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光學(xué)名詞釋義
照明技術(shù)就如同其它任何技術(shù)和科學(xué)學(xué)科一樣,有其專有之術(shù)語(yǔ)。此些特殊用語(yǔ)及觀念被用來(lái)定義燈及燈具之特性并將測(cè)量單位統(tǒng)一化。以下為一些重要之照明用語(yǔ)。
光及輻射 (Lightand radiation)
光是指人眼可以感知為明亮之電磁輻射,也可以說(shuō)是整個(gè)電磁輻射光譜中人眼可以看見(jiàn)之部份;這部份之波長(zhǎng)分布在360到830nm,只占已知之電磁輻射光譜中之非常微小之部份。
光通量 (Luminousflux,Φ)
單位為:流明 (lumen,lm)
由一光源所發(fā)射并被人眼感知之所有輻射能稱之為光通量。
光強(qiáng)度 (luminousintensity, I )
光源在某一方向立體角內(nèi)之光通量大小。
單位:坎德拉 (candela, cd)
一般而言,光源會(huì)向不同方向以不同之強(qiáng)度放射出其光通量。在特定方向所放出之可見(jiàn)光輻射強(qiáng)度稱為光強(qiáng)度。
照度 (Illuminance, E)
單位:勒克斯 (Lux,lx)
照度是光通量與被照面之比值。1 lux之照度為1lumen之光通量均勻分布在面積為一平方米之區(qū)域。
輝度 (Luminance,L)
單位:坎德拉每平方米 (cd/㎡)
一光源或一被照面之輝度指其單位表面在某一方向上的光強(qiáng)度密度,也可說(shuō)是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。
重要之測(cè)光公式:
I , 光強(qiáng)度[cd]= 立體角內(nèi)之光通量 / 立體角Ω[sr]
E , 照度[lx]= 落在某面積上之光通量[lm]/ 此被照面面積[㎡]
= 光強(qiáng)度[cd] /(距離[m] )2
L , 輝度[cd/㎡]=光強(qiáng)度[cd]/ 所見(jiàn)之被照面面積[㎡]
η發(fā)光效率[lm/W]= 所產(chǎn)生之光通量[lm]/ 消耗電功率[W]
發(fā)光效率 (Luminousefficacy, η)
單位:流明每瓦[lm/W]
代表光源將所消耗之電能轉(zhuǎn)換成光之效率
色溫 ( Co1orTemperature )
單位:優(yōu)良溫度 (Kelvin, K )
一個(gè)光源之色溫被定義為與其具有相同光色之"標(biāo)準(zhǔn)黑體 (blackbody radiator)" 本身之優(yōu)良溫度值,此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對(duì)應(yīng)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)黑體之溫度越高,其輻射出之光線光譜中藍(lán)色成份越多,紅色成份也就相對(duì)的越少。以發(fā)出光色為暖白色之普通白熱燈泡為例,其色溫為2700K,而晝光色日光燈之色溫為6000K。
光色 (Lightcolor)
一個(gè)燈的光色可以簡(jiǎn)單的以色溫來(lái)表示。光色主要可分成三大類:
暖色 :<3300K
中間色:3300 至 5000K
晝光色:>5000K
即使光色相同,燈種間也可能因?yàn)槠浒l(fā)出光線光譜組成不同而有很大的演色性表現(xiàn)差異。
演色性 (Colorrendering )
一般認(rèn)為人造光源應(yīng)讓人眼正確地感知色彩,就如同在太陽(yáng)光下看東西一樣。當(dāng)然這需視應(yīng)用之場(chǎng)合及目
的而有不同之要求程度。此準(zhǔn)據(jù)即是光源之演色特性,稱之為" 平均演色性指數(shù)(general color rendering index,(Ra)"。
平均演色性指數(shù)為對(duì)象在某光源照射下顯示之顏色與其在參照光源照射下之顏色兩者之相對(duì)差異。其數(shù)值之評(píng)定法為分別以參照光源及待測(cè)光源照在DIN 6169所規(guī)定之八個(gè)色樣上逐一作比較并量化其差異性;差異性越小,即代表待測(cè)光源之演色性越好,平均演色性指數(shù)Ra為100之光源可以讓各種顏色呈現(xiàn)出如同被參照光源所照射之顏色。Ra值越低,所呈現(xiàn)之顏色越失真。
燈具效率 (Luminaire efficiency)
