熒光燈——增長(zhǎng)的光源

1、成為實(shí)際意義上的商品。從此，熒光燈以其光效高、光色可選、熱輻射小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為室內(nèi)照明的主要光源，并廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、信息、顯示等領(lǐng)域。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源七十年來(lái)，熒光燈的光效、顯色性和壽命不斷改進(jìn)，品種不斷發(fā)展。七十年代的兩次能源危機(jī)加快了熒光燈的發(fā)展進(jìn)程，具有窄帶光譜的稀土熒光粉的發(fā)明和燈用電子學(xué)的進(jìn)展，使得熒光燈得到飛速的發(fā)展。七十年代中期開(kāi)始了無(wú)極熒光燈的研制，后期開(kāi)發(fā)了T8(26mm)細(xì)管徑熒光燈，八十年代初開(kāi)發(fā)了緊湊型熒光燈，八十年代后期出現(xiàn)了高頻熒光燈，九十年代又推出了T5(16mm)細(xì)管徑熒光燈。到了二十一世紀(jì)，熒光燈則在進(jìn)一步提高光效、減少汞等

2、有害物質(zhì)的用量、進(jìn)一步縮小管徑提高緊湊化程度、改進(jìn)電子鎮(zhèn)流器調(diào)光性能實(shí)現(xiàn)智能控制等方面取得了較快的發(fā)展。至今，熒光燈產(chǎn)品琳瑯滿目：燈的功率小到lW，大到400W;燈管的長(zhǎng)度短自40mm,長(zhǎng)至2400mm;燈管的直徑細(xì)自1.6mm，粗至54mm;燈管的色溫從2000K到10000K，甚至17000K：燈輸出的光通量從101m到300001m;而形狀則多種多樣，有點(diǎn)狀(U形、形、螺旋形等緊湊型)、線狀(直管型)、面狀(球形、環(huán)形、方形、平面形)等。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 熒光燈產(chǎn)品技術(shù)七十年的進(jìn)展主要有以下幾個(gè)方面：中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源(1)縮小管徑，提高紫外輻射、提

3、高光效熒光燈的管徑從T12縮小到T8、T5;在T8燈管內(nèi)充填A(yù)rKr混合氣，降低功率，提高光效。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 (2)緊湊化，縮小體積，以期取代白熾燈節(jié)約能源中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源熒光燈管徑進(jìn)一步縮小至T4、T3，乃至T2，并多次彎曲折疊，不縮短正柱區(qū)而縮小體積，達(dá)到緊湊化。近幾年世界上許多國(guó)家提出了淘汰白熾燈的時(shí)間表，進(jìn)一步推動(dòng)了熒光燈的緊湊化，除了T2的熱陰極緊湊型，T1的冷陰極螺旋燈也進(jìn)人了普通照明。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 (3)三基色稀土熒光粉的應(yīng)用，提高了光效、光通維持率和顯色性能稀土熒光粉具有窄帶光譜、抗185nm輻射，制作的熒光燈

4、不僅光效高、顯色性好，而且壽命期的光通維持率也高，從而使得熒光燈管徑的縮小以及緊湊化得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)加入第四、第五種波長(zhǎng)的稀土熒光粉時(shí)可以同時(shí)提高光效和顯色性。 中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源(4)使用水涂粉、涂覆Al2O3，保護(hù)膜等技術(shù)，降低光衰中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源聚氧化乙烯等水溶性膠的應(yīng)用改善了烤膠的工藝條件，降低了光衰，而且保護(hù)了環(huán)境。涂覆Al2O3，保護(hù)膜能夠阻擋鈉汞齊的生成，防止汞離子進(jìn)入玻璃形成黑化，不僅減小了光衰，還可以減少汞的消耗，從而減少用汞量。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 (5)采用利于儲(chǔ)存電子粉的帶芯絲的三螺旋燈絲，浸涂耐轟擊電子粉提高壽命中國(guó)照

5、明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源帶芯絲的三螺旋燈絲，以及類(lèi)似結(jié)構(gòu)的雙絲三螺旋等燈絲浸涂電子粉，更能耐離子的轟擊，加上改進(jìn)了的電子粉，提高了熒光燈的壽命。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 (6)應(yīng)用汞齊，控制汞蒸氣壓，提高光效帶罩的緊湊型熒光燈、功率較大的熒光燈，特別是無(wú)極熒光燈，工作溫度都偏離了最佳汞蒸氣壓所需要的溫度范圍。選擇由汞以不同比例和不同金屬組成的汞齊合金可以得到相應(yīng)溫度的最佳汞蒸氣壓，從而獲得最大的發(fā)光效率。目前，汞齊的品種多達(dá)10多種，適用溫度范圍從40130，選擇的余地較大。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 (7)電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用提高了熒光燈的性能電子與照明的結(jié)合，開(kāi)發(fā)了

