照明基礎(chǔ)2014

1、目錄目錄一一光度學(xué)光度學(xué)二二色度學(xué)色度學(xué)三三測試技術(shù)測試技術(shù)四四光源基礎(chǔ)光源基礎(chǔ)五五燈具的基礎(chǔ)知識燈具的基礎(chǔ)知識第一章第一章 光度學(xué)光度學(xué) 現(xiàn)在2009年才逐步意識到LED有個配光曲線的問題，而且是設(shè)計師的靈魂路燈要求光線縱向發(fā)散具有類似蝙蝠翼形狀的配光配光曲線數(shù)據(jù)處理如果知道一燈具的配光曲線,在配光曲線上選擇一點,即知道這一燈具 在角度q時,相對于光源的光通量為1000lm情況下,燈具的光強值如有一套燈具總光通量為6000lm, 300方向時,配光曲線上查出的光強 值為300cd/1000lm實際的光強值為=(300*6000)/1000=1800cd 余弦定理余弦定理水平照度水平照度P光源

2、平面平面 A距離慸距離慸Ep = I/ d2 * cos yIhyyEhor = I / h2 * cos3 yp光源光源距離距離 d dy1) Ever = I / d2 * sin y2) Ever = I / h2 *cos2y siny 第二章第二章 色度學(xué)色度學(xué)色坐標(biāo) 額定坐標(biāo)值 橢圓中心點 色匹配標(biāo)準(zhǔn)偏差 橢圓（5SDCM） 公式g11x2+2g12xy+g22y2=52 圖例(F6500 )近似色溫6400K ( x,y)為(0.313，0.337) 色溫 RR：6500K RZ：5000K RL：4000K RB：3500K RN：3000K RD：2700K色溫色溫 (Tc)

3、2700K熾白色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色相同色溫的光源有相同的顏色表現(xiàn)相同色溫的光源有相同的顏色表現(xiàn)第三章第三章 測試技術(shù)測試技術(shù) LED測量的分類測量的分類 LED的主要的光學(xué)、電學(xué)和熱特性的主要的光學(xué)、電學(xué)和熱特性 LED的發(fā)光強度、總光通量和光譜分布測的發(fā)光強度、總光通量和光譜分布測量量 測試實例分析測試實例分析關(guān)于LED計量測試國際標(biāo)準(zhǔn)的介紹 國標(biāo)照明委員會（CIE）第二分部（D2）于2001年5月在美國華盛頓國家標(biāo)準(zhǔn)局（NIST）召開CIE第二次LED專家會議，共有美國、法國、英國、中國、日本等17個國家，約200人參加。此會議

4、的主題是討論LED的光學(xué)特性和相關(guān)的計量方法。LED 測量的分類 A. 實驗室測量 對于大多數(shù)生產(chǎn)商和LED的大批量使用者，通常首先在設(shè)備完善的實驗室中獲得LED的特性參數(shù)。由此，得到各種不同類型的LED工作參數(shù)，用于生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制。 B. 整體試驗 整體試驗用于生產(chǎn)控制或檢驗入貨的質(zhì)量。由于要處理大量單元，試驗的裝置應(yīng)能高速運作。 當(dāng)對LED的常規(guī)測量在專業(yè)實驗室之外時，有穩(wěn)定、經(jīng)定標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)LED就非常重要。這些標(biāo)準(zhǔn)LED還必須有與所測的LED同樣的空間和光譜特性，這樣，就能盡可能確保測量過程僅是一個簡單而直接的對相似器件的比較過程。 在所提的建議中，我們考慮更多的是A類試驗。在實驗室

5、獲得一套工作特性參數(shù)之后，生產(chǎn)商和使用者的責(zé)任是確保用于常規(guī)生產(chǎn)檢驗的測試裝置能正確地測量。值得再次重申的是，在測試裝置被安裝之前，應(yīng)對理論依據(jù)和可能的誤差來源進(jìn)行仔細(xì)的研究。LED的主要的光學(xué)、電學(xué)和熱特性的主要的光學(xué)、電學(xué)和熱特性輻射的空間分布輻射的光譜分布輻射的中心波長、峰值波長、質(zhì)心波長和光譜寬度輻射的發(fā)光面和角分布電特性標(biāo)準(zhǔn)參考光源工作環(huán)境溫度溫度對LED的影響LED的光學(xué)特性的光學(xué)特性輻射的空間輻射的空間分布分布 空間分布不均勻性?？臻g分布不均勻性。 LED輻射的空間特性輻射的空間特性取決于封裝半導(dǎo)體芯取決于封裝半導(dǎo)體芯片的形式。因為，封片的形式。因為，封裝內(nèi)可能帶有內(nèi)部反裝內(nèi)可能

6、帶有內(nèi)部反射杯、透鏡以及一些射杯、透鏡以及一些散射和濾色材料。散射和濾色材料。 LED的光學(xué)特性的光學(xué)特性輻射的光譜輻射的光譜分布分布 LED光輻射光譜分布光輻射光譜分布有其獨特的一面。它有其獨特的一面。它不 是 單 色 光 （ 如 激不 是 單 色 光 （ 如 激光），也不是寬光譜光），也不是寬光譜輻射（如白熾燈），輻射（如白熾燈），而是介于兩者之間：而是介于兩者之間：有幾十納米的帶寬、有幾十納米的帶寬、峰值波長位于可見光峰值波長位于可見光或近紅外區(qū)域?；蚪t外區(qū)域。LED的光學(xué)特性的光學(xué)特性X，Y色坐標(biāo)色坐標(biāo) 光譜純度光譜純度LED的光學(xué)特性的光學(xué)特性輻射的中心波長輻射的中心波長 峰值波長

