光学技术及照明知识集锦

光源效率
光源效率（Lm/W）   也就是每一瓦电力所发出的光量，其数值越高表示光源的效率愈高，所以对于使用时间较长的场所，如办公室走廊、走道、隧道等，效率通常是一个重要的考虑因素。
亮度   光源在某一方向上的单位投影面在单位立体角中反射光的数量，称为光源在某一方向的光亮度，符号为L，L=di/ds单位为cd/㎡（坎德拉每平方米）。
眩光   视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光。眩光可以分为视能眩光和不舒适眩光。眩光是影响照明质量的重要因素。
功率因素   电路中有用功率与实际功率之间的比值。功率因数低，则电流中的谐波含量越高，对电网产生污染，破坏电网的平衡度，无功损耗增加。
平均寿命   也就是额定寿命，是指点亮批量灯完好率为50%的小时数。
光束角   射灯发射光的空间分布，以中心最强，向四周逐渐减弱到中心光强50%强度的圆锥角为光束角。
三基色   红、绿、蓝（稀土元素在紫外线照射下呈现的三种颜色）。
频闪效应   电感式荧光灯随电压电流周期性变化，光通量也周期性的产生强弱变化，使人产生不舒适的感觉，称为频闪效应。

二、光色的应用
名称 说明
暖色光 暖色光的色温在3300K以下，暖色光与白炽灯相近，红光成分较多，能给人温暖、健康、舒适的感觉。适用于家庭、住宅、宿舍、宾馆等场所或温度较低的地方。
冷白色光 又叫中性色，它的色温在3300K~5300K之间，中性色由于光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉。适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。
冷色光 又叫日光色，它的色温在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中。适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。

三、推荐照度范围
序号 照度范围（LX） 应用场所
1 20-30-50 室外活动场所及工作场所。如走廊、贮藏室、楼梯间、浴室、咖啡厅、站前广告等等。
2 30-100-150 流通场所，短途旅程的方向定位。如电梯前室、客房服务室、酒吧柜台、室内菜场营业厅、值班室、邮电、游艺厅、剧场、进站大厅、问询处、诊室、商场领道区等等
3 100-150-200 非连续使用的工作场所。办公室、接待室、客房写字台、商店货架、柜台、小卖部、厨房、售票房、排演厅、检票处、手术室、放射室、广播室、总机室、电教室、保龄球、理发室等等。
4 200-300-500 简单视觉要求的作业场所。如阅览室、设计室、打字室、橱窗、陈列室、美容、烹调、体育运动的训练场、玻璃石器金属品的展览厅、保龄球、排球、羽毛球、武术等的比赛场所等等。
5 300-500-700 中等视觉要求的作业场所。体操网球篮球比赛场、游泳跳水比赛场、绘图室、印刷机房、木材机械加工、一般精细作业、粗加工、机床区、电修车间等等。
6 500-750-1000 较强视觉要求的作业。乒乓球、围棋、象棋、等比赛场、金属加工厂、机电装配车间的小件装配、精密电修车间、打字室、抛光车间等等。
7 750-1000-1500 较难视觉作业要求的场所。
8 1000-1500-2000 特殊视觉要求的作业场所。
9 2000以上 进行很精密的视觉作业。
四、照明产品分类
（1） 电光源产品 包括新型普通照明灯泡、卤钨灯泡（包括单端、双端、反端式等）、荧光灯（包括直管型、环型、紧凑型、异型等）、高强气体放电灯（包括高压钠灯、金属卤化物灯等）、各类辐射光源（红外紫外等）、高频无极灯、霓虹灯、各类交通运输及信号灯。
