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稀土荧光灯的色容差调整对光通量的影响

2013-11-18  来源:(1.长江大学高职部,湖北荆州434002; 2.沙市大学,湖北荆州434000)  作者:丁有生 汪晖  有3613人阅读

照明用稀土荧光灯具有光效高、显色性好、光色舒适等突出优点,越来越受到人们的青睐。

  照明用稀土荧光灯具有光效高、显色性好、光色舒适等突出优点,越来越受到人们的青睐。其使用的荧光粉是由铕激活的氧化钇(红粉)、铈和铽激活的多铝酸镁(绿粉)和铕激活的多铝钡镁(蓝粉)三种单色粉按不同比例混合而成的,这三种粉的配比变化直接影响荧光灯的光通量、光衰、色温和显色性,特别是对荧光灯的色容差和光通量影响相当大。

  由于三种粉的密度不同(红色5. 18,绿粉4. 22,蓝粉3. 85) ,生产中很容易造成色温差,一旦出现,需通过调节色容差来调整色温差以保证灯的光色,而调节色容差又会使灯的其它参量发生变化,特别是对灯的光通输出影响较为复杂,因此在生产中合理选配三种粉的比例和控制涂敷工艺是非常重要的。

  2 实验情况及结果

  一般而言,红粉、绿粉光衰较小,蓝粉光衰较大,从中也可估计出色坐标漂移量的不同见图1,色品图可知三种粉各自色度坐标点构成三角形决定了稀土三基色粉能够调到的所有色温点。

  实验是在保证光通量达标的前提下,根据单色粉位置调整色容差,减少色温差,采用了国际领先水平的三基色粉进行若干次实验, 实验结果见表1(38W3 500k稀土荧光粉) 。

  图1 色品图

  表1 实验结果对比

  由实验可知, 1 号、2 号光通虽高,但色容差较大,偏出国际标准值( SDCMF 5) 4号色容差小,但光通量较低。色容差大,光通量就高,色容差小,光通量就低。关键是看色点在色坐标中所处的区域,如表1中4号的光通量大于5号的光通量,而4号的色容差小于5号的色容差; 6号的光通量小于7号的光通量,而6号的色容差大于7号的色容差。从颜色测量结果可看出,这几号样品的色坐标点所处的位置区域不同。如果图2中的A区,光通量较高,色容差应控制在该区,在此区域内尽量减小色容差,从而达到减小色温差进而达到时维持高光通量的目的。

  图2 光色测量结果

  3 控制与调整

  一般而言,红粉可提高显色指数(Ra) ,而其密度最大易于沉淀;绿粉可提高光通量,色坐标一般偏中心位置上方,这也是要控制色坐标点在A区的原因之一;蓝粉可提高色温Tc,但加入量较小,因其光衰较大,由此可见并非把色坐标控制在中心位置为最佳。

  理论上讲色坐标点应控制在中心位置(即色容差为零的位置) 。但以此位置计算配出来的粉,在生产过程中,由于工艺方面的问题,做出的灯的色容差均漂移在色圈外上方。如实验1号、2号,原因在于上述单色粉特性不同造成的,红粉密度大,易于沉淀,在涂粉时因玻管是垂直放置,荧光粉由上端流下时,因单色粉的密度、颗粒度、形状不同,流下的速度、行程也不同,在颗粒度、形状差异不大的情况下,往往密度最大的红粉流速最快,密度最小的蓝粉流速最慢,最先干燥,使得灯管上的红粉比例减少,绿蓝粉比例增大,造成比例失调,色温变化,色坐标向上方漂移过多出圈,产生较大的色差。

  通过大量实验得出,在实际投产前,三基色粉的配比使色坐标点控制图2中的B 区较好,并尽量减小色容差,即也增加红粉的比例,来弥补生产过程中损失的红粉,从而使生产出的灯最终漂移进入光通量较高的A区。

  在实际生产中,小样测试的色点坐标在B区,这就必须通过三基色粉的配比来进行调整。如上述实验中由2号调整到4号,由5号调整到7号(38 W /3500 k灯) 。

  1)在目标区B区设目标坐标为( x, y) ,由2号色点( x2 , y2 )调整到目标色点( x, y)

  (1)计算△x = x - x2 , △y = y - y2。

  (2)由日亚公司色坐标漂移幅度算得增加单色粉的比例(以2 500 k为例)见表2。

  表2 色坐标漂移幅度增加单色粉的比例

  添加一定比例的单色粉后移动的坐标为修正值x’、y’、即修正后的x’= - 0. 0050, y’=- 0. 0070

  (3)由修正后的坐标x’, y’可得出最终移向的坐标为x1 = x2 + x’, y1 = y2 + y’。

  2)由色坐标公式g11 △x’2 + 2g12 △x’△y’+ g22 △y’2= ( SDCM) 2

  其中△x’= x0 - x1 , △y’= y0 - y1 , x0 , y0 为标准色坐标, (见表3) 。

  表3 额定颜色特性值

  g11、g12、g22表示由各目标决定的标准颜色的系数(见表4) 。

  表4 色调与标准色系数

  3)计算所得的SDCM在1. 5SDcm~4 SDcm内即可添加由1)中2)所计算得的单色粉比例,即可达到相应的调整。

  4 结语

  综上所述色容差并非调得越小,光通量越高,也非色容差( SDCM)大,光通量大,而是根据各个生产厂家的生产工艺,色坐标漂移趋势来调整色容差和光通量的关系。由实验可知在投产前色容差SDCM一般控制在1. 5~4的图2中的B区内为好。

 

编辑:Cedar

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