7、峰值波長 質(zhì)心波長質(zhì)心波長LED的光學(xué)特性的光學(xué)特性發(fā)光面和角分布發(fā)光面和角分布LED的電特性的電特性 恒定電流下工作恒定電流下工作 LED工作電流恒定為工作電流恒定為IF，相應(yīng)電壓，相應(yīng)電壓UF可由可由LED兩邊觸點測得。建議采用四腳兩邊觸點測得。建議采用四腳LED。LED消耗消耗的電功率可由下式計算得到：的電功率可由下式計算得到： 對于對于LED特性參數(shù)的測量，恒定的工作電流是特性參數(shù)的測量，恒定的工作電流是至關(guān)重要的。至關(guān)重要的。 恒定電功率下工作恒定電功率下工作 恒定光輸出下工作恒定光輸出下工作 需要需要“控制線路控制線路”的光線反饋系統(tǒng)的光線反饋系統(tǒng) FFelIU LED的電特性的電

8、特性測量方法測量方法輻射效率輻射效率 （ 輻射功率輻射功率/ /電功電功率）受電流影響率）受電流影響調(diào)制電流方式（調(diào)制電流方式（ 恒流方式）恒流方式）特點特點方法方法10s 10s 毫秒毫秒 不影響溫度不影響溫度 （用于生產(chǎn)控制）（用于生產(chǎn)控制）單脈沖方式單脈沖方式短時間重復(fù)加大電流信號，短時間重復(fù)加大電流信號，測量取平均值（結(jié)果等同測量取平均值（結(jié)果等同與恒流方式）與恒流方式）多重反復(fù)方式（使用復(fù)合多重反復(fù)方式（使用復(fù)合電路）電路）LED的電特性的電特性正向電壓正向電壓 正向電壓的大小取決于正向電壓的大小取決于LED的半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體材料 。 單個單個LED的電壓與電流的電壓與電流IF和半

9、導(dǎo)體芯片的溫度和半導(dǎo)體芯片的溫度TC有關(guān)：有關(guān)： 正向電壓的全微分正向電壓的全微分dUF可分為兩部分：可分為兩部分： ),(FCFFITUU CCFFFFFdTTUdIIUdULED的電特性的電特性正向電壓正向電壓 與電流的關(guān)系與電流的關(guān)系 在穩(wěn)定的溫度下，所有半導(dǎo)體在穩(wěn)定的溫度下，所有半導(dǎo)體LED的正向電壓及電流的關(guān)系基本一致。的正向電壓及電流的關(guān)系基本一致。在正常工作狀態(tài)下，即啟動和飽和在正常工作狀態(tài)下，即啟動和飽和狀態(tài)之間，斜率基本為線性：狀態(tài)之間，斜率基本為線性： 如果如果LED的工作電流為的工作電流為IF0，相應(yīng)正，相應(yīng)正向電壓為向電壓為UF0， 則此時的微分電阻則此時的微分電阻為：

10、為： 則電壓則電壓/電流特性可近似表示為：電流特性可近似表示為：AVIUFF10000FFFIUR)1log()(000FFFFFFIIbIRIU)exp(000FFFIRUb標(biāo)準(zhǔn)參考光源標(biāo)準(zhǔn)參考光源工作環(huán)境溫度工作環(huán)境溫度 LED測量的環(huán)境溫度一般為測量的環(huán)境溫度一般為Tamb25oC。 溫度變化的速度取決于輸入電功率的大小溫度變化的速度取決于輸入電功率的大小和和LED封裝的熱容量。封裝的熱容量。 當(dāng)達(dá)到熱平衡后，當(dāng)達(dá)到熱平衡后，LED主要通過管腳向周主要通過管腳向周圍環(huán)境傳遞疏散熱量。圍環(huán)境傳遞疏散熱量。溫度對溫度對LED的影響的影響 溫度與正向電壓的關(guān)系溫度與正向電壓的關(guān)系 溫度對光輻射

11、的影響溫度對光輻射的影響 主波長的偏移公式主波長的偏移公式 溫度對輻射的輻射效率和光效影響溫度對輻射的輻射效率和光效影響KmVTUCF5.2.5.1Knm3.0.1.0TCPLED發(fā)光強度、總光通量和光譜分布測量發(fā)光強度、總光通量和光譜分布測量 平均光強測量方法 對于CIE標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境A: 316nm 對于CIE標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境B: 100nm 總光通量測量方法 1. 分布光度計法 2. 積分球法平均光強測量平均光強測量 一個新的物理量：平均一個新的物理量：平均LED光強光強 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 測量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境測量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境 對于對于CIE標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境A： 316mm 對于對于CIE標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境B： 1

