照明及光源SM課件

照明基礎(chǔ)知識(shí)照明有什么作用...照明的目的滿足視覺(jué)需要感知空間結(jié)構(gòu)表達(dá)空間用途強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)/引導(dǎo)活動(dòng)營(yíng)造特定的環(huán)境氣氛修飾空間表現(xiàn)

光通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)光源發(fā)出可見(jiàn)光的總能量。初始光通量：燈燃點(diǎn)100小時(shí)時(shí)測(cè)得的光通量。單位:流明(lm)照明基礎(chǔ)知識(shí)光通維持率：

燈在壽命中特定時(shí)間的光通量與該燈初始光通量的百分比. 時(shí)間 光通維持率白熾燈 750小時(shí) >=80%熒光燈 2000小時(shí) >=78%節(jié)能燈 2000小時(shí) >=78%照明基礎(chǔ)知識(shí)

發(fā)光強(qiáng)度：光源向一定方向單位立體角內(nèi)發(fā) 出的光通量.單位:坎德拉(cd)

dd

I=光通量立體角=照明基礎(chǔ)知識(shí)

光束角：射燈發(fā)射光的空間分布,以中心最強(qiáng),向四周逐漸減弱到中心光強(qiáng)50%強(qiáng)度的圓錐角為光束角，但用平面角來(lái)表示.分類 定義 例聚光 <=18o 8o,10o,12o泛光 18o~36o 20o,25o,30o寬泛光 >=36o 36o,40o,60o照明基礎(chǔ)知識(shí)

照度：入射于被照物體單位面積上的光通量.單位:勒克斯(lux,簡(jiǎn)寫(xiě)為lx)E=照度是客觀存在的,與被照物和人的感受無(wú)關(guān).照度流明面積(m2)ddS照明基礎(chǔ)知識(shí)照度要求(工作8小時(shí))12歲 200lux40歲 600lux60歲 3000lux夏天照明基礎(chǔ)知識(shí)亮度(Luminance)－發(fā)光體或受光體單位面積上發(fā)出(或反射出)的發(fā)光強(qiáng)度.單位:坎/平方米(cd/m2)亮度 物體165000000 太陽(yáng)表面7000000 白熾燈絲10000 熒光管2500 滿月表面1500 晴天沙灘1 夜晚公路L(亮度)=dI/dS它直接影響人眼的主觀感覺(jué).照度一定時(shí),物體的反射率越大,亮度越高.L=kE照明基礎(chǔ)知識(shí)

色溫Tc－用黑體的開(kāi)氏溫度(單位K)表示光源的顏色,開(kāi)氏溫度為攝氏溫度加上273.如:2700K暖色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色照明基礎(chǔ)知識(shí)不同色溫的感覺(jué)顏色 色溫(K)色表感覺(jué)暖白色<3300偏紅溫暖柔白色3300－5000偏黃中間日光色>5000偏藍(lán)清冷照明基礎(chǔ)知識(shí)