燈具效率(又稱燈具光輸出比)是用來(lái)評(píng)估燈具之能源效率的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn),其值是將裝有光源的燈具所發(fā)出之光通量除以所裝光源本身所發(fā)出光通量所得之商值。
不可見(jiàn)光 (Invisible Light)
相對(duì)于可見(jiàn)光,波長(zhǎng)在360到830nm以外的電磁輻射稱為不可見(jiàn)光。波長(zhǎng)小于360nm的電磁波*為一般人了解的是紫外線,其它還有x射線、r射線、宇宙線;大于780nm的電磁輻射則有紅外線及無(wú)線電波等。
光譜 (Spectrum)
光線依波長(zhǎng)大小順序之分布稱為光譜。每種光源都可以依其波長(zhǎng)組成而在光譜圖上顯示出其光譜能量分布圖(Power Spectrum Distribution) 。太陽(yáng)光及白熾燈泡之光譜能量分布為連續(xù)曲線,而一般放電燈為非連續(xù)曲線。
白熾燈泡 (Incandescent lamp)
白熾燈泡為*早成熟的人工電光源,它是利用燈絲通電發(fā)熱發(fā)光的原理發(fā)光。一般而言,白熾燈泡的發(fā)光效率較低,壽命也較短,但使用上較方便。
氣體放電燈 (Gasdischarge lamp)
此類光源之發(fā)光原理為其兩電極間之氣體受電子激發(fā)而發(fā)光。又可分為低壓氣體放電燈,如日光燈及高壓氣體放電燈,如水銀燈、高壓鈉氣燈及復(fù)金屬燈。
發(fā)光二極管 (LED)
發(fā)光二極管為特殊材質(zhì)制成之p-n二極管。在順向偏壓下,電子在接合面流動(dòng)時(shí),會(huì)在再結(jié)合而消滅的過(guò)程中發(fā)光。體積小、發(fā)光效率原不高,但近年來(lái)發(fā)展迅速,適用場(chǎng)合已推廣到交通信號(hào)燈、指示燈,甚至也適用于一些特殊場(chǎng)合之照明用途。
LED使用提示
靜電的基本物理特性為:吸引或排斥,與大地有電位差,會(huì)產(chǎn)生放電電流。這三種特性對(duì)電子元件的影響:
1、靜電吸附灰塵,降低元器件絕緣電阻(縮短壽命)。
2、靜電放電破壞,使元器件受損壞不能工作(安全破壞)。
3、靜電放電或電流產(chǎn)生的熱,使元件器受傷(潛在損傷)。
4、靜電放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)幅度很大(達(dá)幾百伏/米)頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆),對(duì)電子器件造成干擾甚至損壞(電磁干擾)。
如果元器件損壞,則能在生產(chǎn)及品管中被察覺(jué)而排除,影響較小。如是靜電使元器件輕微受損,在正常測(cè)試下不易發(fā)現(xiàn),并會(huì)因過(guò)多層的加工,直至已在使用時(shí)才出現(xiàn),不但檢查不易,還要耗費(fèi)很多人力及財(cái)力才能查出問(wèn)題,而且造成的損失將可能巨大。
目前針對(duì)高亮度LED在使用上存在的*大問(wèn)題是ESD(靜電)的影響。靜電是造成LED材料漏電(IR/ 反向電流)的主要因素,90%的靜電均來(lái)源于作業(yè)中沒(méi)有對(duì)設(shè)備進(jìn)行接地及操作員沒(méi)有配備相應(yīng)的防靜電設(shè)置,LED在漏電后其亮度和顏色不會(huì)即時(shí)表現(xiàn)出不佳現(xiàn)象,但在正常持久工作時(shí)其亮度會(huì)明顯下降或不穩(wěn)定及不亮, 因而在制造作業(yè)中應(yīng)盡可能的在防靜電方面做一些控制。
1.檢驗(yàn):
1.測(cè)試機(jī)臺(tái)需接地(單獨(dú)地線)
2.測(cè)試人員需配備防靜電環(huán)(必須為有線并接單獨(dú)地線)
3.避免材料有劇烈磨擦,如在材料盤(pán)內(nèi)來(lái)回挪動(dòng)材料及在桌面上反復(fù)挪動(dòng)材料均易造成漏電。
2.倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存:
1.儲(chǔ)存條件: Ta 25℃±5℃ HR% 60%以下
2.杜絕12小時(shí)內(nèi)不封口現(xiàn)象。
3. 制造生產(chǎn):
1.生產(chǎn)車間地板布銅網(wǎng)進(jìn)行靜電吸收處理(單獨(dú)地線)。
2.焊接設(shè)備(包括電烙鐵、自動(dòng)焊接機(jī)臺(tái)及測(cè)試機(jī)臺(tái))需接地,操作人員需配備防靜電環(huán)。
關(guān)于靜電