12、00mm 計算公式計算公式2dEILED總光通量的測量總光通量的測量積分球法積分球法 積分球法積分球法 使用積分球?qū)⑹故褂梅e分球?qū)⑹筁ED總總光通量的測量更加簡單。光通量的測量更加簡單。 帶有兩個入射孔和一個帶有兩個入射孔和一個用于探測器的出射孔用于探測器的出射孔 的積分球測量可對待測的積分球測量可對待測LED的自吸收進(jìn)行修正。的自吸收進(jìn)行修正。總光通量的測量總光通量的測量積分球法積分球法 積分球法積分球法 使用積分球?qū)⑹故褂梅e分球?qū)⑹筁ED總總光通量的測量更加簡單。光通量的測量更加簡單。 帶有兩個入射孔和一個帶有兩個入射孔和一個用于探測器的出射孔用于探測器的出射孔 的積分球測量可對待測的積分

13、球測量可對待測LED的自吸收進(jìn)行修正。的自吸收進(jìn)行修正?？偣馔康臏y量總光通量的測量分布光度計法分布光度計法 分布光度計法分布光度計法 球面面元球面面元dA上所接受的光通量微分上所接受的光通量微分d（與方（與方向向,有關(guān)）可以表示為：有關(guān)）可以表示為： 積分可以得到總光通量積分可以得到總光通量： dAdE),(q)(AdAE測試實例分析商品化儀器測試實例商品化儀器商品化儀器LED-1100平均強度，光譜，空間分布，平均強度，光譜，空間分布，CIE-127 條件條件B 100 mm LED-202/600輻射通量輻射通量/光譜光譜OmniLED FMS輻射通量輻射通量/光譜光譜/正向電壓，電正向

14、電壓，電流流LED-1100光譜光譜/角度分析儀角度分析儀 光譜特性光譜特性 色度學(xué)坐標(biāo)，主波長色度學(xué)坐標(biāo)，主波長和純度和純度 CIE-127 平均發(fā)光強平均發(fā)光強度度 測定測定 LED 角度分布角度分布 ：- 80- + 80 計算視角計算視角2q q1/2，繪制，繪制極坐標(biāo)圖極坐標(biāo)圖測試實例：測試實例： 能效標(biāo)準(zhǔn)能效限定值 能效等級 節(jié)能評價值 淘汰制度 能效標(biāo)識 節(jié)能認(rèn)證照明電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的種類 安全要求 性能要求 能效限定值及節(jié)能評價值（能效等級） 環(huán)保要求環(huán)保要求環(huán)保要求 有毒有害物質(zhì)限量要求有毒有害物質(zhì)限量要求有毒有害物質(zhì)限量要求 報廢照明產(chǎn)品回收規(guī)范報廢照明產(chǎn)品回收規(guī)范報廢照明產(chǎn)品

15、回收規(guī)范 幾種標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及內(nèi)容性質(zhì)安全要求（idtIEC）能效限定值強制性性能要求（neqIEC）節(jié)能評價值（能效等級）推薦性高壓鈉燈、金屬鹵化物燈標(biāo)準(zhǔn) GB19652-2005 氣體放電燈（熒光燈除外）安全要求 GB/T 13259-2005 高壓鈉燈 GB/T 18661-2008 金屬鹵化物燈（鈧鈉系列） GB 19573-2004 高壓鈉燈能效限定值及能效等級 GB 20054-2006 金屬鹵化物燈能效限定值及能效等級高壓鈉燈、金屬鹵化物燈鎮(zhèn)流器標(biāo)準(zhǔn) GB 19510.1-2004 燈的控制裝置第1部分 一般要求和安全要求 GB/T 15042-2005 放電燈（管形熒光燈除外）

16、用鎮(zhèn)流器性能要求 GB/T xxxxx-200 x 高壓鈉燈用預(yù)置功率控制器 GB xxxxx-200 x 金鹵燈用低頻方波電子鎮(zhèn)流器 GB 19574-2004 高壓鈉燈用鎮(zhèn)流器能效限定值及節(jié)能評價值 GB 20053-2006 金屬鹵化物燈用鎮(zhèn)流器能效限定值及能效等級無極熒光燈標(biāo)準(zhǔn) GB 21554-2008 普通照明用自鎮(zhèn)流無極熒光燈安全要求 GB/T 21091-2007 普通照明用自鎮(zhèn)流無極熒光燈性能要求 QB/T 2938-2008 單端無極熒光燈 QB/T 2871-2007 單端無極熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器 2009年計劃： 普通照明用自鎮(zhèn)流無極熒光燈能效限定值及能效等級 單端無

17、極熒光燈能效限定值及能效等級 單端無極熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器能效限定值及能效等級有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)例舉 GB/T xxxx-200 x 道路照明用LED燈 GB 7000.1 燈具第一部分 一般要求與試驗 GB 50034-2004 建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 道路照明燈具節(jié)能認(rèn)證技術(shù)要求（上報中）標(biāo)準(zhǔn)之間的相關(guān)性 安全要求是性能要求和能效標(biāo)準(zhǔn)的前提 性能要求是能效標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù) 能 效 標(biāo) 準(zhǔn) 性 能 要 求能效限定值（級） 最低光通量/燈功率節(jié)能評價值（級） 額定光通量/燈功率2000h光通維持率相同色品坐標(biāo)相同試驗方法和驗收規(guī)則 相同光源能效標(biāo)準(zhǔn)參數(shù) 初始光效（lm/w） 初始：指燃點100h后測試的值 200

