螢光燈管發光原理:
螢光燈管是由低壓水銀蒸氣和氬氣、氪氣等低壓惰性氣體的混合氣體中放電激發產生紫外線,燈管內管壁塗佈螢光物質受到紫外線刺激而 產生可視光。螢光物質將眼睛看不見的紫外線轉換成可視光,所以螢光物質是波長的轉換器。
最初給予電極預熱電流,電極產生高溫,兩電極間加高電壓即產生放 電現象(即在氣體中有電流流動),一旦產生了放電,電極受到加熱, 因而產生電子的相互碰撞產生高溫,因放電而使水銀受激發產生了更高的蒸氣壓,電流再增加,所以燈管與安定器配合在一起,維持著平 衡狀態,安定器設計在最佳的放電狀態。
此外放電時電極快速放射出來的熱電子與水銀原子產生碰撞,熱電子 與水銀原子間的能量轉換,此一結果,產生以水銀原子為主之253.7nm 的紫外線被放射出來,253.7nm的紫外線再碰撞螢光體,再由紫外線 轉換成可視光。
白熱燈泡動作原理
白熱燈是靠發熱體通電流並加熱至白熱化狀態,放射出來的一種裝置。通常白熱燈泡是使用高融點(約3400℃)的鎢絲(Tungsten Wire) 做成的。鎢絲所產生紅外線大於可視光,電力所消耗的80%大概均發出紅外線(熱),僅約20%發出可視光可以利用。鎢在熔點以下就開始蒸發,因而燈絲會逐漸變細,不久就到達最終了的位置而斷掉。
這一段過程為白熱燈泡的自然壽命。還有,在燈泡玻殼的內壁,由於鎢絲蒸發的附著關係會逐漸黑化,放射出來的光會因此逐漸的漸少,其減少率約20%,為了防止鎢絲的蒸發,添加鹵素氣體被認為最有效的做法。
鹵素燈泡動作原理
從燈絲蒸發出來的鎢原子和鹵素氣體產生反應合成鎢的鹵化物,這個鎢的鹵化物,在250℃以上,1400℃以下,能把該狀態維持著。因此, 波管溫度在250℃以上的話,鎢原子不會附著於管壁上,所以管壁不會產生黑化。鎢的鹵化物由於熱流會被帶回到燈絲附近,因燈絲的高溫,鎢的鹵化物將被分解,使鎢的原子沈澱附著於燈絲,而呈自由狀態的鹵素原子將進行再一次的反應,如此反覆地週而復始,形成所謂的鹵素循環(Halogen Cycle)。鹵素在此擔任的角色是種載體,不斷將蒸發的鎢原再送回燈絲。
<< 可視光 >>
電磁波短的波長100nm~380nm的光叫做紫外線,電磁波的波長780nm~3000的光叫做紅外線,而波長在380~780nm之間電磁波的光是眼睛感覺得到的光,這一部份的光稱為可視光。
可視光從波長短的到波長長的方向,是由紫色、藍色、綠色、黃色、橙色、到紅色,比可視光更短的電磁波為紫外線有殺菌之效果,此外更長的電磁波為紅外線有加熱之效果,紫外線與紅外線是眼睛看不見的但在人體、生物或工業領域或應用範圍很廣泛。
<< 全光束 >>
全光束,英文(LUMINOUS Flux)。
意指光源在單位立體角內所發出的光量。
單位:流明( lm:lumen 光強度為1燭光的點光源在單位立體角發出的光通量就定義為1 Lm)。
<< 光譜圖 >>
光譜圖是記錄光源在不同波長,發光能量的圖形
<< 色溫 >>
色溫表示光源光色的尺寸,單位:k(kelvin)。
色溫乃是用物理性、客觀性的尺度來表現光源的色調;是決定照明場所氣氛的重要因素。一般色來說色溫低的話,會帶有橘色,表示具有暖意的光;隨著色溫變高,就變成如正午太陽一般為帶有白色的光;當再變高時則變成帶有藍、清爽的光。
| 主要光源的平均演色性評價數(Ra) |
| 日光燈三波長 |
80 |
| 日光燈白色 |
65 |
| 日光燈晝光色 |
69 |
| 色評價用 |
99 |
| 水銀燈泡 |
40 |
| 高演色性複金屬燈 |
90 |
| 複金屬燈 |
65 |
| 高演色性鈉光燈 |
53 |
| 鈉光燈 |
25 |
| 鹵素燈泡 |
100 |
| 燈泡 |
100 |
<< 演色性 >>
