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电光源

公布工夫:2016-1-27 9:10:10   新闻来源:admin   阅读次数:5430

    将电能转换为光能的器件或装配。普遍用于一样平常照明、工农业生产、国防和科研等方面。
 
    简史  人类对电光源的研讨始于18世纪末。19世纪初,英国的H.戴维发现碳弧灯。1879年,美国的T.A.爱迪生发清楚明了具有适用代价的碳丝白炽灯,使人类从冗长的火光照明进入电气照明时期。1907年接纳拉制的钨丝作为白炽体。1912年,美国的I.朗缪尔等人对充气白炽灯停止研讨,进步了白炽灯的发光效力并延伸了寿命,扩大了白炽灯运用局限。20世纪30年代初,高压钠灯研制胜利。1938年,欧洲和美国研制出荧光灯,发光效力和寿命均为白炽灯的3倍以上,这是电光源手艺的一大打破。40年月高压汞灯进入适用阶段。50年月终,体积和光衰极小的卤钨灯问世,改动了热辐射光源手艺希望滞缓的状况,这是电光源手艺的又一重大突破。60年月开辟了金属卤化物灯和高压钠灯,其发光效力远高于高压汞灯。80年月泛起了细管径紧凑型节能荧光灯、小功率高压钠灯和小功率金属卤化物灯,使电光源进入了小型化、节能化和电子化的新时期。
 
    电光源的发现增进了电力装配的建立。电光源的转换效力下,电能供应稳固,掌握和使用方便,平安牢靠,并可轻易天用仪表计数耗能,故在其问世后一百多年中,很快天得到了提高。它不只成为人类日常生活的必需品,并且在产业、农业、交通运输和国防和科学研究中,皆施展偏重要感化。
 
    世界上的照明用电(照明光源的耗电量)约占总发电量的10~20%。在中国,照明用电约占总发电量的10%。跟着中国现代化发展速度的加速,照明用电量逐年上升,而电力增长率又不相适应,因而,研制、开辟和推行运用节能型电光源已引发人们的高度正视。
 
     1984年,天下电光源总产量约 120亿只,个中美国38.2亿只、苏联24.6亿只、日本18.6亿只、中国13.1亿只。中国电光源产业生长很快。1949年年产仅1000万只,1987年已上升到远17亿只(不包括台湾省)。消费企业普及各省,已构成一个从公用原材料消费到配套部件消费,从科研开辟、教诲培训到企业消费的一个相对自力的、完好的电光源工业体系。
 
     分类  电光源一样平常可分为照明光源和辐射光源两大类。照明光源是以照明为目标,辐射出重要为人眼视觉的可见光谱(波长380~780nm)的电光源,其规格品种繁多,功率从0.1W到20kW,产量占电光源总产量的95%以上。辐射光源是不以照明为目标,能辐射大量紫外光谱(1~380nm)和红外光谱(780~1×106nm)的电光源,它包孕紫外光源、红外光源和非照明用的可见光源。以上两大类光源均为非相关光源。另外另有一类相关光源,它经由过程激发态粒子在受激辐射感化下发光,输出光波波长从短波紫外直到近红外,这类光源称为激光光源。
 
    照明光源种类许多,按发光情势分为热辐射光源、气体放电光源和电致发光光源3类。
    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。包孕白炽灯和卤钨灯两种。
    ②气体放电光源:电流流经气体或金属蒸气,使之发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,放电电压有低气压、下气压和超高气压3种。弧光放电光源包孕:荧光灯、高压钠灯等低气压气体放电灯,高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等下强度气体放电灯,超高压汞灯等超高压气体放电灯,和碳弧灯、氙灯、某些光谱光源等放电气压跨度较大的气体放电灯。辉光放电光源包孕应用负辉区辉光放电的辉光指导光源和应用正柱区辉光放电的霓虹灯,两者均为低气压放电灯;另外借包孕某些光谱光源。
    ③电致发光光源:在电场感化下,使固体物资发光的光源。它将电能间接转变为光能。包孕场致发光光源和发光二极管两种。
 
