電光源

一、電光源的發(fā)光方法

1.電阻發(fā)光，這是一種利用導體自身的固有電阻通電后產(chǎn)生熱效應，達到熾熱程度而發(fā)光的方法。如常用的白熾燈、碘鎢燈等。

2.電弧發(fā)光，這是一種利用二電極的放電產(chǎn)生高熱電弧而發(fā)光的力法。如碳精燈.

3.氣體發(fā)光，這是一種在透明玻璃管內(nèi)注入稀薄氣體和金屬蒸氣，利用二極放電使氣體高熱而發(fā)光的方法。如鈉燈、鏑燈等。

4.熒光粉發(fā)光，這是一種在透明玻璃管內(nèi)注入稀薄氣體或微量金屬，并在玻璃管內(nèi)壁涂上一層熒光粉，借二極放電后利用氣體的發(fā)光作用使熒光粉吸收再發(fā)出另一種光的方法，如熒光燈等。

二、電光源的起動方式

1.電壓自適應，這類燈泡，只要給它加上額定電壓即可正常工作。如白熾燈、溴鎢燈等。

2.輔助觸發(fā)型。這類燈泡，供給其額定電壓.它并不工作，而是需要一個較額定電壓高的輔助觸發(fā)電壓進行啟動，然后才能工作，如熒光燈、放映氙燈等。

不同類型的電光源有不同的結(jié)構(gòu)，但一般都具有以下幾部分的零部件:作為發(fā)光體的燈絲、電極、熒光粉;作為發(fā)光體外殼的玻璃、半透明陶瓷管、石英管;作為引線的導絲、芯柱 、燈頭;作為充填物的各類氣體、汞、金屬及其鹵化物 ;消氣劑、各類涂層、絕緣件及粘結(jié)劑等。

不同類型的電光源有不同的結(jié)構(gòu)，但一般都具有以下幾部分的零部件:作為發(fā)光體的燈絲、電極、熒光粉;作為發(fā)光體外殼的玻璃、半透明陶瓷管、石英管;作為引線的導絲、芯柱 、燈頭 ;作為充填物的各類氣體、汞、金屬及其鹵化物 ;消氣劑、各類涂層、絕緣件及粘結(jié)劑等。

電光源主要性能指標有 6項]:①光量特性指標。包括總光通量、亮度、光強 、紫外線量和熱輻射量等。②光色特性指標。包括光色、色溫、顯色性、色度和光譜分布等。③電氣特性指標。包括消耗功率、燈電壓、燈電流、啟動特性和干擾噪聲等。④機械特性。包括幾何尺寸、燈結(jié)構(gòu)和燈頭等。⑤經(jīng)濟特性。包括發(fā)光效率、壽命、價格和電費等。⑥心理特性。包括燈外觀和舒適性等。

1.光通量。它是光源在空間各方發(fā)出的人眼所能感受到的光能。單位為流明(lm)。它是衡量電光源產(chǎn)生光能能力的一種重要指標。

2.流明。光通量的計量單位，等于一支燭光的均勻發(fā)光點在一個單位立體角度內(nèi)所發(fā)出的光通最。

3.發(fā)光效率。它是照明光源輸出的光通量與輸入電功率的比值，也就是單位功率的光通量。單位流明/瓦(lm/W)。它是反映光源性能優(yōu)劣的重要指標。 4.色溫。光源所發(fā)出的光的顏包與黑體某一溫度下輻射的顏色相同時，這時黑體的溫度就稱為該光源的顏色溫度，簡稱色溫。以絕對溫度K作單位。

5.顯色指數(shù)。當光源與基準光源(標準白光)的傳色性能一樣時，該光源的傳色指數(shù)為100。它是衡量光源再現(xiàn)標準白光能力的一種參數(shù)。

6.額定電壓。電光源在正常工作時所需要的電壓.即規(guī)定的使用電壓。單位為伏(V)。

7.額定功率。電光源在額定電壓使用時，輸入的功率。單位為瓦(W)。

8.使用壽命電光源從開始使用到不能發(fā)光或雖能發(fā)光但不能使用(如氙燈嚴重飄弧)或者其光通量輸出降到規(guī)定的程度(如放映銦燈其光通輸出不能使銀幕再現(xiàn)良好圖象)所經(jīng)歷的小時數(shù)。這一參數(shù).不是針對某一燈泡，而是該類產(chǎn)品壽命的平均值。

9.燈壓氣體放電燈正常工作時，燈電極兩端的電壓降。單位為伏(V)。

10.觸發(fā)電壓電光源在額定電壓下不能自行啟動工作，而需要一個外加電壓使其開始點燃。這個外加電壓，叫觸發(fā)電壓。單位為伏(V)。觸發(fā)電壓某些場合也稱擊穿電壓。

