光源介绍7945.docx

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1、光 源 介 绍绍一、描述述光源的的参数l 电参数l 光参数l 色参数l 几何参数数l 寿命二、电光光源分类类l 白炽灯l 卤钨灯l 荧光灯l 荧光高压压汞灯l 高压钠灯灯l 金属卤化化物灯一、描述述光源的的参数1. 1电参数数eleectrric parrameeterr1.1.1电源源电压ssuppply volltagge 也称额额定电压压，指使使灯能够够正常工工作的额额定供电电电压，单单位V。如2220V、3800V。1.1.2工作作电压（灯灯电压）llampp vooltaage灯稳定工工作时降降落在灯灯两端的的电压，单单位V。1.1.3额定定电流rrateed ccurrrentt

2、灯在额额定电压压下的设设计电流流，单位位A。 1.1.4工作作电流（灯灯电流）llampp cuurreent 灯稳定定工作时时流经灯灯的电流流，单位位A。1.1.5启动动电流sstarrtinng ccurrrentt 灯启动动时流经经灯的电电流，单单位A。对热辐辐射光源源，由于于钨的电电阻温度度特性，启启动电流流可以高高达工作作电流的的10倍倍；对气气体放电电光源，依依不同的的镇流器器，启动动电流可可以高达达工作电电流的22倍。1.1.6额定定功率rrateed wwatttagee指灯在额额定电源源电压下下稳定工工作时所所消耗的的电功率率，单位位为瓦（WW）。对热辐辐射光源源，灯为为纯电

3、阻阻元件，具具有正的的伏安特特性，灯灯功率即即为灯两两端的电电压和流流经灯的的电流的的乘积：P=UUI； 对（交流流）气体体放电光光源，灯灯具有负负的伏安安特性，灯灯功率为为灯两端端的电压压、流经经灯的电电流及其其相位差差余弦的的乘积： P=UIccos，coss称为灯灯的功率率因数。1.2光光参数ooptiicall paarammeteer1.2.1光通通量luuminnouss fllux 光源单单位时间间内发出出并被人人眼接收收的光量量的总和和称为光光通量。光通量量的单位位为流明明（lmm），通通常用符符号表示。1.2.2光通通维持率率lummen maiinteenannce 光源燃

4、燃点至规规定时间间的光通通量与初初始光通通量的比比值。1.2.3光源源发光效效率luuminnouss effficcacyy指一个光光源所发发出的光光通量与该光光源所消消耗的电电功率PP之比，是是衡量光光源能源源效率的的重要指指标。单单位为llm/WW。1.2.4光强强度luuminnouss inntennsitty光源在特特定方向向的单位位立体角角中发射射的光通通量定义义为光源源在该方方向的光强强度。光光强度的的单位为为坎德拉拉（cdd），通通常用符符号I表示。1.2.5光亮亮度（亮亮度）llumiinannce 从某一一特定方方向观察察到的某某一个面面上的单单位投影影面积在在该方向向上

5、的光光强。亮亮度的单单位为ccd/mm2（或称称尼特，nnt= cd/m2），即即在1平平方米表表面上在在其法线线方向的的光强度度为1ccd的面面光源，它它在该方方向的光光亮度为为1cdd/m22，通常常用符号号L表示。1.3色色参数ccoloor pparaametter1.3.1色温温collor temmperratuure 当光源源发出的的的光的的颜色与与完全辐辐射体（黑黑体）在在某一温温度下辐辐射的颜颜色相同同时，“黑体”的温度度就称为为该光源源的色温温。色温温用绝对对温度来来表示，单单位为开开尔文（KK）。色色温的高高低可以以直观地地体现光光的颜色色。1.3.2光色色collor

6、temmperratuure 光色实实际上就就是色温温。大致致分为三三大类： 暖 色：50000K 常常用字母母D表示示1.3.3显色色性/显显色指数数collor rennderringg inndexx 光源的的显色性性是指光光照射到到物体上上时，物物体真实实颜色（其其自身的的色泽）的的呈现程程度，颜颜色呈现现程度越越高说明明光源的的显色性性越好。通常用用显色指指数来评评价光源源的显色色性，国国际照明明委员会会（CIIE）规规定用88种试验验色在标标准照明明体（显显色指数数为1000）和和被测光光源下作作比较，来来确定被被测光源源的一般般显色指指数Raa，光源源的一般般显色指指数值愈愈高，

