LED灯光通量和照度黄迎春（2017年2月8日）一、光通量、光照度1、光通量简单说就是单位时间内可见光的数量，可以用仪器进行测量，单位是流明（用英文符号lm 表示）。
不同波长的光，人眼能感受到的强弱各不相同，因为人眼对亮度的敏感程度与颜色有关，这里不详述。
下面以日光色（色温6500K）的可见光为例说明光通量。
2、光照度光照度简称照度（用英文符号Εv表示），是投射在单位面积上的光通量，即流明/平方米（lm/m2），单位是勒克斯（用英文符号lx表示）。
什么光强度、亮度等专业术语对于普通人来说可以简单理解为就是照度。
光通量越大、同一面积内的照度就越大、亮度越高。
3、色温色温与温度和颜色都有关，颜色偏红、偏黄色温低，颜色偏白、偏蓝色温高。
色温：以绝对温度（K=℃+273.15）K来表示，将一黑体加热，温度升到一定程度，黑体的颜色逐渐由深红→浅红→橙红→黄→黄白→白→蓝白→蓝变化。
当某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。
如：当黑体加热呈现深红时温度约为550℃，即色温为823K。
打铁的人可以根据铁块的颜色差异判断铁块的温度，600度的时候铁是呈暗红色；800度的时候铁是呈橙红色；900度以上的时候铁是呈橙黄色至亮黄色。
炼钢的人可以根据钢水的颜色判断钢炉中温度，打戒指融化黄金的火焰喷射器，火焰偏红、温度相对低，火焰偏白温度相对高，火焰偏蓝温度更高。
早晨的红太阳色温在3000K以下，夏日艳阳高照色温大约6500K，蔚蓝的天空色温在16000K以上，人眼最敏感的色温是6500K左右，见下图：色温就是色调。
4、显色指数光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色的逼真程度，用显色指数ra表示。
如很多马路上安装的高压钠灯，灯光呈黄色，如果穿蓝色衣服，在橘黄色的路灯下，蓝色就不明显，说明钠灯的显色性不好，高压钠灯色温1800K左右，显色指数20-30。
国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100。
各类光源的显色指数各不相同，如白炽灯97、日光色荧光灯80-94、白色荧光灯75-85、暖白色荧光灯80-90、卤钨灯95-99、高压汞灯22-51、金属卤化物灯60-65、钠铊铟灯60-65、镝灯85以上。
二、发光效率1、发光效率国标（GB/T 10682-2010）《双端荧光灯性能要求》4.11中：“灯发出的光通量除以其消耗的电功率”，简称光效，单位为流明/瓦特，用英文符号lm/w表示。
2、白炽灯的发光效率白炽灯的发光效率在10~15lm/w左右。
3、三基色稀土荧光灯的发光效率市面上T8荧光灯管的发光效率一般在60~70lm/w左右。
理论上的光电转换效率是683lm/w。
荧光灯目前执行的国家标准有（GB/T 10682-2010）《双端荧光灯性能要求》、（GB 19043-2013）《普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级》等。
，也就是说按国标中初始光效和功率计算得出的最低初始光通量不是生产厂标定的最大光通量，详见后页“4、荧光灯的寿命说明④”。
说明：①、工频电源带启辉器和电感式整流器的传统荧光灯是灯具工作在220V电压下，灯丝上的交流电频率是50Hz。
专门针对电子整流器生产的节能型稀土荧光灯，其光通量和效率略有提高。
②除了荧光粉为三基色稀土荧光灯外，早期还有荧光粉为卤磷酸钙的荧光灯，这里不讨论卤磷酸钙荧光灯。
4、荧光灯的寿命国标（GB/T 10682-2010）《双端荧光灯性能要求》5.7中规定了荧光灯的额定寿命和光衰要求，额定寿命见GB/T 10682-2010中的表3，光衰要求：点燃2000小时和点燃70%工作寿命时的光通量不低于初始光通量的70%~90%，下表是国标GB/T 10682-2010表3中工频电源带启辉说明：①T8系列稀土荧光灯常用的额功率灯管为18W、30w、36W。
②GB/T 10682-2010附录C的测试条件：测试电压220Vac/50Hz±2%，每点燃2小时45分钟后关闭15分钟，关闭时间不计入寿命，点燃灯的环境温度15℃-50℃。
③生产厂的出厂参数中，T8系列稀土荧光灯最大光通量的环境温度一般是25℃、T5系列荧光灯最大光通量的环境温度一般是35℃，T5系列荧光灯属于比T8更高效的荧光灯。
如某郎公司的产品参数可以看到T5系列荧光灯在25℃环境下比35℃环境下工作时的光通量减小了10-15%。
在国标GB/T 10682-20104中5.6.a中也有提示。
由此可见稀土荧光灯管工作时的环境温度如果不在产品规定的温度下使用，发光效率会有所降低。
④荧光灯的工作环境温度（GBT 10682-2010）《双端荧光灯性能要求》“施加92%-106%额定电源电压，在10℃-50℃环境温度下点燃时，可以顺利地启动和正常地工作”。