光通量:光源每秒種發(fā)出的可見光量之和，簡單說就是發(fā)光量。單位:流明(lm);照度:單位面積內(nèi)入射的光通量，也就是光通量除以面積所得到的值。單位:勒克司(lux)，照度 分為水平照度和垂直照度。水平照度為光通量入射水平表面的照度，垂直照度為光通量入射到垂直面的照度。照度[lx]=落在某面積上之光通量[lm]此被照面面積[㎡]=光強度[cd]/(距離[m])2L;亮度:符號 L，單位尼脫 cd/m2，說明發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量顯色性:光源對物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性，也就是顏色逼真的程度;顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)較好，人們所見到的顏色也就接近自然色，顯色性低的光源對顏色表現(xiàn)較差，人們所見到的顏色偏差也較大。國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數(shù)定為100。顯色指數(shù):光源的顯色性是由顯色指數(shù)來表明，它表示物體在光下顏色比基準光(太陽光)照明時顏色的偏離，能較全面反映光源的顏色特性。 色溫:以絕對溫度K(Kelvin)來表示，即將一標準黑體加熱，溫度升高到一定程度時顏色開始由深紅-淺紅-橙黃-白-藍，逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時，我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源之色溫。光效:單位:每瓦流明 Lm/w，說明電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力，以發(fā)出的光通量除以耗電量來表示。光效是衡量光源節(jié)能的重要指標，就是光源發(fā)出的光通量除以光源所消耗的功率。燈具效率:燈具效率(又稱燈具光輸出比)是用來評估燈具之能源效率的一項重要標準，其值是將裝有光源的燈具所發(fā)出之光通量除以所裝光源本身所發(fā)出光通量所得之比值。平均壽命:單位:小時，說明指一批燈泡至百分之五十的數(shù)量損壞時的小時數(shù);經(jīng)濟壽命:單位:小時，說明在同時考慮燈泡的損壞以及光束輸出衰減的狀況下，其綜合光束輸出減至一特定的小時數(shù)。此比例用于室外的光源為百分之七十，用于室內(nèi)的光源如日光燈則為百分之八十。眩光:視野內(nèi)有亮度極高的物體或強烈的亮度對比，則可以造成視覺不舒適稱為眩光。眩光分為失能性眩光和不舒適性眩光，眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。

人類對電光源的研究始于 18世紀末。19 世紀初，英國的H.戴維發(fā)明碳弧燈。1879年，美國的T.A.愛迪生發(fā)明了具有實用價值的碳絲白熾燈 ，使人類從漫長的火光照明進入電氣照明時代。1907年采用拉制的鎢絲作為白熾體。1912年，美國的I.朗繆爾等人對充氣白熾燈進行研究，提高了白熾燈的發(fā)光效率并延長了壽命，擴大了白熾燈應用范圍。20世紀30年代初，低壓鈉燈研制成功。1938年，歐洲和美國研制出熒光燈，發(fā)光效率和壽命均為白熾燈的 3倍以上，這是電光源技術的一大突破。40年代高壓汞燈進入實用階段。50年代末，體積和光衰極小的鹵鎢燈問世，改變了熱輻射光源技術進展滯緩的狀態(tài)，這是電光源技術的又一重大突破。60年代開發(fā)了金屬鹵化物燈和高壓鈉燈，其發(fā)光效率遠高于高壓汞燈。80年代出現(xiàn)了細管徑緊湊型節(jié)能熒光燈、小功率高壓鈉燈和小功率金屬鹵化物燈，使電光源進入了小型化、節(jié)能化和電子化的新時期。電光源的發(fā)明促進了電力裝置的建設。電光源的轉(zhuǎn)換效率高，電能供給穩(wěn)定，控制和使用方便，安全可靠，并可方便地用儀表計數(shù)耗能，故在其問世后一百多年中，很快得到了普及 。它不僅成為人類日常生活 的必需品 ，而且在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸以及國防和科學研究中，都發(fā)揮著重要作用。

世界上的照明用電(照明光源的耗電量)約占總發(fā)電量的10%~20%。在中國，照明用電約占總發(fā)電 量的10%。隨著中國現(xiàn)代化發(fā)展速度的加快，照明用電量逐年上升，而電力增長率又不相適應，因此，研制、開發(fā)和推廣應用節(jié)能型電光源已引起人們的高度重視。

