防爆手电筒是以发光二极管作为光源的一种新型照明工具,它具有省电、耐用、亮度强等优点。外壳上明显位置铸有防爆标志和防爆证号。 (一)LED发光原理 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光,如图1所示。 假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。 理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即 ????λ≈1240/Eg(mm)
式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光),半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。 (二)LED的特性 1.极限参数的意义 (1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。 (2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。 ?? (3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。? ? (4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。
怎样选购防爆手电筒
1、近距离照明(1米以内,配合周围物体反光) 推荐多LED产品,适合作为营灯、头灯等在近距离书写、修理、进餐等,但是不提倡灯头越多越好,LED的工作电压在3V左右,所以很多手电、头灯都用3AAA电池来推动,20到30个灯头就接近电流负载极限了,再多容易损坏电池,减少照明时间,得到的亮度提升也不明显,个人认为5个以上就够用了,多出来的LED只会增加故障出现的几率。 2、中距离(2米到50米) 大功率LED产品,尤以3W的产品为好,买一个80流明左右的亮度,较低的电池消耗,特别适合夜晚出行。如果用到好的产品,聚光做得好,是可以照得很远的。其使用时间可以用大家在初中掌握的电子知识简单计算,比如用一颗3.6V 2000ma的电池驱动,工作电流为1A左右大致就是3W的功率运行,这样就能有两个小时的使用时间,而实际上,随电压下降电流会明显下降,而亮度降低就没这么明显,这个是LED的一大优点,除非使用驱动电路保持在满功率状态,否则实际使用时间大大长于计算值,以上面的2000ma电池为例,实际使用时间可能大于4个小时。 氙气灯产品,这类产品中高档的产品可能原本是实际用来提供军队、警察使用的,用国家的钱,所以也就不用太多考虑费用的消耗,举个例子来说,美国SUREFIRE 6P,使用两颗CR123A不可充电电池,灯泡调整好后跟灯杯是一体的,只能整体更换,能够提供60流明,一个小时的连续照明,灯泡使用寿命15小时,确实不是一般人能够承受的。 3、远距离,大范围搜索(百米以上) 没有金刚砂莫揽那瓷器活儿,要想照得远,巨大的灯杯是少不了的,同时大功率的灯泡也要求有大灯杯去适应,加上较大的后备电池供给,所以这些超级东东都是口袋里容纳不下的,比较适合搜救队,消防员等使用,个人使用就不是很方便了。 4、要具有国家防爆检测中心颁发的防爆合格证书。