荧光灯原理及检测

充分吸收253.7nm紫外线； 发射的光谱能满足发光效率和显色性的要求； 颗粒度适宜，保证亮度和维持率； 三基色荧光粉由红绿兰三种粉依据需要搭配比例而成， 调整粉的不同比例可以得到不同的光色表现。
稀土红光
光效 70lm/w,
色温1500K
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稀土绿光
光效 120 lm/w,
色温 5500K
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稀土蓝光
长度与管径。灯管电压与长度成正比，与管径成反比，真 空度越差，管压越高。 T4 28W 长度 1149 管径12 管压=185V T5 28W 管压 1149 管径16 管压=167V • 2，测试的问题，比如稳定时间，环境温度。①由于荧光 灯属于低汞气压放电光源，汞气压的高低对灯管电参数影 响很大，汞气压的平衡需要100小时，因而国标规定，灯 管初始值是100小时的数据，由于目前实际生产条件的制 约，目前我们公司考核灯管的参数是2小时。②环境温度 高低同样影响灯管的汞气压，温度越高，汞气压越高，因 而我们规定测试室要求恒温25±1℃。
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冷端形状差异：
PLC 26W 冷端温度对比
冷端温度（度） 厂商 欧斯朗 飞利浦 雪莱特 三友 灯头朝上 39 35 48 53 水平点灯 54 45 52 55
最佳冷端温度：40±5℃
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f.惰性气体：
帮助启动,保护灯丝,提高寿命,调整功率 目前使用的主要有:氩气、氪气、氖气 氪: 降低功率 氩气 氪氩混合气 氖氩混合气 氖:提高功率 应用所有T4直管,T5 8-18W直管 应用T8管和T5 21-35W直管 应用PLC 18-26W灯管,HO 24/39W
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• C, 管压异常 0小时管压>标准,100小时后管压正常,主要 原因:0小时杂气超标,点灯100小时后,杂气 变成固化物,管压回到正常值. • D, 灯管24小时发黑. • E,光衰大 100小时光衰 合格品 <5% 不合格 >5%
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• 2，灯与镇流器匹配,IK/IR4=(1~1.7)
IK/IR4<1
电子粉
– d.电子粉： – 节能灯所采用的电子粉要满足如下条件：工 作温度较低、发射效率较高、寿命较长。涂覆 电子粉浆，使灯丝上带有足够发射的物质
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e.汞/汞齐： 汞在气体放电灯的作用是接受电子，并产生出紫外线。汞齐 的目的是在相对高的温度环境中维持放电所需要的最佳蒸汽压。 不同的金属和汞形成的汞齐有不同的适应温度，设计时选取不同 种类的汞齐放置于不同的位置来保证相对良好的光输出。 分为:低温汞齐 T4/T5直管,节能灯,PLC9-26W 中高温汞齐 PLC 42W 辅助汞齐：在未使用的辅助汞齐中是不含汞的，它在灯中吸收汞， 形成汞齐。在灯刚刚启动的时候，借助阴极的热量快速释放出汞， 缩短灯的启动时间。
100h的光通维持率=0h光通量/100h光通量=1- 100h的光衰 2000h的光通维持率=2000h光通量/100h光通量=1- 2000h的光衰
色参数
1、色温：反映灯管的颜色。 单位：K
2700K 4000K 6500K
色参数
u-v色度图中黑体轨迹和等色温线 黑体轨迹的许多点上 画了许多与轨迹相交并 与其垂直的直线段 垂直线上各点的相关 色温就是交点处的黑体 温度 垂直线上各点的相关 色温都是相等的,称为等 色温线
荧光灯管的构造
• • • • •
荧光灯的核心部件是管形玻壳和灯丝 管内壁涂有荧光粉 灯丝上涂有一层发射电子的物质，也称为阴极 芯柱用于固定灯丝，同时保证与玻璃灯管密封 管内填充惰性气体和汞蒸气
荧光灯发光机理
我们制作的节能灯属于气体放电光源，气体放电光源 是指利用电流通过气体媒质时的放电现象。
接下来对上面的3个过程简单说明：
充气多 可以提高寿命，但会降低光效。
荧光灯的评价
荧光灯品质的评价项目主要有：
1、Hale Waihona Puke Baidu全
2、外观
3、性能
安全指标
1、灯头扭力
2、绝缘电阻
3、耐高压性能
4、耐热和耐火性
5 、汞铅含量,ROHS要求
外观检查项目:
1、形状（弯曲度，铜针平行度）
2、尺寸（A，B，C长度） 3、粉层质量 4、粉层厚度 5、色差
冷端
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• T5更佳的环境温升效率 由于工程照明采用的格栅灯具基本上都是2至4支灯管，灯 管在灯具内的环境温度达35度
相对光通量 % 100
T5和T8光通量与环境温度关系
T8 HE/HO
60
20 20 30
环境温度
40
50
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• 汞气压过高会导致： • 1，管压下降，功率下降。 • 2，汞谱线增强,由于汞发光主要蓝光，色温 偏高。 • 3，由于汞谱线增强，会导致显色指数降低。 • 4，光效下降。
3、光衰：反映发光强度的减弱程度。单位：%
4、光通维持率：灯在寿命期间内，灯的光通量与初
始光通量的比值。它反映发光强度的保持程度。单
位：%
光衰和光通维持率的获得
例：100h的光衰=（0h光通量- 100h光通量）X100% 100h光通量 2000h的光衰=（100h光通量- 2000h光通量）X100% 100h光通量
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三基色灯管的光谱
稀土2700K 稀土4000K
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稀土6500K
卤粉 6500K
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如何判定荧光粉是稀土粉、卤粉、 稀土卤粉混合粉
• 1，首先看光谱有没有610的波峰，如果没 有就是卤粉。 • 2，看显色指数>80,则是纯稀土粉,如果<78, 则不是纯稀土粉.
