光源介绍25855.docx

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.光 源 介 绍一、描述光源的参数l 电参数l 光参数l 色参数l 几何参数l 寿命二、电光源源分类l 白炽灯l 卤钨灯l 荧光灯l 荧光高压汞汞灯l 高压钠灯l 金属卤化物物灯一、描述光光源的参参数1. 1电参数eelecctriic pparaametter1.1.11电源电电压suupplly vvolttagee 也也称额定定电压，指指使灯能能够正常常工作的的额定供供电电压压，单位位V。如如2200V、3380VV。1.1.22工作电电压（灯灯电压）l

2、lampp vooltaage灯稳定工作作时降落落在灯两两端的电电压，单单位V。1.1.33额定电电流raatedd cuurreent 灯灯在额定定电压下下的设计计电流，单单位A。 1.1.44工作电电流（灯灯电流）llampp cuurreent 灯灯稳定工工作时流流经灯的的电流，单单位A。1.1.55启动电电流sttarttingg cuurreent 灯灯启动时时流经灯灯的电流流，单位位A。对对热辐射射光源，由由于钨的的电阻温温度特性性，启动动电流可可以高达达工作电电流的110倍；对气体体放电光光源，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。1.1.66额定功功率

3、raatedd waattaage指灯在额定定电源电电压下稳稳定工作作时所消消耗的电电功率，单单位为瓦瓦（W）。 对热辐辐射光源源，灯为为纯电阻阻元件，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）气气体放电电光源，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： PP=UIccos，coss称为灯灯的功率率因数。1.2光参参数oppticcal parrameeterr1.2.11光通量量lumminoous fluux 光光源单位位时间内内发出并并被人眼眼接收的的光量的的总和称称

4、为光通通量。光光通量的的单位为为流明（llm），通通常用符符号表示。1.2.22光通维维持率llumeen mmainntennancce 光光源燃点点至规定定时间的的光通量量与初始始光通量量的比值值。1.2.33光源发发光效率率lumminoous effficaacy指一个光源源所发出出的光通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。1.2.44光强度度lumminoous inttenssityy光源在特定定方向的的单位立立体角中中发射的的光通量量定义为为光源在在该方向的光强度度。光强强度的单单位为坎坎德拉（ccd），通通常用

5、符符号I表示。1.2.55光亮度度（亮度度）luuminnancce 从从某一特特定方向向观察到到的某一一个面上上的单位位投影面面积在该该方向上上的光强强。亮度度的单位位为cdd/m22（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色参参数coolorr paarammeteer1.3.11色温ccoloor ttempperaaturre 当当光源发发出的的的光的颜颜色与完完全辐射射体（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

6、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。1.3.22光色ccoloor ttempperaaturre 光光色实际际上就是是色温。大大致分为为三大类类： 暖 色：550000K 常用用字母DD表示1.3.33显色性性/显色色指数ccoloor rrendderiing inddex 光光源的显显色性是是指光照照射到物物体上时时，物体体真实颜颜色（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。通通常用显显色指数数来评价价光源的的显色性性，国际际照明委委员会（CCIE）规规定用8

7、8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，其其显色性性就愈好好。级 别1A最优1B优2A较好2B好3差4较差指数Ra90-100080-89970-79960-69940-59920-399 光光源的色色温和显显色性从从根本上上说是由由其光谱谱能量分分布决定定的。光光源的光光谱能量量分布情情况确定定之后，它它的色温温和显色色性也就就定了。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。光光谱能量量分布截截然不同同的光源源可以产产生相同同的色温温，但显显

8、色性却却可能不不同。一一般来说说光谱分分布为连连续谱的的光源，其其显色性性较好。1.4几何何参数ggeommetrry pparaametter1.4.11外形尺尺寸diimennsioon 用用于描述述灯体积积的大小小，主要要包括：长度（llenggth）、直直径（ddiammeteer）、光光中心高高度（hheigght of ligght cennterr）等。1.4.22灯头bbasee/caap灯头是将灯灯固定在在灯座上上，使灯灯与电源源相连接接的灯的的部件。灯灯头的型型号由表表征灯头头结构特特征的英英文字母母和表征征灯头主主要配合合尺寸的的数字组组成。表征灯头头种类的的字母为为：E

