节能灯基础知识培训

节能灯基础知识培训前言20世纪70年代世界发生能源危机后，人们相继开发成功高光效的发光材料——三基色稀士荧光粉和相应的各种新型节能荧光灯，特别是1980年出现了紧凑型节能荧光灯，其体积小、光效高、成为替代高能耗白炽灯的新型照明光源。进入90年代电子镇流器广泛用于荧光灯，它的体积缩少与白炽灯相近，发光效率为白炽灯的5倍以上，寿命为8倍。节能灯是当前照明的最重要光源之一，绿色照明就是要节能能源、节约资源、保护环境，是照明行业可高效持续发展的必由之路，绿色照明也是节能减排的主要途径之一，节能荧光灯是我国重点研究、开发、推广的节能环保产品是电光源产业的发展方向。电光源行业随着产品质量的要求越来越高，机械化生产水平的不断提高，必须采用新材料，新工艺、新技术、新装备，则要求生产管理人员和员工技能水平有较快进步，我公司为此面向企业员工结合生产实际给大家介绍节能灯基础知识。第一章：市场前景和光源基础知识一、市场前景：1-1、我国的节能灯生产总量约占全球产量的80%以上，由于节能灯要用到稀士金属，我国稀士资源丰富，并制造出价廉物美，品种繁多的节能灯，成为全球的供货基地。1-2、国内、国际都在推行节能能源，减少有害物质排放，推动绿色照明，那么必然要推行节能灯。1-3、美国、澳大利亚、欧盟、加拿大40多个国家计划从09年到2015年逐步淘汰白炽灯，那么节能灯的需求必然加大。1-4、全球每年将增长3—5亿支节能灯，这种增长大约持续到2015年。二、光源基础知识：2-1、光的产生：光是电磁波的一种形式，光线的方向是波动传播的方面，照明光源产生的可见光占极小部分，可见光范围内从380mm—780mm种波长人类都可以凭眼睛的颜色感觉加于区分它的光色有红、橙、黄、绿、蓝、青、紫、小于380mm称紫外光，大于780mm的光称红外光。二、节能灯的结构和原理在玻璃管内壁涂有荧光粉层，其两端封接有螺旋状的钨丝阴极，钨丝表面涂覆有电子发射材料，灯管中充入氩、氪等惰性气体以及少量汞粒。通过将玻管内的荧光粉，阴极灯丝分解激活除气，达到一定的真空度，再通过镇流器输出一个稳定电流，当电流接通后，让阴极具有热电子发射能力，镇流中感应电势产生瞬时脉冲高电压，两电极间在脉冲高压的作用下，将灯管内气体击穿电离，引起弧光放电，此后大量的汞原子被激发电离，随之产生较强的254nm的紫外线，紫外线照射到荧光粉层后，荧光粉受激发而发出可见光。三、节能灯的主要参数：3-1、光通量：通俗的说就是指灯的高度，用流明来表示，节能灯光通量越大，用于照明时我们会觉的越亮。3-2、发光效率：就是灯的光通量和灯的功率之比，用每瓦流明表示，3-3、相光色温：用来表示节能灯的颜色，比如6500K表示日光灯色、2700K表示白炽灯色、灯的色温越高发光的颜色越白直到发青，灯的色温越低其发光的颜色越带黄色、彩色灯、红光约1400K——1500K、绿光色温约6000K，蓝光色温3万K左右。RR（日光色6500K）、RZ（中性白光色5000K）、RL（冷白色4000K）、RB（白色3500K）、RN（暖白色3000K）、RD（白枳灯色2700K）3-4、显示指数：通俗的讲就是人造光源（节能灯）让物体在其照明下复现物体的真实颜色的能力，显色指数最大值为100，即我们白天自然光看到的真实颜色。3-5、电参数：电参数指灯管工作的电压，工作电流，启动电压，功率等、电参数和光参数主要通过相关的仪器测试出来。3-6、光衰：通俗的讲随灯的点亮的时间增加，亮度衰减的程度，光衰是判定节能的一个重要参数。除制灯工艺、荧光粉等因素有关，还主要以下因素有关1：主要与汞被荧光粉的吸收。2：与玻管作用形成钠汞齐使荧光粉发光亮度衰减。3：管内的残余杂气。3-7、寿命：1：全寿命指灯不能再点亮为止的累计点亮时间，主要是阴极电子粉耗尽或汞的耗尽。2：有效寿命：通常指灯的亮度衰减到初始亮度的70%、影响节能灯寿命的两个方面主要原因是以下两个：a:制灯工艺：氩气量、汞量多少、电子粉多少、真空度的高低。B:使用方面：镇流器匹配的好坏、电流大小是否匹配。