HandlerSocket详细介绍（5篇）

第一篇：HandlerSocket详细介绍

HandlerSocket系列目录HandlerSocket系列....................................................4年级下册作文......................................................................一、由来...................................................................................................................................二、架构、特点及其应用场景...............................................................................................HandlerSocket整体架构.................................................................................................. HandlerSocket特点.......................................................................................................... HandlerSocket应用场景..................................................................................................三、性能及其性能优化...........................................................................................................HandlerSocket性能.......................................................................................................... HandlerSocket性能优化...................百合花的作文...............................................................................四、MongoDB、HandlerSocket和MySQL性能测试及其结果分析.....................................测试环境........................................................................................................................... 测试结果........................................................................................................................... 测试分析总结.................................................................................................................五、参考文献.........................................................................................................................一、由来新的技术，几乎都是由需求驱动产生的。在仔细深入研究HandlerSocket之前，我觉得有必要先了解一下它所处的历史背景及其它想解决什么样的问题。我想这应该是最关键的，也是做这方面研究和技术选型时第一个应该关注的要点。先来说一下它的作者Yoshinori Matsunobu，现为DeNA公司的数据库和基础设施架构师，HandlerSocket就是Yoshinori在DeNA公司工作时开发的。DeNA是一家来自日本的社交游戏开发商，目前在日本已经算是数一数二的社交游戏公司，并且在全球展开过一系列的收购，收购了大量的美国游戏厂商，属于一个发展势头非常猛的公司，并且现有用户和活跃度都算挺高的。对于这样一个公司的应用来说，我觉得数据访问方面最关注的应该是这几个要点：海量数据、高并发和热点问题。对于这样的一些典型的互联网应用在发展到一定程度了都会碰到的问题，肯定也是业界都会面临和关注的问题。所以，大家其实可以看到，从年开始有个词开始频繁的出现，它就是“NoSQL”。从年开始，NoSQL逐渐的火热起来，各大互联网公司都有这方面的动作，各种NoSQL产品雨后春笋般的出现。甚至于在年年初时候，如果你关注这方面架构设计方面的人的Twitter，你可以看到很多类似下面这样的言论，比如Tim Yang说的：这年头，如果一个号称有“海量数据”的互联网公司，不做一个自己的Dynamo, 出去都不好意思跟人打招呼（注： Dynamo是 Amazon开发的一个NoSQL产品，Amazon发布了Dynamo的Paper “Dynamo Amazon’s Highly Available Key-value Store“。由于它提出和探讨了Scale Out和Failure Handling等很多NoSQL产品都会面临的问题，使得它与BigTable的Paper差不多并称为NoSQL 研究前必须先通读的个Paper，这两个Paper在网上都可以很容易找到）。当然了，这是一个比较夸张的说法了，但是从侧面也可以反映出，对于具有海量数据和高并发的互联网应用来说，NoSQL是一个不错的选择。在NoSQL出现之前，大部分互联网应用采用的都是MySQL+Memcached的方案。NoSQL，意为”Not Only SQL”，而不是”No SQL”，并不是要来取代关系型数据库的，而是作为关系型数据库的补充，我相信在未来很长时间内，应该是两者共同发展。因为从应用场景来看，两者是互补关系，而不是替代关系。