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一 光和光源的概述和认识二 光量特性指标三 光色特性指标 光源参数名词详解 一 光和光源的概述 1 光 是人类眼睛可以看见的一种电磁波 也称可见光谱 一般人的眼睛所能接受的光的波长在400 700毫米之间 可见光光谱 光的波长 颜色与人对颜色的敏感度 2 光源 自身发光的物体称为光源 a光源 冷光源和热光源 b光源 自然光源 热效应光源 生物能光源 人造光源 火把 油灯 蜡烛 电灯 光环境 人们在一定的视觉空间对光的心理感受 人们通过听觉 视觉 嗅觉 味觉和触觉认识世界 在所获得的信息中有80 来自光引起的视觉 二 光量特性 1 光通量 光源每秒钟发出可见光量的总和 单位 流明 lm 2 光照度 E 是受光表面上光通量的面密度 即单位面积的光通量 故照度是表示受光表面被照亮程度的一个量 单位 勒克斯 lm 常见场所照度 场所照度 Lux 书房 办公室500 1000餐桌300 500浴厕 更衣室200 500客厅 不阅读书报 150 300电梯 走道100 200走廊 楼梯35 75车库 仓储30 75 3 发光强度 I 是光通量的空间密度 即单位立体角的光通量 也就是衡量光源发光强弱程度的量 单位 坎德拉 cd 4 光亮度 L 单元表面在某一方向上的光强密度 它等于该方向上的发光强度和此表面在该方向上的投影面积之比 单位 坎德拉每平方米 符号 cd 5 眩光 眩光是由于光线的亮度分布不适当或者亮度变化太大所产生的刺眼效应 直射眩光 指光源发出的光线直接射入人眼 反射眩光 在具有光泽的墙面 桌子 镜子等物面上反射的光刺入人眼 强烈的眩光会使室内光线不和谐 使人感到不舒适 严重时会觉得昏眩 在第二次世界大战中对于英国有重要战略意义的苏伊士运河 面临着德国战机的轰炸破坏 运河建筑庞大 也很繁忙 传统的伪装方法显然很难使运河不被德军发现 于是有人提出了一个很好的建议 如果你想使某一样东西不被人看见 魔术师可以帮到你 因此英国人找到一位著名的魔术师Mr Meskelyne 魔术师沿着运河设置了许多旋转的探照灯 对于夜里光顾的敌军轰炸机驾驶员产生了大量眩光 令其很难发现运河的确切位置 同时敌机的挡风玻璃上常附着的灰尘 水珠及一些划痕对强烈的光束照射发生散射 进一步干扰了敌军的视线 就这样英国人在二战中成功的保住了苏伊士运河 6 配光曲线 配光曲线是用来描述某灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况或状态 它可以记录灯具的光通量 光源数量 功率 功率因数 灯具尺寸 灯具效率包括灯具制造商 型号的等信息 当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强 配光曲线按照其对称性质通常可分为 轴向对称 对称和非对称配光 7 光束角 灯具的光束角主要是反映经灯具反光罩反射后发出光斑的最大范围 一般是同一平面上配光垂直中心光强的最大光强1 2处与二方向间的夹角 如图所配光按照其光束角度通常可分为 窄配光 40 宽配光 40 8 频闪效应 电感式荧光灯随着电压电流周期性变化 光通量也周期性地产生强弱变化 使人眼观察物体时产生不舒服的感觉 9 发光效率 发光效率是以其所发出的光通量除以其耗电量所得的比值 单位流明 瓦 lm w 也就是每一瓦电力所发出的量 其数值越高表示光源的效率越高 所以对于使用时间较长之场所 如办公室 走廊 酒店等 光源效率通常是一个重要的考虑因素 三 光色特性指标 1 三基色 红 绿 蓝 稀土元素在紫外线照射下呈现的三种颜色 2 色温 Pa 以绝对温度开尔文 K 来表示 即将一标准黑体加热 温度升高到到一定程度时颜色开始由深红 浅红 橙红 白 蓝 逐步改变 当光源与黑体的颜色相同时 我们将黑体绝对温度称为该光源之色温 色温在3000K以下 光色偏红给人以温暖感觉 色温超过6000K 光色偏蓝 跟人以清冷的感觉 光源类型色温数值 K 标准烛光1930钨丝灯2760 2900荧光灯3000闪光灯3800中午阳光5400蓝天12000 18000 3 光色 光色实际上就是色温 大致分为三大类 暖色光 暖色光的色温在3300K以下 暖色光与白炽灯相近 红光成分较多 能给人温暖 健康 舒适的感觉 适用于家庭 住宅 宿舍 宾馆等场所或温度较低的地方 冷白色光 又叫中性色 它的色温在3300K 5300K之间 