6、電子鎮(zhèn)流器，促進(jìn)了高頻熒光燈的研究，使得T5等更細(xì)管徑的高效節(jié)能熒光燈得以順利的發(fā)展?？烧{(diào)光電子鎮(zhèn)流器的研制成功使得熒光燈照明的智能控制成為可能，新型的智能控制系統(tǒng)不僅可以分辨光線的明暗，還可以感應(yīng)人的移動(dòng)，并受紅外遙控器的控制，經(jīng)分析判斷后，對(duì)光源發(fā)出指令，自動(dòng)調(diào)節(jié)燈的光輸出，有效地利用自然光使照明環(huán)境保持恒照度，自動(dòng)關(guān)閉沒(méi)有人員的區(qū)域的照明設(shè)備，帶給辦公室人員更好的精神狀態(tài)和更多的創(chuàng)意空間，提升員工的工作效率。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 (8)控制汞量，降低有害物質(zhì)的用量歐盟RoHS指令以及世界上多數(shù)國(guó)家，包括我國(guó)都已制訂了限制熒光燈等照明產(chǎn)品有害物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，三基色熒光

7、燈的汞含量不得超過(guò)5mg(壽命在20000小時(shí)以上的可以放寬到8mg)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，直接使用液汞是達(dá)不到的。上述的汞齊不失為是個(gè)好方法，可以選用4045的汞齊，如ZnHg丸。也可采用汞包(不銹鋼包汞)、汞珠(玻璃包汞)等來(lái)預(yù)置需要放人的液汞量?，F(xiàn)在已作出僅含1.4mg液汞的緊湊型熒光燈，就是用汞珠實(shí)現(xiàn)的。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 (9)回收?qǐng)?bào)廢的熒光燈產(chǎn)品，減少對(duì)環(huán)境的危害報(bào)廢了的熒光燈產(chǎn)品含有汞等有害物質(zhì)，必須回收處理。現(xiàn)在已有多種能夠處理回收的報(bào)廢熒光燈的設(shè)備，有手工的、有半自動(dòng)的，也有全自動(dòng)的。全自動(dòng)設(shè)備可以將熒光燈產(chǎn)品中的有用部分和有害物質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。有用的金屬、玻璃、熒光粉經(jīng)

8、過(guò)處理可以繼續(xù)使用，而有害物質(zhì)則可送往專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理。(10)中間視覺(jué)概念的引入推動(dòng)了無(wú)極熒光燈的發(fā)展中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 二十世紀(jì)八十年代國(guó)際上對(duì)中間視覺(jué)的研究開(kāi)始活躍起來(lái)，近年來(lái)，對(duì)于巾問(wèn)視覺(jué)狀態(tài)下人眼的光譜靈敏度研究，將陶瓷金鹵燈、LED和無(wú)極熒光燈這些具有白色光譜和較高顯色性的光源帶進(jìn)了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。巾問(wèn)視覺(jué)概念的引人推動(dòng)了無(wú)極熒光燈的迅速發(fā)展，將熒光燈的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到室外照明領(lǐng)域。無(wú)極熒光燈用于隧道照明、道路照明等場(chǎng)合，已逐漸為人們所接受。(11)自動(dòng)化沒(méi)備是熒光燈快速增長(zhǎng)的基礎(chǔ)中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源F1于產(chǎn)品的廣泛應(yīng)州，市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，各類(lèi)熒光燈

9、的生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備也相應(yīng)迅速發(fā)展。直管型熒光燈生產(chǎn)線的速度已達(dá)到7200只/小時(shí)，國(guó)內(nèi)已普遍采用1650只/小時(shí)的自動(dòng)生產(chǎn)線，最快已達(dá)3600只/小時(shí)。緊湊型熒光燈也達(dá)到2000只/小時(shí)以上，螺旋玻管自動(dòng)成型設(shè)備已在我國(guó)研制成功。正是這些自動(dòng)化設(shè)備成功地用于各類(lèi)熒光燈的生產(chǎn)，熒光燈才得以在提高質(zhì)量的同時(shí)快速增長(zhǎng)。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 (12)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善熒光燈產(chǎn)品已制訂了安全、性能、能效、有害物質(zhì)限量、回收利用以及檢測(cè)上述相應(yīng)指標(biāo)的取樣、檢測(cè)方法等一系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)也已同步制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)等同采用了國(guó)際和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，部分還優(yōu)于國(guó)外先進(jìn)水平。已制訂并已頒布實(shí)施的

