熒光燈概述

現(xiàn)代家庭照明除用白熾燈外，還常用熒光燈。熒光燈是一種氣體放電燈，與熱輻射發(fā)光的白熾燈相比較，具有光效高，光線柔和，光色宜人，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。特別是緊湊型熒光燈的興起和向取代白熾燈泡方向的發(fā)展，使熒光燈逐漸被人們視為理想的照明光源。

熒光燈的結(jié)構(gòu)

熒光燈通常由內(nèi)壁涂有熒光粉的玻璃管，裝有電極的玻璃—金屬封接芯柱及電極引出的燈腳支架等部分組成，管內(nèi)充入汞和惰性氣.

燈絲電極是由細(xì)螺旋鎢絲燒制而成，在鎢絲電極涂電子發(fā)射材料，固定電極采用玻璃—金屬封裝芯柱，二端有燈腳固定支架將電極導(dǎo)絲引出。熒光燈結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，是其獲得迅速發(fā)展和普及的又一優(yōu)勢，現(xiàn)下它已成為*主要的人造光源。

熒光燈設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)

熒光燈設(shè)計(jì)主要依據(jù)有二方面技術(shù)參數(shù)：**要求和性能要求。

1.**要求

它指熒光燈的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)保證在正常使用中，熒光燈不會對用戶和環(huán)境造成危害。主要有以下幾個方面：

1）熒光燈燈絲引出腳與燈頭插腳的連接要**可靠，并采用標(biāo)準(zhǔn)燈頭。

2）熒光燈與帶電部件絕緣的金屬部件不得帶電。如燈頭的金屬，部件和連接在一起的插腳絕緣電阻不得小于0.5M?。

3）熒光燈安裝的塑料支架，塑料材料必須是阻燃型抗紫外和耐160℃高溫，符合防火要求。

2.性能要求

它指熒光燈光電性能和工作特性等性能，主要有以下幾個方面：

1）使用條件參數(shù)：如額定工作電壓、線路電流、額定功率、啟動特性等。

2）光電性能參數(shù)：光通量、光效、色溫、色坐標(biāo)和顯色指數(shù)。

3）可靠性參數(shù)：光通量維持率、平均壽命。

由于熒光燈品種繁多，對每種類型的熒光燈的**要求和性能要求有所不同，可查閱相關(guān)資料了解具體要求。

熒光燈基本設(shè)計(jì)方法

熒光燈基本設(shè)計(jì)方法包括以下幾個步驟：

①根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定燈管的形狀和結(jié)構(gòu)，選擇燈管的幾何尺寸，即燈管直徑和長度。

②選擇制定制造工藝方案，主要包括：燈管內(nèi)充入氣體種類和壓強(qiáng)、管壁涂敷的熒光粉、品種規(guī)格、燈絲選擇以及加工制造的工藝方法。

③規(guī)定熒光燈管使用條件和使用范圍

從目前熒光燈設(shè)計(jì)方法中各制造工廠在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和形狀方面有較大的一致性，但其制造工廠的制造工藝及工藝水平常常會有很大差異，并且燈管到達(dá)用戶手中所提供的使用條件和方法又會有很大差別和水平的高低。因此，熒光燈實(shí)際反映出來的各項(xiàng)應(yīng)用參數(shù)會與設(shè)計(jì)參數(shù)有很大差別。

我們設(shè)計(jì)熒光燈*關(guān)鍵的是燈的光效。熒光燈的發(fā)光效率主要決定于輸入電能轉(zhuǎn)化為紫外輻射的效率和由紫外輻射在熒光粉上轉(zhuǎn)化為可見光的效率。為了提高熒光燈的發(fā)光效率，在設(shè)計(jì)熒光燈時首先確定了燈管的直徑(指內(nèi)徑)和燈管長度也即二電極之間的放電弧的長度，之后應(yīng)該特點(diǎn)注意燈管內(nèi)填充惰性氣體種類和壓強(qiáng)，以及汞種類(液態(tài)汞或固態(tài)汞)與量。同時根據(jù)設(shè)計(jì)熒光燈的輻射光譜和燈管表面負(fù)荷功率要求選用合適的熒光粉。

設(shè)計(jì)時我們并沒有一個**標(biāo)準(zhǔn)，重要的是材料選擇和工藝要墳要有一個良好的匹配，才能制造出符合設(shè)計(jì)要求品質(zhì)上乘的熒光燈管。

