LED照明技术30问

111111111111111111111111111111111科纳实业LED照明技术30问什么是光？光是指由光源发出的辐射能中的一部分，即能产生视觉的辐射能，所以又称为“可见光”。从物理学的观点，光是一种电磁辐射能，即电磁波。将各种电磁波按波长依次展布起来，就成为电磁波谱。从电磁波谱中得知，可见光占电磁波中很小一部分，其波长在380～780nm范围内，而且不同波长的光给人的颜色感觉也不同。波长从380nm向780nm增加时，光的颜色从紫色开始，按蓝、青、绿、黄、橙、红的顺序逐渐变化。两种颜色之间没有明显的分界，而是由一种颜色逐渐减少，另一种颜色逐渐增多来过渡的。全部可见光波混合在一起就形成日光(白色光)。太阳所辐射的电磁波中波长大于1400nm的被低空大气层中的水蒸气和二氧化碳强烈吸收；波长小于290nm的被高空大气层中的臭氧所吸收。能到达地球表面的电磁波，其波长正好与可见光的波长相符。这说明人眼对光的视觉反应是人类在进化过程中，对地球大气层透光效果相适应的结果。什么是光通量？光通量（luminousflux）是一种表示光的功率的单位。与辐射功率不同，光通量体现的是人眼感受到的功率。因此，光通量就是用来表示辐射功率经过人眼的视见函数影响后的光谱辐射功率大小的物理量。光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量国际单位制中规定，光通量的符号是Φ，单位为流明(lm)。（lm=cd•sr）对大量具有正常视力的观察者所做的实验表明，在较明亮环境中人的视觉对波长为555nm左右的黄、绿色光最敏感，这种人眼对各波长光谱敏感程度不同的性质可以由视见函数V(λ)表示。当波长为555nm的黄、绿光的辐射功率为1W时，人眼感觉量为683lm，可见1lm就相当于波长为555nm的单色辐射功率1/683W时的光通量。物理表达式：式中K=683lm/W111111111111111111111111111111111什么是发光强度？发光强度（Luminousintensity），简称光强。用于表示光源给定方向上单位立体角内发光强弱程度的物理量。光源在空间某一特定方向上单位立体角内（每球面度）辐射的光通量空间刻度称为光源在该方向上的发光强度（简称光强）国际单位制中规定，发光强度的符号是I，单位为坎德拉(cd)，（cd=lm/sr）坎德拉是发出540x1012Hz频率(即波长555nm)的单色辐射源在给定方向上的发光强度，该方向上的辐射强度为1/683W/sr。物理表达式：式中:Φ:光通量，Ω:立体角我们知道，光源发出的光线是向空间各个方向辐射的，因此，必须用立体角度作为空间光束的量度单位计算光通量的密度。球面上的某块面积对球心形成的角称为立体角。立体角的单位为“球面度”（sr），即以r为半径做一圆球，若锥面在圆球上截出的面积S即是r2，则该立体角即为一个单位立体角，称为“球面度”(sr)。以极坐标来表示光源在各个方向上发光强度的曲线，称为该光源的配光曲线。什么是照度？照度(illuminance)是每单位面积所接收到的光通量。投射到被照面上的光通量与被照面的面积之比称为该面的照度国际单位制中，单位是勒克斯(lx=lux)，1(勒克斯)=1(流明/平方米)。物理表达式：E=Ø/S一些日常的代表性照度：烈日下的地面100,000lux阴天下的地面8,000lux绘图600lux阅读500lux夜间棒球场400lux办公室、教室300lux路灯下的地面5lux满月下的地面0.2lux星光下的地面0.0003lux什么是亮度？亮度是表示人对发光体或被照射物体表面的发光或反射光强度实际感受的物理量发光体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面的亮度。国际单位制中规定，亮度的符号是L，单位为尼特（nits)。（nit=cd/m²）物理表达式：111111111111111111111111111111111式中:Φ:光通量Ω:立体角θ:给定方向与单位面积元ds法线方向的夹角亮度与照度的关系是：L=R×E式中R是反射系数。