《电气照明技术复习》.ppt
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1、第一章第一章 照明技术的基本知识照明技术的基本知识1.1 光的基本概念1.2 常用的光度量1.3 材料的光学特性11.3 1.3 材料的光学性质材料的光学性质一、光的反射、透射和吸收比 光线遇到物体时,可能被反射,或者被吸收,被透射。反射比 吸收比 透射比 能量守恒定律 21、规则反射:光的入射角等于反射角(反射定律)2、散反射:反射光向各个不同方向散开,但总的方向一致,遵循反射定律3、漫反射:反射光被分散在各个方向,不存在规则反射。4、混合反射:光线从某一方向入射到瓷釉或带有高度光泽的漆层上时,其反射特性介于规则反射和漫反射(或散反射)之间。光的反射光的反射3规则反射规则反射 散反射散反射
2、漫反射漫反射混合反射混合反射光的反射光的反射4材料的反射比和吸收比材料的反射比和吸收比材料材料反射比反射比吸收比吸收比规则反射银0.920.08铝(普通)60734027铝(电解抛光)0.750.84(光泽),0.620.70(无光)-玻璃镜0.820.880.180.12漫反射硫酸钡0.950.05石膏0.870.13氧化镁0.9750.025建筑材料木材(白木)0.400.600.600.40抹灰、白灰墙壁0.750.25混凝土0.250.75白色瓷砖0.650.800.350.20透明无色玻璃0.080.100.010.035光的透射光的透射 光线入射到透明或半透明材料表面时,一部分被反
3、射、被吸收,而大部分可以透射过去。1、规则透射:按几何光学定律透射(regular transmission),如光学平板,棱镜,透镜 2、散透射:光线穿过散透射材料(磨砂玻璃)时,透射方向发光强度较大,其它方向上发光强度小。此时表面亮度也不均匀,透射方向较亮,其他方向较弱。3、漫透射:光线照射到散射性好的透光材料(如乳白玻璃)时,透射光将向所有方向散开,并均匀分布在整个半球空间内。4、混合透射:介于漫透射(或散透射)与规则透射之间。6规则透射规则透射7 材料表面具有选择性地反射或透射光通量的性能 光谱反射比 光谱透射比 通常所说的反射比是对色温为5500K的白光而言材料的光谱特征材料的光谱特
4、征8几种颜色的光谱反射系数几种颜色的光谱反射系数9视觉与颜色视觉与颜色2.1 人眼与视觉2.2 视觉特性 2.3 视觉功效2.4 颜色特性2.5 表色系统2.6 颜色与显色10五、眩光由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜,或存在极端的对比,以致引起人眼的不舒适感觉或者降低观察细部的能力的视觉现象不舒适眩光和失能眩光11视觉功效视觉功效一、对比敏感度与可见度 亮度对比对比敏感度可见度:人眼确定物体存在或形状的难易程度。(或能见度)(取决于视角、背景亮度、亮度对比)亮度差亮度差临界亮度差临界亮度差12颜色特性颜色特性一、光谱能量(功率)分布一、光谱能量(功率)分布 光源的光谱辐射能量(功率)按波
5、长分布称为光源的光谱辐射能量(功率)按波长分布称为光谱能量(功率)分布;光谱能量(功率)分布;二、颜色的基本特征二、颜色的基本特征 1 1、分类:、分类:彩色和非彩色;彩色和非彩色;中性色:白色、黑色和灰色物体对光谱各波长的中性色:白色、黑色和灰色物体对光谱各波长的反射没有选择性,故称为反射没有选择性,故称为“中性色中性色”。13彩色的三个特性:色调、明度、彩度彩色的三个特性:色调、明度、彩度色调:色相,可见光谱不同波长的辐射,在视觉上表色调:色相,可见光谱不同波长的辐射,在视觉上表现为各种色调;现为各种色调;明度:颜色相对明暗的特性明度:颜色相对明暗的特性彩度:彩色的纯洁度彩度:彩色的纯洁度