7、其其显色性性就愈好好。级 别1A最优优1B优2A较好好2B好3差4较差指数Raa90-110080-88970-77960-66940-55920-339 光源的的色温和和显色性性从根本本上说是是由其光光谱能量量分布决决定的。光源的的光谱能能量分布布情况确确定之后后，它的的色温和和显色性性也就定定了。但但不能倒倒过来认认为由光光源的色色温可以以确定光光源的光光谱能量量分布。光谱能能量分布布截然不不同的光光源可以以产生相相同的色色温，但但显色性性却可能能不同。一般来来说光谱谱分布为为连续谱谱的光源源，其显显色性较较好。1.4几几何参数数geoomettry parrameeterr1.4.1外形

8、形尺寸ddimeensiion 用于描描述灯体体积的大大小，主主要包括括：长度度（leengtth）、直径（ddiammeteer）、光中心心高度（hheigght of ligght cennterr）等。1.4.2灯头头basse/ccap灯头是将将灯固定定在灯座座上，使使灯与电电源相连连接的灯灯的部件件。灯头头的型号号由表征征灯头结结构特征征的英文文字母和和表征灯灯头主要要配合尺尺寸的数数字组成成。表征灯灯头种类类的字母母为：E：螺口口式灯头头 R：凹式灯灯头F：单插插脚灯头头 G：双插脚脚或多插插脚灯头头表征灯灯头的接接触点和和插脚数数的字母母为：s：1个个 d：2个 qq：4个个表征

9、插插脚灯头头不同形形式灯脚脚的字母母为：a：圆柱柱形插脚脚 cc：特殊殊形状的的插脚例如：E 27 螺纹纹外圆直直径螺口式灯灯头E27（IIEC 70004-221）R 7 ss 灯灯头接触触点数目目 灯头头绝缘部部分的最最大横向向尺寸 凹式灯灯头R77s（IIEC 70004-992）G 4d 插脚数数（d=2，通通常省略略） 对双插插脚表示示插脚间间的中心心距 对多插插脚表示示插脚所所在圆的的直径 双插插脚或多多插脚灯灯头 GG4 （IIEC 70004-772）F c 22 插脚脚直径 插脚脚形状 单插脚脚式灯头头 FFc2 （IEEC70004-63）1.4.3灯座座lammphool

10、deer 灯座是是保持灯灯的位置置和使灯灯与电源源相连接接的器件件。灯座座必须与与灯头相相匹配。对于高高强气体体放电灯灯，由于于灯点燃燃或热启启动时产产生高电电压，必必须使用用耐高压压灯座。1.5寿寿命1.5.1光源源的寿命命liffe oof llighht ssourrcess 根据某某种技术术要求，光光源变成成无效或或被认为为无效之之前，光光源的累累计燃点点时间称称为光源源的寿命命。光源的寿寿命有全全寿命和和有效寿寿命之分分。全寿寿命是指指将灯燃燃点到不不能再燃燃点的累累计时间间；有效效寿命是是指将灯灯燃点至至其光通通维持率率为700%时的的累计燃燃点时间间。1.5.2平均均寿命aave

11、rragee liife是指同型型号或同同批试验验灯的寿寿命的算算术平均均值。实实际平均均寿命因因点灯条条件（如如供电电电压、镇镇流器特特性、环环境温度度等）而而异，而而且开关关次数越越多，寿寿命越短短。二、电光光源分类类 电光源源按其工工作原理理可分为为两大类类，即固固体发光光光源和和气体放放电发光光光源。这里只只介绍几几种我们们常用的的光源。2.1白白炽灯IIncaandeesceent lammps2.1.1基本本原理bbasiic pprinncipple 白炽灯灯由灯丝丝、支架架、引线线、泡壳壳和灯头头等几部部分组成成（分真真空泡和和充气泡泡）。电电流通过过灯丝时时放出的的焦耳热热，

12、将灯灯丝加热热至很高高的温度度，使灯灯丝产生生很强的的热辐射射，其中中一部分分辐射处处在可见见光区，从从而把电电能转变变为光。2.1.2基本本参数bbasiic pparaametter白炽灯的的功率一一般在4401150WW，色温温为2550029000K，其其显色性性特别好好（Raa=1000），使使用方便便，直接接接入线线电压即即可。但但光效低低，只有有8115lmm/W，且且寿命较较短。白炽灯常常用灯头头为E227、BB22dd。2.2卤卤钨灯TTunggsteen hhaloogenn laampss2.2.1基本本原理bbasiic pprinncipple 是利用用卤素与与钨的循