18、0h光通維持率 100 色坐標(biāo)容差 ）實測功率（）實測光通量（光效wlm光通量規(guī)定壽命期光通量光通維持率h100鎮(zhèn)流器能效標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)1 BEF 鎮(zhèn)流器能效因數(shù)（1/W） 鎮(zhèn)流器流明系數(shù) P 線路功率（W） 1 基準(zhǔn)燈與被測鎮(zhèn)流器配套工作時的光通量（lm） 2 基準(zhǔn)燈與基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器配套工作時的光通量（lm）100PBEF高壓鈉燈能效等級 規(guī)格（w）初始光效（lm/w） 2000h光通維持率（%）50786861857085777010093837590150103938525011010090400120110100100013012010885高壓鈉燈鎮(zhèn)流器能效等級規(guī)格（w）能效因數(shù)（1/w）70

19、1.261.211000.910.871500.610.592500.3670.3544000.2310.22310000.0950.092金屬鹵化物燈能效等級 規(guī)格（w）初始光效（lm/w） 2000h光通維持率（%）1758678607525088806640099907210001201108815001101038375（500h）金屬鹵化物燈鎮(zhèn)流器能效等級規(guī)格（w）能效因數(shù)（lm/w）1750.5140.4880.5142500.3620.3440.3264000.2330.2200.20910000.09580.09100.086215000.06380.06060.0574外耦合

20、單端無極熒光燈光效 規(guī)格（W）初始光效（lm/w）RR/RDRZ/L/B/NRR/RDRZ/L/B/NRR/RDRZ/L/B/N48666859.461.253.555.170747666.668.459.961.680788070.27263.264.8100788070.27263.264.8120788070.27263.264.8150788070.27263.264.8200828573.876.566.468.9250828573.876.566.468.9300828573.876.566.468.9400879078.38170.572.9內(nèi)耦合單端無極熒光燈光效 規(guī)格（W）初

21、始光效（lm/w）RR/RDRZ/L/B/NRR/RDRZ/L/B/NRR/RDRZ/L/B/N45626555.858.550.252.775697062.16355.956.785687061.26355.156.7120697062.16355.956.7150677060.36354.356.7200687061.26355.156.7自鎮(zhèn)流無極熒光燈光效額定功率范圍 （w）初始光效（lm/w）RR/RZRL/RB/RN/RD101844481924555825606265道路照明LED燈光效光效等級初始光效（lm/w）RR/RZRL/RB/RN/RD757060555045壽命、光通

22、維持率與Ra品種壽命（h）2000h維持率（）Ra自鎮(zhèn)流熒光燈60008080自鎮(zhèn)流無極熒光燈300009080高壓鈉燈2400085、90金屬鹵化物燈（鈧鈉）200007565單端無極熒光燈800009380道路照明LED燈2000090（3000h）75道路照明標(biāo)準(zhǔn)道路照明標(biāo)準(zhǔn) 路面亮度路面照度TI初始值(%)SR道路類別 Lav維持值(cd/m2)UOULEhav維持值(lx)UEh快速路 主干路1.5/2.00.40.720/300.4100.5次干路0.75/1.00.40.510/150.35100.5支路0.5/0.750.48/100.315 注：表中平均照度適用于C類瀝青路面

23、 對于C類混凝土路面可降低30道路燈具節(jié)能認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) 道路類別對應(yīng)的照度值（lx）車道數(shù)（條）（道路表面）照明功率密度（W/m2）高壓鈉燈其他光源快速路主干路3061.051.3761.251.632060.700.9160.851.11次干路1540.700.9140.851.111040.450.5940.550.72支路1020.550.7220.600.78820.450.5920.500.65第五章第五章 燈具的基礎(chǔ)知識燈具的基礎(chǔ)知識 1.燈具是什么燈具是什么 -提供光源正常工作的器具 保護和固定光源 供光源正常工作(電連接,鎮(zhèn)流器,適應(yīng)環(huán)境) -改變光源配光為作業(yè)服務(wù)(滿足生理要求)

24、 提供光線,照明作業(yè) 用物理量表示:照度,亮度,均勻度,眩光等 -不亮燈時:點綴空間,美化環(huán)境 成為室內(nèi)外重要的裝飾物(器件) 平衡重心,突出重點,協(xié)調(diào)環(huán)境 -亮燈時:創(chuàng)造環(huán)境(滿足心理感覺) 賞心悅目,表達(dá)意境 保持效率,提高效能 用心理量表達(dá):亮暗,明快,朦朧等 2.燈具的定義燈具的定義 由光源和照明附加組成的設(shè)備,主要用來重新分配光源光線和防止眼睛免受強光刺激.還包括固定和保護光源以及將其連接電源所必須的組件. 以上為IEC的定義,我國常將光源除外 3.燈具發(fā)出的光線的功能燈具發(fā)出的光線的功能 1)照明功能:光線照明被照面,眼睛觀看被照面或被照明空間,而不看燈的自身,亦稱此類燈具為照明器