中性色由于光线柔和 使人有愉快 舒适 安详的感觉 适用于商店 医院 办公室 饭店 餐厅 候车室等场所 冷色光 又叫日光色 它的色温在5300K以上 光源接近自然光 有明亮的感觉 使人精力集中 适用于办公室 会议室 教室 绘图室 设计室 图书馆的阅览室 展览橱窗等场所 4 显色性 显色性即光源射到物体上 呈现物体颜色的程度 显色性越高 则光源对颜色的表现较好 我们见到的颜色也越接近自然色 通常也叫做显色指数 Ra 国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为Ra 100 各类光源的显色指数各不相同 忠实显色 能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数 Ra 高的光源 其数值接近100 显色性最好 效果显色 要鲜明地强调特定色彩 表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果 采用低色温光源照射 能使红色更加鲜艳 采用中等色温光源照射 使蓝色具有清凉感 采用高色温光源照射 使物体有冷的感觉 常用光源的显色指数 光源显色指数 Ra 白炽灯97卤钨灯95 99日光色荧光灯80 94暖白色荧光灯80 90白色荧光灯75 85金属卤化物灯60 65高压钠灯20 30高压汞灯22 51 显色指数的理解 5 光源寿命 又称光源寿期 通常用有效寿命和平均寿命两个指标表示 有效寿命 指灯开始点燃到灯的光通量衰减到额定光通量的某一百分比时所经历的点灯时数 一般这一百分比规定在70 80 平均寿命 指一组试验样灯 从点燃到其中的50 的灯失效时 所经历的点灯时数 寿命是评价电光源可靠性和质量的主要技术参数 寿命长表明它的服务时间长 耐用度高 节电大 OVERTHANKYOUVERYMUCH 白炽灯工作原理 白炽灯有钨原子损失卤钨灯卤钨循环 减少钨原子损失 日光灯构造及作用 日光灯两端各有一灯丝 灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气 灯管内壁上涂有荧光粉 两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线 使荧光粉发出柔和的可见光 荧光灯工作原理 荧光灯管与镇流器 紧凑型节能灯 陶瓷金卤灯 无极灯 无极灯工作原理 光源的额定寿命 平均寿命 光源的经济寿命 室外 70 室内 80 电光源的效率 电光源的光效 光源的发光效率 就是光源所发生的光通量和它所消耗的电功率之比 简称光效 单位 流明 瓦 符号 lm W一般白炽灯泡的光效约为7 20lm W直管形荧光灯的光效约为30 60lm W 所以使用荧光灯比使用白炽灯更能节约能源 2002年电光源检测中心荧光灯质量抽检结果 关于灯具 路灯光源灯具 照明成本分析 白炽灯应用 金卤灯的应用 荧光灯的应用 节能灯的应用 日光灯工作特点配件 灯管开始点燃时需要一个高电压 正常发光时只允许通过不大的电流 这时灯管两端的电压低于电源电压 日光灯管两端装有灯丝 玻璃管内壁涂有一层均匀的薄荧光粉 管内被抽成真空度10 3 10 4毫米汞柱以后 充入少量惰性气体 同时还注入微量的液态水银 电感镇流器是一个铁芯电感线圈 电感的性质是当线圈中的电流发生变化时 则在线圈中将引起磁通的变化 从而产生感应电动势 其方向与电流的方向相反 因而阻碍着电流变化 日光灯工作特点配件 起辉器在电路中起开关作用 它由一个氖气放电管与一个电容并联而成 电容的作用为消除对电源的电磁的干扰并与镇流器形成振荡回路 增加启动脉冲电压幅度 放电管中一个电极用双金属片组成 利用氖泡放电加热 使双金属片在开闭时 引起电感镇流器电流突变并产生高压脉冲加到灯管两端 当日光灯接入电路以后 起辉器两个电极间开始辉光放电 使双金属片受热膨胀而与静触极接触 于是电源 镇流器 灯丝和起辉器构成一个闭合回路 电流使灯丝预热 当受热时间1 3秒后 起辉器的两个电极间的辉光放电熄灭 随之双金属片冷却而与静触极断开 当两个电极断开的瞬间 电路中的电流突然消失 于是镇流器产生一个高压脉冲 它与电源叠加后 加到灯管两端 使灯管内的惰性气体电离而引起弧光放电 在正常发光过程中 镇流器的自感还起着稳定电路中电流的作用 灯具光强分布 因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体 其发光强度在空间的分布也是轴对称的 