但这个范围可能不是最佳工作温度。
⑤荧光灯的典型光衰曲线如下图：国标GB/T 10682-20104中4.6、附录B.1.1、B.4.2检测之前需要点燃老练100小时，老化后即对应上图B点位置。
从上图中可以看出，新灯管在前100小时，光衰最快。
⑥荧光灯的显色指数1页）：4、LED灯珠的发光效率在70-150lm/w左右，质量差的LED灯珠发光效率100lm/w以下，目前外形与稀土荧光灯相同的整只LED灯管的有效发光效率在100lm/w以上。
5、光通量的利用率①为什么用照度衡量环境亮不亮？光普遍呈散射状，人眼观察物体是通过光的反射来识别物体，不是只看发光灯具亮不亮，所以环境亮度与环境有关、与灯具的功率和发光效率有关、与光源的种类有关。
为了比较准确描述灯具的发光量所以用照度来衡量。
②不同灯具的光通量利用率各不相同用LED直管灯和稀土荧光直管灯为例，荧光灯是360℃发光，反方向朝上发出的光经过反射后利用率有所下降，所以荧光灯通常采用反射率较高的白色底座，尽可能把光反射到地面，另外还因灯具反射罩、玻璃壳透光率不同反射后总的效率大约只有60%~70%。
某郎公司的T8系列三基色普通直管荧光灯总的光通量为1050lm/18w、1900lm/30w、2500lm/36w、通过反射和玻璃外壳的过滤后有效光通量下降到了630~735lm/18w、1140~1330/30w、1500~1750lm/36w。
LED直管灯则是120~170度发光，大部分光能照射在地面成为有效光。
举例：LED直管灯的灯珠光效130lm/w，灯珠功率共16.5w，总的光通量可以达到2145lm，整流电源的效率90%（损耗约10%），加上整流电源的功率后灯具总功率即为18w左右；灯珠点亮后相互交叉会有发光效率的损耗，这个损耗和所用铝基板的油墨反光效果有很大关系，一般会有10%左右的损耗，发光效率降低到约90%；外面再加罩子，透明罩的透光率通常是94%（乳白罩子的透光率是75%到85%），因此以18w的LED灯总的光通量可以达到130*16.5*90%*94%=1800lm，整只圆形LED灯管灯光效100lm/w（18w*直径26mm*长1200mm）。
6、LED灯代替荧光灯从上面的参数可以看出18wLED直管灯代替36w三基色直管荧光灯不是光通量的完全代替，而是有效光通量的代替，所以LED灯只需要荧光灯大约一半的功率就可以了。
随着技术的进步，LED灯珠的发光效率不断提升，有的已经做到了150lm/w，所以市面上替代36w直管荧光灯的LED直管灯功率有14w、15w、16w、17w、18w。
三、荧光灯的使用及危害1、荧光灯中汞的危害根据国家电光源质量监督检验中心（北京）刘姝在2012年的研究报告：“一只节能灯含汞量约1-5毫克（mg），一只水银温度计含汞约1mg，3mg金属汞如果全部挥发，可污染的空气体积为300m3，即3米高的房间面积100平米。
固态汞在常温常压下的饱和蒸汽压较小，挥发性和可能污染的空气体积仅为液态汞的1/5到1/10。
节能灯在未点燃的状态下打碎，并不会大量溢出汞蒸汽，在点燃的状态下打碎，溢出的汞蒸汽会更多。
家庭中偶尔打碎一只荧光灯，应及时开窗通风15-30分钟，不要直接接触碎玻璃，而用沾水的纸巾收集灯管碎片，连纸巾一起放入密封塑料袋中。
只要处理方法合适，并不会对周围环境和人体健康产生危害”。
2、荧光灯含汞量的国家标准还是根据国家电光源质量监督检验中心（北京）刘姝在2012年的研究报告：“目前全国已经有大约80-90%节能灯和大约60-70%的荧光灯使用固态汞。
我国现行有效的荧光灯含汞量限值标准是2008年发布实施的QBT2940-2008《照明电器产品中有毒有害物质的限量要求》，其中规定三基色节能灯含汞量最高值为5mg。
在2011年节能灯国家标准（GBT 17263）《普通照明用自镇流荧光灯性能要求》中，30W以下节能灯含汞量不能超过2.5mg，低汞节能灯含汞量不能超过1.5mg，微汞节能灯含汞量不能超过1.0mg。
在2008年由国家电光源质量监督检验中心完成的我国首次节能灯含汞量普查中，62%的节能灯含汞量不高于5mg。
之后，国家高效照明产品推广项目也鼓励使用低汞荧光灯，2012年的推广节能灯产品含汞量已经达到了1.5mg以下。
根据国家电光源质量监督检验中心长期对荧光灯含汞量的检测研究估计，目前我国节能灯平均含汞量应在2-3mg。
由于节能灯管金属汞的固有特性决定了未点亮的节能灯管，在破碎瞬间能够立即挥发出来的汞蒸气不到0.01mg”。
30w以上的荧光灯好像没在上述研究范围阐述。
3、荧光灯紫外线的有危害吗？荧光灯的灯管内，少不了紫外线。
由于荧光粉、管玻璃的吸收，对人体危害大的短波紫外线，全部被吸收。
较长的360nm波长紫外线有部分会溢出，溢出的紫外线在灯管1米以内，就被空气吸收了，所以日光灯照明无紫外线危害的忧虑。
结束。