第二章：节能使用的材料及制造工艺一、节能灯使用的材料主要以下几方面及相关知识1-1玻璃1、玻璃的结构：SiO2:67.5±1.0%、AL2O3:1.0±0.5%、Pb0:11.0±0.5%、Ca0:3.5±0.3%、Na2O10.5±0.5%、K2O±0.5%Be2O31.0±0.2%2、玻璃的物理特性：软化温度580±10、热稳定性≥120°、退火上限：470±10、退火下限：330±10、比重2.55±0.05、3、玻璃应力的产生与消除：当玻璃制品通过高温加热后，内部分子结构产生变化，当快速冷却分子结构来不及均匀扩散分布应力就会产生，应力产生后，如果在玻璃加工后在应力部位，用软火均匀地加热，应力可以减小，完全消除必须加热到软化温度保温一段时间，再缓慢冷却。4、玻璃冷炸和应力产生主要原因：A、末完全烧熔。B、打气冷却速度太快太大。C、烧制温度不均匀。D、冷管与热管放在一起或接触了冷的铁模具。E、碰撞和夹具造成玻璃加工过程中，象我们的弯管工序，弯脚工序等要有一个预热过程，用火焰加工要用火的中外焰进行加工，以免有发黑、发黄的现象。1-2、电极材料（灯丝和电子粉、芯柱）电极是节能荧光灯的重要组成部分，灯丝的作用是储存发射材料和提供热阴极发射时所需要的温度，电子粉的材料主要是三元碳酸盐（CaCO3、SrCO3、BaCO3）、芯柱主要的材料、由镍丝和杜美丝、玻璃加工成的。我们使用的灯丝是钨丝作为基金属，灯丝的结构有单丝、三螺旋、缆索式三螺旋、主辅式三螺旋、灯丝在自然光下呈银灰色，出现黄色（WO3）或褐色（WO2）为不合格品。冷阻偏差应控制在±5%、不允许螺距不匀、并圈、重叠、变形、芯丝残留、氧化污染、电子粉我们采用浸涂法。将电子粉浆涂复在钨丝上。涂电子粉时，两端各留1-1.5mm不涂电子粉，内导丝上不得沾上电子粉，大螺旋之间不能有结粉现象，由于在阴极分解时，这些部位的温度较低，达不到碳酸盐的分解温度，CaCO3600℃开始分解、SrCO3800℃开始分解、BaCO3950℃开始分解、电子粉量一致性好坏直接影响到灯管的寿命。芯柱是由传输电流的金属导丝直接穿越玻璃所组成，内导丝（镍丝）和外导丝（杜美丝）焊接熔烧压制在玻璃中，形成不漏气的密封状态。杜美丝是一种铁镍铜的合金属能和玻璃封接起来，洁净的纯金属表面与玻璃无法封接起来的。1-3、荧光粉、及辅助材料（粘结剂、分散剂、表面活性剂乙醇胺）荧光粉受外能激发可以发光，我使用的节能灯荧光粉多数采用三基色、卤磷酸钙荧光粉、三基色荧光粉的基质材料有铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等。稀士激活剂有铕（EU2+、EU+3）、铽（Tb3+）、铈（Ce3+）、稀士荧光灯的开发成功，不仅实现了高光效、高显色性荧光灯的目标，更为突出的优越性在于使荧光灯向细管径、紧凑型、高光效、长寿命方向发展。粘结剂（聚氧化乙烯）：粘结剂有两个作用①在涂覆前，使荧光粉均匀弥散于悬浮在浆液中，不沉积；②涂覆于灯管内壁后，能让荧光粉牢固又均匀地粘附于管壁。分散剂：可使大量矿物质溶液具有高流动性，为粉粒的均匀分散，防止粉粒的凝聚。表面活性剂：ArkopalN-080：作用是改变表面张力、阻泡、起润湿、消泡，还可与油污生成水共溶的物质。乙醇胺：调节粉浆的PH值，量多PH值增大。氧化铝：它的作用起包裹、改善涂层结构，提高附着力填充荧光粉粒子间缝隙，降低荧光粉轰击能量，阻止Hg向粉层、管壁扩散，减少汞在粉层的吸附及形成汞氧化及汞齐的机会，降低光衰。亲水剂：具有润湿、渗透、乳化、分散、消泡、除垢等作用，但用量不宜多，否则会产生较大气泡。1-4、填充气体（氩气、氪气）和汞荧光灯一般选用氩气作为填充气体、氩气的作用有，使加大电子与汞原子的碰撞机会，有利于汞原子的激发点亮，氩气压力的增大，会使灯管的起动电压升高，但可以抑制电子发射材料蒸发和溅射，延长灯管的寿命，有利于光通维持率以及减轻两端发黑。考虑到灯管寿命和光维持率，一般充入压力3乇左右。