淺析節(jié)能燈光衰現(xiàn)象及其技術(shù)機理

1、淺析節(jié)能燈光衰現(xiàn)象及其技術(shù)機理青島法蘭克，照明節(jié)能，合同能源管理，T5轉(zhuǎn)T8，T5節(jié)能燈，T5熒光燈，LED，4U，6U，8U，U型，螺旋，太陽能，路燈，商業(yè)照明，工業(yè)照明，橋梁照明，城市照明，大功率節(jié)能燈，納米反光板，LED大功率節(jié)能燈，太陽能大功率節(jié)能燈，螺旋大功率節(jié)能燈，U型大功率節(jié)能燈，風能大功率節(jié)能燈，路燈專用大功率節(jié)能燈，商業(yè)照明大功率節(jié)能燈，工業(yè)照明大功率節(jié)能燈，城市照明大功率節(jié)能燈，橋梁照明大功率節(jié)能燈，大功率節(jié)能燈管，

2、淺析熒光燈管光衰現(xiàn)象及技術(shù)機理淺析熒光燈管光衰現(xiàn)象及技術(shù)機理青島法蘭克青島法蘭克(Frank)(Frank)微電子有限公司微電子有限公司青島專用集成電路青島專用集成電路(ASIC)(ASIC)設計工作室設計工作室合同能源管理機制推進事業(yè)部合同能源管理機制推進事業(yè)部高頻光源事業(yè)部高頻光源事業(yè)部高頻光源設計工程師高頻光源設計工程師韓儉榮韓儉榮摘要：要：熒光燈管光衰現(xiàn)象，其產(chǎn)生的技術(shù)機理較為復雜。涉及到電子學、材料學、氣體放電發(fā)光等基本理論，

3、深奧繁繁。本文僅從指導實際應用的角度，淺入淺出。對熒光燈管光衰現(xiàn)象產(chǎn)生的技術(shù)機理進行概括性闡釋。供業(yè)界參考。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：熒光燈管，光衰現(xiàn)象，光通量維持率，氣體電離，紫外線輻射，量子轉(zhuǎn)換一、概述一、概述熒光燈管，屬低壓氣體放電發(fā)光的新型電光源。因具有光效高、節(jié)能、顯色性能高等技術(shù)特點，被制做成U型管、螺旋管、環(huán)型管、細管徑直管等形狀的節(jié)能燈，廣泛地應用于室內(nèi)外環(huán)境照明。但是在實際照明中，熒光燈管的亮度會慢慢地變暗，照明質(zhì)量降低。這種現(xiàn)

4、象實際上就是熒光燈管光衰現(xiàn)象。二、熒光燈管的結(jié)構(gòu)及其放電發(fā)光原理二、熒光燈管的結(jié)構(gòu)及其放電發(fā)光原理為能科學簡要地分析熒光燈管一光衰現(xiàn)象及產(chǎn)生的技術(shù)機理。先討論一下熒光燈管的結(jié)構(gòu)和放電發(fā)光原理。（一）（一）、熒光燈管分類：、熒光燈管分類：熒光燈管按氣體放電性質(zhì)來劃分：有熱陰極弧光放電型和冷陰極輝光放電型兩大類型。應用于照明領域的熒光燈管，都屬于熱陰極弧光放電型熒光燈管。（二）（二）、熒光燈管結(jié)構(gòu)：、熒光燈管結(jié)構(gòu)：熒光燈管有：玻璃管、燈頭、

5、燈管陰極、發(fā)光熒光粉、放電氣體五大部分組成。1、玻璃管：、玻璃管：玻璃管是熒光燈管的主體，也是熒光燈管的外殼。其內(nèi)壁用于涂敷發(fā)光熒光粉。2、燈頭：、燈頭：燈頭主要用于固定支撐燈管陰極，和實現(xiàn)熒光燈管與燈架的電氣連接。3、燈管陰極：、燈管陰極：燈管陰極又有導絲、燈絲、電子粉三部分組成。燈管陰極主要功能，是預熱熒光燈管、發(fā)射電子、促使放電氣體電離，啟輝點燃熒光燈管。4、發(fā)光熒光粉：、發(fā)光熒光粉：發(fā)光熒光粉主要是吸收紫外線，通過量子轉(zhuǎn)換，將紫

6、外線輻射轉(zhuǎn)換為可見光。5、放電氣體：、放電氣體：放電氣體由氪（Kr）、氬（Ar）和汞（Hg）惰性氣體組成。主要用于絲，燒氫定型后，采用電泳法在燈絲上沾敷電子粉。爾后，進行分解、激活，使電子粉三元碳酸鹽，還原產(chǎn)生金屬氧化物：氧化鋇、氧化鍶、氧化鈣。在實際點燃中，熒光燈管中的汞離子和電子。通過交變電場加速賦予能量，交替轟擊燈絲與其金屬氧化物。致使燈絲與其金屬氧化物逸出功函數(shù)變高，產(chǎn)生嚴重的金屬離子濺射與蒸發(fā)。在玻璃管表面和熒光粉晶體顆粒表面

