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主题:照明节能,轰轰烈烈,对节能灯的故障率与寿命这两个概念,应怎样理解??

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照明节能,轰轰烈烈,对节能灯的故障率与寿命这两个概念,应怎样理解??  发帖心情 Post By:2008-5-6 15:18:43

节能灯在我国诞生已经有二十多年了,轰轰烈烈地一路走来,眼看就要在照明节能领域中唱主角了。但是,节能灯的故障率和寿命,也是良莠不齐。以至从生产、销售、应用多个环节上,都存在者多种说法。希望大家讨论一下,能够达成一个相对可行的共识与评价体系。


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照明节能,轰轰烈烈,对节能灯的故障率与寿命这两个概念,应怎样理解??  发帖心情 Post By:2008-5-6 16:50:45

我看到照明网上好象有一个关于节能灯的专题:http://www.lightingchina.com.cn/zhuanti/cfl/index.htm

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照明节能,轰轰烈烈,对节能灯的故障率与寿命这两个概念,应怎样理解??  发帖心情 Post By:2008-5-6 17:04:47

有些节能灯甚至根本就不节能....


"专业"才是值得我永远尊敬的!!!  http://blog.sina.cn/chiek
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照明节能,轰轰烈烈,对节能灯的故障率与寿命这两个概念,应怎样理解??  发帖心情 Post By:2008-5-6 21:25:53

