阶段：20世纪80年代前信号、显示阶段：20世纪90年代初全彩应用及照明阶段：1994年日本科学家研发出第一只蓝光L