这说明了被照物体表面的照度并不能直接表达人眼对它的视觉感觉。亮度是表明光源光亮程度的参数，L愈大愈亮。但能否看清物体不完全取决于亮度。如果发光面的亮度过大，感到刺眼，也看不清物体。所以，通常不规定被照面的亮度应达到什么标准，而是规定照度大小应达到怎样的标准。什么是发光效率？发光效率(光源的光视效能)是一个光源的参数。它是光通量与功率的比值，此功率指的是光源输出的辐射通量时，叫辐射发光效能，或者是提供光源的电能时，称为电光源的发光效率。单位是lm/W。对于人眼最敏感的555nm的黄绿光，1W=683lm，也就是说，1W的功率全部转换成波长为555nm的光，为683流明。这个是最大的光转换效率，是定标值。另外一种表示效率的方法是：选择最大的效率683lm/W,作为发光效率100%的标准。类型辐射的发光效能(lm/W)发光效率M级恒星(心大星)，3000K304%理想的黑体4000K47.57%G级恒星(太阳)，5800K8012%理想黑体7000K9514%理想黑体5800K，压缩至400-700nm(理想“白光”)25137%理想的单色555nm光源683100%什么是色温？光源的色温是通过对比它的色彩和理论的热黑体辐射体来确定的。热黑体辐射体与光源的色彩相匹配时的开尔文温度就是那个光源的色温，它直接和普朗克黑体辐射定律相联系。光色系的应用：暖色光：暖色光色温在3300K以下，与白炽灯接近，能给人以温暖、健康、舒适的感觉，用于家庭、住宅、宿舍、宾馆等。白色光：又叫中性色，色温在3300-5300K，光线柔和，使人有愉悦、爽快、安祥的感觉，用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等。冷色光：又叫日光色，色温在5300K以上，接近自然光，有明亮、冷的感觉，使人精力集中，用于办公室、会议室、教室、绘图室、阅览室、设计室等什么是相关色温？111111111111111111111111111111111色温CT-colourtemperature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，用绝对温度K（kelvim）表示。黑体辐射理论是建立在热辐射基础上的，所以白炽灯一类的热辐射光源的光谱功率分布与黑体在可见区的光谱功率分布比较接近，都是连续光谱，用色温的概念完全可以描述这类光源的颜色特性。相关色温CCT-correlatedcolourtemperature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接近时，黑体的温度就称为该光源的相关色温，单位为K。由于气体放电光源一般为非连续光谱，与黑体辐射的连续光谱不能完全吻合，所以都采用相关色温来近似描述其颜色特性。什么是显色指数？显色指数（Ra）colourrenderingindex太阳光和白炽灯均辐射连续光谱，在可见光的波长(380nm-760nm)范围内，包含着红、橙、黄、绿、青、兰、紫等各种色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下，显示出它的真实颜色，但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下，颜色就会有不同程度的失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指数的概念。以标准光源为准将其显色指数定为100，其余光源的显色指数均低于100。显色指数用Ra表示，Ra值越大，光源的显色性越好。人类的照明自然界的照明：太阳光燃烧：电石灯、蜡烛、煤气灯、煤油灯、石灰光灯、油灯、安全灯、煤油气灯、灯笼、火炬电致发光：白热型：电灯泡、卤素灯泡、密闭聚束灯(PAR灯)荧光灯：日光灯管、节能灯、无极灯(感应灯)气体放电灯：高强度气体放电灯(HID)、水银灯、金卤灯、钠灯、霓虹灯(氖灯)电弧：弧光灯、汞弧灯、氙灯其他类型：微波硫灯、固态照明(发光二极管)、光导纤维、等离子灯、化学发光、电致发光纤维线白炽灯（一）电灯泡或称电球，其准确技术名称为白炽灯，是一种透过通电，利用电阻把幼细丝线（现代通常为钨丝）加热至白炽，用来发光的灯。