电光源的介绍及应用

光源的介绍及应用
电光源指的是将电能转换为光能的期间或装置,广泛用于建筑物内外的日常照明和生活设施。照明用电一般要占大型写字楼、商场等公共建筑物总用电量的15%~20%.
一、电光源分类
一般可以分为两类:
1.照明光源
照明光源是以产生可见光为目的,辐射出主要为人眼视觉的可见光谱(波长380~780纳米)的电光源,主要用于照明。照明光源的规格品种非常之多,单只功率从0.1瓦到20千瓦,其产量要占到全世界电光源总产量的95%以上。
锚杆挡墙
2.辐射光源
立体剪裁辐射光源不是为照明用的,这些光源能够辐射出大量紫外线光谱(1~380纳米)和红外线光谱(780~1×106纳米)的电光源,它包括紫外线光源、红外光源和非照明光源。在建筑物内
用量不大,但往往又是不可或缺的。 
此外还有一类相干光源,它通过激发态粒子在受激辐射作用下发光,这种光源称为激光光源。建筑物内外主要用于景观装饰等方面,用量比较少。
二、结构
不同类型的电光源有不同的结构,但一般都具有以下几部分的零部件:
1.作为发光体的灯丝、电极、荧光粉;
2.作为发光体外壳的玻璃、半透明陶瓷管、石英管;
3.作为电源引线的导丝、芯柱、灯头;
4.作为充填物的各类气体、贡、金属及其卤化物以及消气剂、各类涂层、绝缘件及黏结剂等。
三、电光源主要性能指标
1.光量特性指标。包括总光通量、亮度、光强、紫外线和红外线辐射量等。
2.光特性指标。包括光、温、显性、度和光谱分布等。
3.电气特性指标。包括功率、灯电压、灯电流、启动特性、噪声、高次谐波等。
4.机械特性。包括几何尺寸、灯结构和灯头规格等。
5.经济特性。包括发光效率、使用寿命、产品价格和耗电量等。
6.心理特性。包括灯外观和舒适性等。
四、常用电光源
建筑物常用电光源的种类非常多,按照发光的形式大致可以分为三种:
1  热辐射光源
电流流经导电物体,使之在高温下辐射光能的光源。主要包括白炽灯和卤钨灯(俗称碘钨灯)两种。
白炽灯是历史最悠久,适用范围最广的一种电光源,是第一代光源的代表。它利用导体自身的固有电阻通电后产生热效应,随着达到炽热程度而发光的。这种灯结构质量影响比较小,光好,显性高,无频闪,可控光,频繁开关对寿命影响小,价格低廉,适用范围广。缺点是红外辐射量大,发光效率低(6~16 lm∕W),寿命短(1000小时)。近年随着紧凑型荧光灯(俗称节能灯)的大力推广,市场占有率开始下降。
卤钨灯(其代表就是碘钨灯)是在白炽灯基础上发展出来的,其基本工作原理和白炽灯一样。但结构上差别很大,最主要的差别是在灯泡内加入了部分卤族元素或者卤化物。这种光源寿命明显长于白炽灯,发光效率一般在20 lm∕W左右,最高可以达到30 lm∕W。全寿命内几乎没有光衰。光比白炽灯更加白一点。缺点是不适合在低温环境下工作。双端卤钨灯还必须水平安装,否则会明显影响寿命。因此这种光源不适合在移动式灯具中使用。光源表面温度高达600℃,周边不得有易燃物质。建筑物中常见的射灯即属于卤钨灯。
2  气体放电光源
电流流经气体或金属蒸汽,使之产生气体放电而发光的光源。
气体放电有弧光放电和辉光放电两种,放电气压分低气压和高气压。
弧光放电光源包括:荧光灯、低压钠灯等低气压气体放电灯,高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等高强度气体放电灯等。
2.1低压气体放电灯
荧光灯(俗称日光灯)是低气压汞蒸气弧光放电灯,是第二代光源的代表,其工作原理是:首先给灯管两端的电极加热,然后通过启动附件使两个电极之间产生高电压脉冲,在高电压脉冲的作用下,电极发射大量的电子,电子在灯管中撞击汞蒸气,使之激发而产生光辐射。这种光辐射大部分在紫外线波段。
当紫外线照射到了灯管壁上的荧光粉,荧光粉发生光致发光现象(又称为二次发光)从而转换成为可见光。                                                                                   
荧光灯发光效率明显高于白炽灯系列,可以达到70~100 lm∕W。寿命长,可以达到10000小时以上。缺点是必须有辅助电路,电源质量对灯管的寿命有较为明显的影响。环境温度对灯管的光通量也有比较明显的影响,例如:T8灯管在0℃的时候,其光通量不到25℃时的二分之一。
注:字母T加上数字(如T12、T8、T5)是荧光灯行业内表示灯管直径的方法。数字的每一个单位表示的是1∕8英寸。例如:T12表示灯管的直径是12∕8英寸(约等于38mm),T8表示灯管的直径是8∕8英寸(约等于26mm),T5表示灯管直径是5∕8英寸(约等于16mm)。
