电光源培训1.ppt
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1、,第一章光色彩和视觉,员工系列培训课程之一,电磁波谱,电磁波波长范围从波长到无线电波波长,光波只是其中极小一部分.,光谱光效率曲线,人眼对不同的颜色(波长)有不同的灵敏度。而这是产生不同灯有不同光效的基础。,明视觉,暗视觉,1.3光度量及其单位,照明单位,光线(可见电磁辐射),光波的能量内容,眼睛的视觉感受,两不相同事物 能量辐射的量子术语&视觉感受光是以人眼视觉感受为基准的辐射,光通量,光源在单位时间内发出的光量称为光源光通量,单位 流明(lm)符号,光通量,某些实际例子,光强,I,w,I=光通量 立体角,d,w,光源在给定方向上单位立体角内辐射的光通量,单位:坎德拉 cd符号:I,=4 I
2、,光强,某些实际例子,光照度,照度,E=流明 x(设计系数)面积,流明,面积(m2),单位面积接受到的光通量,单位:勒克斯lx符号:E,1.4色 彩,色温,色温和相关色温 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度就称为该光源的颜色温度Tc,简称色温(CT),各光的色温值,色温(Tc),2700K炽白色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色,相同色温的光源有相同的颜色表现,色温,灯泡种类,Tc,TL 82系列,TL 84系列,TL 54系列,高压钠灯(SON),高压汞灯(HPL),金卤灯(MHN-T),2650K,4000K,
3、6500K,2300K,4000K,4200K,金卤灯(MHD-TD),5600K,uv色度图中黑体轨迹和等色温线LM,若光源发射的光与黑体在某一温度下辐射的光颜色最接近,即在均匀色度图上的色距离最小,则黑体的温度就称为该光源的相关色温(CCT).,相关色温,10-Mar-99,16,trafficsignal,video screen,Automotive,brake/tail,turn/marker,InGaN,AlInGaP,AlInGaP,AlInGaP,AlInGaP,InGaN,InGaN,荧光灯颜色特性,为了使照明具有良好的效果,所选用的光源的色温必须与要求的照度相适应.,照度和
4、光源色温的关系,照度与色温关系,显色指数,显色指数-即用数字来表达演色能力,CIE 计算CRI值的,显色性,带有黄色滤片的白炽灯光照下的显色性,在低压钠灯光照下的显色性,典型灯泡的显色性,Ra,灯泡类型,白炽灯,100,荧光灯 33系列,荧光灯 54系列,荧光灯 84系列,荧光灯 94系列,高压钠灯(SON),高压汞灯(HPL),低压钠灯(SOX),66,77,85,93,26,45,(-44),1.6视觉光环境,照度水平,不同的工作需要不同的光线数量在大多数应用中,照度是确定光线数量大小的最实际参数只有在道路照明中,由亮度值来确定 照度的均匀性也是非常重要的,照度水平,照度水平由视觉任务水平
5、决定,照度水平,照度水平同样取决于人的年龄,六十多岁人所需的照明水平大约为十岁大小人员的15倍。,照度水平,照度水平同样取决于运动物体的速度和尺寸,英式足球:速度较慢,球体尺寸较大比赛照度:150 Lux,网球:高速,球体较小比赛照度:500 Lux,照度水平,在道路照明中,照明质量标准更多用亮度来表达,在同样照明条件下,因为路面的反射特性不同,亮度 水平和均匀度可以不同。,照度水平,左图是白天户外典型的照度水平,照度水平,某些典型的室内活动场所推荐照度,照度(lux),活动场所,100,300,500,750,1000,30,000,流通场所,粗加工工厂,演讲场所,实验室,电脑房,超级市场,
6、中等类型工厂,普通办公室,电子工厂,画图室,精密工厂,影剧院的投影光束,第二章照明光源,灯的种类,汞灯 金卤灯 钠灯,白炽灯标准型反射型PAR卤素灯LV 型卤素灯MV 型卤素灯,低压汞灯TLPLSL感应灯QL,高压汞灯HPL-NHPL ComfortML(blended light),金卤灯HPIMHDMHNCDM(Mastercolour)MHN/W,高压钠灯 SON(Plus)SON-HSon ComfortSON-T DecoSDW-T(White SON),低压钠灯SOXSOX-E,紧凑型 H.I.D.,白炽灯,气体放电灯,2.2白炽灯,玻壳 清光型,钠钙玻璃也有磨沙型,乳白型,彩泡型
7、,镜面反射型起保护钨丝作用填充气体减少钨的蒸发率惰性气体(Ar,N2)灯丝钨丝,发光体灯座引线,GLS 灯,泡壳形状特殊吹制的泡壳碗状反射罩压制玻璃内置铝反射罩可选择光束角度在灯寿命期间,光输出维持特性较好,反射型灯泡,1、PAR灯有聚光型和泛光型两类,光束角为5度60度2、PAR灯前透镜也可以是彩色的,常用的有红、黄、绿、琥珀3、PAR灯集光性强,利用率高,反射型灯泡,白炽灯(PAR/GLS),安装,工作较为容易简单无需辅助电气元件 初期投入较少显色性较好Ra=100产生暖色调光环境Tc=2800K存在不够明亮的可能,灯的光效较差:流明/瓦平均寿命较短(1000 hrs)产生大量 的热 灯寿