对于NoSQL产品来说，由于具有水平伸缩性、高并发读写性能、高可用等优势，但是同样的，有这些优势也是需要付出代价的，比如绝大部分都是只支持Key-Value 操作、有限制的查询功能、不能使用类似Join等这样的功能、大部分为最终一致性模型、还没有标准化等等，而且由于都刚发布不久，稳定性方面和系统的运维也是应该慎重考虑到的。基于NoSQL产品的这些特点，对于像类似微博、Feed等这样的互联网应用来说，是非常合适的。因为这样的应用一般业务复杂度都不高，不需要复杂的Join查询等功能，可以接受最终一致性等，但是由于需要高并发读写和具有海量的数据，这样的应用最适合使用NoSQL。而对于大部分应用，NoSQL可能暂时或者以后可能都不会支持，特别是对于一些企业信息系统，关系型数据库可能是最好的选择。DeNA和其他互联网应用都遇到的高并发读写、海量数据等的问题，用NoSQL是一个不错的选择。但是由于NoSQL发布的时间都相对比较短暂，稳定性方面还需要慎重考虑，同时运维方面也要有所准备。在做好各种功能测试和性能测试后，最好还是需要有能力能驾驭源代码，在出现问题的时候能更好的定位、排查和解决问题，特别是对于大型的应用来说。这一点可以从之前发生的一些事情得到验证，Digg选择Cassandra，但是后来出现了一些很严重的事故，副总甚至为此引咎辞职。Foursquare选择了Mongodb，但是在前段时间出现了几次宕机。对于新产品来说，在发展的过程中肯定会碰到各种各样的问题，但是会逐步完善和稳定下来，这需要一段时间。如果我们选择在未稳定前使用的话，最好尽量保证有能力来驾驭它们。我相信肯定有一些朋友也在犯愁了，我是需要NoSQL这样的产品，但是我真的承受不起可能由于不稳定带来的一些问题，同时，运维同事们最熟悉的是传统的关系型数据库，比如MySQL、Sql Server、Oracle等，对于这些他们身经百战，但是对于大部分NoSQL产品，则都比较陌生，需要去学习和积累经验，需要比较大的运维成本。其实，有关注过NoSQL的朋友，可能也都看过了类似这样的一些文章：为什么NoSQL比传统关系型数据库性能高？ 这些文章都会大同小异的这样来分析：“由于传统的关系型数据库在处理每个请求的时候，需要做SQL解释、查询优化、解释执行、事务管理、锁管理等等一系列操作，损失了很多性能。但是往往一些对性能要求非常高的应用，比如微博、Feed等，是不需要这些操作的，NoSQL就是由于去掉了这些操作性能上有了很大的提高（当然NoSQL产品在其他方面上也有做了不少优化）”。其实有些朋友可能也想过，比如对于MySQL数据库来说，从整体上来看，是分为两层：SQL层和Storage层。前面说的NoSQL抛弃掉的那些SQL解释等的操作，其实都是在SQL层的，如果把MySQL的SQL层去掉，直接跟Storage交互，性能不就能提高不少？我相信有不少人也这样想过，但是一直都没有人去做这事情。Yoshinori就是做了这样的一件事情，这个产品就是HandlerSocket。通过HandlerSocket直接跟MySQL的Storage层交互，而省去了SQL层的那些操作。Yoshinori之前是Sun/Oracle的MySQL开发和咨询顾问，所以实现这样的一个产品还是相对比较有优势。二、架构、特点及其应用场景前文介绍了为什么会产生HandlerSocket，是什么需求驱动这个产品产生的。本文主要从整体架构上做一些介绍，包括对它的一些主要优缺点和具体的应用场景。HandlerSocket整体架构HandlerSocket设计为MySQL的一个plugin，作为mysqld进程的daemon存在，与Client通过TCP/IP交互，进行CRUD相关的操作。基于此原因，不仅可以通过HandlerSocket操作存储层，还可以通过传统的MySQL的方式来操作。这样就可以实现：简单快速的操作通过HandlerSocket来实现，而对于一些复杂的操作，还是通过传统的MySQL方式来实现。HandlerSocket的结构图如下（图片来自作者Blog）：这里分两条主线来分析上图： .MySQL Client-> MySQL Upper Layer-> Storage Engine Layer 这是传统的使用MySQL的方式，MySQL客户端通过端口与Upper层交互，在Upper层做SQL解析、打开表、查询计划优化、关闭表等操作，然后提交到Storage层。.HandlerSocket Client-> HandlerSocket daemon plugin-> Storage Engine Layer 这是采用HandlerSocket的方式，通过比较MySQL Upper Layer和HandlerSocket daemon plugin，可以明显看出，HandlerSocket减少了很多操作，这正是性能得以提高的最重要的关键点。这里使用的是和两个端口，作为读的端口，不能做写入操作，为写的端口，可以做读取操作，但是不建议使用，因为在端口做读取操作，从性能角度看，比起在端口上差一些。下图更具体的列出了调用关系和结构：注意目前版本的HandlerSocket暂时只支持Innodb，相信后续版本肯定会支持其他的Storage Engine。HandlerSocket特点HandlerSocket相比MySQL及其其他的NoSQL产品，具有一些优势： .由于省去了MySQL的SQL层相关的操作，大大的减少了CPU开销。.采用合并操作的方式，合并多个请求同时执行，减少了CPU开销和降低I/O操作次数。关于这个其他的一些NoSQL产品也有这样的机制，比如Mongodb。.由于基于简单的文本协议，能节省不少网络流量，提高网络吞吐量。大部分的NoSQL产品都有这个优势，不少是兼容Memcached协议，当然更多的是采用专有的协议。.能同时使用传统MySQL和HandlerSocket的方式访问MySQL数据库，互相不冲突。这个优势其实挺突出的，是HandlerSocket 的核心竞争力之一。.支持较大的并发连接，可以通过my.cnf的handlersocket_threads来配置连接数。.还可以继续使用MySQL的Master-Slave、Replication等成熟的机制，系统运维与传统的MySQL运维一致。这也是HandlerSocket相比其他NoSQL产品具有的最大的优势作文我的妈妈。.避免有双重缓存，比如对于Memcached+MySQL的应用来说，在Memcached和MySQL中都存有数据，需要双倍的内存资源，同时也可能会有数据不一致的问题。而采用HandlerSocket则可以避免这样的问题。具体的在接下来的应用场景里介绍。.