用8種標(biāo)準(zhǔn)色塊比較待測(cè)光源的顯色和太陽(yáng)光下的顯色差異度的平均值，稱為平均顯色指數(shù)Ra.特殊顯色指數(shù):如R9~12分別表示紅,黃,綠,藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)色彩;R13表示皮膚色;R14表示植物色.照明基礎(chǔ)知識(shí)Ra燈泡類型白熾燈 100熒光燈33系列熒光燈54系列熒光燈84系列熒光燈94系列高壓鈉燈(SON)高壓汞燈(HPL)低壓鈉燈(SOX)667785932645(-44)典型燈泡的顯色性照明基礎(chǔ)知識(shí)光源壽命的定義:有效壽命:燈到不能工作(不亮/不起動(dòng)/顏色失效)的時(shí)間;經(jīng)濟(jì)壽命: 燈的光通量衰減到一定比例(室內(nèi)80％,室外70％） 所用的時(shí)間;一組燈中50％失效的工作時(shí)間稱為平均壽命.照明基礎(chǔ)知識(shí)光源基礎(chǔ)知識(shí)電光源固體發(fā)光光源氣體放電發(fā)光光源白熾燈真空燈充氣燈鹵鎢燈場(chǎng)致發(fā)光燈半導(dǎo)體發(fā)光器件弧光放電燈輝光放電燈低氣壓燈高氣壓燈熒光燈緊湊型熒光燈低壓鈉燈高壓汞燈高壓鈉燈高壓氙燈金鹵燈碳弧燈霓虹燈氖燈熱輻射光源充氣白熾燈常見(jiàn)光源的分類白熾燈光源基礎(chǔ)知識(shí)白熾燈的工作特性：發(fā)光效率：8~20lm/W顯色性Ra：98~100色溫范圍：Tc=2500K~2800K平均壽命：1000Hr無(wú)需輔助電氣元件，可調(diào)光電源電壓變化對(duì)光源壽命影響較大白熾燈的應(yīng)用場(chǎng)合：賓館、飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所、家居光源基礎(chǔ)知識(shí)白熾燈電源電壓變化時(shí)其他參數(shù)的變化:光電參數(shù)的變化壽命的變化光源基礎(chǔ)知識(shí)白熾燈應(yīng)用比較安裝工作容易簡(jiǎn)單;無(wú)需輔助電氣元件;初期投入較少;顯色性較好 Ra=100;產(chǎn)生暖色調(diào)光環(huán)境;色溫Tc=2800K;調(diào)光方便.燈的光效較差:15流明/瓦;平均壽命較短(1000hrs);產(chǎn)生大量的熱;燈壽命易受電壓波動(dòng)影響;存在不夠明亮的可能.優(yōu)點(diǎn):缺點(diǎn):光源基礎(chǔ)知識(shí)鹵鎢燈工作原理工作原理:光產(chǎn)生原理與白熾燈一致電流流過(guò)鎢絲使鎢絲加熱產(chǎn)生白熾光外殼為石英材料,外形小巧管內(nèi)充有鹵化物(溴化物或碘化物)鹵鎢循環(huán):延長(zhǎng)燈管壽命

鎢＋2鹵素鹵化鎢

W+2Br=WBr2光源基礎(chǔ)知識(shí)發(fā)光原理圖燈絲管壁鹵鎢燈的基本性能光效: 15-25lm/W色溫: 2900-3200K,暖色調(diào)顯色性: 100最大功率: 10000W平均壽命: 2000-5000小時(shí)亮度: 可調(diào)節(jié)低壓: 配變壓器一起使用光源基礎(chǔ)知識(shí)雙端燈:泛光照明等室外照明單端燈:室內(nèi)應(yīng)用領(lǐng)域,象商場(chǎng),酒店,旅館,家居等的重點(diǎn)和裝飾照明,辦公室,閱覽室的局部照明,這些地方主要考慮較高顯色性和暖色調(diào)。鹵鎢燈的應(yīng)用光源基礎(chǔ)知識(shí)熒光燈光源基礎(chǔ)知識(shí)熒光燈(低壓汞蒸氣放電燈)工作原理

在玻管內(nèi)壁涂有熒光粉,兩端各裝有電極,在電極上涂有鋇鍶鈣氧化物等電子發(fā)射材料;

熱陰極發(fā)射電子,在管內(nèi)形成等離子體,激發(fā)汞原子產(chǎn)生紫外輻射照射到管壁熒光粉上發(fā)出可見(jiàn)光;

負(fù)反特性,必須與輔助電器一起使用,才能正常工作.光源基礎(chǔ)知識(shí)fluorescentpowdermercuryatomelectronselectrode紫外輻射可見(jiàn)光熒光粉汞蒸汽電子流電極發(fā)光原理圖注:本圖未畫(huà)出電極環(huán)氣體放電燈:放電特性負(fù)阻特性限流裝置