8、命易受电压波动影响,节能白炽灯,白炽灯的改进:1 如图2所示将传统的白炽灯丝从横向双螺旋(CC-6)改为纵向双螺旋(CC8,减少由灯头遮挡的灯向外辐射的光。同时减小导丝的直径。省去了省去了传统灯丝防下垂用支架,减少了灯丝的热传导损失该类灯可节电510。,节能白炽灯,2 将双螺旋灯丝的线径、长度和螺据距按最佳化设计。玻壳采用扩散性好透光性好的二氧化硅膜的涂敷技术,二氧化硅的粒度最佳化在光量相寿命相同的情况下可节电510。3 填充气体由氩气改用氪气。可使灯壳体积缩小,重量减轻50,光效提高10,寿命达2000小时,且灯具可小型化。节省;材料和资源该灯在日本已大批量生产和应用。,低压汞蒸气放电灯-荧
9、光灯,荧光灯和低压汞蒸气放电工作原理,fluorescent powder,mercury atom,electrons,electrode,紫外辐射,可见光,荧光粉,汞原子,电子,电极,荧光灯发光效率,Topt,Tambient,Relative values%,140,Tamb 太低,Tamb 太高,250 C,1、光输出与环境温度的关系,荧光灯发光效率,1、光输出与频率的关系,高频工作时光效可以增加10,荧光灯颜色特性,荧光灯光维持特性,导致光衰的因素:1、荧光粉劣化2、吸光薄膜的形成3、阴极溅射,改进措施:1、三基色荧光粉2、保护膜技术3、阴极及发射材料,荧光灯附件,电气附件镇流器和启
10、辉器,荧光灯:分类,细管径荧光灯荧光灯,近来荧光灯的细管径化开发日趋活跃,除现已大量生产上市的T8(26mm)灯外,又先后研制了T5(16,5mm)、T2(7mm)的超细管径荧光灯。表3为日本松下生产的T5直管型荧光灯(4000K)的主要参数。,双重环形荧光灯荧光灯,原单环的环形荧光灯管径为29mm,现开发出用管径为20mm的两根不同环径的灯管利用桥接的方式封接在同一平面上制成了双重环形荧光灯,采用高频点灯,由于加长了放电电路可以得到更大的光通量和光效,管径虽变细,但灯电路仍为单环形灯的电流没有改变,这样由于管径细化使得在管壁附近的荧光粉层受激主体254nm的正柱区的辐射功率变为最大。因此,光
11、效比单环灯提高1.2倍,双重环形荧光灯荧光灯,高压汞蒸气放电灯(HPMV),高压汞灯:概要,高压钠灯和低压钠灯,低压钠灯(SOX),低压钠灯:概要,高压钠灯,白色高压钠灯,特性优点-CRI 80,有较好的红光成分 光色较好-可较好的显示红色-Tc 2500 K-与白炽灯一样可产生暖色环境-光效达到55 lm/W-相对于白炽灯更节能 紧凑型尺寸-视觉舒适-前聚焦灯座-高聚光性-燃点位置不受限制-应用不受限制-适合于开放式灯具,白色高压钠灯新结构形式,特性优点-寿命增加25%达到-减少维护费用10000小时-光色质量不受影响-减少损坏率-减少损坏+降低费用-再次热点燃较快-当电压波动时减少人的不安
12、全感,高压钠灯:,光色质量,光效,和流明输出之间的比较关系,SON-T Deco,White SON,SON(-T)Comfort,SON(-T),SON(-T)Plus,低光输出,高光输出,功效,光色质量,金卤灯,添加物为金属卤化物和汞 提高颜色特性金属离子产生辐射汞元素调节电弧电压和温度,金卤灯,金卤灯的三种主要类型,三波段辐射,多波段辐射,分子辐射,In Ti Na,Dy Ho Tm,Ti Na,Dy Ti Na,SnCl/SnI,HPI,HPIT,MHD,MHWTD,MHNTD,SN500W,金卤灯,典型工作电路,外置电子触发器用以启动热重启装置用于瞬间启动,金卤灯应用,高棚照明(工业
13、照明/商业照明)体育场馆照明 泛光照明 区域照明/天棚照明,陶瓷金卤灯 CDM:技术创新,卤钨灯技术白光色及高光效,PCA*技术光色稳定及可靠的长寿命,CDM陶瓷金卤灯,*PCA:多晶铝,已经应用在钠灯和白钠灯上,寿命期间光色的稳定性,色温趋向红色色温,色温趋向兰绿色色温,Colour temperature(癒),普通金卤灯,陶瓷金卤灯CDM:色温 Tc 对电源电压变化的敏感性较石英管MH灯的弱,注意:要想得到灯满意的特性,则电源电压的偏差不能超过正常值的+/-3%,Tc in%,电源电压(常规镇流器),CDM-TD 70W,MHW-TD 70W,陶瓷金卤灯分类,Tc3000K 4200K类
14、型CDM-TC CDM-T CDM-TD CDM-R CDM-R CDM-T CDM-TD PAR20 PAR30L/830/830/830/830/830/942/94235W39W70W150W,10?40,10?30,10?30,陶瓷金卤灯性能改进,光效,光效m/W,石英管MHW,陶瓷管金卤灯,白钠灯,卤钨灯白炽灯,光效,光色,颜色特性(CRI+光色稳定性+光色评估),陶瓷管金卤灯特性,陶瓷金卤灯 CDM 应用领域,1.商店照明一般照明和重点照明,特别是商店的一般照明照度水平为250500lux时的重点照明2.办公室照明和公共场所照明替代卤钨灯用于大厅和走廊的重点照明和一般照明3.室外泛
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