9、：螺口式式灯头 R：凹凹式灯头头F：单插脚脚灯头 G：双双插脚或或多插脚脚灯头表征灯头头的接触触点和插插脚数的的字母为为：s：1个 d：22个 q：4个表征插脚脚灯头不不同形式式灯脚的的字母为为：a：圆柱形形插脚 c：特殊形形状的插插脚例如： EE 227 螺纹外外圆直径径螺口式灯头头 E277（IEEC 770044-211） RR 7 s 灯头头接触点点数目 灯头绝绝缘部分分的最大大横向尺尺寸 凹凹式灯头头 R77s（IIEC 70004-992） G 4 d 插插脚数（d=2，通常省略） 对对双插脚脚表示插插脚间的的中心距距 对对多插脚脚表示插插脚所在在圆的直直径 双插脚脚或多插插脚灯头

10、头 G44 （IIEC 70004-772） F c 22 插脚脚直径 插脚形形状 单单插脚式式灯头 Fcc2 （IIEC770044-633）1.4.33灯座llampphollderr 灯灯座是保保持灯的的位置和和使灯与与电源相相连接的的器件。灯灯座必须须与灯头头相匹配配。对于于高强气气体放电电灯，由由于灯点点燃或热热启动时时产生高高电压，必必须使用用耐高压压灯座。1.5寿命命1.5.11光源的的寿命llifee off liightt soourcces 根根据某种种技术要要求，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。光源的寿命命有全寿寿命和

11、有有效寿命命之分。全全寿命是是指将灯灯燃点到到不能再再燃点的的累计时时间；有有效寿命命是指将将灯燃点点至其光光通维持持率为770%时时的累计计燃点时时间。1.5.22平均寿寿命avveraage liffe是指同型号号或同批批试验灯灯的寿命命的算术术平均值值。实际际平均寿寿命因点点灯条件件（如供供电电压压、镇流流器特性性、环境境温度等等）而异异，而且且开关次次数越多多，寿命命越短。二、电光源源分类 电电光源按按其工作作原理可可分为两两大类，即即固体发发光光源源和气体体放电发发光光源源。这里里只介绍绍几种我我们常用用的光源源。2.1白炽炽灯Inncanndesscennt llampps2.1.

12、11基本原原理baasicc prrincciplle 白白炽灯由由灯丝、支支架、引引线、泡泡壳和灯灯头等几几部分组组成（分分真空泡泡和充气气泡）。电电流通过过灯丝时时放出的的焦耳热热，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。2.1.22基本参参数baasicc paarammeteer白炽灯的功功率一般般在4001550W，色色温为22500029900KK，其显显色性特特别好（RRa=1100），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。白炽灯常用用灯

13、头为为E277、B222d。2.2卤钨钨灯Tuungsstenn haloogenn laampss2.2.11基本原原理baasicc prrincciplle 是是利用卤卤素与钨钨的循环环原理而而制成的的一种白白炽灯。即即在热辐辐射光源源中充入入某种卤卤素，并并保持适适当的温温度条件件，使得得从炽热热灯丝上上蒸发出出来的钨钨与卤素素在泡壳壳附近发发生化学学反应，生生成挥发发性的卤卤钨化合合物。这这些卤钨钨化合物物在泡壳壳附近有有较高的的浓度，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

14、，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 + nnX WXnn W钨原子子 X卤素原原子 n原子数数目 由由于卤钨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。根根据形状状的不同同，卤钨钨灯可以以分为： 双端卤卤钨灯 单端卤卤钨灯 卤钨PPAR灯灯卤钨PARR（Parraboolicc Allumiiniuum RRefllecttor抛抛物面镀铝反光镜镜）灯是是将卤钨钨灯密闭闭于抛物物面反射射器内，形形

15、成具有一定定光束角角的高亮亮度光源源。 反光灯灯杯是将单端卤卤钨灯置置于镀有有介质膜膜的反光光碗中，介质膜只反反射可见见光（反反射率大大于955%），而而大量的红外线则则透过膜膜层，使使被照物物体表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，可做做成窄、中中、宽等等不同光光束角，亮亮度高、光分布十分分均匀。也也称为MMR166、MRR11。2.2.22基本参参数baasicc paarammeteer 卤卤钨灯的的功率一一般在110220000W，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

16、便，直接接接入市市电即可可工作，不不需要其其他附件件。 卤卤钨灯的的常用灯灯头为： E277(IEEC 770044-211) GG4(IIEC 70004-772) G66.355(IEEC 770044-599)GU4(IIEC 70004-1109) GGU5.3(IIEC 70004-1108) RR7s-7(IIE70004-92)2.3荧光光灯Flluorresccentt laampss2.3.11基本原原理baasicc prrincciplle 荧荧光灯由由电极、玻玻管和灯灯头等组组成，玻玻管内壁壁涂有荧荧光粉层层，管内内充有惰惰性气体体和汞。在在通常情情况下，气气体是良良好