所以 通过灯具轴线取任一平面 以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了 如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的 因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体 其发光强度在空间的分布也是轴对称的 所以 通过灯具轴线取任一平面 以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了 如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的 高频无极灯 高频无极灯由高频驱动电源 泡壳及耦合器三部分构成 简称无极灯 是21世纪最有发展前景的国际第四代新光源 高效 节能 环保 是绿色照明的首选 无极灯 需要与之匹配的灯具 才能发挥特有的优良性能 尽管无极灯自身的发热量不大 但若散热处理不好 会影响性能的发挥 甚至影响光效和寿命 无极灯的工作频率高达2 68MHz 比普通光源产品的工作频率高几百倍 视觉上看不到亮度的任何闪烁变化 显色性接近日光 被照物体的颜色逼真 视觉清晰 不会像钠灯 汞灯等使被照物变色失真 无极灯的寿命可达6万小时以上 与白炽灯相比 节能80 以上 适用于商业照明 市政路灯与景观灯照明 城市亮丽工程照明 工矿企业之会议室 车间及庭院照明 以及学校 别墅 家庭照明等 特别适用于对照明要求高 供电电压不稳及换灯困难的场所照明 无极灯路灯应用 路灯全套灯具1 65W 适用于6米左右的道路照明 可替代125W金卤灯 钠灯和200W汞灯 路灯全套灯具2 85W 适用于8米左右的道路照明 可替代175W金卤灯 钠灯和250W汞灯 路灯全套灯具3 125W 适用于10米以上的道路照明 可替代250W钠灯 金卤灯和400W汞灯 路灯全套灯具4 35W 太阳能路灯 光效相当于200W白炽灯 直流供电电压20V 48V 有电瓶欠压保护 光控开关 路灯节能应用可加装自动定时 节电控制电路 在夜晚12点前后 耗电量自动下调35 但亮度视觉效果并末明显改变 常识问与答 1 荧光灯如何分类 荧光灯分为直管荧光灯 环形荧光灯 紧凑型节能荧光灯三大类 荧光灯根据镇流器又分为分体式端荧光灯和自镇流荧光灯两大类 1 分体式荧光灯是灯管与电子镇流器分开的 由于电子镇流器为一独立电器盒 可设计较为精密之电路 并装配较多的电路监测及保护组件 所以寿命可长达3年以上 又因灯管为消耗品 寿命往往比镇流器短许多 故灯管损坏时仅需更换灯管 即可继续使用 是最不浪费资源的绿色光源 2 自镇流荧光灯自带镇流器 启动器等全套控制电路 并装在有爱迪生螺旋灯头或插口式灯头 电路一般封闭在一个外壳里 由于外壳壳空间有限 灯组件中的控制电路极为简单 无法设计良好保护方式 且由于镇流器组件与灯管过于接近 导致镇流器受热过高 都造成了自镇流荧光灯售命较短的情况 而自镇流荧光灯于灯管损坏时 镇流器也同时报废 就资源节约考虑是不环保的 直管荧光灯根据灯管直径的多少分为T12 T10 T8 T5 T4等 比如T8直径26mm T5直径为16mm 常识问与答 什么是三基色 所谓三基色是指红 绿 蓝三种基本色光 在经过混色组合后 可成为照明用的暖白色光 荧光灯用的红绿蓝三种基色荧光粉 都以稀土元素作为主要成分 稀土三基色荧光灯是当今风靡世界的高效节能新型电光源 即通常所说的节能灯 它与普通白炽灯相比 节电率高达80 这对能源日趋紧张的人类生产和生活都具有特殊意义 而且稀土三基色荧光灯还比传统直管日光灯光色好 使被照物体颜色纯正不失真 由于其生产过程中产生有害物质少 被公认为是当今理想的绿色照明工程产品 这类灯不但高效节能 使用寿命也比白炽灯高数倍 小型细管径稀土三基色直管荧光灯 其管径只有几毫米 发光效率高达每瓦几十流明 使用寿命达数千小时 开关次数达万次以上 显色指数大于80 是一种 高效 节能 舒适 亮丽 长寿 的新型电光源 在发达国家已开始取代传统用的粗管型直管日光灯 这类灯的管径虽然只有几毫米 发光效率却远远高于比它粗几倍的普通日光灯 而且显色性好 是名副其实的日光型光源 用来取代普通日光灯可以明显改善照明质量 既可用于商贸 办公 教学 展览和生产照明 也可用于城市高架桥等场所的室外光带装饰照明 线条光亮 生动流畅 稀土三基色荧光灯是世界各国都在大力提倡和推广的新型电光源 