（2） 灯具灯饰 民用灯具、建筑灯具、工矿灯具、投光照明灯具、室内外灯具灯饰、嵌入式灯具、船用荧灯照明灯具、船用防暴灯具、道路照明灯具、汽车摩托车飞机照明灯具、特种车辆标志照明灯具、电影电视舞台照明灯具、防爆灯具、水下照明灯具。
（3） 照明电器附件 整流器、电子触发器、电子变压器、电子镇流器、电子调频器、启辉器、灯用电器。
五、各国电器电子产品认证标致及说明
认证是由第三方经授权的独立的权威机构根据相关的国家或国际法规标准，对生产厂家的产品或生产体系进行检测与监督，并就通过与否签发检测报告与证书的过程。如果取得认证，也就说明产品质量符合了国家或国际标准。
长城标志
　　长城标志又称CCEE安全认证标志，为电工产品专用认证标志。中国电工产品认证委员会（CCEE）是国家技术监督局授权，代表中国参加国际电工委员会电工产品安全认证组织（IECEE）的唯一合法机构，代表国家组织对电工产品实施安全认证（长城标志认证）。
　按照《中华人民共和国标准化法》和《中华人民共和国产品质量认证管理条例》，电工产品开展安全认证是以等效转化国际电工委员会（IEC）安全标准的强制性国家标准和行业标准为依据，按此类标准开展的认证必须进行强制性监督管理，凡未经安全认证的此类产品，不准出厂、销售、进口和使用。 PRC标志
　 PRC标志为电子元器件专用认证标志，其颜色及其印制必须遵守国务院标准化行政主管部门，以及中国电子元器件质量认证委员会有关认证标志管理办法的规定。
UL认证标志
　　UL是美国保险商实验室（Underwrite rs Laboratories Incorporation）的缩写，它是一个国际认可的安全检验及UL标志的授权机构，对机电包括民用电器类产品颁发安全保证标志。一百多年来，一直致力于对有关材料、工具、产品、设备、构造、方法和系统等对生命财产的危险性进行评估实验。美国安全检测实验室公司提出了为公众所接受的科学测试方法和要求，它制订了七百多种安全标准，其中部分UL安全标准被美国***采纳为国家标准。产品要行销美国市场，UL认证标志是不可缺少的条件。 　　
CE标志
　　CE标志是欧洲共同市场安全标志，是一种宣称产品符合欧盟相关指令的标识。使用CE标志是欧盟成员对销售产品的强制性要求。目前欧盟已颁布12类产品指令，主要有玩具、低压电器、医疗设备、电讯终端（电话类）、自动衡器、电磁兼容、机械等。
GS标志
　 GS标志是德国安全认证标志，它是德国劳工部授权由特殊的TUV法人机构实施的一种在世界各地进行产品销售的欧洲认证标志。GS标志虽然不是法律强制要求，但是它确实能在产品发生故障而造成意外事故时，使制造商受到严格的德国（欧洲）产品安全法的约束，所以GS标志是强有力的市场工具，能增强顾客的信心及购买欲望，通常GS认证产品销售单价更高而且更加畅销。
欧共体CE规定，从1997年1月1日起管制“低电压指令（LVD）”。GS已经包含了“低电压指令（LVD）”的全部要求。所以获得GS标志后，TUV会例外免费颁发该产品LVD的CE证明（COC），TUV Rhein land1997年后的证书则在GS证书中包含了LVD证书。厂商申请GS标志的同时获得了LVD证明。瑞士和波兰产品安全认证标志产品范围同GS标志。
TUV标志
　 TUV标志是德国零部件产品型式认证标志，适用于电气零部件，如：电源、变压器、调光器、继电器、插接件、插头、导线等机械产品零部件及运动器材零部件。随着电气电子技术的发展，家用电器产品日益普及。广播电视、邮电通讯和计算机网络的日益发达，电磁环境日益复杂和恶化，使得电气电子产品的电磁兼容性问题受到各国***和生产企业的日益重视。欧共体***规定，从1996年1月1日起，所有电气电子产品必须通过EM C认证，加贴CE标志后才能在欧共体市场上销售。此举在世界上引起广泛反响，各国***纷纷采取措施，对电气电子产品的EM C性能实行强制性管理。国家标准GM4343《家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和限值》已于1996年12月1日起强制实施，国内的家用电器生产厂家必须尽早行动起来，重视EM C认证工作，了解和提高产品EM C性能，紧随EM C认证的新形势，以取得市场上的主动地位。 JIS标志