演色性是將物體的顏色與自然光下所看見的顏色相近的程度。其單位為Ra(平均演色性平價指數)是被照物分別在光源與近似自然光源照射下,被照物所顯示各種頻色比值的平均數。其方法乃是測定所規定的8種試驗色彩。其目的在比較在被測定的光源下所看見的顏色與標準光源下所看見的顏色間,色彩差異度。然後計算這8種差異顏色之平均值後再將其歸納為平均演色平價數(Ra)
此時,必須用與欲評估的光源有相同光源的基準光,來作比較(用不同色溫光源之演色性來作比較的方法,至今尚未被確立)。
| 光源種類 光源效率 |
(lm) |
| 白熱燈 |
13.5~22 |
| 石英鹵素燈 |
13.5~30 |
| 螢光水銀燈 |
35~63 |
| 日光燈 |
30~105 |
| 複金屬水銀燈 |
63~115 |
| 高壓鈉氣燈 |
40~155 |
| 低壓鈉氣燈 |
130~180 |
<< 光源效率 >>
光源消耗電功率每瓦特(W)所輸出的光束值稱為光源效率。每一消耗電力輸出的光源愈多,就表示光源效率愈高,亦即愈省電,發光效率依功率大小、種類、使用狀況而異。右方為一般常用光源效率比較表:
<<眩光>>
眩光是由光源、燈具、窗戶等輝度遠高於室內平均輝度的部份造成,就是刺眼讓人不舒服的感覺。眩光會讓人造成眼晴看東西不清楚、不舒服的感覺,眼晴易造成疲勞。
<<光 束(Luminous Flux)>>
單位:流明Lm,指光源每秒種所發出的量之總和,簡單說就是發光量。
<<光 度(Luminous Intensity)>>
單位:燭光 Cd,指光的強度,在某一特定方向角內所放射光的量。
<<照 度( Lux)>>
單位:勒克斯/m2,指單位面積內所射入光的量,也就是光束除以面積(m2)所得到的值,用來表示某一場所的明亮值。
<<輝 度(Luminance)>>
單位:Nt Cd/m2,指從某一方向所看到物體反射光線的強度。也就是說單位面積對某一方向反射的光之強度。照度是表示單位面積內入射光的量。輝度則是表示眼睛從某一方向所看到物體的反射光的強度。
<< CNS>>
中國國家標準,其有關『螢光燈管用交流電子式安定器』之相關規定,於總號13755類號C4473中有詳細規範。
<<預熱啟動型>>
燈管電擊在燈管實際觸發點燈之前已加熱至電子發射溫度的線路類型稱之。
<<非預熱啟動型>>
利用高開路電壓引起電廠放射觸發點燈的線路類型稱之。
<<功率因素>>
功率因素修正目的,是在提高電源的可用率,以降低電源之設備容量及減少諧波干擾,CNS規定需在0.95以上,功率因素=輸入功率/(額定輸入電壓×輸入電流),目前分為被動功因即主動功因兩種。
<<被動功因>>
利用電感、電容置於電源端以便將領先或落後之相位做補償,線路架構上較簡單,但其存在體積大、重量重、光輸出易因輸入電壓變動而閃爍不穩定。
<<主動功因>>
一般利用市售之IC來達成功率因素修正功能,其原理乃將PFC.IC電路,至於橋式整流器及負載之間,使其電流隨整流後的電壓波型而做調整,其優點為光輸出不因輸入電壓變動而改變,但奇線路架構上路較為複雜。
<<電流諧波失真>>
電流波形因負載而產生畸變稱之為失真,目前CNS除了規定電流總諧波失真(THD)不得大於33﹪外,並對各次諧波含量逐次規定。
<<波高率(ACF)>>
目前CNS規定波高率=(電流量最大值/電流有效值),應在1.7以下。
<<EMI>>
電磁干擾,分為傳導性及輻射性兩種,傳導性EMI藉由導線傳輸而干擾周邊設備,輻射性EMI則藉由大氣傳播電波傳輸,目前較具代表性檢驗的是美國FCC和德國VDE。
<<光束法照明計算>>
使室內得到均勻的光照度,稱為全束照明,此照度的計算,一般都以光束法為計算方式,光束法即室內的天花板面配置均等的照明器具,使作業面得到均勻的照度分布即水平面所需的平均照度,照明器具的數量、配光、室內的尺寸、形狀、天花板、牆壁、地面各反射率及光源的分光分佈圖,照明器具和室內的污損率等,都是必須考慮的事項。作業面所需的照度一照明目的的不同而變化,照度基準請參照CNS規定標準照度設計。 |