7、，形成黑色金屬涂層。降低熒光粉量子轉(zhuǎn)換效率和玻璃管透光能力，熒光燈管產(chǎn)生光衰。3、發(fā)光熒光粉、發(fā)光熒光粉：從熒光燈管放電發(fā)光原理可知，熒光燈管是靠發(fā)光熒光粉，吸收253.7253.7nm的紫外線輻射能量。通過量子轉(zhuǎn)換，將253.7253.7nm紫外線輻射轉(zhuǎn)換為可見光而發(fā)光的。發(fā)光熒光粉在量子轉(zhuǎn)換中，一是耐受著強烈的汞離子和電子的交替轟擊；二是承受著185185nm短波紫外線能量輻射（與253.7253.7nm的紫外線輻射同時產(chǎn)生）。汞離

8、子和電子交替轟擊，以及185185nm短波紫外線能量輻射。會破壞熒光粉晶體陣列，加大對253.7nm253.7nm的紫外線輻射的反射量，降低對253.7253.7nm的紫外線輻射的吸收能力。大大降低量子轉(zhuǎn)換效率，降低光通量輸出。熒光燈管產(chǎn)生嚴重光衰。（二）（二）、生產(chǎn)工藝技術(shù)的影響機理：、生產(chǎn)工藝技術(shù)的影響機理：生產(chǎn)工藝技術(shù)對熒光燈管光衰現(xiàn)象的影響，主要產(chǎn)生在兩個生產(chǎn)環(huán)節(jié)上。即：燈絲生產(chǎn)過程和熒光燈管生產(chǎn)過程。1、燈絲分解處理和激活處理

9、的影響機理：、燈絲分解處理和激活處理的影響機理：燈絲定型涂電子粉后，需進行分解處理和激活處理。以使其提高耐受汞離子和電子交替轟擊的能力。優(yōu)化逸出功函數(shù)特性，以減少燈絲金屬離子的濺射和蒸發(fā)。一是分解處理；一是分解處理；將定型涂電子粉的燈絲，裝入玻璃管內(nèi)抽真空。待達到一定真空度時，將燈絲通電加熱。使電子粉三元碳酸鹽：碳酸鋇、碳酸鍶、碳酸鈣。進行化學分解出CO2，并將其抽走。使電子粉三元碳酸鹽，生成金屬氧化物：氧化鋇、氧化鍶、氧化鈣。分解處理

10、要求，排氣徹底，真空度高，沒有殘留。二是激活處理；二是激活處理；在分解處理的基礎上，繼續(xù)通電加熱，進一步排氣。在控制的溫度和時間內(nèi)，燈絲達到一定的溫度。三元碳酸鹽生成的金屬氧化物原子被激活，將氧化鋇還原產(chǎn)生金屬鋇。通過上述分解處理和激活處理工藝后，燈絲具有較低的逸出功函數(shù)值，金屬離子濺射與蒸發(fā)量大大減少。如在分解處理和激活處理工藝中，排氣、加熱技術(shù)控制不嚴。真空度和溫度達不到規(guī)定值，將會嚴重影響燈絲的技術(shù)品質(zhì)。2、熒光燈管生產(chǎn)工藝技術(shù)的

11、影響機理：、熒光燈管生產(chǎn)工藝技術(shù)的影響機理：熒光燈管生產(chǎn)主要有：涂粉、排氣與充氣、烤管三個環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)控制的嚴格與否，對熒光燈管的光衰現(xiàn)象影響都很大。（1）、涂氧化物保護膜：、涂氧化物保護膜：熒光燈管涂粉前，先在玻璃管內(nèi)表面上，涂一層透明的氧化物保護膜。這種保護膜工藝，可以阻止玻璃管內(nèi)的鈉離子游離出來，又可以防止汞離子浸入玻璃中。避免熒光粉晶體顆粒表面黑化和玻璃晶體黑化。不采用涂氧化物保護膜工藝的熒光燈管，熒光粉晶體顆粒表面黑化和玻璃

12、晶體黑化嚴重。光通量在很短的時間內(nèi)，就能降低到初始光通量的85％以下。（2）、選用非離子型涂粉粘結(jié)劑：、選用非離子型涂粉粘結(jié)劑：熒光燈管涂粉粘結(jié)劑有兩種：一種是硝化棉加醋酸脂混合液。另一種是非離子型高分子聚合物――聚氧化乙烯。采用硝化棉加醋酸脂混合液，做為涂管粘結(jié)劑。烤管溫度高達800K800K，粘結(jié)劑才能氧化分解。如烤管溫度不夠或時間過短，涂管粘結(jié)劑未能充分徹底分解。有機化合物會在熒光燈管點燃過程中進行分解，在熒光粉表面形成吸光薄膜。