电灯泡外围由玻璃制造，把灯丝保持在真空，或低压的惰性气体之下，作用是防止灯丝在高温之下氧化。电灯泡的最大问题是灯丝的升华。因为钨丝上细微的电阻差别造成温度不一，在电阻较大的地方，温度升得较高，钨丝亦升华得较111111111111111111111111111111111快，于是造成钨丝变细，电阻进一步增大的循环；最终令钨丝烧断。后来发现以惰性气体代替真空可以减慢钨丝的升华。今天多数的电灯泡内都是注入氮、氩或氪气。现代的白炽灯一般寿命为1,000小时左右。白炽灯（二）白炽灯的构造：1、电灯泡外形轮廓2、低压惰性气体3、灯丝，钨丝4、细金属线（连接至灯头尖端）5、细金属线（连接至铜片）6、支撑金属线7、支撑棒8、细金属线9、铜片10、绝缘体11、灯头尖端111111111111111111111111111111111白炽灯（三）卤素灯泡（Halogenlamp），亦称钨卤灯泡，是白炽灯的一种。原理是在灯泡内注入碘或溴等卤素气体。在高温下，蒸发的钨丝与卤素进行化学作用，蒸发的钨会重新凝固在钨丝上，形成平衡的循环，避免钨丝过早断裂。因此卤素灯泡比白炽灯更长寿。此外，卤素灯泡亦能以比一般白炽灯更高的温度运作，它们的亮度及效率亦更高。不过在这温度下，普通玻璃可能会软化。因此卤素灯泡需要采用熔点更高的熔凝石英或硬的玻璃。而由于石英玻璃不能阻隔紫外线，故此卤素灯泡通常都而需要另外使用紫外线滤镜。卤素灯泡上的水晶玻璃如果有油，会造成玻璃上温度不一，减低灯泡的寿命。因此换卤素灯泡时要避免人手触及灯泡的玻璃。如果手指摸到应以酒精清洁。白炽灯（四）白炽灯的种类：型式光源效率（lm/W)平均寿命(小时)特性使用范围普通灯泡Normalincandescentlamps8-181000安装和使用容易、立即可以启动、成本低住宅照明反射灯泡Reflectorlamps8-181000可以做聚光投射重点照明卤素灯Halogenlamps12-242000-3000体积小、亮度高、光色白、安装易、寿命较长商业照明白炽灯（五）由于大部分白炽灯会把消耗能量中的90%转化成无用的热能，只少于10%的能量会转换成为光。因此，许多国家已经制定了淘汰白炽灯的时间表：爱尔兰2009年初澳大利亚、阿根廷、意大利2010年法国宣称2010年但无进一步信息英国2010年零售商不再出售111111111111111111111111111111111荷兰自愿2011年台湾、加拿大、欧盟2012年美国2014年中国2017年荧光灯（一）荧光灯，或称日光灯、光管、荧光管，是一种照明装置，属于弧光灯的一种。它使电力在氩或氖气中激发水银蒸气，形成等离子并发出短波紫外线，紫外线被磷质吸收后，磷会发出可见的光以照明，这样发出可见光的方式属于荧光。一般的荧光管以玻璃制造，在两端装有插口以连接电源及固定荧光管的位置。与白炽灯不同，荧光管必须设有镇流器与启辉器配合产生让气体发生电离的瞬间高压。一些新型的荧光灯，采用与传统荧光灯不同的电离方法，不必使用镇流器和启辉器，大大节省电能并缩小体积，令它可以使用在传统灯泡的灯头插座上，又称“节能灯”或“悭电胆”。荧光灯（二）荧光灯的发光原理：荧光管内充满了低压氩气或氩氖混合气体及水银蒸气，而在玻璃荧光管的内侧表面，则涂上一层磷质荧光漆，在灯管的两端设有由钨制成的灯丝线圈。当电源接通后，首先电流通过灯丝加热并释放出电子，电子会把管内气体变成等离子(plasma)，并令管内电流加大，当两组灯丝间的电压超过一定值之后灯管开始产生放电,使水银蒸气发放出253.7nm及185nm波长的紫外线，荧光管内侧表面的磷质荧光漆会吸收紫外线，并释放出较长波长的可见光。发出的光线颜色由磷质成份的比例控制，而玻璃管则避免有害的紫外线及其他有害物质如水银泄漏出来。日光灯的规格：日光灯管如果照直径来分类，可分成T2、T3.5、T4、T5、T6、T8、T9、T10、T12等规格，所谓的T5就是直径为5/8英吋(约16毫米)的日