白炽灯是一种热辐射光源,其基本原理就是热辐射,通过电能加热灯丝,使其达到白炽状态产生可见光的辐射而发光,具有造价低、体积小、光色优良、结构简单以及显色性好等优点。那么,白炽灯可以做标准光源吗?白炽灯就是D65光源吗?本文为大家做了介绍。
白炽灯是用电流直接加热钨丝到高温而发光的,利用热辐射发出可见光的电光源。小瓦数的灯泡发的光偏黄,大瓦数的灯泡发的光基本不偏黄。于1879年由美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生发明。制成碳化纤维(即碳丝)白炽灯以来,经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进,白炽灯的发光效率也相应提高。1959年,美国在白炽灯的基础上发展了体积和光衰极小的卤钨灯。白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡,不同用途和要求的白炽灯,其结构和部件不尽相同。白炽灯的光色和集光性能很好,但是因为光效低,已逐步退出生产和销售环节。
白炽灯的色温一般在2700K左右、日光灯的色温在2700-6400K左右、钠灯的色温在2000K左右,家用白织灯色温在2500-3000。
低色温光源的特征是能量分布中,红辐射相对来说要多些,通常称为"暖光";色温提高后,能量分布中,蓝辐射的比例增加,通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为:标准烛光为1930K(开尔文温度单位);钨丝灯为2760-2900K;荧光灯为3000K;闪光灯为3800K;中午阳光为5600K;电子闪光灯为6000K;蓝天为12000-18000K。
常用的家用光源A光源就是白炽灯。常要求使用该光源进行同色异谱的测试,相对色温2856K,功率35w。
现在研制的三种模拟D65人造光源分别为:带滤光器的高压氙弧灯、带滤光器的白炽灯和荧光灯。它们的相对光谱能量分布与D65有所符合,带滤光器的高压氙弧灯提供了最好的模拟,带滤光器的白炽灯在紫外区的模拟尚不太理想,荧光灯的模拟较差。为了满足精细辨色生产活动的需要,还有采用荧光灯和带滤器的白炽灯组成的混光光源,称为D75光源。
综合来看白炽灯在标准灯箱行业还是有着广泛的应用的,不过随着LED灯管的不断研制,荧光灯和LED灯将会成为市场的主流。
Horizon 卤钨灯(白炽灯) 2300K 95+ 模拟早晨日升、下午日落时之日光,同色异谱测试。
Inca A 卤钨灯(白炽灯) 2856K 95+ 同色异谱测试的典型白炽灯,家庭或商场重点使用的光源。
F--家庭酒店用灯,色温:2700K 功率:40W
A--美式厨窗射灯,色温:2856K 功率:60W
综合来看,对色灯箱白炽灯的色温需要达到标准光源色温,显色性要求90以上。只有配备两种或以上光源的对色灯箱产品才都具备这个功能,比如两个样品在D65光源箱检测,同色;然而在A光原下,颜色就有了差异,这就是同色异谱效应。
标准光源箱中常见的A光源以及F光源,都是通过白炽灯泡模拟的。
A标准光源,INCA灯泡(特殊钨丝灯),为美式橱窗射灯,多为美式灯箱使用,色温为2856K;F灯泡是家庭酒店用灯,比色参考光源,夕阳光,黃光源,落日黃,色温为2700k,多为英式灯箱使用。这两种主要是与其他光源配合使用来鉴别产品是否存在同色异谱现象。
白炽灯一般为A光源,也就是色温2856K的标准光源,给人的感觉是白里带黄。
而D65光源,模拟平均北方天空日光,是以在地球上不同地点对日光进行光谱辐射测量的大量数据为基础,总结出的一组相对光谱功率分布数据。色温6500K,近似平均自然昼光,它是任何地方日出后2h到日落前2h的阳光,以及从多云到晴朗的天空光的平均相对光谱功率分布。
一般来说,现在的标准光源对色灯箱一般都会具备D65光源以及A光源,主要就是为了检测同色异谱效应。白炽灯和D65光源的区别,主要体现在以下两个方面:
1.外观区别
D65是灯管,A光源同白炽灯。
2.光源色温不同
D65的白里微带些蓝,色温6500K;A光源白里带黄,色温2856K。
一般来说,钨丝灯泡寿命为800-2000小时。在标准光源箱中,通常会选用含有卤素的钨丝灯,其寿命可达到2000个小时左右。当然,在实际的工作过程中,白炽灯的寿命周期不仅受限于累积使用时间,还受到开启次数的影响。要延长灯管的使用期,我们可以在对色灯箱的开启次数上下功夫。若某一时段(如一小时内)需要多次使用对色灯箱时,则不要反复关闭和开启。因为灯管启动点亮一次,在其使用寿命的影响上,相当于连续使用一小时左右。当然,如果较长时间不使用,则应关闭对色灯箱电源。
白炽灯就属于热辐射电光源。这类电光源依靠电能把钨丝加热至高温白炽状态而发光。当钨丝的温度达2000℃以上后,就会发出可见光,除了可见光还有红外光和紫外光。当钨丝的温度降低时,可见光减少,红外光增多;当温度升高时,可见光增多,红外光减少。
白炽灯的最大优点是成本低,使用方便,被广泛地应用于各种室内外照明。美中不足的是,在所有的灯中,白炽灯的发光效率最低,所谓发光效率就是灯发射光通量与供给它的电功率的百分比。这是因为钨丝的温度过高,钨会蒸发,挥发的钨原子不能回到钨丝上,所以它的工作温度提不高,发光效率也就不能提高。
卤素灯的灯泡里充以卤素化合物,卤素化合物能使挥发的钨原子重新回到钨丝上,这就是美国人弗里德里奇在 1959年提出的卤钨循环原理。这就从根本上解决了钨蒸发问题,提高了钨丝的温度,从而不仅提高了发光效率,使之能做成大功率的灯,而且还延长了灯的寿命。
综上,可以看出卤素灯要比白炽灯使用寿命要长一些,但其显色效果没有白炽灯高。