-補(bǔ)償負(fù)阻特性啟動(dòng)裝置

-克服啟動(dòng)時(shí)氣體較冷條件下的高電阻光源基礎(chǔ)知識(shí)鎮(zhèn)流器、起動(dòng)器和電容或電子鎮(zhèn)流器熒光燈電路圖----影響燈管效果和壽命的重要因素電容光源基礎(chǔ)知識(shí)普通熒光燈總體基本性能光效: 70~104lm/W色溫: 2700~6500K顯色: 51~98功率范圍: 4~8W,15,18,30,36,58W,70W平均壽命: 8000~12000小時(shí)(普通鎮(zhèn)流器) 12000~16000小時(shí)(電子鎮(zhèn)流器)亮度: 可調(diào)節(jié)(通過(guò)專門(mén)的電子鎮(zhèn)流器)光源基礎(chǔ)知識(shí)熒光燈范疇T12T8T5普通熒光燈標(biāo)準(zhǔn)直管標(biāo)準(zhǔn)環(huán)管80直管80環(huán)管90直管特殊熒光燈80直管環(huán)管防爆反射低溫專用紫外紅外其它光源基礎(chǔ)知識(shí)熒光燈發(fā)展過(guò)程第一代

T12 直管38mm直徑---12/8=1.5英寸(1939年) 環(huán)管31mm直徑第二代

T8 直管26mm直徑---8/8=1英寸(1978年) 環(huán)管28mm直徑 標(biāo)準(zhǔn)管(經(jīng)濟(jì)型) /29,/33,/54 80(三基色超色彩) /827,/830,/835,/840,/850,/865 90(多窄帶日光色) /927,/930,/935,/940,/950,/965

80HF(高頻電子專用管) /827,/830,/835,/840,/850,/865第三代

T5 直管16mm直徑---5/8英寸(1995年) 環(huán)管18mm直徑

/827,/830,/835,/840,/850,/865光源基礎(chǔ)知識(shí)光效:69~81lm/W色溫:2700K－6500K顯色:>80功率:5W~55W平均壽命:>8000小時(shí),是白熾燈的3－10倍亮度:在用可調(diào)光高頻電子鎮(zhèn)流器時(shí),亮度能調(diào)節(jié)節(jié)電:比白熾燈節(jié)電80％電壓范圍寬：可170V低電壓?jiǎn)?dòng),250V以下高壓下正常運(yùn)行節(jié)能燈總體性能光源基礎(chǔ)知識(shí)非一體化緊湊型熒光燈(插拔管)

無(wú)外泡殼,2P/2針配電感鎮(zhèn)流器;4P/4針配電子鎮(zhèn)流器;

比白熾燈效率高5倍(節(jié)能80%);

壽命比白熾燈長(zhǎng)8倍(一般8000小時(shí)),光衰慢;

發(fā)熱量小,配多種燈具;