具有较高的读写性能，在CPU Bound的场景中，读取性能一般是同等环境下MySQL的-.倍。同时写入性能也能达到-倍。具有这些优势的同时，也要看到它目前存在的待改进或者应该注意的问题：.由于采用合并操作的方式，这样做牺牲了响应时间，响应时间相比MySQL来说大一些。.没有安全相关的保证，绝大部分NoSQL产品都有这样的问题。由于采用这样产品的应用的数据一般都不是核心数据，比如不会涉及到账户信息、用户信息等的，所以，安全性方面的暂时应该都不是什么大问题。.在I/O Bound的场景中，性能的提升可能不是很明显。在这种场景下，性能的提升主要依靠的是合并操作，减少I/O操作次数，但是提高的幅度有限。.由于年月份刚发布，目前版本还有部分Bug待修复，比如通过HandlerSocket做Update操作后，没有清除Query Cache，这可能出现数据不一致的情况。.目前只支持.和.的Innodb存储引擎，以后应该会支持其他存储引擎。HandlerSocket应用场景HandlerSocket目前已经在DeNA的生产环境上使用，据作者介绍，运行状态很不错，节省了不少Memcached和MySQL Slave服务器，同时网络传输量也减少了。到目前为止还没有发现什么性能问题，比如响应时间比较长等。纵观目前绝大部分大型互联网应用，基本上采用的都是Memcached+MySQL的方式。这是一种很成熟并且很有效的方式，基本都成了标准方式。由于HandlerSocket在Innodb Buffer Pool命中率很高的情况下性能不会逊色于Memcached，所以在这种情况下，可以采用HandlerSocket+MySQL来替代Memcached+MySQL。这样有以下几个优势：.采用Memcached+MySQL，需要保存两份数据：Memcached和MySQL本身的缓存，需要双倍的内存资源。而HandlerSocket+MySQL的方式，只需要保存一份缓存数据。.采用Memcached+MySQL，需要保持Memcached与MySQL的数据一致性，有时候可能会出现数据不一致的情况，而如果用HandlerSocket+MySQL就没这情况。.采用Memcached+MySQL，还有一个这样的应用都非常小心和特别注意的问题，就是雪崩效应。新应用上线的时候需要先做好各种预热，尽量减少瞬间超级大的I/O压力。前段时间新浪微博出现一次比较严重的故障，据不完全可靠消息证实，就是雪崩效应引起的，当时有部分Memcached服务器出现故障或者失效，导致DB服务器压力瞬间增大，支撑不住。当然了，HandlerSocket应用不是不需要预热，也是需要的，但是在面对这样的问题的时候，它的支撑能力比起MySQL+Memcached的能力强。通过以上说明，可以看出，HandlerSocket特别适用于海量数据、高并发的具有简单业务模型的应用，比如微博、Feed。可以用来替代传统Memcached+MySQL的方式，而且性能上也接近于目前主流的NoSQL产品，所以还是有比较大的优势。但是需要清楚理性的看待这个问题，由于目前还刚发布不久，还远没有Memcached+MySQL成熟，所以，还是需要更多的功能和性能测试，更多地去研究它的源代码，这样才能更加放心的使用。现在的Memcached+MySQL的方式还是很好的方式，我觉得还将会长久下去，HandlerSocket+MySQL的出现，是给大家多了一个选择。三、性能及其性能优化前面主要对HandlerSocket从整体上做一些介绍，本文从性能及其性能优化方面来做一些介绍。HandlerSocket性能HandlerSocket作者测试HandlerSocket在查询情况下QPS为K，Memcached为K，MySQL为K。但是需要注意到它的测试场景，一般的应用是很难有这样的场景的，所以说一般应用是很难达到.倍于MySQL的情况，但是性能的大幅度提高是不容置疑的。作者的测试场景如下：.关闭MySQL的query cache：也就是MySQL的每次操作都需要执行sql解析等那一系列操作。.CPU Bound而非I/O Bound：InnoDB Buffer Pool设置为比较大，命中率接近%。所以，应该更客观的来看待测试数据。对于CPU Bound而非I/O Bound类型的应用，在InnoDB_Buffer_Pool接近%命中率的时候，HandlerSocket可以将查询性能提高.倍。这一点其实不难理解，因为HandlerSocket主要性能优化点在于节省了SQL层的开销，SQL层的开销主要是CPU的开销。而如果对于一个I/O Bound的应用来说，HandlerSocket的查询性能可能就达不到.倍了，可能距离.倍有比较大的差距，所以，对于HandlerSocket的应用来说，应该尽量提高InnoDB_Buffer_Pool的大小，多多益善。我也做过一些基准测试，基本上在插入的情况下，HandlerSocket的性能能达到同等环境的MySQL的-倍，数据量越大时候越明显，特别是达到万以后。在查询情况下，HandlerSocket是同等环境下MySQL的.-倍，这跟作者的测试的.倍有比较大的出入，这也是上面我特别提到的，作者的测试数据是在Innodb_Buffer_Pool足够大并且命中率很高的情况，由于我做基准测试的机器条件有限，没有足够大的Buffer Pool，命中率不是很高，所以，I/O开销不小，这也验证了上面提到的，对于I/O Bound的场景，性能的提升不会特别的明显，所以应该尽量增大InnoDB_Buffer_Pool的大小，尽量接近于数据的大小。而且我在测试的时候，没有关闭Query Cache，所以对于MySQL的测试场景来说，能重用到执行计划和Cache数据等。上面说到了，HandlerSocket具有不少的优点，性能也有很大的提升，但是也需要理性的来看待，有一些需要特别注意的事项，在做决策的时候，应该整体上的考虑，我这里简单的总结一下。.应该尽量达到CPU-Bound场景，而非IO-Bound，这样才能更好的发挥出HandlerSocket的优势。具体做法是增大内存，尽量提高InnoDB_Buffer_Pool大小。.由于采用合并操作，响应时间会有不同程度的增加，应该考虑好是否满足你的应用场景。可以继续关注后续版本优化策略，比如可能有些朋友会想要这样的：读取的时候不是合并操作，但是写入是合并操作，当然这样的情况读取的总体性能会有不同程度降低，不过一切不就是在权衡嘛？还是看具体应用场景。HandlerSocket性能优化前面也提到了，HandlerSocket性能相比传统MySQL有了比较显著的提高，但是要想更好的发挥出它的优势，需要做一些相关的优化。