KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG CD2 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh...
17/04/14 2.1 Tổng quan 2.1.1 Phân loại nguồn sáng BÓNG ĐÈN LED SỢI ĐỐT THƯỜNG 17/04/14 HALOGEN PHÓNG ĐIỆN HUỲNH QUANG CA THỦY NGÂN Na (SOUDIUM) METALHALIDE ỐNG CAO ÁP COMPACT THẤP ÁP 17/04/14 2.1.1 Phân loại nguồn sáng (bố trí kích thước) a Nguồn sáng điểm Khi khoảng cách từ nguồn đến mặt làm việc lớn nhiều so với kích thước nguồn sáng (thường nguồn sáng có kích thước nhỏ 0,2 khoảng cách chiếu sáng coi nguồn sáng điểm) Bóng đèn sợi đốt, compact coi nguồn sáng điểm b Nguồn sáng đường Một nguồn sáng coi nguồn sáng đường chiều dài đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng Có thể coi đèn ống nguồn sáng đường Các băng sáng, bóng đèn bố trí thành dải sáng nguồn sáng đường c Nguồn sáng mặt Các đèn bố trí thành mảng sáng coi nguồn sáng mặt 17/04/14 2.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển phạm vi sử dụng Sợi đốt Halogen 17/04/14 17/04/14 2.2 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN 2.2.1 Điện áp Công suất CẦN PHÂN BIỆT • Điện áp bóng đèn hay đèn • Cơng suất bóng đèn hay đèn 220V/100W 220V/250W 2.2.2 Quang thông F 2.2.3 Hiệu suất phát quang (luminous efficiency) Đánh giá trình biến đổi điện thành quang năng; Hiệu suất phát quang cao, chứng tỏ đèn TKĐN 17/04/14 Hiệu suất phát quang số loại đèn 17/04/14 17/04/14 2.2.4 Nhiệt độ màu T (Colour Temperature) 17/04/14 2.2.4 Nhiệt độ màu T (Colour Temperature) 17/04/14 17/04/14 2.2.4 Nhiệt độ màu T (Colour Temperature) 17/04/14 Biểu đồ Kruithof Biểu đồ Kruithof tiêu chuẩn cho lựa chọn nguồn sáng Ta nhận thấy muốn có độ rọi với độ tiện nghi cao nguồn sáng phải có nhiệt độ màu thích hợp 17/04/14 10 17/04/14 2.2.5 Chỉ số truyền đạt màu 17/04/14 11 1.2.5 Chỉ số truyền đạt màu 17/04/14 12 17/04/14 1.2.5 Chỉ số truyền đạt mầu 17/04/14 13 Chọn đèn phù hợp cần dựa vào thông số nào? 14 17/04/14 2.3 ĐÈN SỢI ĐỐT 2.3.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc 17/04/14 15 2.3.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc 17/04/14 16 17/04/14 2.3.2 Đặc điểm đèn sợi đốt: a Ưu điểm: Có số truyền đạt màu cao (CRI ≈ 100%) cho phép sử dụng chiếu sáng chất lượng cao; Nối trực tiếp vào lưới điện, khơng đòi hỏi thiết bị kèm; Dễ dàng điều khiển; Bật sáng tức thời; Giá thành thấp b Nhược điểm: Hiệu lượng thấp, đạt 10-20lm/W; phát nóng; chịu rung động đèn kém; Tuổi thọ thấp, phụ thuộc vào điện áp: trung bình 1000h U tăng 5%Uđm tuổi thọ 500h 17/04/14 17 17/04/14 18 17/04/14 Ảnh hưởng điện áp đến đặc tính đèn • Gọi 0, I0, P0, D0 quang thơng, dòng điện, công suất, tuổi thọ đèn điện áp định