光源選擇的整理

十幾年的專業水族魚缸設計、訂製
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gelesy03

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[這篇文章最後由danmhippo在 2009/06/01 09:54am 第 6 次編輯]

[河馬: 整理文章時發現這篇舊文, 但是裡面的資訊仍十分有用, 故在此設為精華]
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---前提----
本來是自己本身就有整理資訊的習慣,想說看到什麼有用的就整理整理搞不好拖朋友下海的時候會上用,而且也可以增加小新手的知識,結果不知不覺..就整理到凌晨了,自己整理的也不知道是不是合用,PO上來讓大大們批評一下,才知道錯的地方。
感謝das大大的增修∼
---主文---
燈光簡介:
一般燈光有幾種分辨方式,可以從下面幾項去選擇
1.光譜:簡單來說就是可見光的顏色,可見光是由七種顏色所組成的(小學應該玩過稜鏡吧),也就是照明的燈光中各單色波段的含量,每種光源都可以依其波長組成而在光譜圖上顯示出其光譜能量分佈圖(Power Spectrum Distribution) 。
2.光度:光度就是光的強度,簡單而言種類相同者W數越高光度越強。
3.色溫:形容亮度或光色,色溫越高亮度越高,舉例說明,黃昏色溫約3000K,晴天約8000K,以發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。
4.演色性:形容人工照明下接近自然原色的程度,Ra越高演色性越好。