性能优化主要从以下三方面考虑，当然除了这三方面，还有其他一些优化方式，比如优化操作系统，使用Direct IO等，这里说的这三方面是相对比较容易做到并且实现技术成本也不高的方式：.硬件环境前面也提到了，应该尽量提高Innodb Buffer Pool的大小，对应到硬件上，就是要尽量增加内存的大小，最理想的情况下是内存大小与数据大小一样。如果有资源，也可以考虑采用SSD，这有个基于SSD的测试数据（//www.xiexiebang/docs/wiki/benchmarkhandlersocketssdstart），性能还是非常给力的。.客户端优化客户端与服务端基于Socket通信，打开关闭连接、OpenIndex等操作都是比较耗费资源的操作，应该尽量避免频繁的做这些操作。所以，在客户端应该要做连接池，同时应该采用一些更好的通信模型，比如Linux下基于epoll和NIO等。比如，这个Java客户端（//code.google/p/hsj/）这方面就做得不错。.HandlerSocket和Innodb配置 HandlerSocket配置：//读线程的个数，推荐为逻辑CPU个数，比如超线程的应该* handlersocket_threads = //写线程的个数，目前的版本推荐设置为 handlersocket_thread_wr = //读请求的监听端口handlersocket_port = //写请求的监听端口handlersocket_port_wr = Innodb配置：//Innodb Buffer Pool大小，推荐越大越好 innodb_buffer_pool_size //Innodb日志文件大小，根据需求设置，在允许的情况下越大也越好 innodb_log_file_size, innodb_log_files_in_group //mysqld进程可以打开的文件数，推荐为 open_files_limit = //设置为能提高性能，但是相应的也会消耗内存，需要权衡好 innodb_adaptive_hash_index = 四、MongoDB、HandlerSocket和MySQL性能测试及其结果分析 测试环境、测试服务器状况共涉及台测试服务器：压力测试服务器 Web服务器MongoDB服务器 MySQL服务器。机器配置为：CPU：Intel(R)Core(TM) Duo CPUE @ .GHz RAM：G DDR 磁盘：SATA操作系统：Redhat ..压力测试服务器安装Webbench .，通过Webbench来压Web服务器。.Web服务器Nginx .. + PHP ..(php-fpm)，安装有Mongodb和HandlerSocket的php驱动。Mongodb的php驱动为：mongodb-mongo-php-driver-..--gc.tar.gz HandlerSocket的php驱动为：php-handlersocket-...tar.gz 通过Php程序来调用Mongodb和HandlerSocket。.MongoDB服务器 MongoDB版本：...MySQL服务器 MySQL版本：.. HandlerSocket版本：..--gfe MySQL存储引擎：Innodb，调整了innodb的Thread Pool Size为G、测试程序和测试数据提取.为了避免打开连接和Http服务器成为瓶颈，在测试程序里设置为每个请求公用同一个连接，同时设置为每个页面请求执行次数据请求。.测试的数据，包括QPS、CPU、IO等方面的数据，从操作系统提供的命令（如vmstat、iostat等）或者Mongodb、Mysql提供的命令（如mongostat、mysqladmin等）来获取。测试结果 、万条记录 .查询.插入 、万条记录 .查询.插入 、万条记录 .查询.插入 、万条记录 .查询.插入、I/O读写情况从插入情况下的TPS数据可以看出，MySQL、HandlerSocket和Mongodb的数据有比较明显的差别，这主要跟他们的内部实现和测试方式有关系。测试场景下MySQL采用的是单条Insert的方式，所以可以看出QPS数和TPS数是基本一致的，也就是每个Insert操作，都对应有一次I/O写入操作。可以从MySQL数据库本身做一些优化，这次测试没有覆盖到这种场景。HandlerSocket内部采用的是Bulk Insert操作，所以，可以看出QPS数明显大于TPS数，批量的插入操作明显提高了整体性能。Mongodb内部采用合并操作的方式，采用数据先存放到内存中，然后再Flush到磁盘上的方式。所以，从测试数据可以看出，TPS曲线坡度非常大：有时候TPS是零，这时候是还放到内存中，还没有Flush到磁盘上；有时候TPS非常高，同时这时候CPU也非常高，几乎是%，这时候是在做Flush到磁盘的操作。基于此种机制，以后会再做一些更细化的优化和测试，因为这样有可能会存在几种问题：第一，可能会导致某个时间段IO和CPU的压力非常大，甚至达到峰值，这种情况下，服务的整体健康状态将面临着一些挑战。第二，如果服务器重启，可能会出现数据丢失的情况，内存中的数据还没有Flush到磁盘的会丢失。当然这种情况是两面性的，因为采用这种方式，从测试结果也可以看出，整体的写入性能比MySQL和HandlerSocket都高，这是一种取舍，就看具体业务是否可以接受这样的以高性能换取数据可靠性，有些业务可能是可以接受的，比如Feed。、CPU占用情况从查询情况下的CPU数据可以看出，MySQL和Mongodb几乎都接近%，而HandlerSocket由于省去了各种Sql Parser和相关的操作，CPU占用率保持在%-%之间，在一个比较合理的范围内。从插入情况下的CPU数据可以看出，HandlerSocket的CPU占用率还是保持在%-%之间，低于MySQL和Mongodb。MySQL和Mongodb大部分情况保持在%-%之间。、QPS情况从查询情况下的QPS数据可以看出，HandlerSocket和Mongodb的查询性能几乎差不多，都达到万以上，并且随着数据量的增长，性能没有回落，还是保持在万以上。目前只是最大测试到万数据的情况，更高的数值这次测试还没有覆盖到。而MySQL的性能相比之下则差一些，一般在到之间。当然这次没有太多的针对MySQL做优化，只是增大了innodb_thread_pool大小和每次分配的数据块的大小，如果针对MySQL做优化，可能能同时提高HandlerSocket和MySQL的性能。