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技术专题

各种光源的波动深度和闪烁指数

发布日期:2014-07-08 点击:3420

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 用照度传感器和光敏二极管测量了白炽灯、卤钨灯、直管荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和LED台灯的波动深度和闪烁指数,实验时每种灯取 5个样品进行统计平均。
1  白炽灯
磨砂白炽灯和透明白炽灯的波动深度和闪烁指数如图4、图5所示。
由图4,5 可见,白炽灯的光波动有几个特点。(1) 随着功率的增加,白炽灯的波动深度和闪烁指数均下降,这与文献 [8] 的结论一致。这是因为大功率白炽灯的灯丝直径增大、长度缩短 单位长度,灯丝的功率密度增加,也即热惯性 (热容量) 增加 ,灯丝温度随电流变化的幅度减小 因此光波动减小。,磨砂灯泡的功率从 25W增加到 60 W, 照度传感器测得的波动深度从29.2%下降到11.7%,闪烁指数从9.3%下降到 3. 9%. (2) 图4、图5还表明,光敏二极1管测得的波动深度和闪烁指数比照度传感器测得的约小30%,这可能与两者不同的光谱响应曲线有关。(3)在相同功率下,磨砂灯泡的光波动要略小于透明灯泡。以40W为例,照度传感器测得的磨砂灯泡的波动深度和闪烁指数分别为16.9%和15.4%,而透明灯泡则为17.3%和5.6%. (4) 灯功率大于60W后,随功率的增加光波动减小的趋势变缓。
2  卤钨灯
双插脚和反射型卤钨灯的波动深度和闪烁指数如图6、图7所示。图6、图7表明,随着卤钨灯功率的增加,波动深度和闪烁指数都下降。其原因与白炽灯类似,即功率增大后,单位长度功率密度增加使灯丝温度随电流的波动减小。同样功率下,双插脚卤钨灯 (G9灯头) 的光波动要略小于反射型卤钨灯 (GU10灯头),卤钨灯的光波动又略小于白炽灯,这可能是因为卤钨灯的灯丝比白炽灯更紧凑。还是以40W为例,照度传感器测得的G9卤钨灯的波动深度和闪烁指数分别为 15.0 %和 4.8 %,小于40W透明白炽灯的17.3%和5.6%。
3  直管荧光灯
测量了用电感或电子镇流的白光(色温6700K)T5,T8,T10和 T12,以及单色T5直管荧光灯,结果如表2所示。从表2可以看出,电子镇流直管荧光灯的光波动要远小于电感镇流。以36W的T8荧光灯为例,采用电子镇流时照度传感器的波动深度和闪烁指数分别为 5.7 %和 1.6 %,而电感镇流则为42.3 %和 11.7 %,二者相差超过7倍。对比图4和表2,我们发现与白炽灯相反,通过照度传感器测得的荧光灯的光波动参数要小于光敏二极管,这与荧光灯的光谱和两种探头的响应曲线有关,光敏二极管在红光部分有较高的响应,而照度计探头在绿光部分有较好的响应。在T8和T10使用同一个电感或电子镇流器时,粗管径的T10灯的光波动要略大于细管径的T8灯,这与文献[7]的结论一致。
表2中,电子镇流器的参数不同,所以光波动也不同。采用无源滤波电路时,电子镇流器的工作频率和滤波电容的容量对光波动影响很大[12] 。单色T5 14W灯用同一个电子镇流器燃点,波动深度不同是由荧光粉的余辉时间决定,绿粉的余辉时间最长,光波动最小; 蓝粉的余辉时间最短,光波动最大。T5 32W灯的光波动只有单色 T5 14W的1/2~1/3,这因三基色粉对光波动有三重平滑作用。
4  紧凑型荧光灯
紧凑型荧光灯的光波动如表3所示, 均<10% ,这是由于紧凑型荧光灯是高频驱动的缘故。相对于白炽灯和电感镇流的直管荧光灯,紧凑型荧光灯使用的是电子镇流器, 对电网电压波动不敏感,适用于电压不稳的地区[15] 。
5  高压钠灯
电感镇流的高压钠灯的光波动如表4所示。由于高压钠灯的光谱集中在黄光区域,为钠原子直接发光,所以光波动很大,基本和输入功率的波动一致。
6  金属卤化物灯
电感和电子镇流的金属卤化物灯的光波动如表5所示。从表5同样可以看出,电子镇流的金卤灯的光波动远小于电感镇流。以150 W为例,采用电子镇流时照度传感器的波动深度和闪烁指数分别为2.3%和0.4%,而电感镇流则为54.8 %和16.6% ,二者相差20倍以上。金卤灯的电子镇流器由于采用了140Hz低频方波恒功率输出线路,所以其光波动很小。
7 LED台灯
LED台灯的光波动如表6所示。由于LED采用直流恒流驱动,直流纹波可以做得很小,所以能够实现光波动<1%,可以认为此时消除了光波动。白光LED内涂有荧光粉把部分蓝光转换为黄光,荧光粉的余辉效应对降低光波动也有一定的作用。
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