專利名稱：道路照明無極燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無極燈，尤其涉及一種道路照明無極燈。
背景技術(shù)：
道路是人類夜晚生活的一個重要場所，現(xiàn)代道路照明應(yīng)適應(yīng)現(xiàn)代人的需求。道路照明應(yīng)該具有好的可見度，提供司機及行人充分的視覺信息，適合的光分布使人視覺舒適，另外，適當?shù)墓猸h(huán)境還可提高人的注意力。照明專家和人體生理專家均認為，道路照明用光源應(yīng)選用適合人類視覺、節(jié)能、高光效、顯色性好、壽命長、光污染小的光源。目前道路照明用燈大多采用高壓鈉燈、它的特點是明視覺光效高、壽命長達2-2.5萬小時，但它存在一些缺點1、高壓鈉燈發(fā)射光譜不符合道路照明要求.道路照明標準(CIE1995)中推薦，機動車交通照明所提供路面的亮度(維護最小值)在5×10-1-2×100cd/m3，屬中介視覺范圍。晝明夜暗，形成了人類適應(yīng)天然光線的明暗視覺功能，從人眼生理結(jié)構(gòu)分析得知人類眼睛視網(wǎng)膜中央的錐體細胞和邊緣的桿體細胞對光譜靈敏度的反應(yīng)是不同的，人眼在三種不同照明環(huán)境下的視覺函數(shù)曲線，或稱光譜光視效率，如圖2，曲線5為明視覺光視效率，環(huán)境亮度大于10cd/m2的為明視覺范圍，錐體細胞參與明視覺活動，對555nm波長的光感覺最靈敏；環(huán)境亮度小于10-2cd/m2的為暗視覺范圍，桿體細胞參與暗視覺活動，曲線5為暗視覺光視效率，人眼對507nm波長的光感覺最靈敏；介于10cd/m2與10-2cd/m2之間為中介視覺范圍，錐體細胞和桿體細胞共同參與中介視覺活動，人眼的中介視覺敏感區(qū)在507-555nm，曲線7示意中介視覺光視效率。傳統(tǒng)的高壓鈉燈的發(fā)射光譜覆蓋有限波長的范圍，峰值波長在580nm處，不在中介視覺光譜敏感區(qū)，如圖3，曲線8為高壓鈉燈的光譜分布，大部分的光能量分布在中介視覺敏感區(qū)以外，不符合人眼在道路照明環(huán)境中的視覺特性。
2、高壓鈉燈光色差，顯色指數(shù)低。高壓鈉燈發(fā)射光主要集中在580nm左右，色表為黃色。傳統(tǒng)的高壓鈉燈顯色指數(shù)Ra不超過30，光色差，使被照物顏色失真較為嚴重。高壓鈉燈燃點時溫度很高，眩光明顯。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供了一種符合人眼中介視覺光譜敏感的道路照明無極燈。
為了解決上述技術(shù)的問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的道路照明無極燈包括高頻發(fā)生器1、耦合器2、放電燈泡3，耦合器2置于放電燈泡3凹進的內(nèi)管4中，放電燈泡3內(nèi)表面涂敷多基色熒光粉，其能量分布集中在515±10納米、527±10納米、545±10納米等中介視覺敏感區(qū)范圍內(nèi)。
本發(fā)明也可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上所述的放電燈泡3內(nèi)表面涂敷的熒光粉按重量比配方如下30-40％的紅色熒光粉，40-60％的綠藍色熒光粉I，5-15％的綠色熒光粉，5-15％的藍色熒光粉I，其中紅色熒光粉發(fā)出波長峰值為610±10納米的可見光，綠色熒光粉發(fā)出波長峰值為545±10納米的可見光，綠藍色熒光粉I發(fā)出波長峰值為515±10納米的光，藍色熒光粉I發(fā)出波長為480±10納米的可見光。
本發(fā)明也可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上所述的放電燈泡3殼內(nèi)表面涂敷的熒光粉按重量比配方如下35-45％的紅色熒光粉，40-50％的綠藍色熒光粉II，10-20％的綠色熒光粉，5-10％的藍色熒光粉II，其中紅色熒光粉發(fā)出波長峰值為610±10納米的可見光，綠色熒光粉發(fā)出波長峰值為545±10納米的可見光，綠藍色熒光粉II發(fā)出波長峰值為527±10納米的光，藍色熒光粉II發(fā)出波長為450±10納米的可見光。
本發(fā)明也可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上所述的放電燈泡殼內(nèi)表面涂敷的熒光粉按重量比配方如下20-50％的紅色熒光粉，10-30％的綠藍色熒光粉I，10-30％的綠藍色熒光粉II，10-30％的綠色熒光粉，5-25％的藍色熒光粉II，其中紅色熒光粉發(fā)出波長峰值為610±10納米的可見光，綠藍色熒光粉I發(fā)出波長峰值為515±10納米的光，綠藍色熒光粉II峰值為527±10納米的可見光，綠色熒光粉峰值為545±10納米的可見光，藍色熒光粉II發(fā)出波長為450±10納米的光。