Electro Static Discharge
靜電簡(jiǎn)介
靜電學(xué)是十八世紀(jì)以庫(kù)侖定律為基礎(chǔ)建立起來(lái)的,以研究靜止電荷及磁場(chǎng)作用規(guī)律的學(xué)科,是物理學(xué)中電磁學(xué)的一個(gè)重要組成部分。
靜電工程學(xué)是指從十九世紀(jì)初以現(xiàn)在形成的以靜電學(xué)為基礎(chǔ)而研究靜電危害及其防護(hù)和靜電應(yīng)用技術(shù)的專門(mén)科學(xué)。其主要研究?jī)?nèi)容有靜電應(yīng)用技術(shù)如靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電生物效應(yīng)等以及靜電防護(hù)技術(shù)如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及航天與軍事領(lǐng)域等靜電危害問(wèn)題。
在二十世紀(jì)中期隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展以及高分子材料的迅速推廣應(yīng)用,一方面,一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程的高速化,使得靜電能積累到很高的程度,另一方面,靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用,如輕質(zhì)油品,,固態(tài)電子器件等,工礦企業(yè)部門(mén)受靜電的危害也越來(lái)越突出,靜電危害造成了相當(dāng)嚴(yán)重的后果和損失。它曾造成電子工業(yè)年損失達(dá)上百億美元,這還不包括潛在的損失。二次世界大戰(zhàn)后許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都建立了靜電研究機(jī)構(gòu)。我國(guó)對(duì)靜電的研究有40多年的歷史,取得了許多成果,有一大批各層次的科技人員,盡管如此,還有許多靜電問(wèn)題沒(méi)解決,靜電仍是困擾我們的“幽靈”。
靜電是怎樣產(chǎn)生的
在日常生活中,任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離,即可生產(chǎn)靜電。當(dāng)兩個(gè)不同的物體相互接觸時(shí)就會(huì)使得一個(gè)物體失去一些電荷如電子轉(zhuǎn)移到一個(gè)物體使其帶正電,而另一個(gè)物體得到一些剩余電子的物體而帶負(fù)電。所以物體之間接觸后分離就會(huì)帶上靜電。通常在從一個(gè)物體上剝離一張塑料薄膜時(shí)就是一種典型的“接觸分離”起電。
固體、液體甚至氣體都會(huì)因接觸分離而帶上靜電。為什么氣體也會(huì)產(chǎn)生靜電呢?因?yàn)闅怏w也是由分子、原子組成,當(dāng)空氣流動(dòng)時(shí)分子、原子也會(huì)發(fā)生“接觸分離”而起電。所以在我們周圍環(huán)境以至我們的身上都會(huì)帶有不同程度時(shí)就會(huì)發(fā)生放電。
我們都知道磨擦起電而很少聽(tīng)說(shuō)接觸起電。實(shí)質(zhì)上磨擦起電是一種接觸又分離從而造成正負(fù)電荷不平衡的過(guò)程。磨擦是一個(gè)不斷接觸與分離的過(guò)程。因此磨擦起電實(shí)質(zhì)上是接觸分離起電。在日常生活中,各類物體都會(huì)因移動(dòng)或磨擦而產(chǎn)生靜電,如工作桌面、地板、椅子、衣服、紙張、包裝袋、流動(dòng)空氣等。
另一種常見(jiàn)的起電是感應(yīng)起電,當(dāng)帶電物體接近不帶電物體時(shí)會(huì)在不帶電物體的兩端分別感應(yīng)出正電與負(fù)電。
為何要提高ESD防護(hù)意識(shí)
ESD是ElectroStatic Discharge即“靜電放電”的意思。ESD是二十世紀(jì)中期以來(lái)形成的以研究靜電的產(chǎn)生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應(yīng)如電流熱(火花)效應(yīng)(如靜電引起的著火與爆炸)和電磁效應(yīng)如電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問(wèn)題越來(lái)越重視。
