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如何判断光源好坏?不同光源的质量要求标准

文章出处:www.ahwhth.cn 人气:849发表时间:2023-08-24

光源,广义上指能发出一定波长范围的电磁波(包括可见光以及、和等)的物体,包括自然光源(天然光源)和人造光源。那么,如何判断光源好坏呢?本文简单总结了不同光源的质量要求标准。

光源

一、热要求

1. 带内启动装置的单端荧光灯

如果适用的话,按照iec60598-1的12.4.1,在正常工作条件下,在导柱底部测得的灯头温度不应超过iec60901中有关光源数据表规定的最高值。这个温度限制是由于在灯头内装有辉光启动器和无线电干扰抑制电容器的缘故。

2. (非车辆用)卤钨灯

为了确保在整个寿命期内能良好工作,灯具必须设计得能提供一个工作环境,它可以保持封接部位、泡壁等关键部位的温度不超过iec60357的温度限制。

这对保持卤钨循环的正确功能、封口在整个寿命期内完整是非常重要的。

①石英灯最高封接部位温度

允许的最高石英灯封接部位的温度在每个光源的有关数据单中规定。允许的最大封接部位的温度取决于制造商声称的额定光源寿命。最大封接部位的温度要求的合格性应避免光源过早的失效。

②泡壁温度

泡壁温度与卤钨循环有关。在适当的温度条件下,从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与卤素反应形成挥发性的卤钨化合物。当卤钨化合物扩散到较热的灯丝周围区域时又分解成卤素和钨,释放出来的钨部分回到灯丝上,而卤素再继续扩散到温度较低的区域与钨化合,这一过程称为卤钨循环。

卤钨循环反应的平衡常数k。=1时,两个方向的反应速度相等。当k,<<1(温度高)时,反应朝着有利于卤钨化合物分解的方向进行;反之,当k>>1(温度低)时,反应朝着生成卤钨化合物的方向进行。平衡常数k,=1时的温度对碘约为950℃,溴为1600℃,氯为2200℃。这个温度称为反转温度。当泡

壁温度高于这个温度时,由于卤化物部分地分解,钨沉积在泡壳上造成泡壳发黑,所以卤钨灯的泡壁温度不应高于所使用的卤素的反转温度。泡壁温度不能低于250℃,否则回导致卤化物沉积在泡壳上,破坏卤钨循环。

在光源额定电压下,在尽可能接近光源的地方,卤钨灯的泡壁温度,不应低于250℃,且不应超过900℃,上限值应避免光源性能变差。

3. 高压钠灯

①灯玻壳温度

灯具设计时注意的是要严格控制玻壳的温度,以免玻壳材料承受不适当的应力。在高压钠灯玻壳的任一点上测得的温度不得超过iec60662规定的值。在测量期间,应使光源在其额定功率下工作。

②灯头的最大温度

应小心对待上述i)灯玻壳温度和i)灯头的最大温度所述极限值,这些极限值受到光源的材料的影响,但是,在通常情况下,如果灯具致使光源达到这些温度,则很可能超过iec60662灯端电压上升极限。

4. 金属卤化物灯

在欧洲,人们将设计重点放在很紧凑和光质特别优良的小功率金属卤化物灯上,为了适应用于展示照明市场的小型灯具的设计,已千方百计将光源的几何尺寸设计成最小值。为生产最紧凑的小功率金属卤化物灯,它的外泡材料必须选用石英玻璃,以使产品能承受高的工作温度。

单端灯设计采用管状石英外泡壳,在单端夹扁密封,灯头为g12型双脚插针。电弧管既可以是双端也可以是单端结构,短弧隙允许光源在任何方向上燃点。单端电弧管可以是球形或椭球形的,通过设计可免去末端的热反射层,还可免去在石英电弧管旁边的一根旁路电导丝,这样能限制光源在寿命期间的钠损失,从而可有效地维持光源特性。

双端灯的电弧管在管状石英外泡壳内,每端带有电引线和夹扁密封。电弧管本身是双端结构,几何尺寸(圆柱形或椭球形)被严格控制,以提供一致的光源性能。所有设计都采用位于电弧管末端的热反射层,以确保有足够的卤化物蒸气压,并规定光源必须在偏离水平面士45?的方位内燃点。