科学理解节能灯的故障率与寿命
摘 要:本文给出了节能灯,故障率与寿命实际意义上的概念。并概括地分析了,影响故障率与寿命的技术要素与技术机理,以期使用者能对节能灯故障率与寿命的概念,有一个科学的理解。科学正确地推广应用节能灯。
关键词:节能灯 故障率 寿命
一、概述
节能灯实际应用中,会碰到启辉点燃时间长短,和在启辉点燃过程中损坏的数量多少这样两个问题。节能灯启辉点燃应用时间长短--是寿命,损坏的数量多少--是故障率。
故障率与寿命是表征节能灯,技术品质优劣的两个相互关联的物理量。故障率与寿命这两个物理量,既关联又独立。在照明产业界和使用者中,往往因缺少科学正确地理解,将两者混淆或等同。
二、节能灯的寿命
1、寿命:是表征光源,在实际使用空间环境和电网环境中,能够可靠启辉点燃时间长短的一个物理量。通常以小时(h)为计量单位。寿命的概念,在照明产业界有三个。
启辉点燃寿命:指的是光源,从启辉点燃到熄灭的时间。最终用户通常这样理解光源的寿命。
平均寿命:指的是一批光源,从启辉点燃到熄灭的加权平均时间。平均寿命通常用来抽检评价,某企业的、某种型号规格的、某批量光源寿命。
有效寿命:指的是光源,从启辉点燃到光通量衰减至某一规定值的时间。这里“某一规定值“的含义为:光通量衰减至初始值的百分之几十,即:X﹪。
现阶段,定义光源有效寿命的“某一规定值“。一般规定为:光通量衰减至初始值的百分之五十(50﹪)。
因此,光源有效寿命的定义为:光源从启辉点燃到光通量衰减至初始值的百分之五十(50﹪),即:认定为寿命终结。
三、影响节能灯寿命的技术因素:
节能灯寿命终结,是因为构成节能灯的电子元件、器件的有效性能耗尽,或荧光灯管有用物质(如荧光粉)的有效性能耗尽 。
电子元、器件和荧光灯管有效性能耗尽的速度。受制于以下四个方面的技术因素:
一是:荧光灯管所用的荧光粉、电子粉、管内发光气体的技术品质,和生产技术工艺水平。
二是:电子元、器件技术参数的一致性、可靠性水平等技术品质水平,和对电子元、器件筛选老化的生产工艺技术水平。
三是:电子镇流器技术性能先进性、技术品质高低等技术因素。如交流-直流-交流(AC—DC—AC)变换频率高低,对节能灯寿命影响就较大。(作者韩俭荣)变换频率高则优、低则劣。
四是:荧光灯管和电子镇流器二者之间,技术参数的匹配合理程度。匹配合理,节能灯技术品质则优、寿命长。
在当前,根据我国荧光灯管的技术品质水平,和电子元、器件的技术品质水平。技术品质优秀的节能灯整灯启辉点燃寿命,应在1.5万小时―2万小时以上。
四、节能灯的故障率
故障率是表征节能灯,在某规定的期限内,由于节能灯的电子元件、器件、荧光灯管技术品质,和整灯技术性能等技术因素不良,导致节能灯不能启辉点燃数量多少的一个物理量。
衡量评价节能灯的故障率,通常用所占的百分比(%)来描述。
节能灯故障率高低,受制于节能灯生产企业,以下三个方面的技术因素。
一是:节能灯生产企业,科研开发的技术实力;
二是:节能灯生产企业,生产工艺技术水平(作者韩俭荣);
三是:节能灯生产企业,所采用的电子元件、器件、荧光灯管技术品质。
现阶段,节能灯故障率。各个生产企业、产品之间差异比较大。技术品质优秀的节能灯故障率在5%以内,应是合理的范围。
但是,市场上部分劣质节能灯,特别是采取抄PCB板的方式生产的节能灯。故障率高达20--30%以上,甚者高达50%以上。更有甚者是“星期灯“、“半月灯“。
五、鉴别节能灯故障率与寿命的方法
要真正鉴别节能灯故障率与寿命,并不是在实验室做一个试验所能够完成的。而是,需要经过实际应用空间环境和电网环境检验,才能真正鉴别出节能灯故障率与寿命的优劣。
在实际选购中,最为直接的鉴别方法:
1、鉴别节能灯的宽电压耐受力:将节能灯接到自耦调压器上,分别将节能灯置于180V、220V、260V三种电压状态,各连续点燃24小时。看一看,节能灯启辉点燃是否稳定可靠。
2、鉴别节能灯对应用环境的适应能力:将节能灯置于-15℃――十50℃的应用空间中,分别在180V、220V、260V三种电压状态,各连续点燃24小时。看一看,节能灯启辉点燃是否稳定可靠。
3、了解节能灯己经应用的案例,并访问了解应用情况:
特别注意在己应用的案例中。
(1)、有没有应用在电压跌落严重、谐波严重的电网环境中的实际例子。如大功率交流、直流电阻焊机生产车间;大电流交流电焊机生产车间;钢铁公司轧钢车间等。
(2)、有没有应用在高温、高湿环境的实际例子,如炼钢铸造车间、橡胶制品成型车间、榨油车间、食品生产车间等。
(青岛法兰克微电子,韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后,或者整篇或者大篇幅的,直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。)
六、结论
1、故障率与寿命是表征节能灯,技术品质优劣的两个相互关联的物理量。节能灯启辉点燃应用时间长短--是寿命,损坏的数量多少--是故障率。
2、在当前,根据我国荧光灯管的技术品质水平,和电子元、器件的技术品质水平。技术品质优秀的节能灯整灯启辉点燃寿命,应在1.5万小时―2万小时以上。
3、在当前,技术品质优秀的节能灯故障率在5%以内,应是合理的范围。
4、要真正鉴别节能灯故障率与寿命,并不是在实验室做一个试验所能够完成的。而是,需要经过实际应用空间环境和电网环境检验,才能真正鉴别出节能灯故障率与寿命的优劣。
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照明节能,轰轰烈烈,对节能灯的故障率与寿命这两个概念,应怎样理解??  发帖心情 Post By:2008-5-7 9:18:11

国家对自镇流荧光灯,即将在08.6.1执行能效等级标志,没有这个标志的就不能在中国进行生产销售以及出口!
详细的全文,察看下面连接
http://www.lightingchina.com.cn/news/9169.html


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照明节能,轰轰烈烈,对节能灯的故障率与寿命这两个概念,应怎样理解??  发帖心情 Post By:2008-5-7 16:42:51

对节能灯的寿命评价,还应考虑节能灯的光衰现象极其光衰规律。光衰,应该是一个不能忽视的技术参数。建议,理解一下。

浅析荧光灯管光衰现象及技术机理
青岛法兰克(Frank)微电子有限公司
青岛专用集成电路(ASIC)设计工作室
合同能源管理机制推进事业部
高频光源事业部
高频光源设计工程师 韩俭荣