mức U0, ta đặt lên đèn điện áp U có quan hệ : /0 = ( U/U0 )3,5 I/I0 = (U/U0 )0,5 (2.1) (2.2) P/P0 = ( U/U0 )1,5 (2.3) D/D0 = ( U0/U)13,5 (2.4) 17/04/14 19 2.3.3 Phạm vi sử dụng: 17/04/14 20 10 17/04/14 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA ĐÈN HQ 17/04/14 37 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA ĐÈN HQ 17/04/14 38 19 17/04/14 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA ĐÈN HQ 17/04/14 39 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA ĐÈN HQ 17/04/14 40 20 17/04/14 17/04/14 41 17/04/14 42 21 17/04/14 2.5 ĐÈN PHÓNG ĐIỆN KHÁC 17/04/14 43 BÓNG PHÓNG ĐIỆN Bầu thủy tinh Ống thạch anh Bức xạ UV Dòng HQ Phóng điện mơi trường khí kim loại 17/04/14 Nguyên tử 44 22 17/04/14 HID HPS 17/04/14 LPS 45 2.5.1 ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP • Phóng điện thủy ngân có áp suất cao từ đến 10 at xạ ánh sáng gồm bốn vạch 400, 430, 540, 560 nm có màu trắng 17/04/14 46 23 17/04/14 2.5.1 ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP • Đèn thuỷ ngân phát triển từ năm 1901 đèn thủy ngân cao áp sử dụng chiếu sáng nhà từ năm 1960, sau cải tiến nhờ sử dụng thêm phốt tạo nên màu trắng deluxe • Hiệu ánh sáng khoảng 50 lm/W, số thể màu thấp Do đặc tính đèn thủy ngân bị xuống cấp nhanh hiệu lượng thấp nên đèn thủy ngân cao áp có xu hướng bị loại bỏ 17/04/14 47 2.5.2 ĐÈN HALOGEN KIM LOẠI (METAL HALIDE) • Nguyên lý phóng điện halogen kim loại Steinmetz mô tả từ năm 1911 công ty General Electric ứng dụng công nghiệp • Nó đèn thủy ngân CA cho thêm vào môi trường thủy ngân muối iốt kim loại Indi, Thali, Natri Vì iốt thuộc nhóm halogen nên đèn có mơi trường gọi đèn halogen kim loại (Metal halide) 17/04/14 48 24 17/04/14 2.5.2 ĐÈN HALOGEN KIM LOẠI (METAL HALIDE) • Các loại đèn có hiệu sáng khoảng 70-100lm/W chế tạo với dải công suất từ 32 đến 2000W nhiệt độ màu 2700-45000K, CRI = 65-80 • Đèn Metal halide thay TNCA chiếu sáng nhà xưởng, sân thể thao, quảng trường, cầu cảng nhằm TKĐN • Nhược điểm đèn giá thành cao, sau thời gian sử 17/04/14 dụng màu bị thay đổi 49 2.5.3 ĐÈN SODIUM CAO ÁP (HPS) • Đèn Sodium áp suất cao xuất năm 1961 thương mại hóa vào năm 1965, sử dụng chiếu sáng trời, chiếu sáng cơng trình cơng nghiệp, văn hóa thể thao nguồn sáng lý tưởng cho chiếu sáng đường giao thơng • Cấu tạo đèn gồm bóng thủy tinh alumin hình van, kích thước tương đối nhỏ, có Natri với áp suất 250 mm Hg, đui xốy, cơng suất từ 35 đến 1000W 17/04/14 50 25 17/04/14 2.5.3 ĐÈN SODIUM CAO ÁP (HPS) • Ở nhiệt độ 10000C áp suất cao Natri xạ phổ sáng trắng có nhiệt độ màu từ 2000 đến 25000K • Hiệu suất sáng đạt 120lm/W số thể màu tương đối kém, CRI=20 Tuổi