为了保证金属卤化物灯可靠的工作条件,灯具应符合有关光源的数据表中规定的要求。封接部位和玻壳最高温度不能超过iec61167的限值。iec60682给出了封接部位温度的测量方法,玻壳温度的测量见iec60357的附录c。

美国国家标准ansi78.43-2004规定了单端金属卤化物灯的最高泡壳温度、最高灯头温度、最高封接部位温度以及工作位置等灯具设计所需要的信息。

 

二、机械结构要求

1. 双端荧光灯

灯表面与启动辅助装置之间的距离(iec60081)采用交流电源频率或高频无启动器线路工作的灯,为了使电路经济起见,往往需要采用其他辅助启动的方法来降低光源所需要的启动电压,一般采用在放电管表面附近装一个启动导体,使其产生一个电场。在大多数情况下,需要将导电启动辅助装置接地。该装置可成为灯具中的规范部件,如可以是反射器或者反光板。

光源表面与启动辅助装置之间的距离应保持在一个合适范围内。距离太大启动辅助装置与光源一端没有一定的电位差,辅助启动的目的难以实现。距离太小会造成启动电压太高从而影响光源的寿命,还会造成光源表面的泄漏电流变大。最大距离不应超过iec60081规定的启动辅助装置距离,最小距离应为3mm。

2. 单端荧光灯相关要求(iec60901)

①最大外形尺寸

②光源表面与启动辅助装置之间的距离

③灯端支持装置

由于某些灯的长度,灯端部需要支承装置。该支承装置在设计时要保证不影响光源的性能。

如果该装置部分要固定在玻管之间,则除重力之外,不得将任何力作用于光源之上,按照规定,还要考虑玻管之间的最小间隙。

如果需要保证装置非互换性,应按照iec60901规定,支撑装置的定位应与灯头基准平面隔一段距离。

④(非车辆用)卤钨灯的最大外形尺寸qec60357)

⑤高压汞灯的最大外形尺寸(iec60188)

⑥低压钠灯的最大外形尺寸iec60192)

 

三、电气要求

1. 荧光灯容性电路中的串联电容器初始电容公差为10%的电容器,是典型的并联电容器,不适于作为串联电容器。当不利公差重叠时,电容器和镇流器的公差总和会降低光源的性能。为了符合相关光源参数表中规定的要求,电容器公差应是窄小的,或者精选电容器和镇流器的感抗元件,以避免不利公差的重叠。

2. 带内启动装置的单端荧光灯

内带启动器的灯不应在高频电路中工作。

3. (非车辆用)卤钨灯iec60357)

①卤钨灯的应用指南

卤钨灯的寿命受到接通和(或)比光源额定电压高的电源电压下工作的不利影响,电源电压的控制对光源寿命的影响很大。设计用于较高电源电压(≥50v)的卤钨灯,一般来说,耐力比低额定电压的电源电压(<50v)有较大增加,特别是对于设计成非常高的发光效率和(或)高的相关色温的那些光源。发光效率和相关色温与可达到的光源寿命密切相关,因此,额定灯电压和声称的灯寿命对于持久地达到合格的灯性能的过电压程度是良好的指示器。

②投光照明用卤钨灯的外部熔丝的应用

投光照明卤钨灯的灯丝结构比较紧凑,以便在相应的光学系统的配合下,能使光束集中射向需要的照明物体上,产生局部照明的效果。投光照明用卤钨灯应串联一个熔丝工作。推荐使用的熔丝额定值见iec60357。

③高压钠灯灯端电压升高

高压钠灯在寿命期间管电压有上升的特性。灯管最终损坏的主要原因是由于灯管电压上升到电源无法维持其放电,这是由下列原因引起的:(a)与电弧管内组分(电极发射混合物、管壁材料和封接材料)的化学反应造成的钠损失;(b)由于电弧管两端发黑或电极损耗的增加,引起了汞齐温度的提高。工作电压的逐渐升高导致了在寿命终了时光源的“循环”。在这种状况下,光源点燃后,灯电压上升,到达电源电压不能维持其放电时,随即熄弧。然后光源冷却,到达触发冲使其能再点燃灯时,灯又点燃,使灯进入连续的开关状态,每次间隔时间为几分钟。光源装入灯具后,其灯电压、功率和光输出还会受到影响。

iec60662对每一种类型的光源规定了允许的最大灯端电压升高数值。

 


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