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卤粉绿光
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c.保护膜： 目前我们使用的是Υ-Al2O3。 保护膜的作用是在玻璃和荧光粉之间形成一层致密的薄 膜，这层膜可以很好地使二者隔离开，使得析出的金属不至 于影响灯管性能表现,可提高光通维持率。 分析：玻璃中的金属元素在长时间电子轰击下会逐渐析 出，并迁移到玻璃管内侧和汞形成汞齐，一方面使灯管发黑， 一方面使汞失效，使灯管的转换效率降低，光线被遮挡。
荧光灯管原理 与检测方法
照 明 是 多 么 重 要 ！
照 明 是 文 明 的 象 征
细管径荧光灯照明是节能的主攻方 向
小型化 直径 16 mm 更短的长度
更精确的光控制 灯具尺寸更小 适应节电要求
T12: 12/8"
T8: 8/8"
T5: 5/8"
荧光灯照明占 全世界所有照 明的８５％！ ！！
荧光灯管制作过程
*1、玻璃制作：玻璃经过各种切割或弯制，目的是适应外形和性能 的需求 *2、涂粉：在灯管内腔尽可能均匀地涂上荧光粉， 使得整个放电腔体都能均匀地发出光线； 附加的保护膜主要目的是隔离荧光粉和玻璃， 使玻璃中的物质不容易迁移到荧光粉处， 使灯管变黑，影响亮度。
*3、芯柱：实现三个功能，一个能够夹持灯丝、同时能够引入电流 密封玻璃腔体的混合体；
色参数
1 3 5 2 4 6
7 9
11
8 10
12
13
14
计算显色指数的色板
色参数
色参数
色参数
电参数
1、功率 2、管压 3、管流 4、功率因素
由于目前T4/T5光源电流是恒定的，比 如28W电流为170MA，因而考核灯管电 参数主要是考核灯管管压。
I V
影响电参数主要因素：
1，光源本身的问题，比如真空度，充气压力和种类，灯管
光效 20 lm/w,
色温>30000K
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各种色温灯管的配比及光效
• 2700K： 红70%， 绿30% • 4000K： 红 56% 绿32% 蓝 12% • 6500K： 红 38% 绿35% 蓝27% • T5 28W : 6500K 光效 86 lm/w :4000K 光效 92 lm/w :2700K 光效 97 lm/w
荧光灯管主要材料及特性作用
a.灯丝： 灯丝由钨丝为材料绕制而成，灯丝的尺寸都经过合 理的设计和选择，使提供给灯丝螺旋的热能够很快产生一个恰 当的温度，保证电子发射。同时，中空的丝体内能够存储更多 的发射材料，利于寿命的维持。
灯丝对比图
Plc 9-13w
灯丝对比图
T4/T5/T8 直管
b.荧光粉： 我们现在使用的荧光粉是用紫外线来激发发光材料 的，这种通过光线激发的发光现象称为光致发光。 节能灯用荧光粉必须有几个特性必须满足：
影响灯管寿命的因素
1，灯管的原因，如真空度、阴极质量,高的真空度和良好的 阴极发射性能以及充足的电子粉是灯管寿命的重要保证。 真空度好坏判定方法： a,灯管燃点24小时后解剖,看电子粉的颜色
真空度差,电子粉上有碳 真空度好，电子粉白色饱满
• b,测试灯管上升时间,即光通量上升到80% 的时间,要求<60秒. • 轻微不良品>1分钟 <3分钟 • 严重不良 >3分钟 主要表现灯管点亮后,中 间发红,三分钟后仍旧发红.