6、 黑白无彩色只有明度。黑白无彩色只有明度。141、颜色光的混合:属于相加混合RGB,是由不同颜色的光谱引起眼睛的同时兴奋。光的相加混合可用于不同类型光源的混合照明、舞台照明、彩色电视的颜色合成等方面;2、物体颜色的混合:属于相减混合,青品黄(CMYK)。掌握颜色混合的规律,一定要注意颜色相加混合与颜色相减混合的区别。颜色混合颜色混合15表色系统表色系统 一、分类 将颜色进行分类,并用数字、字母来表示;1、孟塞尔表色系统:目前用得最广泛的表色系统,采用颜色图册的表色系统,即按颜色的三个特性进行分类,并以它们的组合来表示。色调H,明度V,彩度C,表示为:HV/C16孟塞尔色调与彩度孟塞尔色调与彩度
7、17三原色学说:光谱的全部颜色可以用红R、绿G、蓝B三种光谱波长的光混合得到;r+g+b=1CIE色度图:用三原色比例x,y,z来表示一种颜色 x+y+z=1CIECIE表色系统表色系统18不同灯具的不同灯具的CIECIE色坐标色坐标19整理整理ppt颜色与显色颜色与显色一、光源的颜色 1、光源的色温(Tc):当一个光源的颜色与黑体(完全辐射体)在某一温度时发出的光色相同时,黑体的温度就称为该光源的色温,单位为K。2、光源的显色性(1)标准光源:CIE规定了四种标准光源。(2)显色指数:用“显色指数”表示光源的显色性。显色指数分为特殊显色指数(Ri)和一般显色指数(Ra)两种;20光源的显色指
8、数Ra:100-80 显色性优良;79-50 显色性一般;50 显色性较差;二、物体的颜色:物体表面的颜色是它对照明光线中某一种波长的光反射(或透射),比其它波长的光要强得多,反射(透射)得最强的波长的光,即为该物体的色彩。21第一节第一节 照明电光源的分类及性能指标照明电光源的分类及性能指标第二节第二节 白炽灯白炽灯第三节第三节 卤钨灯卤钨灯第四节第四节 荧光灯荧光灯第五节第五节 高强度气体放电灯高强度气体放电灯第六节第六节 低压钠灯低压钠灯第七节第七节 场致发光灯和半导体灯场致发光灯和半导体灯第八节第八节 照明电光源性能比较和选用照明电光源性能比较和选用第二章第二章 照明电光源照明电光源2
9、2主要介绍主要介绍主要介绍主要介绍:一、一、电光源的分类电光源的分类二、二、照明电光源的主要性能指标照明电光源的主要性能指标三、三、光源型号命名光源型号命名小小 结结第一节第一节 照明电光源的分类及性能指标照明电光源的分类及性能指标第二章第二章231 1、分类、分类、分类、分类电光源电光源固体发固体发光光源光光源气体放气体放电光源电光源热辐射光源:白炽灯、卤钨灯热辐射光源:白炽灯、卤钨灯电致发光光源:半导体灯(发光二极管)电致发光光源:半导体灯(发光二极管)辉光放电光源:霓虹灯辉光放电光源:霓虹灯弧光放电光源弧光放电光源低压:低压汞灯低压:低压汞灯/钠灯钠灯高压:高压汞灯高压:高压汞灯/钠灯、
10、金卤灯钠灯、金卤灯一、电光源的分类一、电光源的分类(3-1)2-1242 2、气体放电的伏安特性、气体放电的伏安特性、气体放电的伏安特性、气体放电的伏安特性OC段:非自持放电段:非自持放电,电流约在电流约在 106A以下以下具有负的伏安特性具有负的伏安特性 D点:着火点点:着火点,可自持放电可自持放电E点:稳定的自持放电点点:稳定的自持放电点自持放电自持放电辉光辉光放电放电弧光弧光放电放电单独接电源时无法稳定工作单独接电源时无法稳定工作 一、电光源的分类一、电光源的分类(3-2)2-125常用镇流器:常用镇流器:电感、节能型电感、电子电感、节能型电感、电子 、电子调光、电子调光 3 3、气体放