25、 2)信號功能:發(fā)出的光線很弱,不能用來照明其他物體,眼睛直接觀看光源和其發(fā)出的光線,用于傳遞信號(顏色和變化),亦稱信號燈 3)效果功能:用光的強弱,色彩和運動表現(xiàn)和創(chuàng)造氣氛,亦稱影視舞臺燈 4.一個燈具的基本要求一個燈具的基本要求 安全要求:不傷及人生和環(huán)境安全的 安全要求 性能要求:照明/信號/效果(光學(xué)性能) 壽命-表面處理,材料,緊固 件,元器件 維護和保養(yǎng)方便 美學(xué)要求:外觀和造型 價格要求:性價比,物有所值 5.燈具的安全要求燈具的安全要求 對有生命的(人/動植物):防觸電,防輻照 在燈具的整個壽命期內(nèi),在它適合的環(huán)境和使用情況下不會喪失功能(如水,塵,搖動和拉拔等),也不會跌落

26、等 對眼睛,皮膚,植物產(chǎn)生危害 對環(huán)境不會產(chǎn)生不安全:在啟動,運行和斷開時都是安全的 不會過熱,不會引爆外界氣體 不會損壞珍品 6.燈具的性能要求燈具的性能要求 光的要求:不同的場所有不同的光線(照明,信號或效果)要求,就有不同的燈具和相應(yīng)的光強分布與之對應(yīng).如辦公室,道路,建筑立面等 壽命:除易損件外,應(yīng)有一定的工作周期,如工業(yè)燈的一代人,居室燈的室內(nèi)裝飾等.不老化,不變色,不喪失功能 燈具維護和保養(yǎng)的方便 換光源,換電器附件,擦洗和清潔 7.燈具的美學(xué)燈具的美學(xué) 環(huán)境和風(fēng)格結(jié)合,互相交融 白天和晚上的完美 個性和共性的表現(xiàn) 8.價值和價格價值和價格: 價格和能耗/節(jié)能 好的性價比要想按照我

27、們的意志控制光線（濾光，轉(zhuǎn)換，重新分配），就必須要想按照我們的意志控制光線（濾光，轉(zhuǎn)換，重新分配），就必須要有光控元件要有光控元件 下列為燈具中常用的光學(xué)器件下列為燈具中常用的光學(xué)器件w反射器件反射器件w折射器件折射器件w漫射器件漫射器件w濾光器件濾光器件w屏蔽器件屏蔽器件光線的不同分布反射:入射光在物體的界面產(chǎn)生反射反射類型:鏡面反射定向擴散反射漫反射復(fù)合反射材料的反射特性鏡面反射鏡面反射反射定律:入射角反射角i =r特點:反射光線的集合在鏡面中形成被反射物體的像常用材料:陽極化氧化鋁,鍍鋁的玻璃和塑料等材料的反射特性定向擴散反射定向擴散反射-半鏡面反射半鏡面反射最大反射強度的角度等于入射角

28、特點:反射光線的集合在鏡面中不能形成被反射物體的像適度的視覺控制適度的視覺控制:光束柔和光束柔和常用材料:噴砂,粗磨的表面或金屬的毛絲面等材料的反射特性漫反射漫反射光線入射到粗糙表面或無光澤涂層時,反射光無規(guī)則地射向不同方向特點:如果反射光服從余弦定律,從不同方向去觀察反射面時,其亮度均相同, 稱為完全漫反射,漫射定律: Ik Cos 無精確的光線控制 發(fā)射器外型不是很重要 反射器越深 , 光線間的相互作用以及吸收作用越大，效率越低常用材料:粗糙的白紙,粉刷的墻面和天棚等材料的反射特性復(fù)合反射復(fù)合反射反射特性介于鏡面反射和漫反射之間常用材料:涂有薄層清漆的漫反射體材料的反射特性反射材料反射率(

29、%)吸收率(%)特性1.鏡面反射 銀9092810 鉻63663437 鋁60703040 不銹鋼506040502.定向擴散反射 鋁(磨砂面,毛絲面)55584245 鋁漆60703040 鉻(毛絲面)45554555 亮面白漆608515403.漫反射 白色塑料9092810 霧面白漆70901030亮面或鏡面材料,光線入射角等于反射角磨砂或毛絲面材料,光線朝反射方向擴散亮度均勻的霧面,光線朝各個方向反射常用反射材料的反射特性常用反射材料的反射特性:材料的反射特性反射比()反射比()70-80瓷釉面磚白 色75-8350-60粉 色60-7030乳 黃8330淡 黃8030中黃色7220天

30、藍(lán)色55水磨石白色69塑料貼面板白間黑65淺黃色木紋36白間綠50-57中黃色木紋30白間赭38深棕色木紋12白間藍(lán)45-49大理石艾葉青32-35塑料墻紙墨玉8黃白色72紫豆瓣13藍(lán)白色61灰白螺絲轉(zhuǎn)21-27淺粉白色65桃紅31-33普通玻璃9雪花60-62膠合板58淡黃粉刷35-67廣漆地板10混凝土地面20馬賽克地磚菱苦土(紫紅色)14-15白 色59菱苦土(黃色)10-20淺藍(lán)色42瀝青地面11-12淺咖啡色31鋼板地面10-30綠 色25鑄鐵地面16深咖啡色20調(diào)和漆白色70無釉陶土地磚乳黃色71土黃色53米黃色70朱 砂19中黃色57深綠色8中灰色20紅色8名 稱抹灰并用大白粉刷

