稀土荧光灯的色容差对光通量的影响
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稀土荧光灯的色容差调整对光通量的影响
丁有生1,汪晖2
(1.长江大学高职部,湖北荆州434002;2.沙市大学,湖北荆州434000)
1 引言
照明用稀土荧光灯具有光效高、显色性好、光色舒
适等突出优点,越来越受到人们的青睐。
其使用的荧光
粉是由铕激活的氧化钇(红粉)、铈和铽激活的多铝酸镁(绿粉)和铕激活的多铝钡镁(蓝粉)三种单色粉按不同比例混合而成的,这三种粉的配比变化直接影响荧光灯的光通量、光衰、色温和显色性,特别是对荧光灯的色容差和光通量影响相当大。
由于三种粉的密度不同(红色5.18,绿粉4.
22,蓝粉3.85),生产中很容易造成色温差,一旦出现,需通过调节色容差来调整色温差以保证灯的光色,而调节色容差又会使灯的其它参量发生变化,特别是对灯的光通输出影响较为复杂,因此在生产中合理选配三种粉的比例和控制涂敷工艺是非常重要的。
2 实验情况及结果
一般而言,红粉、绿粉光衰较小,蓝粉光衰较大,从中也可估计出色坐标漂移量的不同见图1,色品图可知三种粉各自色度坐标点构成三角形决定了稀土三基色粉能够调到的所有色温点。
实验是在保证光通量达标的前提下,根据单色粉位置调整色容差,减少色温差,采用了国际领先水平的三基色粉进行若干次实验,实验结果见表1 (38W3500k稀土荧光粉)。
图1 色品图
表1 实验结果对比
序号蓝粉牌号绿粉牌号红粉牌号光通量
Φ(l m)
色容差
S DC M
Ra Tc(k)粉重
1108-82220-02340-3492837.911.579.238521.8 2108-80220-161340-3492956.911.479.138451.76 32号的粉重及色容差调整2825.18.979.937311.51 42号的粉重及色容差调整2779.62.381.534411.48 5108-82220-02+220-161(3:1)340-3492695.1783.132151.64 6108-82220-02+220-161(1:1)340-349277748333151.57 75号的粉重及色容差调整2835.82.882.833501.43
注:绿粉220-161颗粒小,220-02颗粒大
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由实验可知,1号、2号光通虽高,但色容差较大,偏出国际标准值(S DC M Φ5)4号色容差小,但光通量较低。
色容差大,光通量就高,色容差小,光通量就低。
关键是看色点在色坐标中所处的区域,如表1中4号的光通量大于5号的光通量,而4号的色容差小于5号的色容差;6号的光通量小于7号的光通量,而6号的色容差大于7号的色容差。
从颜色测量结果可看出,这几号样品的色坐标点所处的位置区域不同。
如果图2中的A 区,光通量较高,色容差应控制在该区,在此区域内尽量减小色容差,从而达到减小色温差进而达到时维持高光通量的目的。
图2 光色测量结果
3 控制与调整
一般而言,红粉可提高显色指数(Ra ),而其密度最大易于沉淀;绿粉可提高光通量,色坐标一般偏中心位置上方,这也是要控制色坐标点在A 区的原因之一;蓝粉可提高色温Tc,但加入量较小,因其光衰较大,由此可见并非把色坐标控制在中心位置为最佳。
理论上讲色坐标点应控制在中心位置(即色容差为零的位置)。
但以此位置计算配出来的粉,在生产过程中,由于工艺方面的问题,做出的灯的色容差均漂移在色圈外上方。
如实验1号、2号,原因在于上述单色粉特性不同造成的,红粉密度大,易于沉淀,在涂粉时因玻管是垂直放置,荧光粉由上端流下时,因单色粉的密度、颗粒度、形状不同,流下的速度、行程也不同,在颗粒度、形状差异不大的情况下,往往密度最大的红粉流速最快,密度最小的蓝粉流速最慢,最先干燥,使得灯管上的红粉比例减少,绿蓝粉比例增大,造成比例失调,色温变化,色坐标向上方漂移过多出圈,产生较大的色差。
通过大量实验得出,在实际投产前,三基色粉的配比使色坐标点控制图2中的B 区较好,并尽量减小色容差,即也增加红粉的比例,来弥补生产过程中损失的红粉,从而使生产出的灯最终漂移进入光通
量较高的A 区。
在实际生产中,小样测试的色点坐标在B 区,这就必须通过三基色粉的配比来进行调整。
如上述实验中由2号调整到4号,由5号调整到7号(38W /3500k 灯)。
1)在目标区B 区设目标坐标为(x,y ),由2号色
点(x 2,y 2)调整到目标色点(x,y )
(1)计算△x =x -x 2,△y =y -y 2。
(2)由日亚公司色坐标漂移幅度算得增加单色