11、电光源的电气附件、气体放电光源的电气附件、气体放电光源的电气附件、气体放电光源的电气附件1)镇流器镇流器功能:防止电流失控、保证放电灯在正常电特性下工作功能:防止电流失控、保证放电灯在正常电特性下工作 一、电光源的分类一、电光源的分类(3-3)2-12)启辉器启辉器功能:预热灯的电极功能:预热灯的电极,并与串联的镇流器并与串联的镇流器 一起产生脉冲电压使灯启动一起产生脉冲电压使灯启动 3)补偿电容器补偿电容器功能:提高功率因数功能:提高功率因数cos,减少线路损耗减少线路损耗261.1.额定电压额定电压额定电压额定电压(V V)光源及其附件组成的回路所需电源电压的额定值光源及其附件组成的回路所
12、需电源电压的额定值灯泡灯泡(灯管灯管)的设计功率值的设计功率值2.2.额定功率额定功率额定功率额定功率(WW)二、照明电光源的主要性能指标二、照明电光源的主要性能指标(3-1)2-1灯泡灯泡(灯管灯管)额定工作时所发出的光通量额定工作时所发出的光通量(额定光通量额定光通量)3.3.光通量光通量光通量光通量(lmlm)灯泡灯泡(灯管灯管)在额定状态下消耗单位电功率所发出的光通量在额定状态下消耗单位电功率所发出的光通量简称光效简称光效4.4.发光效率发光效率发光效率发光效率(lm/Wlm/W)两种定义形式两种定义形式新光源新光源刚开始点燃刚开始点燃刚开始点燃刚开始点燃时的光通量时的光通量(初始光通
13、量初始光通量)新光源新光源点燃点燃点燃点燃100h100h以后以后以后以后的光通量的光通量保证电光源正常工作、经济运行保证电光源正常工作、经济运行光源能产生额定的光通量光源能产生额定的光通量光源在额定电压下工作时所具有的有功功率值光源在额定电压下工作时所具有的有功功率值光源供电电压是额定的、电功率是额光源供电电压是额定的、电功率是额定的、且光源在使用的有效寿命期内定的、且光源在使用的有效寿命期内27累积点燃的小时数累积点燃的小时数 5.5.寿命寿命寿命寿命(h h)二、照明电光源的主要性能指标二、照明电光源的主要性能指标(3-2)2-1寿命的定义寿命的定义寿命的定义寿命的定义全寿命全寿命:从第
14、从第1 1次点燃起到损坏止累计点燃的小时数次点燃起到损坏止累计点燃的小时数平均寿命平均寿命:同一组光源试样从一同点燃起到同一组光源试样从一同点燃起到50%损损 坏止累计点燃的小时数坏止累计点燃的小时数有效寿命有效寿命:从点燃起到光通量衰减为初始值的某一从点燃起到光通量衰减为初始值的某一 百分数时累计点燃的小时数百分数时累计点燃的小时数色表和显色性色表和显色性6.6.颜色特性颜色特性颜色特性颜色特性(光色指标光色指标光色指标光色指标)取决于光源的光谱能量分布,用显色指数描述取决于光源的光谱能量分布,用显色指数描述 取决于光源的色温取决于光源的色温分暖、中间、冷色分暖、中间、冷色7.7.启启启启(
15、点点点点)燃时间与再启燃时间与再启燃时间与再启燃时间与再启(点点点点)燃时间燃时间燃时间燃时间(minmin)启燃时间:从光源接通电源起到光通量达稳定值所需的时间启燃时间:从光源接通电源起到光通量达稳定值所需的时间再启燃时间:正常工作的光源熄灭后将其重新点燃所需的时间再启燃时间:正常工作的光源熄灭后将其重新点燃所需的时间是指保证光通量额定值的损耗是指保证光通量额定值的损耗20%30%的时间的时间28闪烁闪烁 交流供电的光源点燃时交流供电的光源点燃时,其光通量随电流的增减发生周期性其光通量随电流的增减发生周期性明暗变化的现象明暗变化的现象 8.8.闪烁与频闪效应闪烁与频闪效应闪烁与频闪效应闪烁与