31、磚墻或混凝土屋面板噴白(石灰、大白)墻或頂棚用水泥砂漿抹面混凝土屋面板紅磚墻灰磚墻名 稱常常用用建建筑筑材材料料表表面面反反射射比比表表折射:光穿過界面進(jìn)入另一媒質(zhì)時會改變方向.折射定律:n1Sin1= n2Sin2材料的折射特性全反射:當(dāng)n1n2(例如從玻璃到空氣),且入射角大于臨界角,入射光將被全反射.全反射定律:Sin n2/n1全反射在光源中的應(yīng)用全反射在光源中的應(yīng)用光纖照明光纖照明:光在光導(dǎo)纖維內(nèi)幾乎無損耗地依靠全反射傳播光在光導(dǎo)纖維內(nèi)幾乎無損耗地依靠全反射傳播,具有安全、具有安全、可塑、可塑、變光、簡易等特點變光、簡易等特點.透射透射:當(dāng)光通過透明或半透明材料時,一部分光在界面上反

32、射,一部分光為材 料所吸收,其余的光則透射出去透射率透射率:透射光與入射光之比稱為透射率透射類型透射類型:由由透射材料特性決定- 定向透射-定向擴散透射-漫透射材料的透射特性定向透射定向透射:透射材料是完全透明的,透過它可以清晰地看到后面的物體實例實例:透明玻璃材料的透射特性定向擴散透射定向擴散透射:沿入射方向的透射光強度最大,其它方向上也有透射光,但強度較小,雖然光未被完全散開,但不能清楚地看到后面的物體實例實例:磨砂玻璃材料的透射特性漫透射漫透射:光線被完全散開,均勻分布于半個空間內(nèi),當(dāng)透射光強服從余弦定律,則為完全漫透射.由于不能通過漫透射材料看到后面的物體,這類材料常用于屏蔽光源以減少

33、眩光實例實例:乳白玻璃和塑料等半透明材料材料的透射特性光傳播在光源中的應(yīng)用漫透射:燈的外殼用漫透射材料 磨砂-A60F 涂膜-AK 乳白材料-SLE透光材料厚度(mm)透射率(%) 反射率(%) 吸收率(%) 特性1.定向透射 無色玻璃或塑料398094810210無漫透射,透射率高 彩色玻璃或塑料39無漫透射 紅817 綠1017 藍(lán)352.定向擴散透射 酸蝕玻璃26 毛面入射828879510透射率高,漫射性差 光面入射63781220 磨砂玻璃26透射率高,漫射性差 毛面入射77811116711 光面入射7077131810163.漫透射 乳白玻璃2612404078431漫射性強 半

34、透明塑料或壓克力1.5630653075530漫射性強常見材料的透射特性常見材料的透射特性:材料的透射特性反射器反射器:重新分配光源光通量的器件材料材料:高反射材料,鋁、鍍鋁的玻璃或塑料等類型類型: 球面反射器 旋轉(zhuǎn)拋物面反射器 橢球面反射器 雙曲面反射器 復(fù)合式反射器 柱狀拋物面反射器反射器反射器 反射器件的形狀決定了光束圖案反射器件的形狀決定了光束圖案 平面反射器平面反射器: 通常用于裝飾型燈具，主要用于圖象的反射而非光線的控制球面反射器球面反射器:若將光源置于球心S1,則所有的反射光線都又通過球心,如同仍由光源發(fā)出來的一樣,從而提高了光源的利用率;但當(dāng)光源置于點S2時,近軸區(qū)的反射光近似

35、為平行光反射器旋轉(zhuǎn)拋物面反射器旋轉(zhuǎn)拋物面反射器:若將一點光源置于完美的拋物面反射鏡的焦點上,則所有的反射光線都將平行于光軸;當(dāng)光源位于焦點以內(nèi)時,光束發(fā)散,而當(dāng)光源位于焦點以外時,光束先會聚而后再發(fā)散在光源中的應(yīng)用在光源中的應(yīng)用: 拋物鏡面射燈,如硬玻璃射燈(PAR),軟玻璃射燈,石英杯燈 (MR16)反射器有具體尺寸的光源位于焦點將產(chǎn)生不同有具體尺寸的光源位于焦點將產(chǎn)生不同的散射光束，其決定于入射點到光源的的散射光束，其決定于入射點到光源的距離距離反射器有具體尺寸的光源位于焦點將產(chǎn)生不同的散射光有具體尺寸的光源位于焦點將產(chǎn)生不同的散射光束，其決定于入射點到光源的距離束，其決定于入射點到光源的

36、距離橢球面反射器橢球面反射器:若一個小光源放置在在一個焦點F上,則反射光線將通過另一個焦點F;將橢球反射器在AB處切開,所有的光線看上去都是從焦點F發(fā)出的反射器雙曲面反射器雙曲面反射器:將光源置于雙曲面反射器的一個焦點F2上,光線經(jīng)雙曲面反射后反射光的反向延長線都交會于另一焦點F1,反射器的出射光線就好像全部是從焦點F1發(fā)出的反射器的母線反射器的母線反射器的光路反射器的光路反射器復(fù)合式反射器復(fù)合式反射器:利用以上基本形式加以變化組合,可構(gòu)成符合性能要求的復(fù)合式反射器,其尺寸能減小反射器柱狀拋物面反射器柱狀拋物面反射器:對于柱狀光源必須采用柱狀的反射器,若將一個管狀光源沿反射器的焦線安放,且該光