粉的比例(以2500k 为例)见表2。
表2 色坐标漂移幅度增加单色粉的比例
添加1%的单色粉
X 漂移幅度Y 漂移幅度B (蓝粉)-0.0045-0.0060G (绿粉)-0.0005+0.0030R (红粉)
+0.0010
-0.0005
添加一定比例的单色粉后移动的坐标为修正值x’、y’、即修正后的x’=-0.0050,y’=-0.0070
(3)由修正后的坐标x’,y’可得出最终移向的坐
标为x 1=x 2+x’,y 1=y 2+y’。
2)由色坐标公式g 11△x’2
+2g 12△x’△y’+g 22△y’
2
=(S DC M )
2
其中△x’=x 0-x 1,△y’=y 0-y 1,x 0,y 0为标准色坐标,(见表3)。
表3 额定颜色特性值
色 调
代表符号
色坐标目标值x y 相关色
温(k )
一般显色指数
F6500(日光色)RR
0.303
0.337
6430
F5000(中性白色)RZ
0.346
0.359
5000
76
F4000(冷白色)RL 0.3800.3804040
F3500(白色)RB 0.4090.3943450
78
F3000(暖白色)RN 0.4400.4032940
F2700(白炽灯色)
RD 0.4630.4202720
80
g 11、g 12、g 22表示由各目标决定的标准颜色的系数(见表4)。
(下转第52页)
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图3 F D—JCF—C型触发器配套工作原理图
国内众多志矢于金卤灯照明事业的行家志士,在努力攻克高品质金卤灯的同时,在金卤灯专用触发器的研制开发中亦大有建树,且留下了一串骊珠、并有案可施。
例如:南京三乐电器公司的JCD-2型多重脉冲型金卤灯触发器每周内的脉冲个数≥3个,脉冲总宽度≥2μs,能在传距<2m的情况下保障组合成图2电路长期,可靠地工作。
复旦大学电光源研究所与安微芜湖富达电子公司合作开发的F D—JCF—C型金卤灯触发器和两端式电感型金镇的组合工作电路(见图3),每半周产生脉冲个数3～6个,单个脉冲宽1.2±0.1μs,脉冲总宽度3.6～7.2μS。
它不仅具备高品质的触发器所具备的接通电源后20s左右即基本停止脉冲,以保障灯泡启辉后的正常过渡,杜绝即使灯未能如期理想启辉,且触发器还在无休止地输出高压脉冲,最终导致灯回路上的照明电器的击穿损坏。
另则触发器在产生脉冲升压时,兼有貯能功能,使灯启辉点燃时,触发器保持≥280V的有效压降且维持20s之久,以防止灯启辉后易产生的自熄。
而且该型触发器还具备过热过流等保护功能,较成功地满足金卤灯的启辉工作并保障金卤灯长时间工作后对较高脉冲宽度的特殊需求。
为金卤灯配套两端式电感型金镇工作起到了积极推动及示范作用。
联系到目前国内金卤灯及配套工作件的强劲的科研资质阵容及设计制作的实力水准,如能彼此加强竞争互利及合作探求,则完全拥有世界上一流的技术实力及品质保障体系。
当然更有待国标的规范制约,有待于权威机制的引导和督促,以尽快结束各自为政的无序状态,及因此而引同一规格功率的品种繁杂,配套工作方案朴朔离迷和防不胜防的应用失误现象,并择善而从、精益求精。
参考文献:
[1] 诸定昌等,电感镇流器燃点的技术条件[J].中国照明
电器,1998No.8
[2] 沈季平.金属卤化物灯的进展[J].灯与照明,2003No.1
(上接第47页)
表4 色调与标准色系数
色调g11g12g22
F650086×104-40×10445×104
F500056×104-25×10423×104
F400039.5×104-21.5×10426×104
F350038×104-20×10425×104
F300039×104-19.5×10427.5×104
F270044×104-18.6×10427×104
3)计算所得的S DC M在1.5S Dc m～4S Dc m内即可添加由1)中2)所计算得的单色粉比例,即可达到相应的调整。
4 结语
综上所述色容差并非调得越小,光通量越高,也非色容差(S DC M)大,光通量大,而是根据各个生产厂家的生产工艺,色坐标漂移趋势来调整色容差和光通量的关系。
由实验可知在投产前色容差S DC M 一般控制在1.5～4的图2中的B区内为好。
参考文献:
[1] 复旦大学电光源实验室.电光源原理[M].复旦大出版社
[2] 扬振国.光辐射测量原理与技术[M].建材工业出版社
[3] 徐光华等.电光源制造工艺[M].上海科技文献出版社
[4] 荆其成,焦书兰等.色度学[M].科学出版社
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