16、频闪效应频闪效应频闪效应 在以一定频率变化的光线照射下在以一定频率变化的光线照射下,观察到的物体运动呈现静观察到的物体运动呈现静止或不同于实际运动状态的现象止或不同于实际运动状态的现象 消除频闪效应的方法消除频闪效应的方法 移相、使用电子镇流器移相、使用电子镇流器二、照明电光源的主要性能指标二、照明电光源的主要性能指标(3-3)2-129主要内容主要内容:一、一、卤钨循环卤钨循环二、二、卤钨灯的结构特点卤钨灯的结构特点三、三、主要类型及其光电参数主要类型及其光电参数小小 结结第三节第三节 卤钨灯卤钨灯第二章第二章30一、卤钨循环一、卤钨循环(1-1)1.1.卤钨循环反应卤钨循环反应卤钨循环反应
17、卤钨循环反应低温时产生化合反应低温时产生化合反应高温时产生分解反应高温时产生分解反应2.2.卤钨循环过程卤钨循环过程卤钨循环过程卤钨循环过程钨丝通电其温度钨丝通电其温度蒸发钨蒸发钨钨朝钨朝泡壁方向扩散,并与卤素反应产生卤泡壁方向扩散,并与卤素反应产生卤化钨化钨卤化物扩散到灯丝周围并分解卤化物扩散到灯丝周围并分解钨沉积在灯丝上,卤素再扩散到泡钨沉积在灯丝上,卤素再扩散到泡壁区参与下一轮循环壁区参与下一轮循环2-33.3.卤钨循环温度卤钨循环温度卤钨循环温度卤钨循环温度钨钨和多种和多种卤素卤素成分生成无色成分生成无色卤化钨卤化钨的玻壳温度范围不同的玻壳温度范围不同碘钨灯:碘钨灯:250600溴钨灯
18、:溴钨灯:200110031主要内容主要内容:一、一、结构及工作原理结构及工作原理二、二、主要类型主要类型三、三、参数及其工作特性参数及其工作特性小小 结结第四节第四节 荧光灯荧光灯第二章第二章32一、结构及工作原理一、结构及工作原理(1-1)1.1.玻管玻管玻管玻管2.2.荧光粉荧光粉荧光粉荧光粉3.3.电极电极电极电极4.4.汞和惰性气体汞和惰性气体汞和惰性气体汞和惰性气体形状:细长管型玻管形状:细长管型玻管长度:约每英尺长度:约每英尺10W管径:管径:T12、T8、T5将紫外辐射转换成可见光将紫外辐射转换成可见光发射电子发射电子汞:放电介质汞:放电介质惰性气体:抑制电极上电子发射材料的蒸
19、发与溅散惰性气体:抑制电极上电子发射材料的蒸发与溅散T代表代表1/8英寸英寸(3.175mm)管径管径约为约为T后面的数乘后面的数乘3.175mm2-4331.1.灯管电压和灯管功率灯管电压和灯管功率灯管电压和灯管功率灯管电压和灯管功率灯管电压:工作电流在灯管上产生的电压降灯管电压:工作电流在灯管上产生的电压降灯管功率:灯管在额定电流下消耗的功率灯管功率:灯管在额定电流下消耗的功率2.2.颜色特性颜色特性颜色特性颜色特性 荧光灯的颜色特性取决于荧光粉的配方荧光灯的颜色特性取决于荧光粉的配方色温:常用三种标准白色色温:常用三种标准白色暖白光暖白光(2900K)、冷白光、冷白光(4300K)、日光
20、、日光(6500K)Ra:卤粉:卤粉(5070)、三基色、三基色(8085)、三基色多谱带、三基色多谱带(90)三、参数及工作特性三、参数及工作特性(1-1)2-4卤磷酸钙荧光粉卤磷酸钙荧光粉三基色荧光粉三基色荧光粉3.3.光通量和发光效率光通量和发光效率光通量和发光效率光通量和发光效率 额定光通量指点燃额定光通量指点燃100h后的输出光通量后的输出光通量光效:一般在光效:一般在2782lm/W344.4.寿命寿命寿命寿命 平均寿命:平均寿命:30005000h(国产)(国产)注意:注意:注意:注意:使用寿命与其启动的频繁程度有关使用寿命与其启动的频繁程度有关启动越频繁,使用寿命越短启动越频繁