•IK/IR4=(1~1.7)
IK/IR4.>1.7
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• 3，点灯环境，特别是环境温度，由于环境 温度影响灯的电参数，过高或过低的温度， 将对灯的参数带来很大的变化。温度越高， 电流越大，反之，电流越小，从而导致阴 极蒸发和溅射的加剧，导致寿命的缩短。
色参数
色温(Tc)简单地说是用黑体的开氏温度(单位K)表示光源的颜色.
开氏温度为摄氏温度加上273 例如:
2700K 3000K 烛光色 暖白色
3500K
4000K 5000K 6500K
白色
冷白色 日光色 冷日光色
色参数
3、色坐标：反映该颜色在 色度图中位置。唯一确 定灯管的颜色。
4、色容差：反映色坐标与 目标值间的颜色的距离。 单位：SDCM
灯管稳定时间 >10分钟
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环境温度与电参数关系
T5 28W管压与环境温度的关系
管 170 压
160 150 140 130 120 110
-2 0 -1 5 -1 0 -5
管压
环境温度
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
寿 命
单只灯管的寿命: 是指这只灯管从开始燃点到烧毁或光通维持率下降至标准所规定值时 的累计时间。 平均寿命: 是指50%的灯管死灯的时间。 开关次数：开关一次相当于灯燃点2小时，目前T5目前规定寿命为10000小 时，因而规定开关次数为5000次。
*1、阴极产生电子的方法： 主要是热电子发射：阴极的金属通电产生热量，使得电子 从阴极基金属和碱土氧化物涂层中释放； *2、紫外线的产生： 电子打在汞原子上，汞原子被激发，产生能量转移，放 出波长253.7nm为主的紫外线； *3、光线的产生：
380nm以下、780nm以上为肉眼所无法看见的光线，紫外 线的波长位于肉眼所能看见的光线以（380nm以下），荧光粉 能够充分吸收253.7nm的紫外线，产生肉眼能够看见的可见光。
不同汞齐与环境温度关系
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T5 T8冷端设计，目的是控制汞气压至最佳=0.8Pa
35 mm（HE/HO）
25 mm（T8/ T5支架）
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• T8 灯管的冷端在灯的中部.
• T8 灯管达最大光通量的环境温度是: • Tamb = 25 ℃
冷端
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• HE/HO灯管的冷端在灯管的前端. • HE/HO 灯管达最大光通量的环境温度: • Tamb = 35 ℃
*4、绷丝：在芯柱上加上灯丝，保持一定的形状， 涂覆电子粉浆，使灯丝上带有足够发射的物质； 辅助汞齐用于帮助灯管快速发亮； *5、封口：把芯柱和管体烧封，形成固定开口的腔体； *6、排气： ①，抽去管内不需要的空气、水气等等杂质气体； ②，对电极进行通电加热，使碳酸盐分解形成氧化物， 通过电流使阴极产生活性物质，具备良好的发射性能； ③，充入适量的惰性气体和汞， ④，将多余的部分和灯管主体分离开，形成最终的灯管成品。 ×7 、老炼，就是将灯管在额定电流下点燃一段时间，其 间将杂质气体有效地吸收掉，使放电趋于稳定、产品质量 更加可靠的工艺过程
6、表面光洁度和脏污
7、印字清晰度和牢固度 8、冷阻及接触性能
性能标准:
1、光参数 光通量、光效、光衰、光通维持率。 2、色参数
色温、显色指数、色坐标、色容差
3、电参数
功率、管压、管流
4、寿命 5、启动性能
光参数
何为初始 数据？
1、光通量：反映灯管的发光强度。单位为流明（lm)
2、光效：单位功率的发光强度。单位：lm/W
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• • • • •
色温和色坐标 同一色温可能有无数个色坐标。 同一色坐标对应一个色温。 同一色坐标对应一个色容差。 目前我们考核光源以色坐标为依据而不是 色温。
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色参数
2，显色性
显色性是指光源的光照射到物体上产生的客观效果,评价显色性的 方法: 光谱带法,试验色法. 显色指数:反映被照物体颜色的真实度.用8种标准试验色(1-8)比较待测 光源的显色和太阳光下的显色差异度的平均值称为平均显色指数Ra. 特殊显色指数:如R9~12分别表示红,黄,绿,蓝标准色彩;R13表示皮 肤色；R14表示植物色.