本發(fā)明也可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上所述的放電燈內(nèi)管4外表面涂敷的熒光粉按重量比配方如下0-20％的紅色熒光粉，80-100％的綠色熒光粉，其中紅色熒光粉發(fā)出波長峰值為610±10納米的可見光，綠色熒光粉發(fā)出波長峰值為545±10納米的可見光。
本發(fā)明也可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上所述的耦合器2磁性材料按重量比配方為68-72％的Fe2O3，20-24％的Mn3O4，6-10％的ZnO。
本發(fā)明還可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上所述的紅色熒光粉結(jié)構(gòu)式為Y2O3:Eu3+，所述綠色熒光粉結(jié)構(gòu)式為CeMgAl11O19:Tb3+，所述藍色熒光粉I結(jié)構(gòu)式為(Ba，Ca，Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+，所述藍色熒光粉II結(jié)構(gòu)式為BaMgAl10O17:Eu2+，所述綠藍色熒光粉I結(jié)構(gòu)式為BaMgAl10O17:Mn2+，所述綠藍色熒光粉II結(jié)構(gòu)式為Zn2SiO4:Mn。
本發(fā)明也可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上所述的放電燈泡3的外表面敷有不超過2微米的TiO2涂層。
本發(fā)明也可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上所述的耦合器2繞線架采用聚醚醚酮材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是具有光譜分布符合人眼中介視覺光譜敏感度、顯色性好、能耗低、壽命長的特點。


圖1是道路照明無極燈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是人眼在三種不同照明環(huán)境下的光效率或稱光視效率曲線或稱視覺函數(shù)的示意圖。
圖3是高壓鈉燈的發(fā)射光譜示意圖。
圖4是耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是耦合器電感與高頻發(fā)生器扼流圈電感隨溫度變化曲線示意圖。其中11為扼流圈電感隨溫度變化曲線12為耦合器電感隨溫度變化曲線。
圖6是圖1的局部剖面放大圖。
圖7-12是本發(fā)明使用的幾種單色熒光粉的發(fā)射光譜分布曲線示意圖。
圖13-15是本發(fā)明的道路照明用無極燈的發(fā)射光譜分布曲線示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述圖1給出了道路照明用無極燈的外形圖，它包括高頻發(fā)生器1、耦合器2、放電燈泡3；耦合器2置于放電燈泡3凹進的內(nèi)管4中；放電燈泡內(nèi)涂敷多基色熒光粉；高頻發(fā)生器1產(chǎn)生的高頻能量通過耦合器2耦合到放電燈泡3內(nèi)的等離子體中，激發(fā)等離子體和通過熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光，本發(fā)明放電燈泡所發(fā)出的光基本符合人眼在道路照明環(huán)境下中介視覺的光譜特征，確保道路照明良好的視覺效果和舒適性。
圖4是耦合器的結(jié)構(gòu)圖，9為磁性材料，10為繞線架。無極燈作為道路照明，需要穩(wěn)定的工作狀態(tài)，一直以來，磁性材料的損耗高，其溫度系數(shù)與燈的工作溫度不匹配。無極燈作為道路照明，工作溫度高，如繞線架材料變形溫度低，就降低了無極燈工作的可靠性。在磁性材料方面，使用高純度、高活性的粉料，其按重量比配方為Fe2O370％，Mn3O422％，ZnO8％；圖5為耦合器電感與高頻發(fā)生器扼流圈電感隨溫度變化曲線，11為扼流圈電感隨溫度的變化曲線，12為耦合器電感隨溫度的變化曲線，耦合器磁芯為正溫度系數(shù)，實現(xiàn)了與高頻發(fā)生器內(nèi)扼流圈溫度系數(shù)在工作段的互補性，對穩(wěn)定功率、提高可靠性起重要作用。如實施例中所述，耦合器磁性材料為錳鋅材料，其磁性材料使用實測的數(shù)據(jù)如下


如上述實施例中所述進行點燃，功率、溫度參數(shù)如下表