21、,使用寿命越短启动越频繁,使用寿命越短启动越频繁,使用寿命越短三、参数及工作特性三、参数及工作特性(1-1)2-45.5.电压特性电压特性电压特性电压特性 电压电压灯管电流灯管电流电极过电极过热热电子发射物消耗电子发射物消耗寿命寿命电压电压灯管电流灯管电流电极温度电极温度需多次启动需多次启动电子发射电子发射物消耗物消耗寿命寿命调光较困难调光较困难356.6.温湿度对灯性能的影响温湿度对灯性能的影响温湿度对灯性能的影响温湿度对灯性能的影响 温度的影响温度的影响温度变温度变蒸气压强变蒸气压强变光通量输出变光通量输出变影响光效影响光效最佳点灯环境温度最佳点灯环境温度:2035湿度的影响湿度的影响湿度
22、过高湿度过高(75%80%)会使会使灯具启动困难、缩短寿命灯具启动困难、缩短寿命相对湿度在相对湿度在60%以下对荧光以下对荧光灯工作有利灯工作有利7.7.频闪效应频闪效应频闪效应频闪效应 频闪效应较明显频闪效应较明显三、参数及工作特性三、参数及工作特性(1-1)2-436主要内容主要内容:一、一、荧光高压汞灯荧光高压汞灯二、二、金属卤化物灯金属卤化物灯三、三、高压钠灯高压钠灯小小 结结第五节第五节 高强度气体放电灯高强度气体放电灯(HID灯灯)第二章第二章371.1.结构结构结构结构2.2.类型及应用类型及应用类型及应用类型及应用灯头:一般为螺口灯头灯头:一般为螺口灯头放电管:封装有主、辅电极
23、放电管:封装有主、辅电极充有汞和氩气充有汞和氩气玻璃外壳:减少放电管的热量损失,且内壁涂有荧光粉以提高玻璃外壳:减少放电管的热量损失,且内壁涂有荧光粉以提高光效或改善光色光效或改善光色普通型普通型:道路道路/广场照明广场照明反射型:聚光反射型:聚光/泛光照明泛光照明自镇流型自镇流型:一般不用一般不用一、荧光高压汞灯一、荧光高压汞灯(2-1)2-5主要用于室外照明主要用于室外照明383.3.基本性能基本性能基本性能基本性能 启燃时间:启燃时间:48min,再启燃时间再启燃时间:510min发光效率:发光效率:普通普通/反射型反射型4060lm/W自镇流型自镇流型1230lm/W颜色特性:色温颜色
24、特性:色温50005400K,显色指数,显色指数3040有效寿命:普通有效寿命:普通/反射型反射型 5000h,自镇流型,自镇流型3000h电压特性:电压特性:电压过低电压过低不启动不启动/自熄自熄电压过高电压过高寿命降低寿命降低一、荧光高压汞灯一、荧光高压汞灯(2-2)2-5391.1.结构结构结构结构2.2.主要类型及参数主要类型及参数主要类型及参数主要类型及参数与汞灯相似,但放电管内充有金与汞灯相似,但放电管内充有金属卤化物,以提高光效、改善光色属卤化物,以提高光效、改善光色钠铊铟灯钠铊铟灯:80lm/W、5500K、Ra6070镝灯镝灯:75lm/W、色温、色温接近日光、接近日光、Ra
25、90钪钠灯钪钠灯:80lm/W、Ra6070二、金属卤化物灯二、金属卤化物灯(1-1)2-53.3.基本性能基本性能基本性能基本性能 启燃时间:启燃时间:415min,再启燃时间:再启燃时间:10min左右左右电压特性:电压变化电压特性:电压变化10%色温将降低色温将降低500K或升高或升高1000K电压突降电压突降自熄自熄401.1.结构结构结构结构2.2.主要类型主要类型主要类型主要类型与汞灯相似,但属于高与汞灯相似,但属于高压钠蒸气放电光源压钠蒸气放电光源普通普通:色温色温20002100K,显色指数约,显色指数约2025光效约光效约90150lm/W,平均寿命约平均寿命约28500h改
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