thọ lý thuyết tới 10.000 17/04/14 51 2.5.4 ĐÈN NATRI ÁP SUẤT THẤP LPS (SODIUM TA) • Được sử dụng từ 1940 chõu õu năm 1970 Mỹ • Ống phát hồ quang (hình chữ U) làm từ thủy tinh chịu nhiệt, chứa Natri lượng nhỏ khí argon neon áp suất ống khoảng 10-3mm Hg, khoảng ống phóng điện ống phía ngồi chân khơng Ánh sáng phát điện tử tác động lên nguyên tử Natri gây hồ quang Nguyên tử Natri trạng thái kích thích chuyển trạng thái phát ánh sáng đơn sác màu vàng, 95% bước sóng 589nm lại 5% phát bước sóng 586nm • Bức xạ đèn Sodium áp suất thấp đơn sắc màu da cam, với bước sóng ảnh đối tượng tiêu tụ võng mạc, đèn Sodim áp suất thấp thích hợp cho việc chiếu sáng hệ thống giao thơng, dễ dàng quan sát đối tượng 17/04/14 52 chuyển động 26 17/04/14 17/04/14 53 17/04/14 54 27 17/04/14 17/04/14 55 17/04/14 56 28 17/04/14 17/04/14 57 17/04/14 58 29 17/04/14 2.5 CÁC NGUỒN SÁNG MỚI • 2.5.1 Đèn sulfur Là loại đèn khơng có điện cực, ánh sáng phát xạ nguyên tử sulphur mơi trường khí Argon bị kích thích vi sóng (được phát minh năm 1990) • Khơng chứa thủy ngân, bền màu, bị già hóa, thời gian khởi động ngắn, xạ hồng ngoại ít, xạ cực tím yếu, hiệu suất cao (khoảng 100 lm/W), sáng phân bố phổ đầy vùng nhìn thấy Đây đèn lý tưởng để chiếu sáng nhà nơi diện tích rộng nhà máy, kho hàng, nhà thi đấu phố bn bán Nó nguồn sáng lý tưởng cho chiếu sáng ngồi trời, cho chiếu sáng kiến trúc • • Đèn Sulphur điều chỉnh quang thơng đến mức 30% cung cấp ánh sáng có nhiệt độ màu đến 6.000 K với CRI = 80 Do khơng có sợi đốt nên loại đèn không thay đổi màu cường độ sáng theo thời gian 17/04/14 59 2.5 CÁC NGUỒN SÁNG MỚI 2.5.2 Đèn LED (Light Emitting Diode) • Phần chủ yếu LED tinh thể bán dẫn InGaN tạo nên chuyển tiếp P-N Khi đặt điện áp nhỏ lên chuyển tiếp tạo nên điện tích di động chạy qua chuyển tiếp biến đổi lượng dư thành ánh sáng • Năng lượng giải phóng tái hợp điện tử lỗ trống gần chuyển tiếp làm phát sinh phôton 17/04/14 60 30 17/04/14 2.5.2 Đèn LED 17/04/14 61 17/04/14 62 31 17/04/14 17/04/14 63 17/04/14 64 32 17/04/14 17/04/14 65 33 ... nguồn sáng điểm) Bóng đèn sợi đốt, compact coi nguồn sáng điểm b Nguồn sáng đường Một nguồn sáng coi nguồn sáng đường chiều dài đáng kể so với khoảng cách chiếu sáng Có thể coi đèn ống nguồn sáng. .. lm/W), sáng phân bố phổ đầy vùng nhìn thấy Đây đèn lý tưởng để chiếu sáng nhà nơi diện tích rộng nhà máy, kho hàng, nhà thi đấu phố bn bán Nó nguồn sáng lý tưởng cho chiếu sáng trời, cho chiếu sáng. .. năm 1961 thương mại hóa vào năm 1965, sử dụng chiếu sáng trời, chiếu sáng cơng trình cơng nghiệp, văn hóa thể thao nguồn sáng lý tưởng cho chiếu sáng đường giao thông • Cấu tạo đèn gồm bóng thủy