常用燈具介紹:
HQI:複金屬燈,是HID的一種。
原理:
在發光管內的電極間施加電壓,在起動用氣體(氬氣及氙氣)內開始放電,此時產生放電弧光高溫約數千度,添加物(金屬)蒸發而產生氣體,蒸發的氣體與添加物原子內之電子相互碰撞,添加物的固有波長內會被激發而發光,例如水銀會發出青色的光,鈉會發出橘色的光,鉈會發出綠色的光。總之發光管內封入添加物的種類,依其添加物組合之成份,決定光燈泡之發光、演色性及效率等特性。
主要之燈泡添加物如下所述:
1.水銀燈 封入水銀燈及氬氣靠水銀發光,而產生青白色的光。
2.高壓鈉光燈 封入鈉、水銀及氙氣,鈉所生的光為橘色複金屬燈。
3.複金屬燈 封入鈉(橘色)、鉈(綠色)、錮(青色)鈧(白色)等金屬鹵化物及水銀和氙氣,由封入金屬發出的混合光,而得到白色光,由封入之金屬組合變化,可發出3000~6000K的光及更好演色性,更佳的效率。
發光管:發光管使用石英玻璃管(水銀燈具複金屬燈)及氧化鋁陶瓷管(高壓鈉光燈),內部有一對鎢電極,發光管內在抽成高真空後,封入氪氣、氙氣等發光用金屬物質。
外管:一般的外管使用硬質玻璃殼,內部抽成高真空後,封入氮氣等惰性氣體,尚有玻殼內部塗有白色之擴散膜(螢光體),將發光管放射的光擴散及防止刺眼。
外管主要功用如下:
1. 發光管的保護。
2. 發光管的保溫。
3. 防止導線氧化。
4. 隔絕紫外線。
特性:
1.光譜:選擇性多,只要選不同添加物的燈管。
2.色溫:色溫5000K-20000K??
3.光度:極強
4.演色性:高,大多數Ra>90,但也有70以下的品項。
其他:
1.高熱
2.耗電量大
3.啟動電壓極高請一定要做好電器安全措施
4.光源為點光源,距離太遠會照射不足,需要增加燈的數目
5.昂貴…
FL、PL、T5、T6、T8…:螢光燈管
原理:
螢光燈管是由低壓水銀蒸氣和氬氣、氪氣等低壓惰性氣體的混合氣體中放電激發產生紫外線,燈管內管壁塗佈螢光物質受到紫外線刺激而 產生可視光。螢光物質將眼睛看不見的紫外線轉換成可視光,所以螢光物質是波長的轉換器。
最初給予電極預熱電流,電極產生高溫,兩電極間加高電壓即產生放 電現象(即在氣體中有電流流動),一旦產生了放電,電極受到加熱, 因而產生電子的相互碰撞產生高溫,因放電而使水銀受激發產生了更高的蒸氣壓,電流再增加,所以燈管與安定器配合在一起,維持著平衡狀態,安定器設計在最佳的放電狀態。
此外放電時電極快速放射出來的熱電子與水銀原子產生碰撞,熱電子 與水銀原子間的能量轉換,此一結果,產生以水銀原子為主之253.7nm 的紫外線被放射出來,253.7nm的紫外線再碰撞螢光體,再由紫外線 轉換成可視光。
燈管構造:
玻管:玻管材質使用鈉玻璃材質(軟質玻璃)心柱使用鉛玻璃。形狀有直管形(T型)、環形(C型)、U形、2D形及二或四支平行等精緻型燈管。
燈頭:燈頭主要分為單頭(細管形使用 Fa等)、雙頭(一般標準形使用G13) 凹形雙接頭(R17)及四針型(環形燈管使用G10q)。
電極:螢光燈管兩端的電極,一般是由鎢絲繞成雙重繞燈絲或三重繞,在燈絲之表面塗上放射電子之鋇、鍶、鈣等氧化物,在點燈時一起被慢慢蒸發,這些放射物質的維持及消耗速度,對壽命有很大之影響。
螢光體:螢光燈管所產生的顏色,是由燈管內面所塗佈之螢光體之化學成份所 決定,基本上是由紅色、綠色、藍色等三種螢光體之組成,可得各種不同之光色。一般最常使用為晝光色及白色,而現在則有更明亮及演色性更好的三波長螢光體。
充填氣體:燈管內主要依賴水銀原子的離子,產生兩電極間的氣體放電,管內除水銀蒸氣與少量液態水銀,亦填充惰性氣體或低壓混合氣體,可幫助燈管的起動。
FL:螢光燈管
T8:一般長形日光燈管的規格,直徑約24mm。
T6:T8、T9的節能強化版,環保原料,加強壽命光度效率及色譜多為三波長,規格通用只需加電子安定器。
T5:較新規格的細燈管,環保原料,具有T6特性再稍微強化。
T9、T10、T12、T55:各種不同規格的日光燈= =
PL:雙管型小型日光燈。
BB:四管型小型日光燈。
3U燈管、螺旋燈:迷你型日光燈泡。
特性:
1.光譜:選擇性高,除了一般日光燈還有專用特殊光譜的燈管。
2.色溫:色溫2600K-7000K
3.光度:中
4.演色性:中,大多數Ra介於60-80之間
其他:
1.便宜又省電!!
2.到處都買的到,零件容易找,規格也很制式。
3.新型的三波長演色性較高,約85
4.請大大補充…
T5:為新世代的環保燈管, 由歐洲二大光源廠 PHILIPS 和 OSRAM 聯合推出, 再加上美國 GE 背書, 現己成為歐洲市場的主流燈管. T5燈管不僅發光效率佳, 高達每瓦96流明以上, 甚至某些燈管可以高達104流明. T5燈管可分為二大類別, 高效率型 (High Efficiency, 縮稱 HE) 及高輸出型 (High Output, 簡稱 HO)
特性:
1.光譜:選擇性高,有各種專用光譜的燈管。
2.色溫:色溫2800K-8000K(也有到20000K較少見)
3.光度:強
4.演色性:高,大多數Ra介於80-90之間
其他:
1.簡單來說,就是又被強化的日光燈@@
2.光度較強,演色較好,有需要稍強光源的好選擇。
3.專用燈管價格稍高。
鹵素燈
原理:
從燈絲蒸發出來的鎢原子和鹵素氣體產生反應合成鎢的鹵化物,這個鎢的鹵化物,在250℃以上,1400℃以下,能把該狀態維持著。因此, 波管溫度在250℃以上的話,鎢原子不會附著於管壁上,所以管壁不會產生黑化。鎢的鹵化物由於熱流會被帶回到燈絲附近,因燈絲的高溫,鎢的鹵化物將被分解,使鎢的原子沈澱附著於燈絲,而呈自由狀態的鹵素原子將進行再一次的反應,如此反覆地週而復始,形成所謂的鹵素循環(Halogen Cycle)。鹵素在此擔任的角色是種載體,不斷將蒸發的鎢原再送回燈絲。
特性:
1.光譜:選擇性中,偏傳統燈泡的黃色(600mn上下),但也有特殊產品。
2.色溫:色溫3400K-6000K
3.光度:強
4.演色性:高,大多數Ra> 90
其他:
1.接近自然光源,比HID系列便宜的選擇。
2.紫外線高,選購時要注意抗紫外線的說明。
3.耗電率較HID類高
4.因為高溫燃燒發光原理,安裝時燈管表面有外物會大幅影響壽命,包括手上的指紋,安裝好燈泡最好用酒精擦拭過,使用中燈管表面溫度維持250℃以上,千萬不要去碰。
5.波長與色溫特性接近自然光照明,演色性也接近自然原色(所以商品照明很多都是用鹵素燈),但在魚缸中較缺少藍色的較低波長,故需要其他燈管搭配。
6.跟HID一樣是點光源。
一般常有的燈管類型就這樣吧,應該是不會有人想用傳統燈泡...,這些燈除了特性各有不同之外,現代的工業已經都演化出各種專用的燈管,選購的時候注意官方公佈的技術文章,上面都有各種數值,其他就是自由心證的方面了,每個人喜歡看的感覺都不一樣,每種生物適合的光也不一樣,通常都是以接近自然光為主,畢竟缸裡很少只養一種類型的生物,另外海水缸通常會打波長較低的藍紫光,除了美觀也為了模擬水下光線。
資料來自多個地方,其中翠湖水草是很大的參考站,其他像是各燈管公司網站、技術文獻、DIY玩家貢獻都有
 
不錯的資訊
謝謝分享^^
 
好分享 ~
一口氣解決許多魚友對燈的疑問,建議版主將此好文置頂,造福魚友。
 
建議版主將此好文置頂,造福魚友+1
 
站上就是有許多這樣的大大.默默的付出.無私的奉獻.
造福了許多海洋新鮮人.
 
真辛苦^^ 一次解決了很多問題....
謝謝分享!!
 
整理的很好
也很有心
謝謝分享
 
請gelesy大補充一下T5、T6、T8:
T8不開關壽命約8000小時,只剩20%的亮度光衰快。
T6可用T8燈具但要改成電子安定器。T5要專用燈具。
T5、T6燈管不開關燈可用12000∼20000小時,當用了12000時還有60%的亮度。
同樣W數下,T5、T6亮度比T8亮60%。
T5、T6是固態汞,利回收較環保。
燈管多是三波長護眼燈管。
T5有也有2800∼20000K的燈管。
我自己用T5、T6燈;也用水、氣雙冷的冷氣和R401a的新冷氣,還有熱泵熱水器.....夏季可省下1/3以上的電費!
大大寫的很詳細,但我想在綠建築的角度提供一點資料。
 
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