電光源一般可分為照明光源和輻射光源兩大類。照明光源是以照明為目的，輻射出主要為人眼視覺的可見光譜(波長380~780納米)的電光源，其規(guī)格品種繁多，功率從0.1瓦到20千瓦，產(chǎn)量占電光源總產(chǎn)量的 95%以上。輻射光源是不以照明為目的，能輻射大量紫外光譜(1~380納米)和紅外光譜( 780~1×106納米)的電光源，它包括紫外光源、紅外光源和非照明用的可見光源。以上兩大類光源均為非相干光源。此外還有一類相干光源，它通過激發(fā)態(tài)粒子在受激輻射作用下發(fā)光，輸出光波波長從短波紫外直到遠紅外，這種光源稱為激光光源。 照明光源品種很多，按發(fā)光形式分為熱輻射光源、氣體放電光源和電致發(fā)光光源3類。① 熱輻射光源。電流流經(jīng)導電物體，使之在高溫下輻射光能的光源。包括白熾燈和鹵鎢燈兩種。②氣體放電光源。電流流經(jīng)氣體或金屬蒸氣，使之產(chǎn)生氣體放電而發(fā)光的光源。氣體放電有弧光放電和輝光放電兩種，放電電壓有低氣壓、高氣壓和超高氣壓 3種。弧光放電光源包括:熒光燈、低壓鈉燈等低氣壓氣體放電燈，高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高強度氣體放電燈，超高壓汞燈等超高壓氣體放電燈，以及碳弧燈、氙燈、某些光譜光源等放電氣壓跨度較大的氣體放電燈。輝光放電光源包括利用負輝區(qū)輝光放電的輝光指示光源和利用正柱區(qū)輝光放電的霓虹燈，二者均為低氣壓放電燈;此外還包括某些光譜光源。③電致發(fā)光光源。在電場作用下，使固體物質(zhì)發(fā)光的光源。它將電能直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?。包括場致發(fā)光光源和發(fā)光二極管兩種。

光通量 Luminous Flux:

單位:流明(lm)

光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量總和稱為光源的光通量。

光強 Luminous Intensity:

單位:坎德拉(cd)

光源在某一給定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量稱為光源在該方向的發(fā)光強度，簡稱光強。

照度Illuminance:

單位:勒克斯(lx)

照度是光源照射在被照物體單位面積上的光通量。

亮度Luminance:

單位:坎德拉每平方米(cd/m 2, )，尼 特( nt)是舊的亮度單位名稱，現(xiàn)已廢除不用。

光源在某一方向的亮度是光源在同一方向的光強與發(fā)光面在該方向上投影表面積之比。

光效Luminous Efficacy of Light Source:

單位:流明/瓦(lm/W)

光源所發(fā)出的總光通量與該光源所消耗的電功率(瓦)的比值，稱為該光源的光效。

平均壽命Average Life:

單位:小 時(h)

指一批燈燃點，當其中有 50%的燈損壞不亮時所燃點的小時數(shù)。

色 溫 CT-Color Temperature:

當光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時，黑體的溫度就稱為該光源的色溫，用絕對溫度K(kelvin)表示。

黑體輻射理論是建立在熱輻射基礎上的，所以白熾燈一類的熱輻射光源的光譜功率分布與黑體在可見區(qū)的光譜功率分布比較接近，都是連續(xù)光譜，用色溫的概念完全可以描述這類光源的顏色特性。

相關色溫 CCT-Correlated Color Temperature:

當光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色接近時，黑體的溫度就稱為該光源的相關色溫，單位為K。

由于氣體放電光源一般為非連續(xù)光譜，與黑體輻射的連續(xù)光譜不能完全吻合，所以都采用相關色溫來近似描述其顏色特性。

色溫(或相關色溫)在3300K以下的光源，顏色偏紅，給人一種溫暖的感覺。色溫超過5300K時，顏色偏蘭，給人一種清冷的感覺。通常氣溫較高的地區(qū)，人們多采用色溫高于4000K的光源，而氣溫較低的地區(qū)則多用4000K以下的光源。

顯色指數(shù)(Ra)Color Rendering Index:

太陽光和白熾燈均輻射連續(xù)光譜，在可見光的波長(380nm-760nm)范圍內(nèi)，包含著紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫等各種色光。物體在太陽光和白熾燈的照射下，顯示出它的真實顏色，但當物體在非連續(xù)光譜的氣體放電燈的照射下，顏色就會有不同程度的失真。我們把光源對物體真實顏色的呈現(xiàn)程度稱為光源的顯色性 。

為了對光源的顯色性進行定量的評價，引入 顯色指數(shù) 的概念。以標準光源為準，將其顯色指數(shù)定為100，其余光源的顯色指數(shù)均低于100。顯色指數(shù) 用Ra表示， Ra值越大，光源的顯色性越好。

