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主题:节能灯,出现照度慢慢地变暗的现象,客户很有意见,怎么办?

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节能灯,出现照度慢慢地变暗的现象,客户很有意见,怎么办?  发帖心情 Post By:2008-5-9 18:38:36

在照明节能,合同能源管理实施的过程中,节能灯慢慢地变暗了,照度降低了.客户意见很大,提出要求,让尽快解决.
如不能解决,将不再支付节电效益的分成.怎么办?


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节能灯,出现照度慢慢地变暗的现象,客户很有意见,怎么办?  发帖心情 Post By:2008-5-15 21:40:51

在照明节能,合同能源管理实施的过程中,节能灯慢慢地变暗了,照度降低了.的确是一个很难解决的问题。表现为:
第一、在工程中,这种现象一旦发生,不是几个灯,也不是一小部分灯的问题。往往是全部灯的问题。
第二、如果不能及时更换,灯的照度会越来越低。
第三、如果,再度更换时,节能灯的技术品质,还是同过去一样的话。即便是更换了,节能灯还会慢慢地变暗,照度还会降低,形成周期性的循环。
第四、将节能灯全部更换一遍,更换的成本,往往是一个不小的数字。
但是,问题已经存在,也不能不解决。要想真正解决问题,应该从源头上下工夫。
一是:首先搞清楚节能灯,慢慢地变暗的技术机理是什么?
二是:采取技术措施,从根本上解决问题。或者是选择技术性能先进的产品。
本人提供一篇,关于节能灯光衰机理分析的文章。供参考。因本人专业知识浅陋,错误之处在所难免。敬请指导。谢谢!


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节能灯,出现照度慢慢地变暗的现象,客户很有意见,怎么办?  发帖心情 Post By:2008-5-15 21:42:39

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%。
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。