熒光燈照明的特點(diǎn)

熒光燈能發(fā)出和日光相似的光，故俗稱日光燈。它的照明特點(diǎn)有:

1.發(fā)光效率高

一般熒光燈發(fā)光效率為40-50lm/w，而白熾燈泡的光效為8~16lm/W。可見熒光燈的發(fā)光效率要比白熾燈泡高3-5倍。意味它比使用燈泡節(jié)約電能。

2.使用壽命長

熒光燈的使用壽命為2000-9500h，而白熾燈泡的壽命只有1000h。可見熒光燈的壽命比白熾燈的壽命長2-9倍。這樣，用戶更換燈管的周期長，可以減少許多麻煩。

3.光線柔和、光色宜人

熒光燈是靠氣體放電產(chǎn)生的紫外線激發(fā)熒光粉而發(fā)出可見光的，它比白熾燈靠熱輻射發(fā)光的光線柔和，它的光色和日光相似，還可以做成冷白色、暖白色、紅色、綠色、紫色等不同光色的熒光燈。

4.能產(chǎn)生良好的心理效應(yīng)

熒光燈是沒有熱輻射的冷光源，除燈絲和配用的鎮(zhèn)流器有很少的熱量散發(fā)外，一般不會給照明環(huán)境帶來**的溫度影響。安裝有空調(diào)器的房間更適宜使用熒光燈。夏天使用冷白色的熒光燈，會給人涼爽的感覺，冬天使用暖白色(橙黃色)的熒光燈，又會給人溫暖的感覺。所以使用熒光燈能給人心理帶來舒適的感覺，產(chǎn)生良好的心理效應(yīng)。

5.能裝飾家庭

除了不同顏色的燈管可以裝飾家庭外，近些年發(fā)展起來的H形、U形、2D形等異形燈管及其裝況的各種燈具，更能使人們家庭裝飾得美麗。

熒光燈照明有眾多的特點(diǎn)，被譽(yù)為理想的照明光源是當(dāng)之無愧的。

熒光燈工作過程

熒光燈是一種低汞蒸氣壓放電燈。它把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾倪^程可以分為二個階段。

首先是通過低壓汞蒸氣放電，在氣體放電中消耗的電能轉(zhuǎn)變?yōu)槿搜劭床灰姷淖贤廨椛浜蜕倭靠梢姽猓渲屑s占65%的電能轉(zhuǎn)化為波長185nm、254nm和365nm等紫外線，3%的電能直接轉(zhuǎn)化為波長405nm、436nm、546nm和577nm等可見光，其余部分大多數(shù)以熱量的形式消耗。

其次是管內(nèi)產(chǎn)生的紫外線輻射到玻璃管壁上涂的熒光粉材料，熒光材料再把紫外線轉(zhuǎn)換為可見光。因此，我們可以說熒光燈的發(fā)光是包含著汞蒸氣低壓放電和激發(fā)熒光材料發(fā)光二個物理過程。

熒光燈的光效

光源的發(fā)光效率是評價(jià)光源質(zhì)量的另一個重要指標(biāo)。發(fā)光效率是光源每消耗一瓦所發(fā)出的光通量。

熒光燈的光效既決定于ηUV，以及由254nm通過熒光粉轉(zhuǎn)化為可見光的效率。另外還與玻璃管對可見光的吸收，燈絲消耗的電功率等熒光燈結(jié)構(gòu)和工作條件有關(guān)。因此，理論上熒光燈效功率可以達(dá)到300ml/W左右，但熒光燈早期充氬氣T12熒光燈管的光效僅在60ml/W左右，后來在T8熒光燈管內(nèi)充氪、氬混合氣體，減少了電極損耗使熒光燈管光效達(dá)到70-80ml/W，在1995年誕生的T5熒光燈管，管徑變細(xì)，使用稀土三基色熒光粉，光效提高到104ml/W。

發(fā)光效率一直是人們十分關(guān)注的重要指標(biāo)，尤其在強(qiáng)調(diào)“節(jié)能”的今天，光效更是主要追求目標(biāo)。目前熒光燈所能達(dá)到的實(shí)際光效僅是熒光燈理想發(fā)光效率的1/4-1/3。