37、源的直徑比反射器小得多,就能產(chǎn)生這樣一種光束:它在水平方向光束較寬,而在垂直方向光束幾乎平行,只略有發(fā)散反射器折射器折射器:利用光的折射原理使光線在某些透光材料中改變方向類型類型:棱紋板(塑料或壓克力,表面花紋由三角錐、圓錐以及其他棱鏡組成)和透鏡等折射器實例實例:吸頂燈:利用棱紋板上的棱鏡單元降低接近水平視角范圍的亮度,減小眩光凸透鏡凸透鏡:當(dāng)一束平行光入射到球面上時,由于折射作用,光束會聚到焦點上凹透鏡凹透鏡:當(dāng)一束平行光入射到凹球面上時,光被散開,而所有散開的光反向延長時都會聚于焦點,好像光是位于焦點上的光源發(fā)出的折射器菲涅耳透鏡菲涅耳透鏡:當(dāng)一小光源置于平凸透鏡的焦點上時,由于折射作用

38、,形成平行光束.為了減輕重量,增加透光率,可以將透鏡分割成許多部分,而用較薄的一些環(huán)狀單位取代透鏡的各部分.這樣的一個透鏡系統(tǒng)稱為菲涅耳透鏡,它可以產(chǎn)生一個十分平行的光束.平凸透鏡平凸透鏡菲涅耳透鏡菲涅耳透鏡折射器遮光器遮光裝置遮光裝置: :擋板和百葉擋板和百葉: 通常用于熒光燈燈具內(nèi)置格柵內(nèi)置格柵: :位于燈泡上方的小水平平面，用于泛光燈遮光器保護角保護角:在過燈具開口面的水平線和剛能看到光源發(fā)光部的視線之間的夾角a;對于磨砂泡或有熒光粉涂層的燈,整個燈是發(fā)光體;對于透明泡殼,鎢絲或電弧管才是發(fā)光體截光角截光角:與保護角互余,指水平線和視線之間的夾角b遮光器的網(wǎng)格愈密、厚度愈大，則保護角愈大

39、，光損失也增大.一般熒光燈具的保護角取300左右遮光器光導(dǎo)纖維和導(dǎo)光管光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)原理: 芯體由透明材料制成,外包層材料的折射率比芯體稍低,如果光在光導(dǎo)纖維中以大于臨界角的角度入射到兩者的界面上時,就會發(fā)生全反射.光線經(jīng)過多次的全反射可以從光纖的一端傳到另一端.光導(dǎo)纖維的分類: 石英光纖、多組分玻璃光纖、塑料光纖塑料光纖的芯體為聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA),外包層為氟素樹脂端發(fā)光端發(fā)光側(cè)發(fā)光側(cè)發(fā)光1.光發(fā)生器2.光纖3.終端發(fā)光頭光導(dǎo)纖維按發(fā)光形式分類: 端發(fā)光和側(cè)發(fā)光光導(dǎo)纖維和導(dǎo)光管光發(fā)生器: 采用橢球反射器,光源的光被反射鏡反射后,再由透鏡組聚集到光纖的集光頭上光纖照明的特點:光在光導(dǎo)纖

40、維內(nèi)幾乎無損耗地依靠全反射傳播,具有安全、可塑、變光、簡易等特點.光導(dǎo)纖維和導(dǎo)光管導(dǎo)光管導(dǎo)光管: 一種遠(yuǎn)程傳光系統(tǒng),可以用來傳輸大的光通量.常見兩種類型常見兩種類型:有縫導(dǎo)光管和棱鏡導(dǎo)光管有縫導(dǎo)光管有縫導(dǎo)光管: 其內(nèi)表面涂以金屬反射層,用以產(chǎn)生鏡面反射,入射光線經(jīng)管道不斷地被反射,直至很遠(yuǎn),有一條長的出光縫均勻透射光材料材料:管壁由對苯二甲酸乙二醇酯等有機薄膜或鋁型材制成光導(dǎo)纖維和導(dǎo)光管棱鏡導(dǎo)光管: 利用棱鏡的全反射原理制成.棱鏡薄膜采用透明的有機玻璃或聚碳酸酯制成.薄膜一面光滑,另一面是均勻分布的縱向棱鏡波紋.入射的光線經(jīng)棱鏡薄膜的多次反射后,到達(dá)管子的另一端,內(nèi)安置一條乳白色的引光膜棱鏡導(dǎo)