10、熒光燈標(biāo)準(zhǔn)有：雙端熒光燈、熒光燈電感鎮(zhèn)流器、熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器、單端熒光燈、自鎮(zhèn)流熒光燈的安全要求、性能要求和能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值，自鎮(zhèn)流冷陰極熒光燈性能要求，單端無(wú)極熒光燈、單端無(wú)極熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器、自鎮(zhèn)流無(wú)極熒光燈的安全要求、性能要求，照明產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的限量要求，照明電器產(chǎn)品中有害物質(zhì)檢測(cè)樣品拆分要求等。隨著熒光燈產(chǎn)品技術(shù)七十年的發(fā)展，汞一惰性氣體放電理論也得到深入研究，建立了一系列放電理論模型，指導(dǎo)了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。而高頻熒光燈和細(xì)管徑熒光燈的發(fā)展又促使對(duì)傳統(tǒng)的汞一惰性氣體放電理論模型進(jìn)行修正，反過(guò)來(lái)又推進(jìn)了產(chǎn)品的發(fā)展。對(duì)無(wú)電極、低氣壓、高負(fù)載等條件下的汞一惰性氣體放電進(jìn)行了

11、大量實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證并修正了經(jīng)典的低壓氣體放電理論，給無(wú)極熒光燈的開(kāi)發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。對(duì)介質(zhì)阻擋放電深入研究開(kāi)發(fā)的無(wú)汞熒光燈也進(jìn)入實(shí)用階段。經(jīng)過(guò)七十年的發(fā)展，熒光燈已由早期光效只有28lm/W，壽命僅1000小時(shí)提高到現(xiàn)在的106lm/W光效，24000h壽命，其中無(wú)極熒光燈的壽命超過(guò)8萬(wàn)小時(shí)。熒光燈的顯色指數(shù)Ra也提高到80以上?？梢灾谱鞒龉庑?5lm/W，Ra達(dá)到9598的熒光燈專(zhuān)用于需要高顯色性的場(chǎng)所。作為特殊用途的，Ra最高達(dá)到99，光效為59lm/W。進(jìn)人二十一世紀(jì)，人們對(duì)于生態(tài)環(huán)境對(duì)人類(lèi)的重要性的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深刻，人類(lèi)消耗的能源越來(lái)越多，而自然能源卻越來(lái)越少，節(jié)能減排已成為世界各國(guó)的共識(shí)

12、。同時(shí)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)照明的要求，已不停留在一個(gè)“亮”字上。人的生理日夜節(jié)奏、身體健康、工作安全和效率、生活質(zhì)量和保障、交通安全以及業(yè)余活動(dòng)和生活享受都需要在照明中得到體現(xiàn)。這些題目正是熒光燈，乃至所有照明產(chǎn)品發(fā)展所追求的目標(biāo)。七十年熒光燈產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展已打下了基礎(chǔ)，未來(lái)的十年熒光燈仍將是發(fā)展最快的光源。朝著更緊湊化的方向發(fā)展，以取代白熾燈;進(jìn)一步減少有害物質(zhì)汞的用量，將汞量控制在2mg以下，以降低對(duì)環(huán)境的污染;中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源改善熒光粉表面特性，改進(jìn)保護(hù)膜涂覆材料和工藝，減少燃點(diǎn)過(guò)程中汞的消耗，保證汞含量的有效減少;改進(jìn)電子鎮(zhèn)流器的性能，包

13、括調(diào)光性能，使得熒光燈照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化;中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源繼續(xù)改進(jìn)無(wú)極熒光燈的設(shè)計(jì)和工藝，使無(wú)極熒光燈的光效達(dá)到8090lm/W，并設(shè)計(jì)適合無(wú)極熒光燈的燈具，在CIE中間視覺(jué)函數(shù)確定時(shí)，大步進(jìn)入隧道、道路等照明領(lǐng)域;中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源進(jìn)一步提高稀土三基色熒光粉的高溫性能，開(kāi)發(fā)寬溫度特性的高溫汞齊以助無(wú)極熒光燈實(shí)現(xiàn)高光效;中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源開(kāi)發(fā)更有效的全自動(dòng)回收?qǐng)?bào)廢熒光燈的設(shè)備，加強(qiáng)回收，控制污染;中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 加強(qiáng)準(zhǔn)分子放電巾非平衡態(tài)等離子體特性及相匹配的脈沖電源的研究，開(kāi)發(fā)非254nm光子激發(fā)的熒光粉，繼續(xù)尋找能夠代替汞放電的無(wú)害物質(zhì)，開(kāi)發(fā)實(shí)用的無(wú)汞熒光燈;繼續(xù)研究量子效率大于l的熒光粉，提高熒光燈，特別是無(wú)汞熒光燈的光效;中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源繼續(xù)研究熒光燈的光譜特性、顯色性能等，開(kāi)發(fā)用于動(dòng)植物生長(zhǎng)、人體醫(yī)療保健、信息產(chǎn)業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，以及滿足人們對(duì)照明舒適性需求的各種特種熒光燈。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源 熒光燈是一種高效、經(jīng)濟(jì)的光源，自問(wèn)世以來(lái)發(fā)展很快，與白熾燈的產(chǎn)量比例越來(lái)越高，應(yīng)用