    构造和机能  不同类型的电光源有差别的构造,但一样平常皆具有以下几局部的零部件:作为发光体的灯丝、电极、荧光粉;作为发光体外壳的玻璃、半透明陶瓷管、石英管;作为引线的导丝、芯柱、灯头;作为充填物的各种气体、汞、金属及其卤化物;消气剂、各种涂层、绝缘件及粘结剂等。
 
    电光源主要性能目标有6项:
    ①光量特性目标。包孕总光通量、亮度、光强、紫外线量和热辐射量等。
    ②光色特性目标。包孕光色、色温、显色性、色度和光谱散布等。
    ③电气特性目标。包孕斲丧功率、灯电压、灯电流、启动特性和滋扰噪声等。
    ④机器特性。包孕多少尺寸、灯构造和灯头等。
    ⑤经济特性。包孕发光效力、寿命、价钱和电费等。
    ⑥心思特性。包孕灯表面和温馨性等。
 
    生产工艺  除一些消费批量小的特种光源中,大量的电光源已接纳现代化的中速和高速自动化生产线消费,产品质量下、消费效力下、本钱低。一般照明白炽灯的重要消费工序包孕熔造玻璃、吹制玻壳、绕造灯丝、建造芯柱、装架、封口、排气、老炼和组装等。荧光灯借包孕拉制玻管、涂敷荧光粉、烘烤、建造电极等工序。
 
    发展趋势  重要是进步发光效力,开辟体积小的高效节能光源,改进电光源的显色性,延伸寿命。到达上述目标的详细路子是开辟研制新型材料、接纳新工艺和进一步研讨新的发光机理、开辟新型电光源,而最为实际的路子则是革新现有电光源的制造手艺,接纳新型的、自动化机能好的消费装备。
 
    主要性能参数  电光源的主要性能参数除一样平常反应光源机能的参数(如光通量、发光强度、照度、亮度、色温、显色性、显色指数)中,另有发光效力、光源寿命、起动取复兴动机能等。
 
    ①光通量:光源在单元工夫外向四周空间辐射并引发视觉的能量。 果为人眼对差别波长(λ)的光的感觉灵敏度差别(对波长为550纳米的黄、绿光最敏感),以是光通量不只取光源的辐射强弱有关,借取光源光谱的光效力函数有关。光通量即是光源的辐射功率取光谱光效力函数(又称相对视见率)的乘积,单元为流明(lm)。l流明相当于波长为550纳米的单色辐射,其功率为1/680瓦的光通量。
 
    ②发光强度(光强):光源在某一特定方向上单元立体角内辐射的光通量。单元为坎(cd)。
 
    ③照度:受照体单元面积上吸收的光通量。单元为勒(lx)。阴沉满月夜的空中照度为0.21勒。
 
    ④亮度:光源在给定方向上单元投影面积上的发光强度。单元为坎/米2。无云的晴空,其均匀亮度为0.5×104坎/米2,40瓦荧光灯外面的亮度为0.7 ×104坎/米2。
 
    ⑤色温:光源发光的色彩取黑体加热到某一温度所收回的光的色彩雷同时,那一温度为光源的色彩温度,简称色温,白炽灯的色温为2400~2900K。
 
    ⑥显色性:光源展现被照物体色彩的机能。统一色彩的物体在具有差别光谱功率散布的光源照耀下会显出差别的色彩。
 
    ⑦显色指数:物体的色彩在待测光源的照耀下取在另外一邻近色温的黑体或日光参照光源照耀下相符合的水平。色彩失真少则显色指数下,光源的显色性好。国际上划定日光参照光源的显色指数为100。
 
    ⑧发光效力:简称光效,指电光源每斲丧1瓦功率所收回的光通量,单元为流明/瓦(lm/W)。
 
    ⑨光源寿命:分为齐寿命、有用寿命和平均寿命。齐寿命指光源不克不及复兴点和发光时所扑灭的工夫;有用寿命指光源的发光效力下落到初始值的70~80%时共计扑灭的工夫;平均寿命指每批抽样实验产物有用寿命的平均值。
 
    ⑩起动取复兴动:电光源的起动随差别光源有差别的要求。一般取电源电压、起动时的温度和配套电器等有关。
 
    参考书目  复旦大学电光源实验室编著:《电光源道理》,上海人民出版社,上海,1977。

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