41、光管分類: 端部入射和中間入射光導(dǎo)纖維和導(dǎo)光管端部入射導(dǎo)光管構(gòu)成端部入射導(dǎo)光管構(gòu)成:燈具、導(dǎo)光管、反光端板、支架和接頭等光導(dǎo)纖維和導(dǎo)光管按其用途來分類:有民用燈具、工礦燈具、舞臺燈具、車船燈具、防 爆燈具和路燈燈具等倘若按其安裝方式來分類:有嵌入式、吸頂式、懸掛式、落地式和移 動式等按防觸電保護方式分類: 為了電氣安全,燈具所有帶電部分必須采用絕緣材料等加以隔離,燈具的 這種保護人身安全的措施稱為防觸電保護,根據(jù)防觸電保護方式，燈具可 分為0,I,和 4類 燈具的分類燈具的分類燈具的防觸電保護分類燈具的防觸電保護分類 燈具等級 燈具主要性能應(yīng)用說明0類保護依賴基本絕緣一在易觸及的部分及外殼和帶

42、電體間的絕緣適用安全程度高的場合,且燈具安裝、維護方便.如空氣干燥、塵埃少、木地板等條件下的吊燈、吸頂燈I類除基本絕緣外,易觸及的部分及外殼有接地裝置,一旦基本絕緣失效時,不致有危險用于金屬外殼燈具,如投光燈、路燈、庭院燈等,提高安全程度類除基本絕緣,還有補充絕緣,做成雙重絕緣或加強絕緣,提高安全性絕緣性好,安全程度高,適用于環(huán)境差、人經(jīng)常觸摸的燈具,如臺燈、手提燈等類采用特低安全電壓(交流有效值50V),且燈內(nèi)不會產(chǎn)生高于此值的電壓燈具安全程度最高,用于惡劣環(huán)境,如機床工作燈、兒童用燈等目前采用特征字母“IP后面跟兩個數(shù)字來表示燈具的防塵、防水等級;第1個數(shù)字表示對人、固體異物或塵埃的防護能

43、力,第二個數(shù)字表示對水 的防護能力;在防塵能力和防水能力之間存在一定的依賴關(guān)系，也就是說第一個數(shù)字 和第二個數(shù)宇間有一定的依存關(guān)系燈具的防塵、防水等燈具的防塵、防水等級級防護等級特征字母防護等級特征字母IP后面數(shù)字的意后面數(shù)字的意義義第一位特征數(shù)字第一位特征數(shù)字第一位特征數(shù)字 說 明含 義標(biāo)記0無防護沒有特別的防護1防護大于50mm的固體異物人體某一大面積部分,如手(但不防護有意識的接近),直徑大于50mm的固體異物2防護大于12mm的固體異物手指或類似物,長度不超過80mm、直徑大于12mm的固體異物3防護大于2.5mm的固體異物直徑或厚度大于2.5mm的工具、電線等,直徑大于2.5mm的固

44、體異物4防護大于1mm的固體異物厚度大于1mm的線材或條片,直徑大于1mm的固體異物5防塵不能完全防止灰塵進(jìn)入,但進(jìn)入量不能達(dá)到妨礙設(shè)備正常工作的程度6塵密無塵埃進(jìn)入防護等級特征字母防護等級特征字母IP后面數(shù)字的意義后面數(shù)字的意義第二位特征數(shù)字第二位特征數(shù)字第二位特征數(shù)字 說 明含 義標(biāo)記0無防護沒有特別的防護1防滴滴水(垂直滴水)應(yīng)沒有影響2150防滴當(dāng)外殼從正常位置傾斜不大于150以內(nèi)時,垂直滴水無有害影響3防淋水與垂直線成600范圍內(nèi)的淋水無影響4防濺水任何方向上的濺水無有害影響5防噴水任何方向上的噴水無有害影響6防猛烈海浪經(jīng)猛烈海浪或經(jīng)猛烈噴水后,進(jìn)入外殼的水量不致達(dá)到有害程度7防浸水

45、浸入規(guī)定水壓的水中,經(jīng)規(guī)定時間后,進(jìn)入外殼的水量不會達(dá)到有害程度8防潛水能按制造廠規(guī)定的要求長期潛水IP后兩數(shù)字可能的配合后兩數(shù)字可能的配合0123456780IP 00IP 01IP 021IP 10IP 11IP 122IP 20IP 21IP 22IP 233IP 30IP 31IP 32IP 33IP 344IP 40IP 41IP 42IP 43IP 445IP 50IP 54IP 556IP 60IP 65IP 66IP 67IP 68 第二位特征數(shù)字可能配合的組合第一位特征數(shù)字燈具按光通量分布分類燈具按光通量分布分類 根據(jù)燈具向上、下半個空間發(fā)出的光通量的比例來分類的方法; CI

46、E 將一般室內(nèi)照明的燈具分成5類: 直接燈具、半直接燈具、全漫射(直接一間接)燈具、半間接燈具和間 接燈具 直接半直接漫射(直接-間接)半間接間接上0-1010-4040-6060-9090-100下100-9090-6060-4040-1010-90光通量分配()燈具類別光強分布燈具按光束角分類燈具按光束角分類直接型燈具按光強分布分類直接型燈具按光強分布分類 針對帶有反射器的直接型燈具; 其光束的寬窄變化范圍大,有的非常集中,向下直射,有的散布在整 個半空間; 按光束的寬窄,直接燈具又可分為特狹照型、狹照型、中照型(擴散 型或余弦型)、廣照型和特廣照型5種燈具按光束角分類燈具按光束角分類投光燈按光束角分類投光燈按光束角分類 描寫投光燈光