摘 要:荧光灯管光衰现象,其产生的技术机理较为复杂。涉及到电子学、材料学、气体放电发光等基本理论,深奥繁繁。本文仅从指导实际应用的角度,浅入浅出。对荧光灯管光衰现象产生的技术机理进行概括性阐释。供业界参考。
关键词:荧光灯管,光衰现象,光通量维持率,气体电离,紫外线辐射,量子转换
一、概述
荧光灯管,属低压气体放电发光的新型电光源。因具有光效高、节能、显色性能高等技术特点,被制做成U型管、螺旋管、环型管、细管径直管等形状的节能灯,广泛地应用于室内外环境照明。
但是在实际照明中,荧光灯管的亮度会慢慢地变暗,照明质量降低。这种现象实际上就是荧光灯管光衰现象。
二、荧光灯管的结构及其放电发光原理
为能科学简要地分析荧光灯管一光衰现象及产生的技术机理。先讨论一下荧光灯管的结构和放电发光原理。
(一)、荧光灯管分类:荧光灯管按气体放电性质来划分:有热阴极弧光放电型和冷阴极辉光放电型两大类型。应用于照明领域的荧光灯管,都属于热阴极弧光放电型荧光灯管。
(二)、荧光灯管结构:荧光灯管有:玻璃管、灯头、灯管阴极、发光荧光粉、放电气体五大部分组成。
1、玻璃管:玻璃管是荧光灯管的主体,也是荧光灯管的外壳。其内壁用于涂敷发光荧光粉。
2、灯头:灯头主要用于固定支撑灯管阴极,和实现荧光灯管与灯架的电气连接。
3、灯管阴极:灯管阴极又有导丝、灯丝、电子粉三部分组成。
灯管阴极主要功能,是预热荧光灯管、发射电子、促使放电气体电离,启辉点燃荧光灯管。
4、发光荧光粉:发光荧光粉主要是吸收紫外线,通过量子转换,将紫外线辐射转换为可见光。
5、放电气体:放电气体由氪(Kr)、氩(Ar)和汞(Hg)惰性气体组成。主要用于荧光灯管,通过气体电离产生紫外线辐射。
(三)、荧光灯管放电发光原理:
荧光灯管放电发光原理:荧光灯管通交流电后,由阴极灯丝产生交变电场。管内的汞(Hg)气体,在交变电场和阴极灯丝发射的电子共同作用下。汞(Hg)气体原子不断地获得能量,从原始基态被激发成激发态,而后由激发态返回到原始基态。汞(Hg)气体在这个基态-激发态-基态,能量变换过程中。将交变的电场能量转变为253.7nm的紫外线辐射(同时产生185nm的紫外线辐射)。荧光灯管内壁上的发光荧光粉,吸收253.7nm的紫外线辐射能量。通过量子转换,将253.7nm紫外线辐射转换为可见光。
三、荧光灯管光衰现象及光通量维持率
(一)、荧光灯管光衰现象:
从荧光灯管放电发光原理可知,荧光灯管放电发光的过程,是一个能量转换的过程。即通过气体电离和量子转换,将电能转换成光能。
由于荧光灯管,所采用原材料的技术品质和荧光灯管生产的技术工艺,以及驱动荧光灯管的电功率源的技术参数,等等技术因素的差异。不同生产厂家生产的荧光灯管,其将电能转换成光能的效率(即:光效)是不一样的。同一根荧光灯管,在其初始阶段和启辉点燃一段时间后,将电能转换成光能的效率(即:光效),也是不一样的。
荧光灯管,这种初始阶段和启辉点燃一段时间后,将电能转换成光能效率(即:光效)的差异变化,我们称之为荧光灯管的光衰现象。
荧光灯管光衰现象的实质,是荧光灯管光效降低。
(二)、荧光灯管光通量维持率:
为直观描述荧光灯管光衰现象,我们引入光通量维持率的概念。光通量维持率是一个纯数字物理量,它表征的是荧光灯管,在一个规定时间(X小时)内光衰的程度。其数学表达式为:
X小时光通量维持率=规定时间的光通量÷初始光通量×100%
荧光灯管光通量维持率越高,荧光灯管技术品质越高,性能越稳定。
在现阶段,各荧光灯管生产厂家,由于所采用的原材料技术品质和生产工艺技术水平差别较大。市场上的荧光灯管,光通量维持率差别悬殊。有的荧光灯管,在100小时的光通量维持率仅为85%。更有甚者仅为80%以下。有部分技术品质较好的荧光灯管,2000小时的光通量维持率在85%左右。只有少数具有技术势力的生产商的荧光灯管,10000小时的光通量维持率可达90%。