寬電壓設(shè)計(jì)(170~250V). 功率:5/7/9/11W,13W,18W,26W,32W…外形:單U,2U,3U,色溫:827/840/865光源基礎(chǔ)知識(shí)一體化緊湊型熒光燈（節(jié)能燈）顏色:暖白色2700K,冷日光色6500K;特點(diǎn):三基色稀土熒光粉,寬電壓(170V-250V)工作;不帶外罩的一體節(jié)能燈,重量輕,體積小,瞬間啟動(dòng),無(wú)閃爍,E27;汞齊設(shè)計(jì),光衰小,2000小時(shí)后,不到3%;內(nèi)置電子鎮(zhèn)流器,節(jié)電80%;適用于各應(yīng)用場(chǎng)合,價(jià)廉物美;功率:7W,9W,11W,13W,15W,18W,20W,25W,45W,65W,85W…;燈頭:E27;外形：2U,3U,螺旋壽命一般6000Hr~12000Hr;光源基礎(chǔ)知識(shí)顏色:暖白色2700K,冷白色4000K,冷日光色6500K;特點(diǎn):寬電壓(170V-250V)工作,汞齊設(shè)計(jì),光衰小,2000小時(shí)后衰減不到3%,顯色性大于80;三基色稀土熒光粉特殊配方,瞬間啟動(dòng),無(wú)閃爍,E27;內(nèi)置電子鎮(zhèn)流器,節(jié)電80%;應(yīng)用:賓館,家居,庭院,商場(chǎng)及公共照明等場(chǎng)所.種類：圓柱型，棱晶型/舒適型;球型功率:4W,5W,7W,9W,11W,15W,20W…;一體化帶外泡殼緊湊型熒光燈光源基礎(chǔ)知識(shí)熒光燈和節(jié)能燈的用途：家居酒店照明:客廳,衛(wèi)生間,走廊;辦公區(qū)照明:寫(xiě)字樓,機(jī)關(guān),學(xué)校;商業(yè)照明:商場(chǎng),醫(yī)院;工業(yè)照明:車間,倉(cāng)庫(kù);其他照明:隧道,廣告燈箱.光源基礎(chǔ)知識(shí)光源基礎(chǔ)知識(shí)-金屬鹵化物燈小功率金鹵燈陶瓷金鹵燈MHN-TMHW-TCDM-R反射型管型CDM-TCDM-TCCDM-TPCDM-TTCDM-TD中大功率金鹵燈單端雙端HPIHPIBUHPIBUSHPIBU-PHPIBUS-PHPI-TMHDMHD-TDMHN-TD工作原理金鹵燈的電弧管中充入汞和一些金屬鹵化物，在最初點(diǎn)燃時(shí)只有汞蒸氣參與放電，放電時(shí)產(chǎn)生的熱量使管壁溫度逐漸升高，低電壓放電向高氣壓放電過(guò)渡，鹵化物開(kāi)始熔化并蒸發(fā)，分解成鹵素原子和金屬原子，金屬原子受激發(fā)產(chǎn)生光譜輻射。從啟動(dòng)到正常工作一般需要4-10min左右。常用的金屬鹵化物為鈉－鈧,鈉－銦－鉈,稀土(鏑)等的鹵化物.光源基礎(chǔ)知識(shí)-金屬鹵化物燈氣體放電燈的結(jié)構(gòu)示意圖B為泡殼,A和C為電極,G為填充氣體A為陽(yáng)極,C為陰極放電燈工作電路示意圖光源基礎(chǔ)知識(shí)添加物為金屬鹵化物和汞提高顏色特性金屬離子產(chǎn)生輻射汞元素調(diào)節(jié)電弧電壓和溫度光源基礎(chǔ)知識(shí)分類：大功率金鹵燈緊湊型金鹵燈（小于150W） 用途：大功率燈：體育場(chǎng)、展覽中心、大型商場(chǎng)、游樂(lè)場(chǎng)和街道廣場(chǎng)的投光照明和建筑物外墻的泛光照明緊湊型燈：商店、櫥窗照明和建筑物、雕塑泛光照明 影響金鹵燈正常工作的因素：易受電源電壓波動(dòng)影響的:光色漂移燈溫度上升將導(dǎo)致顏色漂移燃點(diǎn)位置受到嚴(yán)格限制 光源基礎(chǔ)知識(shí)單泡殼雙端型雙泡殼雙端型雙泡殼單端型陶瓷電弧管金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈的主要類型陶瓷管能耐更高溫度,化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定,因而做成的金屬鹵化物燈不僅光效更高,光色更好,而且顏色穩(wěn)定,燈的壽命更長(zhǎng)光源基礎(chǔ)知識(shí)陶瓷金鹵燈CDM:技術(shù)創(chuàng)新在現(xiàn)有的石英金鹵燈基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械、電氣和光學(xué)性能方面進(jìn)行了改進(jìn)相對(duì)普通金鹵燈而言: -有較好的光色穩(wěn)定性(200Kat5000hr) -初始光色發(fā)散最小(150Kat100hr) -較高的顯色指數(shù)