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(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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T5荧光灯管光衰特性技术机理分析
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摘 要:本文简要分析了,T5荧光灯管的光衰特性,和影响荧光灯管光衰特性三个阶段比例,趋向于科学合理的技术因素。提出了光衰特性三个阶段比例关系科学性的基本概念。供科学选择应用T5荧光灯管时参考。
关键词:T5荧光灯管 T5日光灯管 T5节能灯管 光衰 光衰速率 光衰特性 光衰快速阶段 光衰稳定阶段 光衰剧烈阶段 三个阶段比例关系
一、概述
荧光灯管是气体放电发光电光源,按照管径分为T12、T10、T8、T6、T5、T4、T3等,当前以T8、T6、T5为主流。特别是由于T5荧光灯管,技术性能先进,光效高,照明质量与效果优秀等技术特性,正以较快的速度替代T8荧光灯管。
T5荧光灯管,根据技术品质分为:T5日光灯管和T5节能灯管。从生产成整灯的角度又分为:T5日光灯和T5节能灯两种。两者在光效、节电率、照明质量与效果、寿命等方面的技术性能有较大的差异。T5节能灯的技术品质,明显优于T5日光灯。
其中一项最为直观也是非常重要的技术品质参数:就是T5荧光灯管的光衰。T5荧光灯管的光衰速率大小、光衰程度是否严重,对T5荧光灯管的照明质量与效果和寿命,具有决定性影响。
二、T5荧光灯管光衰现象
T5荧光灯管,在启辉点燃运行中,在整灯电功率没有降低的前提下。荧光灯管产生发出的光通量,会随着启辉点燃时间慢慢地降低,整灯亮度和照度降低。这种现象我们称为荧光灯管的光衰。
三、T5荧光灯管光衰特性
T5荧光灯管,在启辉点燃运行中,其光衰值与启辉点燃时间的函数关系,称为光衰特性。T5荧光灯管的光衰特性曲线,并不是一条线性的直线。
试验证明:T5荧光灯管的光衰特性曲线,是一条由三段不同斜率的近似直线构成的非线性曲线。这三段不同斜率的近似直线,对应于T5荧光灯管整个寿命周期中的三个运行阶段。即:光衰快速阶段、光衰稳定阶段、光衰剧烈阶段。
四、T5荧光灯管光衰特性曲线技术分析
第一、T5荧光灯管产生光衰,其实质是荧光灯管光效降低。是一种必然的技术现象。
第二、T5荧光灯管光衰既然是一种技术现象,就有其独特的技术特性。为阐释简要,我们将荧光灯管,从开始启辉点燃至寿命终结全过程。从光衰速率的角度,分为三个阶段。
1、光衰快速阶段:该段主要表现在荧光灯管,启辉点燃初始阶段。其特征是荧光灯管的光通量,由初始值以较快的速率下降,并趋向于稳定。在该段时间,荧光灯管光通量下降较为明显。
2、光衰稳定阶段:该段是指荧光灯管在光衰快速阶段过后,一段相当长的稳定保持时间。亦是荧光灯管主要的启辉点燃阶段。其特征是荧光灯管的光衰速率:由趋向于稳定,而进入相对稳定,并稳定保持一段相当长的时间。在该段时间,荧光灯管光通量下降不明显,光通量保持相对稳定。
3、光衰剧烈阶段:该段是指荧光灯管的启辉点燃寿命,趋向于终结阶段。其特征是荧光灯管的光衰速率急剧。荧光灯管光通量急剧下降,并伴随有光通量闪烁、抖动、启辉困难等现象。荧光灯管寿命快速进入终结。
五、T5荧光灯管三个阶段的科学比例关系
技术分析和实际试验证明:荧光灯管的光衰快速阶段和光衰剧烈阶段,在三个阶段比例关系中,所占的比例越小;光衰稳定阶段,在三个阶段比例关系中,所占的比例越大。荧光灯管的技术品质越优秀。
特别是第一阶段:光衰快速阶段。所占的比例愈小、光衰值愈小,荧光灯管的技术品质愈是优秀。
六、影响T5荧光灯管光衰特性三个阶段比例关系的技术因素
荧光灯管光衰特性三个阶段的比例关系,与T5荧光灯管的技术品质、镇流器的技术特性与品质、荧光灯管与镇流器的匹配合理程度,三个方面的技术因素有关。
(一)、T5荧光灯管技术品质的影响
荧光灯管技术品质,对光衰特性三个阶段比例关系的影响程度。主要取决于荧光灯管生产原材料的技术品质和生产工艺技术水平。
在生产原材料技术品质方面:如能采用进口稀土三基色高光效荧光粉,和氪(Kr)、氩(Ar)混合气体,及固体汞(Hg)金属合金(汞脐)。荧光灯管光衰特性三个阶段的比例,就会趋向于科学合理的比例关系。
在生产工艺技术水平方面:主要环节:一是灯丝分解和激活处理的工艺技术水平;二是荧光灯管涂粉的工艺技术水平;三是荧光灯管排气、充气与烤管的工艺技术水平。
只有这三个方面的工艺技术水平达到一定的先进程度,才能够保证荧光灯管光衰特性三个阶段的比例,趋向于科学合理的比例关系。
(二)、镇流器技术特性与品质的影响
镇流器技术特性与品质,对光衰特性三个阶段比例关系的影响程度。主要有以下因素:
一是:应具有先进的模糊自适应控制技术特性。详见(技术特性与寿命加速老化试验报告)
二是:应具有45Khz以上的交流-直流-交流(AC-DC-AC)变换频率。
三是:应具有较好的启辉点燃功率驱动性能。
(三)、T5荧光灯管与镇流器匹配合理程度的影响
荧光灯管与镇流器匹配合理程度,对光衰特性三个阶段比例关系的影响程度。主要体现在以下几个方面:
第一、频率特性匹配
第二、阻抗特性匹配
第三、荧光灯管阴极特性匹配
七、技术分析结论
1、T5荧光灯管产生光衰,其实质是荧光灯管光效降低。是一种必然的技术现象。
2、T5荧光灯管的光衰特性曲线,是一条由三段不同斜率的近似直线构成的非线性曲线。这三段不同斜率的近似直线,对应于T5荧光灯管整个寿命周期中的三个运行阶段。
即:光衰快速阶段、光衰稳定阶段、光衰剧烈阶段。
3、T5荧光灯管三个阶段的科学比例关系:
荧光灯管的光衰快速阶段和光衰剧烈阶段,在三个阶段比例关系中,所占的比例越小;光衰稳定阶段,在三个阶段比例关系中,所占的比例越大。荧光灯管的技术品质越优秀。
特别是第一阶段:光衰快速阶段。所占的比例愈小、光衰值愈小,荧光灯管的技术品质愈是优秀。
4、影响T5荧光灯管光衰特性三个阶段比例关系的技术因素,与荧光灯管的技术品质和驱动功率源的技术性能有关。
八、获取详细资料:
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