在二十世紀(jì)70年代以前,很多靜電問(wèn)題都是由于人們沒(méi)有ESD意識(shí)而造成的,即使現(xiàn)在也有很多人懷疑ESD會(huì)對(duì)電子產(chǎn)品造成損壞。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)ESD損害發(fā)生在人的感覺(jué)以外,因?yàn)槿梭w對(duì)靜電放電的感知電壓約為3KV,而許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時(shí)就會(huì)損壞,通常電子器件對(duì)被ESD損壞后沒(méi)有明顯的界限,把元件安裝在PCB板上以后再檢測(cè),結(jié)果出現(xiàn)很多問(wèn)題,分析也相當(dāng)困難。特別是潛在損壞,即使用精密儀器也很難測(cè)量出其性能有明顯變化,所以很多電子工程師和設(shè)計(jì)人員都懷疑ESD,但近年實(shí)驗(yàn)證實(shí),這種潛在損壞在一定時(shí)間以后,電子產(chǎn)品的可靠性明顯下降。
電子工業(yè)的靜電是如何產(chǎn)生
靜電是時(shí)時(shí)刻刻到處存在的,但是在二十世紀(jì)40-50年代很少有靜電問(wèn)題,因?yàn)槟菚r(shí)是晶體三級(jí)管和二極管,而所產(chǎn)生的靜電也不如現(xiàn)在普遍存在。在60年代,隨著對(duì)靜電非常敏感的MOS器件的出現(xiàn),靜電問(wèn)題日漸明顯,到70年代靜電問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。80-90年代,隨著集成電路的密度越來(lái)越大,一方面其二氧化硅膜的厚度越來(lái)越?。ㄎ⒚滓患{米),其承受的靜電電壓越赤越低,另一方面,產(chǎn)生和積累靜電的材料如塑料,橡膠等大量使用,使得靜電越來(lái)越普遍存在。
電子工業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生靜電,依各階段的可分為:
1、元件制造過(guò)程:包含制造,切割、接線、檢驗(yàn)到交貨。
2、印刷電路版生產(chǎn)過(guò)程:收貨、驗(yàn)貨、儲(chǔ)存、裝配、插入、焊接、品管、包裝到出貨。
3、設(shè)備制造過(guò)程:電路板驗(yàn)收、驗(yàn)貨、儲(chǔ)存、裝配、品管、出貨。
4、設(shè)備使用過(guò)程:收貨、安裝、試驗(yàn)、使用及保養(yǎng)。
5、 設(shè)備維修過(guò)程:在這整個(gè)過(guò)程中,每一個(gè)階段中的每一個(gè)小步驟,元件都可能遭受靜電損害。電子工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程,所以對(duì)靜電防護(hù)的切性日益重要。
靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害的特點(diǎn)
1、隱蔽性
人體不能直接感知靜電,除非發(fā)生靜電放電,但是發(fā)生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺(jué),這是因?yàn)槿梭w感知的靜電具有隱蔽性。
2、潛在性
有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒(méi)有明顯有下降,但多次累加放電會(huì)給元器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對(duì)器件的損傷具有潛在性。
3、隨機(jī)性
電子元器件什么情況下會(huì)遭受靜電破壞呢?可以這么說(shuō),從一個(gè)元器件產(chǎn)生以后,一直到它損壞以前,所有的過(guò)程都受到靜電的威脅,而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)性。
4、復(fù)雜性
靜電放電損傷的失效分析工作,因電子產(chǎn)品的精、細(xì)、微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢,要求較高的技術(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此,有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷失效當(dāng)作其他失效。這在對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前,常常歸因于早期失效或情況不明的失效,從而不自覺(jué)地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對(duì)電子器件損傷的分析具有復(fù)雜性。
靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害的形式
靜電的基本物理特性為:吸引或排斥,與大地有電位差,會(huì)產(chǎn)生放電電流。這三種特性對(duì)電子元件的影響:
1、靜電吸附灰塵,降低元器件絕緣電阻(縮短壽命)。
2、靜電放電破壞,使元器件受損壞不能工作(安全破壞)。
3、靜電放電或電流產(chǎn)生的熱,使元件器受傷(潛在損傷)。
4、靜電放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)幅度很大(達(dá)幾百伏/米)頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆),對(duì)電子器件造成干擾甚至損壞(電磁干擾)。
如果元器件損壞,則能在生產(chǎn)及品管中被察覺(jué)而排除,影響較小。如是靜電使元器件輕微受損,在正常測(cè)試下不易發(fā)現(xiàn),并會(huì)因過(guò)多層的加工,直至已在使用時(shí)才出現(xiàn),不但檢查不易,還要耗費(fèi)很多人力及財(cái)力才能查出問(wèn)題,而且造成的損失將可能巨大。
LED使用注意事項(xiàng)
LED焊接條件
(1)烙鐵焊接:烙鐵(*高30W)**溫度不超過(guò)260℃;焊接時(shí)間不超過(guò)3秒;焊接位置至少離膠體2毫米。
?。?/span>2)浸焊:浸焊*高溫度260℃;浸焊時(shí)間不超過(guò)5秒;浸焊位置至少離膠體2毫米。
引腳成形方法
?。?/span>1)必需離膠體2毫米才能折彎支架?! ?/span>
?。?/span>2)支架成形必須用夾具或由專業(yè)人員來(lái)完成。
?。?/span>3)支架成形必須在焊接前完成?! ?/span>
?。?/span>4)支架成形需保證引腳和間距與線路板上一致。
LED安裝方法
?。?/span>1)注意各類器件外線的排列,以防極性裝錯(cuò)。器件不可與發(fā)熱元件靠得太近,工作條件不要超過(guò)其規(guī)定的極限。
?。?/span>2)務(wù)必不要在引腳變形的情況下安裝LED?! ?/span>
?。?/span>3)當(dāng)決定在孔中安裝時(shí),計(jì)算好面孔及線路板上孔距的尺寸和公差以免支架受過(guò)度的壓力?! ?/span>
?。?/span>4)安裝LED時(shí),建意用導(dǎo)套定位?! ?/span>
?。?/span>5)在焊接溫度回到正常以前,必須避免使LED受到任何的震動(dòng)或外力。
清洗
當(dāng)用化學(xué)品清洗膠體時(shí)必須特別小心,因?yàn)橛行┗瘜W(xué)品對(duì)膠體表面有損傷并引起褪色如三氯乙烯、丙酮等??捎靡掖疾潦?、浸漬,時(shí)間在常溫下不超過(guò)3分鐘。
工作及儲(chǔ)存溫度
?。?/span>1)LEDLAMPS發(fā)光二極管 Topr-25℃~85℃ 、 Tstg-40℃~100℃ ?。?/span>2)LEDDISPLAYS顯示器 Topr-20℃~70℃ 、 Tstg-20℃~85℃ ?。?/span>3)OUT-DOOR LEDLAMPS 像素管 Topr-20℃~60℃ 、 Tstg-20℃~70℃
常用照明術(shù)語(yǔ)
光通量
流明
Lm
發(fā)光體每秒種所發(fā)出的光量之總和,即光通量
光強(qiáng)
坎德拉
cd
發(fā)光體在特定方向單位立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量
照度
勒克斯
Lm/m2
發(fā)光體照射在被照物體單位面積上的光通量
亮度
坎德拉
每平方米
cd/m2
發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量
光效
每瓦流明
Lm/w
電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力,以發(fā)出的光通量除以耗電量來(lái)表示
平均壽命
小時(shí)
指一批燈泡至百分之五十的數(shù)量損壞時(shí)的小時(shí)數(shù)
經(jīng)濟(jì)壽命
小時(shí)
在同時(shí)考慮燈泡的損壞以及光束輸出衰減的狀況下,其綜合光束輸出減至一特定的小時(shí)數(shù)。
此比例用于室外的光源為百分之七十,用于室內(nèi)的光源如日光燈則為百分之八十。