(Ra81to85) -光輸出較高

(10到50%more) -較長(zhǎng)

(15到20mm)防紫外光源基礎(chǔ)知識(shí)陶瓷金鹵燈結(jié)構(gòu)PCA電極金屬?gòu)?fù)合物封接玻璃鈮金屬過(guò)渡光源基礎(chǔ)知識(shí)壽命期間光色的穩(wěn)定性色溫趨向紅色色溫色溫趨向蘭綠色色溫Colourtemperature(癒)普通金鹵燈光源基礎(chǔ)知識(shí)陶瓷金鹵燈CDM:

色溫Tc對(duì)電源電壓變化的敏感性較石英管MH燈的弱注意: 要想得到燈滿意的特性,則電源電壓的偏差不能超過(guò)正常值的+/-3%Tcin%電源電壓(常規(guī)鎮(zhèn)流器)CDM-TD70WMHW-TD70WCDM-TC35W/830光源基礎(chǔ)知識(shí)Tc 3000K 4200K類型CDM-TC CDM-T CDM-TD CDM-R CDM-R CDM-TCDM-TD PAR20 PAR30L /830 /830 /830 /830 /830 /942 /94235W39W70W150W10?4010?3010?30陶瓷金鹵燈分類光源基礎(chǔ)知識(shí)影響光源壽命的因素使用方環(huán)境溫度工作電壓開(kāi)關(guān)頻率振動(dòng)沖擊燃點(diǎn)位置鎮(zhèn)流啟動(dòng)裝置制造方制燈材料發(fā)射電子物質(zhì)充氣及氣壓制燈工藝光源基礎(chǔ)知識(shí)

光通量光效色溫顯色性壽命產(chǎn)品中產(chǎn)生有害物質(zhì)的含量少價(jià)格選擇光源的因素光源基礎(chǔ)知識(shí)照明電器基礎(chǔ)鹵鎢燈用變壓器低電壓(通常為12V)鹵鎢燈是鹵鎢燈的主流,需要配用電子變壓器把220V變?yōu)?2V.有電感和電子兩種照明電器基礎(chǔ)知識(shí)

短路保護(hù)

過(guò)載保護(hù)

過(guò)熱保護(hù)變壓器決不會(huì)超過(guò)1100C當(dāng)發(fā)生短路,變壓器自動(dòng)停止工作變壓器限制高功率,使其滿足額定輸出LET-S105150W負(fù)載輸出功率<130WLET-S50/105短路1100照明電器基礎(chǔ)知識(shí)氣體放電燈為什么要使用電器裝置

?提供啟動(dòng)電壓限制燈電流提供燈重復(fù)著火電壓同時(shí)控制燈電壓變化控制燈的啟動(dòng)特性提高功率因數(shù)電壓電流氣體放電燈照明電器基礎(chǔ)知識(shí)氣體放電燈電器組成元件鎮(zhèn)流器觸發(fā)器或其它啟動(dòng)輔助器件完整的、安全的、合理的、優(yōu)化的導(dǎo)電回路照明電器基礎(chǔ)知識(shí)高強(qiáng)度氣體放電燈系統(tǒng)包括：電力燈控裝置燈光學(xué)系統(tǒng)物體系統(tǒng)-鎮(zhèn)流器-觸發(fā)器-電容-調(diào)光系統(tǒng)照明電器基礎(chǔ)知識(shí)照明電器的主要功能鎮(zhèn)流器-產(chǎn)生高壓，啟輝氣體放電燈-燈點(diǎn)燃后，對(duì)燈進(jìn)行限流(鎮(zhèn)流)觸發(fā)器-產(chǎn)生高壓，輔助鎮(zhèn)流器點(diǎn)燃燈電容-進(jìn)行功率因數(shù)校正，提高電能使用效率電源A鎮(zhèn)流器C功率校正電容B觸發(fā)器>>燈照明電器基礎(chǔ)知識(shí)電感鎮(zhèn)流器的兩項(xiàng)重要參數(shù)指標(biāo)