13、循环原理理而制成成的一种种白炽灯灯。即在在热辐射射光源中中充入某某种卤素素，并保保持适当当的温度度条件，使使得从炽炽热灯丝丝上蒸发发出来的的钨与卤卤素在泡泡壳附近近发生化化学反应应，生成成挥发性性的卤钨钨化合物物。这些些卤钨化化合物在在泡壳附附近有较较高的浓浓度，因因而向浓浓度相对对较低的的区域扩扩散。当当扩散到到较热的的灯丝周周围时被被分解为为卤素和和钨，释释放出来来的钨沉沉积在灯灯丝上或或重新向向泡壁扩扩散，游游离的卤卤素则向向温度较较低的泡泡壳扩散散，再与与泡壳上上沉积的的钨化合合，这一一循环过过程用方方程表示示为： W + nX WXnn W钨原原子 X卤素原原子 n原子数数目由于卤钨

14、钨循环作作用有效效的防止止了泡壳壳的发黑黑，可允允许泡壳壳有极小小的尺寸寸，这样样可提高高泡壳的的机械强强度和充充气压力力，而使使灯的光光效和寿寿命大大大提高。根据形形状的不不同，卤卤钨灯可可以分为为：双端卤卤钨灯单端卤卤钨灯卤钨PPAR灯灯卤钨PAAR（Parraboolicc Allumiiniuum RRefllecttor抛抛物面镀铝反光光镜）灯灯是将卤卤钨灯密密闭于抛抛物面反反射器内内，形成具有一一定光束束角的高高亮度光光源。反光灯灯杯是将单端端卤钨灯灯置于镀镀有介质质膜的反反光碗中中，介质膜只只反射可可见光（反反射率大大于955%），而而大量的红外线线则透过过膜层，使使被照物物体表

15、面面的温度度升高很小，故故也称为为冷光灯灯。反光光镜为多多棱面玻玻璃压制，可可做成窄窄、中、宽等不不同光束束角，亮亮度高、光分布十十分均匀匀。也称称为MRR16、MR111。2.2.2基本本参数bbasiic pparaametter 卤钨灯灯的功率率一般在在1020000W，色色温为22700032200KK，光效效为122288lm/W，其其显色性性特别好好（Raa=1000），使使用方便便，直接接接入市市电即可可工作，不不需要其其他附件件。 卤钨灯灯的常用用灯头为为： E227(IIEC 70004-221) G4(IECC 70004-72) GG6.335(IIEC 70004-55

16、9)GU4(IECC 70004-1099) GU55.3(IECC 70004-1088) R7ss-7(IE770044-922)2.3荧荧光灯FFluooresscennt llampps2.3.1基本本原理bbasiic pprinncipple 荧光灯灯由电极极、玻管管和灯头头等组成成，玻管管内壁涂涂有荧光光粉层，管管内充有有惰性气气体和汞汞。在通通常情况况下，气气体是良良好的绝绝缘体，但但在强电电场作用用下，惰惰性气体体发生电电离，产产生可自自由移动动的带电电粒子，并并在电场场作用下下形成电电流。随随着灯管管内温度度的升高高使水银银汽化，逐逐渐代替替了惰性性气体的的放电，电电子撞击

17、击汞原子子使其处处于激发发态，然然后又自自由回到到基态，释释放出波波长为2253.7nmm的光子子，这种种紫外线线光子激激发管内内壁的荧荧光粉而而发射出出可见光光来。荧光灯的的光效、光色和和显色性性与所用用荧光粉粉的特性性有关，不不同的荧荧光粉具具有不同同的辐射射光谱。常用的的荧光粉粉有卤磷磷酸盐荧荧光粉和和三基色色荧光粉粉。卤磷磷酸盐荧荧光粉价价格便宜宜，可以以做成22500075500KK的各种种色温荧荧光灯,但在波波长大于于6000nm的的红色区区域辐射射较少,这使得得灯的显显色性较较差。为为改进灯灯的显色色性，可可掺加一一些发红红光的荧荧光粉，做做成高级级光色灯灯，但光光效要下下降。即

18、即用卤磷磷酸盐荧荧光粉所所做的灯灯，光效效高则显显色性差差，显色色性好则则光效低低。而且且，卤磷磷酸盐荧荧光粉耐耐受离子子轰击能能力差，只只能用在在较粗管管径的荧荧光灯中中。三基基色荧光光粉即以以4500、5440、6610nnm附近近的波长长为峰值值的三个个比较狭狭窄的波波长区域域，如果果光源的的可见辐辐射集中中在这些些区域，就就能在具具有高光光效的同同时具有有很好的的显色性性。三基基色荧光光粉解决决了卤磷磷酸盐荧荧光粉存存在的光光效与显显色性的的矛盾，而而且三基基色荧光光粉耐受受离子轰轰击能力力强，可可以用在在较细管管径的荧荧光灯中中，但价价格较贵贵。荧光灯为为气体放放电光源源，具有有负的