从插入情况下的QPS数据可以看出，Mongodb明显占有比较大的优势，这根之前说的它的实现方式有关。随着数据量的增长，QPS都相应的在减少，这方面，MySQL的幅度最大，数据量到达万以上时，MySQL的插入性能为-，而HandlerSocket能保持在万以上，Mongodb为万以上。五、参考文献洪小军 //www.xiexiebang/inrie第二篇：工作情况详细介绍同志们，根据工作的需要，经镇政府和云岭国土资源中心所精心安排，今天我们在这里召开全镇土地协管员培训工作会议，下面，我并就今后土地协管工作的重要性和需要注意的问题与大家进行沟通交流，并将全镇当前的土地工作中心问题和新出台的相关土地管理政策法规向各位进行通报今天召开的土地管理工作会议非常重要，因为土地管理工作是一件政策性强、涉及面广、牵一发而动全身的工作。国土资源管理的难点、热点在基层，薄弱环节也在基层。基层国土所在国土资源管理中发挥了至关重要的作用。但是基层国土所面对管理幅员面积大、工作人员少、日常事务多等诸多实际情况，对辖区内国土资源管理有时显得力不从心。土地协管员就是国土资源管理的生力军，在国土资源管理中扮演不可或缺的配角。有计划、有步骤地培训协管员，发挥协管员的独特优势，参与国土资源管理、维护社会稳定、预防地质灾害、构建和谐云岭、建设社会主义新农村是一个值得探讨的重要课题。立足基层实际，明确土地协管员的特点在农村，土地协管员有如下特点：一是群众基础好。土地协管员植根于人民群众中，他们都是通过群众大会选举当选的本村干部，得到群众的公认，并且在当地都具有一定的影响力，所作所为深得群众的信任。二是熟悉情况。土地协管员一对村里的情况了如指掌，信息既及时又可靠，亦“官”亦民、寓“官”于民是土地协管员最显著的特点。三是掌握信息及时、可靠。协管员常驻扎在本村，对本村的变化情况及时掌握了第一手资料，并能在较短的时间内向国土所报告准确的信息，为国土所迅速、稳妥地处理土地违法案件赢得时间、赢得主动。四是执行力强。村干部兼职土地协管员，干部的特定身份，促使他们具有强烈的事业心和责任感，悟性高、自律强，服从安排、听从指挥，能深刻领会上级的指示，并能不折不扣地执行土地法律法规。五是工作经验丰富。协管员大都在基层奋斗十几年或几十年，长期从事基层工作，积累了不少的工作经验，在处理土地纠纷、突发性事件时显得技高一筹，控制局面能力强，有利于缩小事态，减少负面影响。立足管理职能，充分发挥协管员的作用 协管员是土地违法早发现、早报告、早制止的“先锋”，是调解土地纠纷、处理地质灾害突发事件和建设社会主义新农村的中坚力量。根据村级国土协管员的工作要求和任务，我们的协管员要做好以下几个方面的工作：一是发挥“宣传器”作用。要充分利用协管员联系广泛和频繁与群众接触的有利条件，发挥言传作用，把国土资源管理方针政策、法律法规传到千家万户，并通过身教，引导群众依法、合理用地，促群众做自觉学法、懂法，做守法、护法的新型农民，积极加入到建设资源节约型、环境友好型社会中，使协管员的“酵母”作用得到最大限度地发挥。二是发挥“维稳器”作用。组织协管员化解因土地而诱发的各种社会矛盾，调解土地纠纷，努力构建平安和谐社会。土地协要努力将土地纠纷及时处理，确保小事不出社、大事不出村，同时切实维护人民群众的根本利益。三是发挥“警报器”作用。地质灾害危及人民的生命安全和财产安全，防治地质灾害任重道远，协管员既是地质灾害点日常观测员、信息员，又是处理突发地质灾害的指挥者，及时组织人、财、物安全撤离，避免损失扩大，并妥善安置灾民，确保人心安定、社会稳定。四是发挥“监视器”作用。协管员都是当地干部，与群众朝夕相处，问题矛盾发现快，信息传递及时，能彻底解决国土所闭目塞听的问题，为国土资源管理由被动变为主动赢得时间，充分发挥其“千里眼、顺风耳”的作用。五是发挥“助力器”作用。积极配合镇国土所的各方面工作，特别是农民宅基地管理和即将开展的、土地卫片执法检查工作。做好本村的今本农田保护监督管理工作。协助国土所查处国土资源违法案件，确保执法必严、违法必究，引导群众推动社会主义新农村建设。着眼长远目标，完善土地协管员管理的长效机制建设一支高效、廉洁、务实、进取的土地协管员队伍，保证国土资源管理工作有条不紊地开展，必须要建立管理长效机制。一是引进竞争机制。竞争才能出战斗力、才能产生动力、才能出成绩。严把聘任关，采用民主推荐、毛遂自荐、业务考核等办法，把有知识、有事业心、政治觉悟高的干部吸收到协管队伍中来，保证协管队伍整体素质高、综合能力强。严把考核关，年初让协管员立下“军令状”，签订目标责任书，基本农田保护责任书，实行量化考核，年终考评，对工作责任心不强、态度不端正、工作落伍的协管员一律解聘，让滥竽充数者无市场，保证协管队伍的纯洁性和富有战斗力，对成绩优秀者，落实奖励政策，调动工作积极性，把争先创优化为具体行动，促进工作良性发展。二是加大教育培训力度。培训工作要体现专题性、经常性、长期性和现实性。重点培训宅基地管理、用地手续办理程序、耕地保护、地质灾害防治、土地卫片巡查，提高了协管员的政策水平、办事能力和服务意识。坚持专题培训与平时培训相结合，每个季度集中一次培训协管员的业务技能和法律知识，让协管及时掌握新业务、了解新政策，国土所要经常与协管员交流，随时掌握学习情况，并通过送国土资源报刊、各级领导讲话材料及法律书籍等方式，帮助协管员自学，提高自学意识和自学能力。每年组织一次法律知识考试，检验协管员的学习情况和业务水平，促使协管员求知上进。同时，组织协管员到土地违法现场，观看如何应付土地违法案件，提高协管员运用法律知识教育违法者和制止国土资源违法行为的能力。三是落实温暖行动。为切实调动协管员参加国土资源管理的积极性，必须坚持以人为本，着力营造关心、体贴、解困的人文环境。组织报告会，表彰先进、给予适当物质奖励，让协管员工作有干头，积极投身土地管理工作；争取上级主管部门和乡政府的支持，提高土地协管员的待遇，让协管员工作有想头，能无怨无悔奋战在国土资源管理这块阵地上。同志们，让我们认真学习土地管理法律法规和文件精神，以保护耕地资源、保障土地发展为己任，以高度负责德的态度，抓好落实、努力开创云岭土地协管工作的新局面，为创建和谐云岭贡献而不懈奋斗。第三篇：详细灯具介绍详细灯具介绍详细灯具介绍.txt爱尔兰,一个不离婚的国家，一个一百年的约定。难过了，不要告诉别人，因为别人不在乎。? 真话假话都要猜，这就是现在的社会。-----------------------Page -----------------------第一章 照明基础知识 第一节基本概念一、常用术语 名称符号 单位 说明光线和辐射 光是电磁波辐射到人的眼睛，经视觉神经转换为光线，即能被肉眼看见的那部 分光谱。