光辐射测量第三章灯具复旦教材课件

第三章

灯具光辐射测量复旦大学灯具CIE定义:灯具是这样一种器具，它对从一个或多个光源发出的光线进行重新分配,滤光或转换

。它除包含灯泡外，还包含固定和保护灯泡所必备的元件，连接灯泡和供电线路的辅助电路设备等。

3.1灯具的控光功能要想按照我们的意志控制光线（滤光，转换，重新分配），就必须要有光控元件下列为灯具中常用的光学器件反射器件折射器件漫射器件滤光器件屏蔽器件反射器件－最普通的光学器件三种基本类型的反射器件定向反射遵守所有的反射定律精确的光学分布镜面铝是最常用的材料反射器件不同镜面材料的反射率材料 加工 反射率

铝面 磨光和电镀0.7镀铝金属面:高纯铝 磨光和电镀0.8银面 磨光和电镀 0.9玻璃和塑胶 覆铝 0.85-0.88铬 磨光 0.65 不锈钢 磨光 0.60 反射器件散反射无光源的镜面象适度的视觉控制:光束柔和锤打，腐蚀，刷漆的普通镜面反射通常为散反射外形各异的反射器件

反射器件的形状决定了光束图案平面反射器:通常用于装饰型灯具，主要用于图象的反射而非光线的控制外形各异的反射器件反射器件的形状决定了光束图案抛物线反射器

点光源放置在焦点位置将产生平行光束外形各异的反射器件点光源从焦点位置外移将产生会聚性光束，内移将产生发散性光束有具体尺寸的光源位于焦点将产生不同的散射光束，其决定于入射点到光源的距离外形各异的反射器件平滑面反射器和小平面反射器平滑面反射器

:窄光束小平面反射器

:光束较宽外形各异的反射器件球形反射器和抛物线反射器的结合将产生非对称光束分布外围光束强度将比中心光束强度要高折射器件利用光的折射原理将透光材料做成灯具元件，改变光线前进方向，获得合理的光分布。透镜（a）凸透镜（b）凹透镜折射器件通过光折射产生光分布材料通常为聚苯乙烯或丙烯酸聚合物遮光器件遮光装置的作用是减少眩光遮光装置:挡板和百叶:

通常用于荧光灯灯具遮光角:

是指照明器出光沿口遮蔽光源体使之完全看不见的方位与水平线的夹角.内置格栅:位于灯泡上方的小水平平面，用于泛光灯。采用一些遮光器件，附加到灯具上去，从而达到增大灯具保护角，达到减少眩光的目的。常用的遮光器的结构用于照明的光导纤维的发光形式有两种，如图所示.图(a)为端发光，图(b)为侧发光.光导纤维的两种发光形式

(a)端发光；(b)侧发光1光发生器；2光纤；3终端发光头无论采用哪种光纤照明，都需有一个光发生器.光发生器的原理如图所示.

光纤光发生器的结构原理导光管也是一种远程传光系统，而且可以用来传输大的光通量.现在常用的导光管有两种，一种是有缝导光管，另一种是棱镜导光管.

棱镜导光管结构示意图

(a)OLF的结构；(b)OLF卷成的导光管按防触电保护方式分类灯具等级灯具主要性能应用说明

0类

保护依赖基本绝缘—在易触及的部分及外壳和带电体间的绝缘

适用安全程度高的场合，且灯具安装、维护方便.如空气干燥、尘埃少、木地板等条件下的吊灯、吸顶灯Ⅰ类除基本绝缘外，易触及的部分及外壳有接地装置，一旦基本绝缘失效时，不致有危险用于金属外壳灯具，如投光灯、路灯、庭院灯等，提高安全程度Ⅱ类除基本绝缘，还有补充绝缘，做成双重绝缘或加强绝缘，提高安全性绝缘性好，安全程度高，适用于环境差、人经常触摸的灯具，如台灯、手提灯等Ⅲ类采用特低安全电压（交流有效值＜50V），且灯内不会产生高于此值的电压灯具安全程度最高，用于恶劣环境，如机床工作灯、儿童用灯等

灯具的防触电保护分类灯具防尘放水等级目前采用特征字母IP后面跟两个数字来表示灯具的防尘、防水等级.第1个数字表示对人、固体异物或尘埃的防护能力，第2个数字表示对水的防护能力，见下表：按光束角分类投光灯按光束角分类投光灯光束角（本例中光束角60˚）NEMA光束角（˚）光束特征NN<5特窄N5~10很窄111~18窄219~29窄330~46窄447~70中571~100中6101~130宽7>130宽投光灯的NEMA分类3.3灯具光强的空间分布定义灯具的光通量在它周围空间不同方向上的分布光分布决定光束形状和光分布的因素反射器的轮廓形状种类(椭圆形,抛物面形等,光滑面或小平面)灯泡相对于反射器的位置灯泡尺寸,外形和种类光束形状和光分布决定了灯具的应用范围。这是灯具设计的精髓光分布旋转对称在所有平面上的光分布相同通常为圆形或杯形灯具光分布二维对称灯具光分布由两相对独立垂直平面上光分布决定典型例子为荧光灯灯具和路灯灯具的光分布光分布不同类型的光束角(特别是相对于泛光灯具)光束角:光束轴平面上光强度下降到峰值的50％时的两光线间的夹角光分布:光束形状窄光束中光束宽光束蝙蝠翼分布灯具光度学中空间坐标系统灯具照明时分为两类1.灯具光度参考轴垂直向下；用A-α,B-β,C-γ坐标系表示2.灯具光轴成水平状态；用X-Y,V-H光度系统表示灯具光度学中空间坐标系统A-α,B-β,C-γ坐标系统（a）A-α坐标,(b)B-β坐标,（c）C-γ坐标灯具光度学中空间坐标系统（a）X-Y坐标系统，（b）V-H坐标系统，（c）无相应坐标系统空间等照度曲线定义：在一个垂直平面内的照度分布曲线称为空间等照度曲线，如下图：光学参数通常用的光强分布(极坐标/笛卡尔坐标)利用系数表眩光控制图表均匀性表特性图表光强表格视觉图表视觉效果图表光强图表:极坐标光分布形状眩光控制区域照明区域距高比s/h整体效率

空间瞬间光分布设计师进行光强逐点计算的工具主要应用于路灯和室内灯具光强图表:直角坐标区域内光线照射范围泛光灯具任何方向的光通量都存在最大值…最大光强设计师进行光强逐点计算的工具光强图表:直角坐标

对于泛光灯具,当灯轴垂直于灯具前置玻璃,光强曲线在通过灯轴的一个平面上测量得出对于泛光灯具,当灯轴平行于灯具前置玻