19、伏伏安特性性，所以以荧光灯灯的使用用需要相相应的镇镇流器和和启辉器器。根据据结构的的不同，荧荧光灯分分为直管管形和紧紧凑型。2.3.2直管管形荧光光灯liineaar ffluooresscennt2.3.2.11分类 根据管管径粗细细的不同同分为：T122，即38mmmT8，即即26mmmT5，即即16mmm T12、T8灯灯所用灯灯头为GG13T5灯所所用灯头头为G55G13（IIEC 70004-551）2.3.2.22基本参参数： 直管荧荧光灯一一般分为为标准型型光色：Ra=50-79、Tc=30000665000、=55-80llm/WW、P=18-1000W型号为 W/7760、W

20、/7740、W/7730（日日光色、自然白白、暖色色）；高显色色性光色色：Raa=800-899、Tcc=27700-65000K、=70-90llm/WW、P=15-1000W型号为 W/8860、W/8840、W/8830（日日光色、自然白白、暖色色）。2.3.3紧凑凑型荧光光灯coompaact fluuoreesceent 紧凑型型荧光灯灯分为电电子式节节能灯和和插拔式式节能灯灯。2.3.3.11电子式式节能灯灯sellf-bballlastted 即镇流流器与灯灯管作为为一体的的荧光灯灯，也称称自镇流流式荧光光灯。这这种灯不不适合连连接直流流电源、调光器器或电子子按钮。一般使使用螺口

21、口灯头。这种灯灯必须使使用三基基色荧光光粉，所所以显色色性较好好。基本参参数：Ra=880-889、TTc=227000-65500KK、=488-600lm/W、PP=5-28WW型号为 W/8860、W/8840、W/8830、W/8827（日日光色、自然色色、暖色色）2.3.3.22插拔式式节能灯灯镇流器与与灯管分分离，分分为内启动式和和外启动动式。内启动动式：灯头插脚脚为两针针，有单单管（SS）、双管（DD）、三三管（TT）式，可可以与普通电电感式或或电子式式镇流器器配合使用，灯灯管型号号中有“/E”表示配配电子镇镇流器。灯头型型号为： G223 G224d-1 G244d-22 G2

22、44d-33 GGX244d-11 GGX244d-22 GGX244d-33 外启动动式：灯头插脚脚为四针针，有单单管（SS）、双管（DD）、三三管（TT）式，使使用电子式式镇流器器效果更更佳，供供电电源可可以为交交流电源源、直流流电池，也也可使用用调光电电子镇流流器，灯灯管型号号中有“/E”表示配配电子镇镇流器。灯头型号号为：2G7 G224q-1 G224q-2 G244q-332G111 GXX24qq-1 GX224q-2 GGX244q-33基本参参数：Ra=880-889、TTc=227000-65500KK、=500-900lm/W、PP=5-55WW型号为 W/8860、W/

23、8840、W/8830、W/8827（日日光色、自然色色、暖色色）2.3.3.33紧凑型型荧光灯灯的典型型光谱能能量分布布为：860-高显显色性日日光色 8400高显色色性冷白白色高显色性性暖白色色8300 8277高显色色性暖色色2.4荧荧光高压压汞灯HHighh prresssuree meercuury disschaargee laampss2.4.1基本本原理bbasiic pprinncipple荧光高压压汞灯由由放电内内管、硬硬质玻璃璃外壳和和灯头等组成成。放电电内管做做成管状状，由石石英玻管管、电极极、引线等构构成，管管内充有有一定量量的汞和和惰性气气体；硬硬质玻璃外外壳内表表

24、面涂有有荧光粉粉。当气气体电离离发生放放电时，由由于汞蒸蒸汽压较较高，使使汞的一一系列特特征谱线线（基本为为篮紫光光）辐射射出来并并激发荧荧光粉而而发出可可见光来。荧光高高压汞灯灯的使用用需要相相应的镇镇流装置置，据此将其其分为：2.4.2外镇镇荧光高高压汞灯灯 灯泡与与镇流器器分离，使使用时需需串接镇镇流器。基本参参数：以OSRRAM为为例，外外镇型号号为HQQL，灯灯头为EE27、E400。Ra440、TTc=336000-41100KK、=400-555lm/W、PP=800-4000W2.4.3自镇镇荧光高高压汞灯灯 将一定定电阻值值的灯丝丝与放电电内管串串联，并并置于外外泡壳内内，可