这类射线的波长范围在~nm 之间，仅仅是电磁辐射光谱非常小的一部分。光通量Ф流明LM 光源发射并被人的眼睛接受能量的总和即为光通量。光强 I 坎德cd 光的强度，可见光在某一特定方向角内所放射的强度。照度 E 勒克斯Lux 照度是光通量与被照面积之间的比例系数。Lux 即指 Lm 的光通量平均分布在面积 ?的平面上的明亮度。色温 K 开尔文(k)当光源所发出的光的颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时，“黑体”的温度就称为该光源的色温。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成分则越多，而红色的成分则越少。例如白炽灯的光色是暖色，其色温表示为 K,而日光色荧光灯的色温表示方法则是 K。色温以绝对温度K 来表示，色温值越高，表示冷感越强，色温越低暖感越强，越柔 和，通常大部分光源设计集中在K~K 及 K~K 两个色温位置。光色 光色实际上就是色温，大致分为三大类暖色K，由于光线中光谱组成有差别，因此即使光色相同，光的显色性也可能不同。显色性 原则上，人造光线应与自然光线相同，使人肉眼能正确辨别事物的颜色。当然，这 要根据照明的位置和目的而定。光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做“显色 指数”(Ra)灯具效率 灯具效率(也叫光输出系数)是衡量灯具利用能量效率的重要标准，它是灯具输 出的光通量与灯具内光源输出的光通量之间的比例。光源效率光源效率(Lm/W)也就是每一瓦电力所发出的光量，其数值越高表示光源的效率愈高，所以对于使用时间较长的场所，如办公室走廊、走道、隧道等，效率通常是一个重要的考虑 因素。亮度 光源在某一方向上的单位投影面在单位立体角中反射光的数量，称为光源在某一方向 的光亮度，符号为L，L=di/ds 单位为cd/?(坎德拉每平方米)。眩光 视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光。眩光 可以分为视能眩光和不舒适眩光。眩光是影响照明质量的重要因素。功率因素 电路中有用功率与实际功率之间的比值。功率因数低，则电流中的谐波含量越高，对电网产生污染，破坏电网的平衡度，无功损耗增加。平均寿命 也就是额定寿命，是指点亮批量灯完好率为%的小时数。光束角 射灯发射光的空间分布，以中心最强，向四周逐渐减弱到中心光强 %强度的圆锥 角为光束角。三基色 红、绿、蓝(稀土元素在紫外线照射下呈现的三种颜色)。频闪效应 电感式荧光灯随电压电流周期性变化，光通量也周期性的产生强弱变化，使人产 生不舒适的感觉，称为频闪效应。二、光色的应用 名称 说明暖色光 暖色光的色温在 K 以下，暖色光与白炽灯相近，红光成分较多，能给人温暖、健康、舒适的感觉。适用于家庭、住宅、宿舍、宾馆等场所或温度较低的地方。-----------------------Page -----------------------冷白色光 又叫中性色，它的色温在K~K 之间，中性色由于光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉。适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。冷色光 又叫日光色，它的色温在 K 以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力 集中。适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。三、推荐照度范围序号 照度范围(LX)应用场所 -- 室外活动场所及工作场所。如走廊、贮藏室、楼梯间、浴室、咖啡厅、站前广告 等等。-- 流通场所，短途旅程的方向定位。如电梯前室、客房服务室、酒吧柜台、室内 菜场营业厅、值班室、邮电、游艺厅、剧场、进站大厅、问询处、诊室、商场领道区等等 -- 非连续使用的工作场所。办公室、接待室、客房写字台、商店货架、柜台、小卖部、厨房、售票房、排演厅、检票处、手术室、放射室、广播室、总机室、电教室、保 龄球、理发室等等。 -- 简单视觉要求的作业场所。如阅览室、设计室、打字室、橱窗、陈列室、美 容、烹调、体育运动的训练场、玻璃石器金属品的展览厅、保龄球、排球、羽毛球、武术等 的比赛场所等等。-- 中等视觉要求的作业场所。体操网球篮球比赛场、游泳跳水比赛场、绘图室、印刷机房、木材机械加工、一般精细作业、粗加工、机床区、电修车间等等。 -- 较强视觉要求的作业。乒乓球、围棋、象棋、等比赛场、金属加工厂、机电 装配车间的小件装配、精密电修车间、打字室、抛光车间等等。-- 较难视觉作业要求的场所。 -- 特殊视觉要求的作业场所。 以上进行很精密的视觉作业。四、照明产品分类()电光源产品包括新型普通照明灯泡、卤钨灯泡(包括单端、双端、反端式等)、荧光灯(包括直管型、环型、紧凑型、异型等)、高强气体放电灯(包括高压钠灯、金属卤化物灯等)、各类辐射光 源(红外紫外等)、高频无极灯、霓虹灯、各类交通运输及信号灯。()灯具灯饰民用灯具、建筑灯具、工矿灯具、投光照明灯具、室内外灯具灯饰、嵌入式灯具、船用荧灯 照明灯具、船用防暴灯具、道路照明灯具、汽车摩托车飞机照明灯具、特种车辆标志照明灯 具、电影电视舞台照明灯具、防爆灯具、水下照明灯具。()照明电器附件 整流器、电子触发器、电子变压器、电子镇流器、电子调频器、启辉器、灯用电器。五、各国电器电子产品认证标致及说明认证是由第三方经授权的独立的权威机构根据相关的国家或国际法规标准，对生产厂家的产 品或生产体系进行检测与监督，并就通过与否签发检测报告与证书的过程。如果取得认证，也就说明产品质量符合了国家或国际标准。长城标志长城标志又称 CCEE 安全认证标志，为电工产品专用认证标志。中国电工产品认证委员会(CCEE)是国家技术监督局授权，代表中国参加国际电工委员会电工产品安全认证组 织(IECEE)的唯一合法机构，代表国家组织对电工产品实施安全认证(长城标志认证)。-----------------------Page -----------------------，电工产 按照《中华人民共和国标准化法》和《中华人民共和国产品质量认证管理条例》品开展安全认证是以等效转化国际电工委员会(IEC)安全标准的强制性国家标准和行业标 准为依据，按此类标准开展的认证必须进行强制性监督管理，凡未经安全认证的此类产品，不准出厂、销售、进口和使用。