在欧美和日本等发达国家 已取代了大部分的白炽灯 并开始取代普通粗管径日光灯 常识问与答 3 什么是频闪及频闪的危害答 普通荧光灯或白炽灯使用50Hz的交流电 供给灯管或灯泡电压和电流都有周期性的变化 所以发光的亮度也在不断变化 其光强每秒变化100次 这种光强的闪烁就是频闪 长期在有频闪的光源下工作阅读 对视力影响很大并会使人产生错觉 例如 会把正常高速转动的物体看成慢转甚至反转 而磁电镇流器采用高频数码电子转换 使得通过荧光灯管的电流变为高频电 接近连续无间断的电流 从根本上消除了频闪及其代来危害 这样的灯光波斜照在电脑或电视荧屏上还可消除显示器90 以上的频闪 常识问与答 4 何为光通量 光通量与功率的关系 同功率不同种类灯光通量的对比 光通量与照度的关系 光通量 光源发射并被人的眼睛接收的能量之和即为光通量 单位 流明 lm 一般情况下 同类型的灯的功率越高 光通量也越大 各种类型灯的光通量参见说明书 同一场合光通亮高的光源照度必然是高的 但光通量与照度没有必然的联系 对某一光源而言 在被照面上的照度取决于灯具的形状 尺寸 反光效率 与灯的匹配 还取决于高度 房间墙壁反光率等诸多因子 常识问与答 5 何为照度 照度高低对视觉的影响 各种场合的照度推荐值 照度 单位被照面上接收到的光通量称为照度 如果每平方米被照面上接收到的光通量为1 lm 则照度为1 lx 单位 勒克斯 lx 1勒克斯 lx 相当于每平方米被照面上光通量为1流明 lm 时的照度 夏季阳光强烈的中午地面照度约5000lx 冬天晴天时地面照度约2000lx 晴朗的月夜地面照度约0 2lx 室外照明推荐的维持照度值范围 常识问与答 6 何为光效 举例常规 常用 灯种的发光效率 光效 光源将电能转化为可见光的效率 即光源消耗每一瓦电能所发出的光 数值越高表示光源的效率越高 从经济 能效 方面考虑 光效是一个重要的参数 单位 流明 瓦 lm w 白炽灯 8 14lm W单端荧光灯 55 80lm W高压钠灯 80 140lm W自镇流荧光灯 50 70lm W金卤灯 60 90lm W卤钨灯 15 20lm W 常识问与答 7 何为色温 何为冷光色 暖光色 它们的色温是什幺 白炽灯的色温 日光灯的色温 钠灯的色温 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色温 黑体 的温度越高 光谱中蓝色的成分则越多 而红色的成分则越少 例如 白炽灯的光色是暖白色 其色温为2700K左右 而日光色荧光灯的色温则是6400K左右 单位 开尔文 K 白炽灯的色温一般在2700K左右 日光灯的色温在2700 6400K左右 钠灯的色温在2000K左右 常识问与答 8 何为显色指数 常用灯种的显色指数作对比 显色指数低产生的结果是什么 举例显色指数较高灯 显色指数较低灯对同一物体在不同显色指数下看到的结果是什么 显色指数 衡量光源显现实照物体真实颜色能力的参数 显色指数高 0 100 的光源对颜色的再现越接近自然原色 显色指数低导致颜色失真 以下是常用灯种的显色指数 白炽灯 95管型荧光灯 65 80三基色稀土荧光灯 80左右高压钠灯 25 50金卤灯 70 90 常识问与答 9 什幺叫功率因数 高功率因数与低功率因数的优缺点 交流电路中电压有效值与电流有效值的乘积为视在功率 而有功功率只是其中的一部分 功率因数是灯管的有功功率与视在功率之比 功率因数低 则电流中的谐波含量越高 对电网产生污染 破坏电网的平衡度 无功损耗增加 25W以下的节能灯功率较小 因此对电网的影响小 国际电工委员会 IEC 不要求是高功率因数的 只要求电流中的三次谐波小于等于86 国家标准修改也会采用此方案 特别指出 对分体式的电子镇流器 国标要求都必须是高功率因数的 常识问与答 10 什么是光源寿命 全寿命 光源从开始使用到不能使用时的累计时间 有效寿命 光源开始点燃直至光通衰减到初始光通量的某一百分数时累计的时间 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 国家标准规定的平均寿命为 5000h 备注 光源的光通量 通常在使用期间渐渐减少变暗 这称为光通量的衰减 俗称 光衰 常识问与答 11 电感荧光灯和电子荧光灯各自的优缺点有哪些 电感荧光灯 启动慢 频闪 噪音大 使用寿命长 总谐波含量低 制造成本低 电子荧光灯 启动快 不频闪 噪音低 使用寿命高 总谐波含量高 制造成本高