下面是压力换算关系：1乇=133.324帕1帕=7.5006×10-3乇1mba=100pa1mba=0.75mmHg1乇≈7.69mm油柱1pa=1.0×10-2mb如果为了降低管压降，可以适量充入重原子Kr（氪气），使输入功率和光通量均会下降；如果为了提高壁温，可充入较多氖气（Ne）。汞：汞的电离电位和激发电位低、电子激发产生254nm和185紫外线，当其照射到灯管壁面的荧光粉上时，就能够辐射出可见光，（节能荧光灯在无汞的状态下点不亮）汞是荧光灯放电中辐射出紫外线254nm的工作物质，常温下为银白色的液态金属，室温下，蒸汽压很低；高温下，蒸汽压很高，20℃时蒸汽压是0.16pa，100℃时为36.39pa，是20℃的227倍。1-5、镇流器：（电子镇流器和电感镇流器）电子镇流器和电感镇流器比有一下优点：①能耗低，效率高②光效高，光色柔和③重量轻，无闪烁、无噪声④有异常状态保护功能⑤易启动⑥具有高功率因素节能灯制造工艺流程图：明玻管弯管成型洗管烘干涂粉刷粉擦口烤管封口排气割小头封离老练包装检验入库。第三章节能灯关键工序重点影响质量的介绍节能灯关键工序有：配粉、涂粉、烤管、排气、绷丝电子粉浸涂一、排气对前道节能灯工序零部件要求:1-1、灯丝结构与冷态电阻一致性，不能有灯丝吸潮，并圈、碰壁、歪丝等。1-2、电子粉粉层均匀性、涂层重量一致性。1-3、灯管涂粉粉重一致性。1-4、电子粉不得受潮或中毒，灯管荧光粉涂层不得受潮。1-5、玻管、芯柱、荧光粉、杂气、潮气、排气工艺之初必须排干净，大气烘烤是排气质量的保证，否则，一旦电离放电，杂质气体的活性提高，易于发生化学反应，导致阴极发射电子性能变差，光效降低，寿命缩短。1-6、大气烘温度与时间，加热到300℃、保温10-15分钟可以完全消除。玻管、荧光粉、芯柱表面吸附的H2O、O2、CO、CO2、N2等。1-7、阴极合理的通电范围、分解、激活、辉放。1-8、定量充氩。第四章：节能灯、节能等级、美国能源之星对紧凑型荧光灯的性能要求一、节能等级：1-1：A级标准如下（功率/光通量）。5W≥180Lm、7W≥290Lm、9W≥410Lm、10W≥470Lm、12W≥600Lm、13W≥665Lm、15W≥800Lm、16W≥870Lm、18W≥1010Lm、20W≥1155Lm、22W≥1300Lm、23W≥1370Lm、24W≥1445Lm、26W≥1595Lm、28W≥1750Lm。二、美国能源之星对紧凑型荧光灯的性能要求：2-1：光效要求：1、外露灯＜15W、光效≥45Lm/W≥15W、光效≥60Lm/W。2、罩灯＜15W、光效≥40Lm/W。15-19W、光效≥48Lm/W。20-24W、光效≥50Lm/W。≥25W、光效≥55Lm/W。2-2、流明维持率：在1000h时、10个灯的平均光通量不得不低于初始（100h）光通量的90%、在40%的额定寿命时，10个灯的平均光通量输出不得低于初始（100h）的80%。2-3、启动时间：灯完全启动并保持点亮的时间≤1.0S。2-4、显示指数：Ra≥80.2-5、功效因数：10个灯的平均值应大于0.50。2-6、启动温度：包装必须指明最低的启动温度。2-7、相关色温：如色温不在2700-3000K应在包装上说明。2-8、输入电压和频率：120V、60HZ。2-9、灯的额定平均寿命应小于6000h。2-10、工作频率不小于40KHZ。2-11、快速开关试验：5min开、5min关、每开关1次相当于2h额定寿命，6个灯中必须有5个灯满足或超过最小开关次数。2-12、按100h初始光通量与白炽灯等效瓦数。2-13、数据来自GB19044-2003普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级标准功率围/W初始光效/（Im/W）能效等级（色调：RR，RZ）能效等级（色调：RL，RB，RN，RD）1231235～85446365850409～1462544466584815～2469615173655525～607567