25、以以直接接接入市电电使用。基本参参数： 以OSSRAMM为例，自自镇型号号为HWWL，灯灯头为EE27、E400。Ra660、TTc=336000-41100KK、=200-300lm/W、PP=1225-4450WW2.5高高压钠灯灯Higgh ppresssurre ssodiium disschaargee laampss2.5.1基本本原理： 高高压钠灯灯由多晶晶氧化铝铝放电内内管、玻玻璃外壳壳和灯头头等组成成。放电电内管中中充有钠钠、汞和和惰性气气体，发发光物质质为金属属钠，其其他为辅辅助启动动气体。当放电电发生时时，主要要辐射为为钠D线线（5889.00、5889.66nm），所所

26、以钠灯灯的光效效是目前前电光源源中最高高的，但但显色性性较差。为使光光线柔和和，也可可将外泡泡壳内壁壁加涂层层，但要要损失一一部分光光通量。点燃高高压钠灯灯需要专专用的镇镇流器和和触发器器。2.5.2基本本参数：以OSRRAM为为例，管管形透明明泡壳型型号为NNAV-T， 椭圆圆形涂层层泡壳型型号为NNAV-E，灯头为EE27、E400。 Ra20、TTc=220000K、=800-1220lmm/W、P=770-110000W 为满足对对光色要要求较高高场合的的需要，也也有显色色性改进进型高压压钠灯和和高显色色性高压压钠灯，显显色指数数可提高高到655855，但要要损失部部分光效效。2.6金

27、金属卤化化物灯MMetaal hhaliide disschaargee laampss2.6.1基本本原理：金属卤化化物灯放放电内管管由石英英玻管、电极和和引线等等组成，管管内充有有金属卤卤化物、汞和惰惰性气体体。当灯灯管工作作时，所所有灯中中的汞都都蒸发形形成管壁壁稳定电电弧，金金属卤化化物在管管壁的高高温下蒸蒸发，并并因浓度度梯度而而向电弧弧中心扩扩散，在在电弧中中心的高高温区域域（约660000K），金金属卤化化物分子子分解为为金属原原子和卤卤素原子子，金属属原子参参与放电电并产生生辐射，发发出金属属的特征征谱线。卤素原原子和金金属原子子由于浓浓度又向向管壁扩扩散，在在接近管管壁的低低

28、温区域域重新复复合成金金属卤化化物分子子。就这这样，靠靠着这种种循环，不不断向电电弧提供供足够浓浓度的金金属原子子，同时时又避免免了金属属在管壁壁的沉积积。 MMXn M + nXX MM金属原原子 X卤素原原子 n原子数数目由于每种种金属都都有其特特征谱线线，所以以同时添添加几种种金属卤卤化物就就可改善善灯的光光谱分布布情况，而而实现高高光效、高显色色性。金金属卤化化物灯色色温和显显色性的的差别就就是因为为添加的的金属卤卤化物种种类不同同。金属属卤化物物灯的发发光物质质是金属属，而添添加的却却是金属属卤化物物，这一一方面是是由于金金属的蒸蒸汽压太太低，另另一方面面是由于于金属卤卤化物不不与石

29、英英玻璃发发生化学学作用。金属卤卤化物灯灯之所以以需要一一定的时时间才能能稳定工工作，是是因为金金属卤化化物的蒸蒸发扩散散需要一一定的时时间。由于工艺艺上的难难度，石石英玻璃璃放电管管存在光光色一致致性差，寿寿命期内内色偏移移大等缺缺点，对对小功率率灯尤其其如此。陶瓷（多多晶氧化化铝）放放电管的的出现很很好的解解决了这这一问题题。根据功率率和用途途的不同同，金属属卤化物物灯的外外形结构构可以有有多种，如如单端、双端、双端双双石英、管形透透明泡、椭圆形形透明泡泡、椭圆圆形涂层层泡、PPAR灯灯等。 点燃金金属卤化化物灯需需要专用用的镇流流器和触触发器。2.6.2基本本参数（以以OSRRAM为为例

30、）： HQII-T （石英英放电管管）单端端金属卤卤化物灯灯（管形形）HQI-TS（石石英放电电管）双双端金属属卤化物物灯（管管形）HQI-E （石石英放电电管）泡泡形金属属卤化物物灯HCI-T （陶陶瓷放电电管）单单端金属属卤化物物灯（管管形）HCI-TS（陶陶瓷放电电管）双双端金属属卤化物物灯（管管形）/D日光光色Tcc50000K、Ra90、=700-1000lmm/W、P=770-220000W/N自然然色33300KKTcc50000K、RRa60、=855-1000lmm/W、P=4400-20000W/NDLL自然色色高显333000KTTc33300KK、Raa80、=855-1000lmm/W、P=770-2250WW金属卤卤化物灯灯常用灯灯头为: E440 EE27 G112 RRX7ss Fc22