工学配光曲面法测光通量报告课件

本科生毕业设计（论文）环形荧光灯管光通量测定(配光曲面法)理学院光信息科学与技术专业***

13020702**指导老师：***绪论光源介绍气体放电灯的基本原理低压水银荧光灯目录光通量测量方法实验测量01/36绪论光通量是检验电光源产品的重要指标，光效则是衡量电光源节能性能的关键参数02/36光源的辐射特性光源介绍

03/36照明光源光学特性光源介绍

04/36气体放电灯的基本原理B是灯的泡壳，通常是由透明的玻璃或石英按照所需的形状加工而成，有时也要用陶瓷或宝石等来做泡壳。A和C是放电灯灯电极(对直流而言：A是阳极，C是阴极)，它们依靠一定的方法和泡壳B实现真空密封。G代表灯中所充的气体，可以是惰性气体，也可以是一些金属或金属化合物的蒸气。图3-1：放电灯结构示意气体放电灯结构05/36

如果将图3-1所示的灯像图3-2那样接到电路中去，灯就会放电发光。

当用低频交流电源代替图3-2中的直流电源时，气体放电的外观基本上与直流放电一样，只是电极交替地作为阳极和阴，放电电流方向发生周期性的变化。图3-2：放电灯工作电路示意气体放电灯的基本原理气体放电灯工作电路06/36电子发射和电极气体放电灯的基本原理

在气体放电灯工作时，灯内存在大量电子、正离子等带电粒子。这些粒子在电场作用下形成电流。要维持放电电流，阴极必须源源不断地提供电子(即电子发射)。

选择作为热阴极的材料，功函数要小；要有较高的熔点和较低的蒸发率；还应便于加工成形。07/36气体放电的全伏—安特性气体放电灯的基本原理

图3-3：气体放电的全伏—安特性曲线08/36气体放电灯的稳定工作气体放电灯的基本原理图3-4：放电灯与电阻串联时的伏—安特性09/36电阻镇流气体放电灯的基本原理在直流电的情况下，电阻镇流，是最简单的情况；而在交流电的情况下，电阻上的损耗较大，电路效率较低，因此很少用电阻作为镇流器。10/36电感镇流气体放电灯的基本原理图3-5：电感镇流时灯的稳定工作点

、图3-6：电感镇流的等效电路

为了避免电阻造成的功率损耗，在交流电时通常采用电感做镇流器。11/36电感镇流气体放电灯的基本原理与电阻镇流相比，电感镇流有很多优点：除电感损耗的功率小以外，一个重要的优点是灯的管压(或灯的电流)滞后电源电压一定位相，因此这种镇流电路称为滞后型电路，当管压为零时，电源电压却已上升到比较高的值，有助于重复着火，从而使灯无电流的时间基本亡消除，灯的工作更为稳定；使用电感镇流时，灯的稳定度也比电阻镇流时要好。12/36电容镇流气体放电灯的基本原理交流时，电容也可以作为镇流器。

但是实际上在市电频率下作镇流器并不适宜。在低频时，会产生一个很大的浪涌电流，使光带有闪动的性质，而且大电流脉冲还会大大缩短灯的寿命。13/36电感—电容镇流气体放电灯的基本原理将电感和电容串联起来作为镇流器(电容的阻抗比电感的阻抗大)，也是现在用的较多的一种镇流电路。这种电路和电感镇流时的情况不同，这时灯的电压(电流)超前电源电压一定的位相，因此称为超前型镇流电路。14/36电感—电容镇流气体放电灯的基本原理

图3-7：L-C镇流的稳定作用15/36低压水银荧光灯低压水银荧光灯图4-1：荧光灯的结构示意

低压水银荧光灯，简称荧光灯，俗称日光灯。荧光灯的基本结构如图4-1所示。16/36低压水银荧光灯低压汞蒸气放电的最佳汞气压

17/36低压水银荧光灯惰性气体的作用

充入惰性气体，缩短了电子的平均自由程，增加了电子和汞原子碰撞并使之激发、电离的机会。18/36低压水银荧光灯低压汞灯的直径

19/36低压水银荧光灯低压汞灯的长度

20/36低压水银荧光灯电流密度的选定图4-6：紫外输出、紫外辐射效率与灯电流的关系

21/36低压水银荧光灯荧光粉层的光学特性灯用荧光粉必须满足以下的要求：(1)对汞电弧的紫外辐射有很强的吸收；(2)很少吸收可见光；(3)能有效地将吸收的紫外辐射转变成可见荧光辐射；(4)受紫外辐射和电子、离子轰击几千小时后仍很稳定；(5)在700℃以上的温度下，短时间暴露于氧化或还原气氛时仍然稳定；(6)在含有有机聚合物的溶液中形成非凝聚悬浮体；(7)做成粉时，能控制粉的粒度范围；(8)能在容易得到的温度和气氛条件下制粉；(9)可得到高纯度的材料；(10)色度重现性很好。22/36光通量测量方法光探测器光探测器可分为主观和客观两大类。主观的光探测器就是人眼，它只能用于可见光区。现在最常用的客观光探测器有以下两类：(1)光电效应探测器：如光电管、光电倍增管、光导管和光电池等。(2)热电效应探测器：如热电偶、热敏电阻等。23/36光通量测量方法光强度测量

光源位于转轴NN和MM的交点。NN为光源的自转轴，MM为带接收器的臂绕光源旋转的转轴。对于NN的某一确定位置，绕MM轴转动接收器，测出每一MM位置上的光强值，就可得到在通过光源轴NN的与纸面垂直的平面内的光强分布曲线(配光曲线)。再将光源自转，在每一NN位置上，重复上述测量，就可得到光源的光强分布曲面。图5-1：分布光度计原理示意24/36光通量测量方法光通量测量——配光曲面法

25/36光通量测量方法光通量测量——配光曲面法对于轴对称光源，上式变成：

26/36光通量测量方法光通量测量——配光曲面法

其中27/36实验测量测量对象PHILIPS的环形荧光灯TL5C32W/86528/36实验测量荧光灯标称参数管径：16mm(T5管)；外形尺寸(直径)：245mm；毛重：190g；光色：6500K日光色(白光)；额定电压：220V；额定功率：32W；光通量：2150lm；发光效率：67lm/W29/36实验测量主窗口标称功率(W)：32额定电源电压(V)：220额定光通量(lm):1466.92实测电源电压(V)：220.4峰值光强(cd)：360.6总光通量(lm)：1440.6ηUP,DN(C0-180):0.0,49.7ηUP,DN(C180-360):0.0,48.530/36实验测量B/β表摘录31/36实验测量

光强分布曲线32/36实验测量

等光强曲线33/36实验测量

三维光强分布34/36实验测量

环带光通量144135/36实验测量

误差分析

装灯管所用灯具涂了反光漆，但不是镜面