17、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。荧光灯的光光效、光光色和显显色性与与所用荧荧光粉的的特性有有关，不不同的荧荧光粉具具有不同同的辐射射光谱。常常用的荧荧光粉有有卤磷酸酸盐荧光光粉和三三基色荧荧光粉。卤卤磷酸盐盐荧光粉粉价格便便宜，可可以做成成2500077

18、5000K的各各种色温温荧光灯灯,但在在波长大大于6000nmm的红色色区域辐辐射较少少,这使使得灯的的显色性性较差。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

19、。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。荧光灯为气气体放电电光源，具具有负的的伏安特特性，所所以荧光光灯的使使用需要要相应的的镇流器器和启辉辉器。根根据结构构的不同同，荧光光灯分为为直管形形和紧凑凑型。2.3.22直管形形荧光灯灯linnearr flluorresccentt2.3.22.1分分类 根根据管径径粗细的的不同分分为： T122，即38mmm T8，即即26mmm T5，即即16mmm T12、TT8灯所所用灯头头为G113T5灯所用用灯头为

20、为G5 GG13（IIEC 70004-551）2.3.22.2基基本参数数： 直直管荧光光灯一般般分为标准型光光色：RRa=550-779、TTc=33000065500、=55-80llm/WW、P=18-1000W型号为 WW/7660、WW/7440、WW/7330（日日光色、自自然白、暖暖色）；高显色性性光色：Ra=80-89、TTc=227000-65500KK、=70-90llm/WW、P=15-1000W型号为 WW/8660、WW/8440、WW/8330（日日光色、自自然白、暖暖色）。2.3.33紧凑型型荧光灯灯commpacct ffluooresscennt 紧紧凑型荧

21、荧光灯分分为电子子式节能能灯和插插拔式节节能灯。2.3.33.1电电子式节节能灯sselff-baallaasteed 即即镇流器器与灯管管作为一一体的荧荧光灯，也也称自镇镇流式荧荧光灯。这这种灯不不适合连连接直流流电源、调调光器或或电子按按钮。一一般使用用螺口灯灯头。这这种灯必必须使用用三基色色荧光粉粉，所以以显色性性较好。基本参数数：Ra=800-899、Tcc=27700-65000K、=48-60lm/W、P=5-28W型号为 WW/8660、WW/8440、WW/8330、WW/8227（日日光色、自自然色、暖暖色）2.3.33.2插插拔式节节能灯镇流器与灯灯管分离离，分为为内启动式

22、和外外启动式式。内启动式式：灯头插脚为为两针，有有单管（SS）、双管（D）、三三管（TT）式，可可以与普通电感感式或电电子式镇镇流器配配合使用，灯灯管型号号中有“/E”表示配配电子镇镇流器。灯灯头型号号为： G233 G244d-11 GG24dd-2 GG24dd-3 GXX24dd-1 GXX24dd-2 GXX24dd-3 外启动式式：灯头插脚为为四针，有有单管（SS）、双管（D）、三三管（TT）式，使使用电子式镇镇流器效效果更佳佳，供电电源可以以为交流流电源、直直流电池池，也可可使用调调光电子子镇流器器，灯管管型号中中有“/E”表示配配电子镇镇流器。灯头型号为为： 2GG7 G244q

23、-11 G244q-22 GG24qq-3 2GG11 GX224q-1 GGX244q-22 GXX24qq-3基本参数数：Ra=800-899、Tcc=27700-65000K、=50-90lm/W、P=5-55W型号为 WW/8660、WW/8440、WW/8330、WW/8227（日日光色、自自然色、暖暖色）2.3.33.3紧紧凑型荧荧光灯的的典型光光谱能量量分布为为： 8600-高高显色性性日光色色 8440高显色色性冷白白色 高显色色性暖白白色8330 8227高显显色性暖暖色2.4荧光光高压汞汞灯Hiigh preessuure merrcurry ddisccharrge la

24、mmps2.4.11基本原原理baasicc prrincciplle荧光高压汞汞灯由放放电内管管、硬质质玻璃外外壳和灯灯头等组成。放放电内管管做成管管状，由由石英玻玻管、电电极、引线等构成成，管内内充有一一定量的的汞和惰惰性气体体；硬质玻璃外壳壳内表面面涂有荧荧光粉。当当气体电电离发生生放电时，由于于汞蒸汽汽压较高高，使汞汞的一系系列特征征谱线（基本为篮篮紫光）辐辐射出来来并激发发荧光粉粉而发出出可见光来。荧荧光高压压汞灯的的使用需需要相应应的镇流流装置，据此将其分分为：2.4.22外镇荧荧光高压压汞灯 灯灯泡与镇镇流器分分离，使使用时需需串接镇镇流器。基本参数数：以OSRAAM为例例，外镇