近年來，中國電光源產(chǎn)業(yè)取得了長足發(fā)展和進步，國際上光源開發(fā)、研制和銷售中心正向中國轉(zhuǎn)移。中國有可能成為世界最大的光源加工生產(chǎn)基地。全國電光源總產(chǎn)量1990年為25億只，2000年達到50億只以上。從而使中國成為電光源產(chǎn)品產(chǎn)銷第一的國家?？梢赃@么說，中國是世界照明業(yè)中極具活力的國家，也是世界上極有發(fā)展?jié)摿Φ拇笫袌觥?/p>

2006年1-12月，中國電光源制造行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)累計實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值33,048,352千元，比上年同期增長了30.09%;累計實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入31,973,427千元，比上年同期增長了32.08%;累計實現(xiàn)利潤總額1,821,083千元，比上年同期增長了40.65%。

2007年1-11月，中國電光源制造行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)累計實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值43,641,714千元，比上年同期增長了40.81%;累計實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入41,686,962千元，比上年同期增長了37.51%;累計實現(xiàn)利潤總額2,716,822千元，比上年同期增長了41.24%。

主要是提高發(fā)光效率 ，開發(fā)體積小的高效節(jié)能光源，改善電光源的顯色性，延長壽命。達到上述目的的具體途徑是開發(fā)研制新型材料、采用新工藝以及進一步研究新的發(fā)光機理、開發(fā)新型電光源，而最為現(xiàn)實的途徑則是改進現(xiàn)有電光源的制造技術，采用新型的、自動化性能好的生產(chǎn)設備。

電光源是將電能轉(zhuǎn)換為光能的器件或裝置。廣泛用于日常照明、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防和科研等方面。人類對電光源的研究始于 18世紀末。如今電光源已經(jīng)進入了小型化、節(jié)能化和電子化的新時期。

電光源混合氣安全說明書的內(nèi)容與混合氣的組分及濃度相關。本安全技術說明的內(nèi)容對本產(chǎn)品組分混合氣安全技術問題的陳述。其他電光源混合氣所含組分與本產(chǎn)品有差異的，請用戶仔細閱讀附加的安全技術說明。

專業(yè)名稱:電光源技術

專業(yè)代碼:590218

培養(yǎng)目標:本專業(yè)培養(yǎng)電光源技術方面的高級應用型技術人才。學生應掌握本專業(yè)基礎理論、基本知識和基本技能。能從事電光源技術，照明器具的開發(fā)設計、照明供電設計、計算機應用技術、電力電子技術等領域的工作，具有分析、設計、開發(fā)、調(diào)試、運行等方面的工作能力。

主要課程:工程制圖、電工基礎、電子技術、微機原理及應用、數(shù)據(jù)庫及其應用、算法語言、照明工程學、光輻射測量、氣體放電原理、光源照明及燈具設計、真空技術等。

我們可把氣體放電光源分為三類:

燈內(nèi)氣體的總壓強約1%大氣壓左右。

低氣壓放電光源有兩種:輝光放電光源(霓虹燈、氖燈等)和弧光放電光源(低壓鈉燈、熒光燈、紫外線燈合部分感應無極燈等)。

低壓氣體放電燈發(fā)光體較大，發(fā)光均勻。其工作電流較小，輝光放電燈在幾百毫安以內(nèi)，弧光放電燈在1安培以內(nèi)。燈功率因而也較小，一般在200瓦以內(nèi)。低壓氣體放電燈從啟動方式看有冷陰極和熱陰極兩種。冷陰極燈不需預熱可直接高電壓啟動，如霓虹燈。熱陰極燈需進行預熱，當燈絲達到電子發(fā)射溫度時再啟動，如預熱式熒光燈，需配用適宜的啟動器進行預熱啟動。低壓氣體放電燈在燈點燃熄滅后一般可以立即再啟動點燃。

燈內(nèi)氣體的總壓強在1個~10個大氣壓。

光源有高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈和微波硫燈、長弧氙燈等。

高壓氣體放電燈工作電流可以較大，是大電流工作，因而燈功率可以做得較大。它不需預熱啟動，可配用適宜的觸發(fā)器直接啟動。但高壓氣體放電燈在燈點燃熄滅后一般不可以立即再啟動點燃，需間隔一段時間待燈冷卻后再啟動。

燈內(nèi)的氣體總壓強大于10個大氣壓。

光源有超高壓氙燈、超高壓汞燈等。發(fā)光體較小，近似高亮度點光源，便于控光。