本表說明A、從上午8時至下午3時，每小時取一組數(shù)據(jù)分析功率變化范圍。
B、燈底座溫度沒有超過90℃，保證了燈光輸出在范圍。
C、磁芯工作溫度未超過210℃，居里溫度為≥300℃。在40℃環(huán)境溫度條件下，實測磁芯溫度為235℃，經(jīng)過在50℃高溫環(huán)境試用三個月，燈工作正常，耦合器各部件拆開做試驗均正常。
如實施例中所述，其對穩(wěn)定照明裝置功率的貢獻如圖5所示。
耦合器繞線架材料采用改性的聚醚醚酮，它是一種具有耐溫、自潤滑、易加工和高機械強度等優(yōu)異性能的特種工程塑料，其負載變形溫度高達350℃，連續(xù)使用溫度為300℃，同時耐紫外線輻射，耐高頻場作用。
圖6是圖1的局部剖面圖，是本發(fā)明實施例的氧化鈦涂層的結(jié)構(gòu)，13為玻殼，14為外涂的氧化鈦涂層，15為熒光粉層。一個照明系統(tǒng)所提供的照度，從它被點亮的那一刻起，就開始不斷地下降，除去燈的總光通量輸出減少，以及損壞率之外，塵埃和污垢也是造成照度下降的一個原因，因此，燈和燈具及環(huán)境的清潔是我們必須常做的事情，一般情況下，每年需去污清掃二次以上，增加了照明裝置維護工作量。
無極燈外表面的光觸媒涂層具有0.5-2微米的厚度，采用噴涂或浸涂的方法，較均勻地涂敷于無極燈外表面。將本實施例無極燈放在重污染環(huán)境點燃，三個月后，實施本例者，燈表面污垢少于未實施本例者。
根據(jù)圖2，人眼的中介視覺敏感區(qū)在507-555nm，路燈所提供路面的亮度在5×10-1-2×100cd/m2，處于中介視覺范圍，此時的視覺敏感(波長)區(qū)應(yīng)在507-555nm內(nèi)，因此無極燈的發(fā)射光譜的主要峰值應(yīng)定在該區(qū)域，從而獲得在道路照明環(huán)境下人眼的較高視覺靈敏度，取得比較好的節(jié)能效果。同時，兼顧顯色指數(shù)，在藍光區(qū)和紅光區(qū)，有相應(yīng)的次峰。
圖7-12是本實施例所采用的幾種單色熒光粉的發(fā)射光譜分布曲線示意圖；圖7為紅色粉，圖8為綠色粉，圖9為藍色粉I，圖10為藍色粉II，圖11為藍綠色粉I，圖12為藍綠色粉II。
根據(jù)圖7-12所示的幾種單色熒光粉，配制成的熒光粉，制成無極燈發(fā)射光譜分布圖見圖13-圖15。
圖13所示的本發(fā)明的實施例，主峰在515nm±10nm，并在545nm±10nm有一個次峰，為提高顯色指數(shù)，在藍光區(qū)和紅光區(qū)，有相應(yīng)的次峰。顯色指數(shù)Ra能達到60-80。
圖14所示的本發(fā)明的一個實施例，主峰在545±10nm，并在527±10nm有一個連續(xù)寬峰，527±10nm的可見光波，在道路照明視覺區(qū)域，為最敏感區(qū)，這樣一來，此燈比較附合道路照明環(huán)境下人眼的視覺特性，同樣，為提高顯色指數(shù)，在藍光區(qū)和紅光區(qū)，有相應(yīng)的次峰。顯色指數(shù)Ra能達到75-85。
圖15所示的本發(fā)明的一個實施例，主峰在545±10nm，并在527±10nm、515±10nm有兩個次峰，在中介視覺敏感區(qū)有一個相對連續(xù)的光譜分布，這樣一來，此燈比較適合人眼的視覺特性，同樣，在藍光區(qū)和紅光區(qū)，有相應(yīng)的次峰。顯色指數(shù)Ra能達到75-85。
如上所述，本發(fā)明是通過調(diào)整熒光粉配方來實現(xiàn)的，熒光粉的涂層是通過灌涂或噴涂的方式來實現(xiàn)的，三個實施例的配方如下 上表中，熒光粉A是峰值為610nm±10nm紅色熒光粉，結(jié)構(gòu)式可以為Y2O3:Eu3+，熒光粉B是峰值為545nm±10nm綠色熒光粉，結(jié)構(gòu)式為CeMgAl11O19:Tb3+，熒光粉C是峰值為480nm±10nm述藍色熒光粉I，結(jié)構(gòu)式為(Ba，Ca，Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+，熒光粉D是峰值為450nm±10nm藍色熒光粉II結(jié)構(gòu)式為BaMgAl10O17:Eu2+，熒光粉E是峰值為515nm±10nm綠藍色熒光粉I結(jié)構(gòu)式為BaMgAl10O17:Mn2+，熒光粉F是峰值為527nm±10nm所述綠藍色熒光粉II結(jié)構(gòu)式為Zn2SiO4:Mn。
權(quán)利要求