25、镇型号为为HQLL，灯头头为E227、EE40。Ra400、Tcc=36600-41000K、=40-55lm/W、P=80-400W2.4.33自镇荧荧光高压压汞灯 将将一定电电阻值的的灯丝与与放电内内管串联联，并置置于外泡泡壳内，可可以直接接接入市市电使用用。基本参数数： 以以OSRRAM为为例，自自镇型号号为HWWL，灯灯头为EE27、EE40。Ra600、Tcc=36600-41000K、=20-30lm/W、P=125-450W2.5高压压钠灯HHighh prresssuree soodiuum ddisccharrge lammps2.5.11基本原原理： 高压压钠灯由由多晶氧氧

26、化铝放放电内管管、玻璃璃外壳和和灯头等等组成。放放电内管管中充有有钠、汞汞和惰性性气体，发发光物质质为金属属钠，其其他为辅辅助启动动气体。当当放电发发生时，主主要辐射射为钠DD线（5589.0、5589.6nmm），所所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。为为使光线线柔和，也也可将外外泡壳内内壁加涂涂层，但但要损失失一部分分光通量量。点燃燃高压钠钠灯需要要专用的的镇流器器和触发发器。2.5.22基本参参数：以OSRAAM为例例，管形形透明泡泡壳型号号为NAAV-TT， 椭圆形形涂层泡泡壳型号号为NAAV-EE，灯头为E227、EE40。 RRa20、TTc=22000

27、0K、=800-1220lmm/W、PP=700-10000WW 为满足对光光色要求求较高场场合的需需要，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金属属卤化物物灯Meetall haalidde ddisccharrge lammps2.6.11基本原原理：金属卤化物物灯放电电内管由由石英玻玻管、电电极和引引线等组组成，管管内充有有金属卤卤化物、汞汞和惰性性气体。当当灯管工工作时，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

28、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。卤卤素原子子和金属属原子由由于浓度度又向管管壁扩散散，在接接近管壁壁的低温温区域重重新复合合成金属属卤化物物分子。就就这样，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。 MXXn M + nX M金属原原子 X卤素原原子 n原子数数目由于每种金金属都有有其特征征谱线，所所以同时时添加几几种金属属卤化物物就可改改善灯的的光谱分分布情况况，而实实现高光光效、高高显色性性。金属属卤

29、化物物灯色温温和显色色性的差差别就是是因为添添加的金金属卤化化物种类类不同。金金属卤化化物灯的的发光物物质是金金属，而而添加的的却是金金属卤化化物，这这一方面面是由于于金属的的蒸汽压压太低，另另一方面面是由于于金属卤卤化物不不与石英英玻璃发发生化学学作用。金金属卤化化物灯之之所以需需要一定定的时间间才能稳稳定工作作，是因因为金属属卤化物物的蒸发发扩散需需要一定定的时间间。由于工艺上上的难度度，石英英玻璃放放电管存存在光色色一致性性差，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。根据功率和和用途的的不同，金金属卤

30、化化物灯的的外形结结构可以以有多种种，如单单端、双双端、双双端双石石英、管管形透明明泡、椭椭圆形透透明泡、椭椭圆形涂涂层泡、PAR灯等。 点点燃金属属卤化物物灯需要要专用的的镇流器器和触发发器。2.6.22基本参参数（以以OSRRAM为为例）： HHQI-T （石石英放电电管）单单端金属属卤化物物灯（管管形）HQI-TTS（石石英放电电管）双双端金属属卤化物物灯（管管形）HQI-EE （石石英放电电管）泡泡形金属属卤化物物灯HCI-TT （陶陶瓷放电电管）单单端金属属卤化物物灯（管管形）HCI-TTS（陶陶瓷放电电管）双双端金属属卤化物物灯（管管形）/D日光色色Tc50000K、RRa90、=700-1000lmm/W、PP=700-20000WW/N自然色色33000KTc50000K、RRa60、=855-1000lmm/W、PP=4000-220000W/NDL自自然色高高显33300KKTcc33300KK、Raa80、=855-1000lmm/W、PP=700-2550W金属卤化化物灯常常用灯头头为: E400 E227 G122 RXX7s FFc2