PRC 标志PRC 标志为电子元器件专用认证标志，其颜色及其印制必须遵守国务院标准化行政主管 部门，以及中国电子元器件质量认证委员会有关认证标志管理办法的规定。UL 认证标志UL 是美国保险商实验室(Underwrite rs Laboratories Incorporation)的缩写，它是一个 国际认可的安全检验及 UL 标志的授权机构，对机电包括民用电器类产品颁发安全保证标志。一百多年来，一直致力于对有关材料、工具、产品、设备、构造、方法和系统等对生命 财产的危险性进行评估实验。美国安全检测实验室公司提出了为公众所接受的科学测试方法 和要求，它制订了七百多种安全标准，其中部分UL 安全标准被美国政府采纳为国家标准。产品要行销美国市场，UL 认证标志是不可缺少的条件。CE 标志CE 标志是欧洲共同市场安全标志，是一种宣称产品符合欧盟相关指令的标识。使用CE 标志是欧盟成员对销售产品的强制性要求。目前欧盟已颁布 类产品指令，主要有玩具、低压电器、医疗设备、电讯终端(电话类)、自动衡器、电磁兼容、机械等。GS 标志GS 标志是德国安全认证标志，它是德国劳工部授权由特殊的TUV 法人机构实施的一种 在世界各地进行产品销售的欧洲认证标志。GS 标志虽然不是法律强制要求，但是它确实能 在产品发生故障而造成意外事故时，使制造商受到严格的德国(欧洲)产品安全法的约束，所以GS 标志是强有力的市场工具，能增强顾客的信心及购买欲望，通常GS 认证产品销售 单价更高而且更加畅销。欧共体 CE 规定，从 年 月 日起管制“低电压指令(LVD)”。GS 已经包含了“低电压指令(LVD)”的全部要求。所以获得 GS 标志后，TUV 会例外免费颁发该产品 LVD 的 CE 证明(COC)，TUV Rhein land 年后的证书则在GS 证书中包含了LVD 证书。厂商申请GS 标志的同时获得了LVD 证明。瑞士和波兰产品安全认证标志产品范围同 GS 标志。TUV 标志TUV 标志是德国零部件产品型式认证标志，适用于电气零部件，如电源、变压器、调 光器、继电器、插接件、插头、导线等机械产品零部件及运动器材零部件。随着电气电子技 术的发展，家用电器产品日益普及。广播电视、邮电通讯和计算机网络的日益发达，电磁环 境日益复杂和恶化，使得电气电子产品的电磁兼容性问题受到各国政府和生产企业的日益重 视。欧共体政府规定，从 年 月 日起，所有电气电子产品必须通过EM C 认证，加贴CE 标志后才能在欧共体市场上销售。此举在世界上引起广泛反响，各国政府纷纷采取措 施，对电气电子产品的EM C 性能实行强制性管理。国家标准GM 《家用和类似用途电 动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和限值》已于 年 月 日起强制实施，国内的家用电器生产厂家必须尽早行动起来，重视EM C 认证工作，了 解和提高产品EM C 性能，紧随EM C 认证的新形势，以取得市场上的主动地位。JIS 标志JIS 标志是日本标准化组织(JISC)对经指定部门检验合格的电器产品、纺织品颁发的 产品标志。BEB 标志BEB 标志是英国家用电器审核局对电器及电器设备经指定的第三方认证机构确认合格-----------------------Page -----------------------后，颁发的安全质量认证标志。NF 标志NF 标志是法国认证标志，这种标志可单独用于电器及非电器类产品，也可与其他标志 或字母的图案共同使用，主要指安全标准要求和效能特征。CB 标志 CB 检验为全球性相互认证体系，全世界有 个会员。在共同的 IEC 标准下，各验证 单位均相互承认彼此核发之CB 证书及报告，据此，可以迅速地转换他国证书。Nordic 标志Nordic 标志是北欧四国安全认证标志，产品范围同CB 标志。第二节 光源一、常见光源分类、特征及应用 类别 效率(LM)经济寿命(小时)特征 适用范围 白炽灯Incadescent Lamps 普通灯泡Normal incandescent lamps ~ 安装及使用容易、立即启动、成本低、反射灯泡可做聚光投射。住宅的基本照明及装饰性照明、反射灯泡可用于重点照明。反射灯泡Reflector lamps ~ 卤素灯Halogen lamps ~ ~ 体积小、高亮度、光色较白、安装容易、寿命较普通灯泡 长。商业空间的重点照明。日光灯Fluorescent Lamps 普通型日光灯Tubular Lamp ~ ~ 有各种不同光色可供选择、可达到高照度并兼顾经济 性。办公室、商场、住宅及一般公共建筑。PL 灯管 ~ ~ 体积小、寿命长、效率高、省电。局部照明、安全照明、方向指 标照明。SL 省电灯管 ~ 高效率、省电、能直接取代普通白炽灯泡。大部分使用白炽灯泡的场所均可使用。气体放电灯 高压水银灯泡High-pressure mercury lamp ~ ~ 高效率、寿命长、适当的演色性。住宅区的公用照明、运动场、工厂。免用整流器水银灯泡Blended-light self-ballasted light ~ 寿命长、演色性佳、安装容易、效率较白炽灯泡高。可直接取代白炽灯泡用于小型工业场所、公共区域用植栽照射。金属卤化物灯泡Metal halide light ~ ~ 效率高、寿命长、演色性佳。适合彩色电视转播的运动场投光照明、工业照明、道路照明、植栽照射。高压钠气灯泡High-pressure sodium lamp ~ ~ 效率极高、寿命较长、光输出稳定。道路、隧道等公共场所照明、投光照明、工业照明、植栽照射。-----------------------Page -----------------------低压钠气灯泡Low-pressure sodium lamp ~ 效率极高、寿命特长、明视度高、显色性差为单一 光色。要求节约能源及效率而颜色不重要的各种场所。二、主要光源介绍实质上，使用效率最高的光源是低压钠灯，由于它发射单色的黄色光，因此几乎没有显色性 能。与之相对照，白炽灯及卤钨灯有极好的显色性能，但是其发光效率很低。、白炽灯有较宽的工作电压范围，从电池提供的几伏电压到市电电压，价格低廉，不需要附加电路。其主要应用是家庭照明及需要密集的低工作电压灯的地方，如手电筒、控制台照明等。仅有 %的输入能量转化为可见光能，典型的寿命从几十小时到几千小时不等。使用通电的方式加热玻璃泡壳内的灯丝，导致灯丝产生热辐射而发光的光源，灯头是白炽灯 电连接和机械连接部分，按形式和用途主要可分为螺口式灯头，聚焦灯头及特种灯头。在普 通白炽灯中，最常用的螺口式灯头为 E、E;最常用的插口灯头为 B、B。