1.一種道路照明無極燈，包括高頻發(fā)生器(1)、耦合器(2)、放電燈泡(3)，耦合器(2)置于放電燈泡(3)凹進的內(nèi)管(4)中，其特征在于放電燈泡(3)內(nèi)表面涂敷多基色熒光粉，其能量分布集中在515±10納米、527±10納米、545±10納米等中介視覺敏感區(qū)范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路照明無極燈，其特征在于該放電燈泡(3)內(nèi)表面涂敷的熒光粉按重量比配方如下30-40％的紅色熒光粉，40-60％的綠藍色熒光粉I，5-15％的綠色熒光粉，5-15％的藍色熒光粉I，其中紅色熒光粉發(fā)出波長峰值為610±10納米的可見光，綠色熒光粉發(fā)出波長峰值為545±10納米的光，綠藍色熒光粉I發(fā)出波長峰值為515±10納米的光，藍色熒光粉I發(fā)出波長為480±10納米的可見光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路照明無極燈，其特征在于該放電燈泡(3)殼內(nèi)表面涂敷的熒光粉按重量比配方如下35-45％的紅色熒光粉，40-50％的綠藍色熒光粉II，10-20％的綠色熒光粉，5-10％的藍色熒光粉II，其中紅色熒光粉發(fā)出波長峰值為610±10納米的可見光，綠色熒光粉發(fā)出波長峰值為545±10納米的可見光，綠藍色熒光粉II發(fā)出波長峰值為527±10納米的光，藍色熒光粉II發(fā)出波長為450±10納米的可見光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路照明無極燈，其特征在于該放電燈泡(3)殼內(nèi)表面涂敷的熒光粉按重量比配方如下20-50％的紅色熒光粉，10-30％的綠藍色熒光粉I，10-30％的綠藍色熒光粉II，10-30％的綠色熒光粉，5-25％的藍色熒光粉II，其中紅色熒光粉發(fā)出波長峰值為610±10納米的可見光，綠藍色熒光粉I發(fā)出波長峰值為515±10納米的光，綠藍色熒光粉II峰值為527±10納米的可見光，綠色熒光粉峰值為545±10納米的可見光，藍色熒光粉II發(fā)出波長為450±10納米的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路照明無極燈，其特征在于該放電燈內(nèi)管(4)外表面涂敷的熒光粉按重量比配方如下0-20％的紅色熒光粉，80-100％的綠色熒光粉，其中紅色熒光粉發(fā)出波長峰值為610±10納米的可見光，綠色熒光粉發(fā)出波長峰值為545±10納米的可見光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路照明無極燈，其特征在于耦合器(2)磁性材料按重量比配方為68-72％的Fe2O3，20-24％的Mn3O4，6-10％的ZnO。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5所述的道路照明無極燈，其特征在于所述紅色熒光粉結(jié)構(gòu)式為Y2O3:Eu3+，所述綠色熒光粉結(jié)構(gòu)式為CeMgAl11O19:Tb3+，所述藍色熒光粉I結(jié)構(gòu)式為(Ba，Ca，Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+，所述藍色熒光粉II結(jié)構(gòu)式為BaMgAl10O17:Eu2+，所述綠藍色熒光粉I結(jié)構(gòu)式為BaMg Al10O17:Mn2+，所述綠藍色熒光粉II結(jié)構(gòu)式為Zn2SiO4:Mn。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的道路照明無極燈，其特征在于放電燈泡(3)的外表面敷有不超過2微米的TiO2涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的道路照明無極燈，其特征在于耦合器(2)繞線架采用聚醚醚酮材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種道路照明無極燈。屬于無電極放電燈的技術(shù)領(lǐng)域。其用于解決高壓鈉燈發(fā)射光譜不符合人眼中介視覺光譜敏感的道路照明問題。道路照明無極燈包括高頻發(fā)生器1、耦合器2、放電燈泡3，耦合器2置于放電燈泡3凹進的內(nèi)管4中，放電燈泡3內(nèi)表面涂敷多基色熒光粉，其能量分布集中在515±10納米、527±10納米、545±10納米等中介視覺范圍內(nèi)組成。采用這種道路照明無極燈可廣泛地應(yīng)用于公共場所和道路的照明。
文檔編號H01J1/63GK1725435SQ20051001268
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者朱建州, 李春富, 王曉偉, 李征美, 孫秀方 申請人:山西卓克節(jié)能照明科技有限公司