　　JIS标志是日本标准化组织（JISC）对经指定部门检验合格的电器产品、纺织品颁发的产品标志。 BEB标志
　　BEB标志是英国家用电器审核局对电器及电器设备经指定的第三方认证机构确认合格后，颁发的安全质量认证标志。
NF标志
　　NF标志是法国认证标志，这种标志可单独用于电器及非电器类产品，也可与其他标志或字母的图案共同使用，主要指安全标准要求和效能特征。 CB标志
　　CB检验为全球性相互认证体系，全世界有34个会员。在共同的IEC标准下，各验证单位均相互承认彼此核发之CB证书及报告，据此，可以迅速地转换他国证书。
Nordic标志
　　Nordic标志是北欧四国安全认证标志，产品范围同CB标志。

第二节 光源
一、 常见光源分类、特征及应用
类别 效率（LM） 经济寿命
（小时） 特征 适用范围
白炽灯Incadescent Lamps
普通灯泡
Normal incandescent lamps 8~18 1000 安装及使用容易、立即启动、成本低、反射灯泡可做聚光投射。 住宅的基本照明及装饰性照明、反射灯泡可用于重点照明。
反射灯泡
Reflector lamps 8~18 1000 
卤素灯
Halogen lamps 12~14 2000~3000 体积小、高亮度、光色较白、安装容易、寿命较普通灯泡长。 商业空间的重点照明。
日光灯Fluorescent Lamps
普通型日光灯
Tubular Lamp 60~104 5000~12000 有各种不同光色可供选择、可达到高照度并兼顾经济性。 办公室、商场、住宅及一般公共建筑。
PL灯管 46~87 8000~10000 体积小、寿命长、效率高、省电。 局部照明、安全照明、方向指标照明。
SL省电灯管 39~50 6000 高效率、省电、能直接取代普通白炽灯泡。 大部分使用白炽灯泡的场所均可使用。
气体放电灯
高压水银灯泡
High-pressure mercury lamp 40~61 1000~12000 高效率、寿命长、适当的演色性。 住宅区的公用照明、运动场、工厂。
免用整流器水银灯泡
Blended-light self-ballasted light 10~26 6000 寿命长、演色性佳、安装容易、效率较白炽灯泡高。 可直接取代白炽灯泡用于小型工业场所、公共区域用植栽照射。
金属卤化物灯泡
Metal halide light 66~108 4000~10000 效率高、寿命长、演色性佳。 适合彩色电视转播的运动场投光照明、工业照明、道路照明、植栽照射。
高压钠气灯泡
High-pressure sodium lamp 68~150 8000~16000 效率极高、寿命较长、光输出稳定。 道路、隧道等公共场所照明、投光照明、工业照明、植栽照射。
低压钠气灯泡
Low-pressure sodium lamp 99~203 12000 效率极高、寿命特长、明视度高、显色性差为单一光色。 要求节约能源及效率而颜色不重要的各种场所。

二、 主要光源介绍
实质上，使用效率最高的光源是低压钠灯，由于它发射单色的黄色光，因此几乎没有显色性能。与之相对照，白炽灯及卤钨灯有极好的显色性能，但是其发光效率很低。
1、 白炽灯