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四、荧光灯管光衰现象的技术机理
荧光灯管产生光衰现象的技术因素,主要来自于原材料技术品质、生产工艺技术水平、实际使用中驱动功率源技术性能优劣三个方面。
(一)、原材料的影响机理:影响荧光灯管产生光衰的主要原材料有:玻璃管,灯丝与电子粉,发光荧光粉。
1、玻璃管:玻璃管中的金属纳离子,在高温和交变电场作用下。从玻璃晶体中游离出来,与荧光粉晶体颗粒结合。在荧光粉晶体颗粒表面产生金属纳汞脐,使荧光粉晶体颗粒表面黑化。降低量子转换效率,产生光衰。
在高温和交变电场作用下,汞气体中的汞离子猛烈撞击玻璃管,浸入到玻璃晶体中。致使玻璃晶体黑化,降低了玻璃管的透光能力,增大了玻璃管对光的吸收量。使荧光灯管产生光衰,点燃温升提高。
2、灯丝与电子粉:灯丝有:双螺旋,三螺旋和主辅式等多种。灯丝经过酸溶液去芯丝,烧氢定型后,采用电泳法在灯丝上沾敷电子粉。尔后,进行分解、激活,使电子粉三元碳酸盐,还原产生金属氧化物:氧化钡、氧化锶、氧化钙。
在实际点燃中,荧光灯管中的汞离子和电子。通过交变电场加速赋予能量,交替轰击灯丝与其金属氧化物。致使灯丝与其金属氧化物溅射变高,产生严重的金属离子溅射与蒸发。在玻璃管表面和荧光粉晶体颗粒表面,形成黑色金属涂层。降低荧光粉量子转换效率和玻璃管透光能力,荧光灯管产生光衰。
3、发光荧光粉:从荧光灯管放电发光原理可知,荧光灯管是靠发光荧光粉,吸收253.7nm的紫外线辐射能量。通过量子转换,将253.7nm紫外线辐射转换为可见光而发光的。
发光荧光粉在量子转换中,一是耐受着强烈的汞离子和电子的交替轰击;二是承受着185nm短波紫外线能量辐射(与253.7nm的紫外线辐射同时产生)。
汞离子和电子交替轰击,以及185nm短波紫外线能量辐射。会破坏荧光粉晶体阵列,加大对253.7nm的紫外线辐射的反射量,降低对253.7nm的紫外线辐射的吸收能力。大大降低量子转换效率,降低光通量输出。荧光灯管产生严重光衰。
(二)、生产工艺技术的影响机理:生产工艺技术对荧光灯管光衰现象的影响,主要产生在两个生产环节上。即:灯丝生产过程和荧光灯管生产过程。
1、灯丝分解处理和激活处理的影响机理:灯丝定型涂电子粉后,需进行分解处理和激活处理。以使其提高耐受汞离子和电子交替轰击的能力。优化逸出功函数特性,以减少灯丝金属离子的溅射和蒸发
一是分解处理;将定型涂电子粉的灯丝,装入玻璃管内抽真空。待达到一定真空度时,将灯丝通电加热。使电子粉三元碳酸盐:碳酸钡、碳酸锶、碳酸钙。进行化学分解出CO2,并将其抽走。使电子粉三元碳酸盐,生成金属氧化物:氧化钡、氧化锶、氧化钙。
分解处理要求,排气彻底,真空度高,没有残留。
二是激活处理;在分解处理的基础上,继续通电加热,进一步排气。在控制的温度和时间内,灯丝达到一定的温度。三元碳酸盐生成的金属氧化物原子被激活,将氧化钡还原产生金属钡。
通过上述分解处理和激活处理工艺后,灯丝具有较低的逸出功函数值,金属离子溅射与蒸发量大大减少。
如在分解处理和激活处理工艺中,排气、加热技术控制不严。真空度和温度达不到规定值,将会严重影响灯丝的技术品质。
2、荧光灯管生产工艺技术的影响机理:
荧光灯管生产主要有:涂粉、排气与充气、烤管三个环节。每个环节控制的严格与否,对荧光灯管的光衰现象影响都很大。
(1)、涂氧化物保护膜:荧光灯管涂粉前,先在玻璃管内表面上,涂一层透明的氧化物保护膜。这种保护膜工艺,可以阻止玻璃管内的钠离子游离出来,又可以防止汞离子浸入玻璃中。避免荧光粉晶体颗粒表面黑化和玻璃晶体黑化。
不采用涂氧化物保护膜工艺的荧光灯管,荧光粉晶体颗粒表面黑化和玻璃晶体黑化严重。光通量在很短的时间内,就能降低到初始光通量的85%以下。
(2)、选用非离子型涂粉粘结剂:荧光灯管涂粉粘结剂有两种:一种是硝化棉加醋酸脂混合液。另一种是非离子型高分子聚合物――聚氧化乙烯。
采用硝化棉加醋酸脂混合液,做为涂管粘结剂。烤管温度高达800K,粘结剂才能氧化分解。如烤管温度不够或时间过短,涂管粘结剂未能充分彻底分解。有机化合物会在荧光灯管点燃过程中进行分解,在荧光粉表面形成吸光薄膜。影响荧光粉吸收253.7nm的紫外线辐射能量的能力,造成荧光灯管的光衰。
采用非离子型高分子聚合物――聚氧化乙烯,做为涂管粘结剂。烤管温度低,290K粘结剂就能氧化分解。非离子型粘结剂,从高分子聚合物很快分解成单体,以气体形式跑掉。保证在烤管阶段将粘结剂全部分解掉。避免在荧光粉表面形成吸光薄膜产生光衰。
(3)、排气与充气:荧光灯管排气要彻底,真空度高,没有残留。荧光灯管充气,氩气中不能含有H2O,以免H2O在荧光粉表面形成吸光薄膜。影响荧光粉吸收253.7nm的紫外线辐射能量的能力,造成荧光灯管的光衰。
(4)、烤管:荧光灯管烤管温度和时间,要严格控制。以保证涂管粘结剂分解彻底,没有残留。
(三)、驱动功率源的影响机理:荧光灯管在实际启辉点燃时,从气体放电发光理论来看,荧光灯管工作在弧光放电状态。荧光灯管启辉点燃的过程,实质上是一个由辉光放电迅速进入弧光放电过程。
如采用电感镇流器,或技术性能低劣的电子镇流器。灯丝未加热或灯丝虽有加热,但尚未达到足以大量发射电子的温度:1000K。强行启辉点燃,实质上延长了,在灯丝附近产生辉光放电的时间,加大了由辉光放电迅速进入弧光放电过程。致使灯丝产生严重的金属离子溅射,在玻璃管表面和荧光粉晶体颗粒表面,形成黑色金属涂层。降低荧光粉量子转换效率和玻璃管透光能力,荧光灯管产生光衰。
五、结论
荧光灯管光衰现象的实质,是荧光灯管光效降低。
荧光灯管光衰现象,主要受制于原材料技术品质、生产工艺技术水平、实际使用中驱动功率源技术性能优劣三个方面。
因此,在选用荧光灯管时,应特别注意选用光通量维持率高的,稀土三基色高光效长寿命荧光灯管。匹配高频率,性能先进的全电子镇流器。以保证荧光灯管有较高的光通量维持率。
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照明节能,轰轰烈烈,对节能灯的故障率与寿命这两个概念,应怎样理解??  发帖心情 Post By:2008-5-16 0:01:40

节能灯的故障率与寿命,是表征节能灯技术品质优劣的两个物理量。故障率与寿命这两个物理量,既关联又独立。
建议,不要将其混淆。


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