－Tw和ΔtTw保證鎮(zhèn)流器工作壽命(通常是10年)所允許的鎮(zhèn)流器線圈的最高溫度。如：95℃，105℃，120℃及130℃等線圈每升高10℃，則鎮(zhèn)流器壽命降低一半；關(guān)鍵在于采用高溫度等級(jí)的絕緣漆包線，含浸漆及絕緣材料照明電器基礎(chǔ)知識(shí)Δt是特定溫度與環(huán)境條件下，實(shí)測(cè)線圈溫度與環(huán)境溫度之差值,即Δt=Tw-Ta,通常叫做溫升。通常標(biāo)識(shí)如55K，70K等低溫升即允許較高的環(huán)境溫度,是鎮(zhèn)流器壽命和安全的保證電感鎮(zhèn)流器的兩項(xiàng)重要參數(shù)指標(biāo)

－Tw和Δt照明電器基礎(chǔ)知識(shí)電感鎮(zhèn)流器的兩項(xiàng)重要參數(shù)指標(biāo)

－Tw和ΔtTw=130°C,Δt=70K的鎮(zhèn)流器表示:

Ta=Tw-Δt=130-70=60°C

照明電器基礎(chǔ)知識(shí)功率因數(shù) 輸入系統(tǒng)的有功功率(W)功率因數(shù)=--------------------------------

提供系統(tǒng)的視在功率(VA)有功功率要付費(fèi)視在功率要補(bǔ)償例如

功率因數(shù)

有功功率 視在功率

1 100W 100VA 0.90 100W 111VA 0.50 100W 200VA典型的電感鎮(zhèn)流器功率因數(shù)為0.5.可以增加電容來(lái)修正低功率因數(shù)，修正后一般能達(dá)到0.8照明電器基礎(chǔ)知識(shí)熒光燈鎮(zhèn)流器電子鎮(zhèn)流器是用電子元器件裝配成的高頻(20K~100KHz)鎮(zhèn)流器,不必配合啟動(dòng)器和電容器.照明電器基礎(chǔ)知識(shí)電子鎮(zhèn)流器的原理圖照明電器基礎(chǔ)知識(shí)

CF（CrestFactor）波峰系數(shù)

在額定電源電壓下，鎮(zhèn)流器與燈配套工作時(shí)，當(dāng)燈達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)之后。流過(guò)燈管的電流狀態(tài)輸出電流的峰值與均方根值的比值CF=PK/rms。

通俗的講CF值越小，流過(guò)燈管的電流越穩(wěn)定，燈管壽命越長(zhǎng)。IEC/GB的標(biāo)準(zhǔn)為CF≤1.7照明電器基礎(chǔ)知識(shí)THD（TotalHarmonicDistortion）總諧波失真鎮(zhèn)流器與燈在額定電源電壓下工作時(shí)，燈達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)之后，輸入電源電流中奇次諧波各分量之和。一般我們?cè)诖笠?guī)模使用電子鎮(zhèn)流器時(shí)選擇THD在15%-25%之間的性能價(jià)格比會(huì)較合適。

照明電器基礎(chǔ)知識(shí)

電磁干擾(EMI)熒光燈等氣體放電燈照明設(shè)備在使用過(guò)程中,通過(guò)輻射、傳導(dǎo)等方式產(chǎn)生的電磁噪音.電磁干擾可能使周圍電器工作異常甚至失控.設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾能力。在歐美有不同的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。照明電器基礎(chǔ)知識(shí)電子鎮(zhèn)流