有较宽的工作电压范围，从电池提供的几伏电压到市电电压，价格低廉，不需要附加电路。其主要应用是家庭照明及需要密集的低工作电压灯的地方，如手电筒、控制台照明等。仅有10%的输入能量转化为可见光能，典型的寿命从几十小时到几千小时不等。
使用通电的方式加热玻璃泡壳内的灯丝，导致灯丝产生热辐射而发光的光源，灯头是白炽灯电连接和机械连接部分，按形式和用途主要可分为螺口式灯头，聚焦灯头及特种灯头。在普通白炽灯中，最常用的螺口式灯头为E14、E27；最常用的插口灯头为B15、B22。常用于住宅基本照明及装饰照明，具有安装容易，立即启动，成本低廉等优点。
主要部件：灯丝、支架、泡壳、填充气体、灯架。
2、 卤钨灯
同额定功率相同的无卤素白炽灯相比，卤钨灯的体积要小得多，并允许充入高气压的较重气体（较昂贵），这些改变可延长寿命或提高光效。同样，卤钨灯也可直接接电源工作而不需控制电路。卤钨灯广泛用于机动车照明、投射系统、特种聚光灯、低价泛光照明、舞台及演播室照明及其他需要在紧凑、方便、性能良好上超过非卤素白炽灯的场合。
3、 荧光灯
主导商业和工业照明。通过设计的革新、荧光粉的发展，及电子控制线路的应用，荧光灯的性能不断提高。带一体化电路的紧凑型荧光灯的引入拓宽了荧光灯的应用，包括家居的应用，这种灯替代白炽灯，将节能75%，寿命提高8~10倍。一般情况下，所有气体放电灯都需要某种形式的控制电路才能工作。
荧光灯的性能主要取决于灯管的几何尺寸即长度和直径，填充气体的种类和压器，涂敷荧光灯粉及制造工艺。现在我们常用的荧光灯主要分以下三类：
⑴直管灯：一般使用的有T5、T8、T12，常用于办公室，商场、主宅等一般公用建筑，具有可选光色多，可达到高照度兼顾经济性等优点。
“T”表示灯管直径 一个“T”表示1/8英寸
T5管直径15mm T8管直径25 mm T12管直径38 mm 荧光灯都可调配出3000K 3500K 4000K 6500K四种标准“白色”。
⑵ 高流明单端荧光灯
高流明单端荧光灯又称为是为高级商业照明中代替直管荧光灯设计。这种灯管与直管型灯管相比，主要的优点有：结构紧凑、流明维护系数高，还有它这种单端的设计使得灯具中的布线简单的多。
⑶紧凑型荧光灯（CFLS）
紧凑型荧光灯又称为节能灯，使用直径9-16 mm细管弯曲或拼接成（U型、H型、螺旋型等），缩短了放电的线型长度。它的光效为白炽灯的五倍，寿命约8000—10000小时，常用于局部照明和紧急照明。一般分为两类：
A、带镇流器一体化紧凑型荧光灯 这种灯自带镇流器、启辉器等全套控制电路；并装有爱迪生螺旋灯头或插式灯头。可用于使用普通白炽灯泡的场所，具有体积小，寿命长，效率高，省电节能等优点，可用来取代白炽灯。
B、与灯具中电路分离的灯管（PLC） 用于专门设计的灯具之中借助与灯具结合成一体的控制电路工作，灯头有两针和四针两种，两针灯头中含有启辉器和射频干扰（RFI）抑制电容，四针无任何电器组件。一般四针PLC光源使用于高频的电子镇流器中。常用于局部照明和紧急照明。
荧光灯控制电路（镇流器）可分为：电感式、电子式。电感式镇流器的特点是
功率因素低，有频闪效应，自身重量大，但寿命长，坚固耐用，成本低；电子式镇流器的特点是功率因素高，无频闪，重量轻。随着技术的发展进步，低成本、长寿命的电子镇流器将逐步取代传统的电感镇流器。
4、 低压钠灯
光效最高，但仅辐射单色黄光，这种灯照明情况下不可能分辨各种颜色的。主要应用是：道路照明，安全照明及类似场合下的室外应用。其光效是荧光灯的2倍，卤钨灯的10倍。与荧光灯相比，低压钠灯放电管是长管形的，通常弯成“U”型，把放电管放在抽成真空的夹层外玻壳内，其夹层外玻壳上涂有红外反射层以达到节能和提高最大光效的目的。

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