废钯碳回收钯技术常见的荧光灯类型有两种:
1.双端直管型(含环形)
引向器
经过半个世纪不断地开发和完善,目前双端直管型荧光灯经济技术指标已经比早期产品提高了好几个档次,灯管的光效和寿命已经从T12系列的50 lm∕W和3000小时上升到了T5系列的100 lm∕W和16000小时。若加上后期开发的电子镇流器,这种组合能够有效地克服频闪现象,将发光效率提高10%左右。这种荧光灯光效高,寿命长,显指数较高,目前在国内外的写字楼、办公楼、商场、学校等等公共场荧光灯都是不容置疑的主力光源。同时在广告灯箱、地下停车场内也得到广泛的应用。
2.紧凑型(俗称节能灯)
紧凑型荧光灯中比较常见的是将辅助电路和灯管作在一起的一体形式,这种形式叫做单端内启动,是荧光灯的一个分支。由于它体积小,发光效率高,在室内照明,尤其是居室照明、公共走廊中得到了广泛的应用,是替代白炽灯的主要产品。但是要注意:节能灯的发光效率低于细直径直管两端型荧光灯,因此从节能的角度讲,在条件允许的情况下应尽可能选用直管两端型荧光灯作为照明光源。
无极荧光灯是一种新型的低压气体放电灯,也属于荧光灯的范畴。这种灯管内没有电极,工作时利用高频电磁场激发灯管内的低压汞蒸气和惰性气体放电紫外线,紫外线再激发等管内壁上的荧光粉而发出可见光。由于不存在电极寿命问题,所以无极荧光灯的寿命非常长,一般可以达到60000小时。目前在不易更换场所内正在逐步得到推广应用,例如:楼顶上的泛光灯,广场上的高杆灯,泳池上方的照明灯,电视塔上的装饰灯等等。                                                                                 
低气压辉光放电光源包括利用负辉区辉光放电的辉光指示光源和利用正柱区辉光放电的霓虹灯。
霓虹灯是一种被人们广泛利用来作为装饰用的一种低压气体放电灯。这种灯彩鲜艳,可
木质精油以经过控制电路构成非常亮丽而且活泼的画面,宣传效果非常好。这种灯的工作电压很高(6~15kV),工作电流却很小,而且功率因数非常低,必须采取一定的补偿措施。
气体放电灯中还有碳弧灯、氙灯、某些光谱光源等放电气压跨度较大的品种。
2.2  高强度气体放电灯(HID)
高强度气体放电灯(HID)中常见的是高压汞灯、金属卤化物灯和高压钠灯。
高压汞灯的发光原理和荧光灯的发光原理基本相同,通过激发汞蒸气产生紫外线辐射,然后通过灯泡壳内壁的荧光粉转化成可见光。但是高压汞灯的构造发生了很大的变化,一般这种灯都采用单端螺旋式灯头,外壳多采用椭球性,中心的放电管内中注有一定的汞还有少量的氮气。高压汞灯寿命长,成本低,安装简单,适用范围广。缺点是光效比较低(35~52lm∕W),显指数低(Ra35),光差。
金属卤化物灯是在高压汞灯的技术上发展起来的一种光源,经过40多年的开发和探索现在已经比较成熟了。金卤灯的结构和高压汞灯非常接近,但在发光管中除了充进汞以外还有钠、铊、钪、镝等金属的卤化物。另外灯泡内壁大多没有荧光粉。金卤灯的发光效率最高汽水取样装置
已经可以做到130lm∕W以上,显指数达到90,寿命可以达到10000~20000小时。而且品种非常丰富,可以满足各种各样的需求。在高大室内空间照明和对显性有一定要求的广场、道路等地方得到了广泛的应用。
高压钠灯的主要辐射来源是金属钠蒸气的激发。这种灯的寿命长(可达20000小时),发光效率高,光具备良好的穿雾性。在道路照明、广场照明、泛光照明等方面得到了广泛的应用。缺点是显指数偏低,光过于偏红黄,在对彩有一定要求的场合下,其照明效果不能令人满意。
近年来由于高压钠灯和金卤灯的推广应用,高压汞灯的市场已经明显萎缩。高压气体放电灯有一个共同的特性:这种灯不能够连续启动,熄灯后一定要等到灯管冷却以后才能够再次启动,一般情况下再次启动的时间要间隔7~15分钟。
3电致发光光源(也称半导体光源)
在电场作用下,使固体物质发光的光源。它将电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管(LED)两种。
这是一种新型光源,也被称为第四代光源。这种光源具有全固体,发热量小,良好的抗震性能,对环境不产生污染,寿命长(达60000小时以上)等特点。而且工作电压低,体积小,可靠性高。目前在各种指示灯、装饰照明、移动照明、小功率路灯等等方面得到广泛应用。

本文发布于:2024-09-22 22:31:50,感谢您对本站的认可!

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