常用于 住宅基本照明及装饰照明，具有安装容易，立即启动，成本低廉等优点。主要部件灯丝、支架、泡壳、填充气体、灯架。、卤钨灯同额定功率相同的无卤素白炽灯相比，卤钨灯的体积要小得多，并允许充入高气压的较重气 体(较昂贵)，这些改变可延长寿命或提高光效。同样，卤钨灯也可直接接电源工作而不需 控制电路。卤钨灯广泛用于机动车照明、投射系统、特种聚光灯、低价泛光照明、舞台及演 播室照明及其他需要在紧凑、方便、性能良好上超过非卤素白炽灯的场合。、荧光灯主导商业和工业照明。通过设计的革新、荧光粉的发展，及电子控制线路的应用，荧光灯的 性能不断提高。带一体化电路的紧凑型荧光灯的引入拓宽了荧光灯的应用，包括家居的应用，这种灯替代白炽灯，将节能%，寿命提高~ 倍。一般情况下，所有气体放电灯都需要 某种形式的控制电路才能工作。荧光灯的性能主要取决于灯管的几何尺寸即长度和直径，填充气体的种类和压器，涂敷荧光 灯粉及制造工艺。现在我们常用的荧光灯主要分以下三类 ?直管灯一般使用的有 T、T、T，常用于办公室，商场、主宅等一般公用建筑，具 有可选光色多，可达到高照度兼顾经济性等优点。“T”表示灯管直径 一个“T”表示 / 英寸 T 管直径 mm T 管直径 mm T 管直径 mm 荧光灯都可调配出K K K K 四种标准“ 白色”。? 高流明单端荧光灯高流明单端荧光灯又称为是为高级商业照明中代替直管荧光灯设计。这种灯管与直管型灯管 相比，主要的优点有结构紧凑、流明维护系数高，还有它这种单端的设计使得灯具中的布线简单的多。?紧凑型荧光灯(CFLS)紧凑型荧光灯又称为节能灯，使用直径 - mm 细管弯曲或拼接成(U 型、H 型、螺旋型等)，缩短了放电的线型长度。它的光效为白炽灯的五倍，寿命约— 小时，常用 于局部照明和紧急照明。一般分为两类 A、带镇流器一体化紧凑型荧光灯这种灯自带镇流器、启辉器等全套控制电路;并装有爱迪生螺旋灯头或插式灯头。可用于使 用普通白炽灯泡的场所，具有体积小，寿命长，效率高，省电节能等优点，可用来取代白炽-----------------------Page -----------------------灯。B、与灯具中电路分离的灯管(PLC)用于专门设计的灯具之中借助与灯具结合成一体的控制电路工作，灯头有两针和四针两种，两针灯头中含有启辉器和射频干扰(RFI)抑制电容，四针无任何电器组件。一般四针PLC 光源使用于高频的电子镇流器中。常用于局部照明和紧急照明。荧光灯控制电路(镇流器)可分为电感式、电子式。电感式镇流器的特点是 功率因素低，有频闪效应，自身重量大，但寿命长，坚固耐用，成本低;电子式镇流器的特 点是功率因素高，无频闪，重量轻。随着技术的发展进步，低成本、长寿命的电子镇流器将 逐步取代传统的电感镇流器。、低压钠灯光效最高，但仅辐射单色黄光，这种灯照明情况下不可能分辨各种颜色的。主要应用是道 路照明，安全照明及类似场合下的室外应用。其光效是荧光灯的 倍，卤钨灯的 倍。与荧光灯相比，低压钠灯放电管是长管形的，通常弯成“U”型，把放电管放在抽成真空的夹层 外玻壳内，其夹层外玻壳上涂有红外反射层以达到节能和提高最大光效的目的。、高强度气体放电灯(HID)这类灯都是高气压放电灯，特点是都有短的高亮度的弧形放电管，通常放电管外面有某种形 状的玻璃或石英外壳，外壳是透明或磨砂的，或涂一层荧光粉以增加红色辐射。分为 高压汞灯(HPMV)最简单的高强度气体放电灯，放电发生在石英管内的汞蒸气中，放电管通常安装在涂有荧光粉的外玻璃壳内。高压汞灯仅有中等的光效及显色性，因此主要应用 于室外照明及某些工矿企业的室内照明。高压钠灯(HPS)需要用陶瓷弧光管，使它能承受超过?的有腐蚀性的钠蒸气的侵蚀。陶瓷管安装在玻璃或石英泡内，使它与空气隔离。在所有高强度气体放电灯中，高压钠灯的 光效最高，并且有很长的寿命( 小时)，因此它是市中心、停车场、工厂厂房照明的理想光源。在这些场合，中等的显色性就能满足需要。显色性增强型及白光型高压钠灯也可 用，但这是以降低光效为代价的。金属卤化物灯(M-H)是高强度气体放电灯中最复杂的，这种灯的光辐射是通过激发金属 原子产生的，通常包括几种金属元素。金属元素是以金属卤化物的形式引入的，能发出具有 很好显色性的白光。放电管由石英或陶瓷制成，与高压钠灯相似，放电管装在玻璃泡壳或长 管形石英外壳内。广泛应用在需要高发光效率、高品质白光的所有场合。典型应用包括上射 照明、下射照明、泛光照明和聚光照明。紧凑型金属卤化物灯在需要精确控光的场合尤其适 宜。、感应灯刚出现不久的无极气体放电灯。所需要的能量是通过高频场耦合到放电中的，变压器的次级 线圈就能产生有效的放电。从形式看来，感应灯是紧凑型荧光灯的另一种形式，但高压部分 也许不同。这种灯不局限于长管形(如荧光灯管)，同时还能瞬时发光。工作频率在几个兆 赫之内，并且需要特殊的驱动和控制灯燃点的电子线路装置。、场致发光照明包括多种类型的发光面板和发光二极管，主要应用于标志牌及指示器，高亮度发光二极管可 用于汽车尾灯及自行车闪烁尾灯，具有低电流消耗的优点。三、发光原理、白炽灯太阳发光是因为表面温度接近K，所有固体、液体及气体如达到足够高的温度，都会产 生可见光。白炽灯中的固体钨在大约 K 时的炽热就是我们常见的光源。白炽体的重要-----------------------Page -----------------------特性辐射的色表随着辐射体的温度的升高从暗红、经过桔黄、发白，最后到炽蓝。色温也 随着辐射体的温度升高而提高。白炽灯之所以使用钨做灯丝材料是因为钨在高温下的低蒸气速率以及可以被抽成细丝等其 他性质。电流在金属导线中流过时会有一定的消耗，当输入功率与辐射功率及其他功率损失 的总和精确平衡时，就达到了一个稳定态。影响一些光源寿命的因素，主要原因是由于钨灯 丝的蒸发损失，主要是热点和填充气体。、卤钨灯维恩位移定律表明温度越高光效越高。如钨丝表面在 K 时的光效(每一瓦电力所发出的光量，其数值越高表示光源的效率愈高)为 lm.W-，而在K 时为 lm.W-。如果在高压下使用一种低热导气体，如氪，使蒸发受到抑制，就可以使用较高的灯丝温度。要安全承受这种高压，就需要一种小而结实的灯泡。非常小量的卤素，如各种形式的碘、溴，可以用来与到达灯泡壳壁的钨起反应，确保泡壳的干净。通过这种手段制造出灯丝温度达到 K 的灯泡，同时也改进了光效。如果没有充入卤素，这种灯泡会在几小时内变黑。改善钨丝灯的方法是只允许可见辐射出射。如果红外辐射被反射回来并被灯丝吸收，则维护灯丝温度的功率就可以减小。商业化实现方法发明制造低费用、低损耗、高质量的红外反 射膜，我们也可称之为红外反射滤光器。、气体放电放电通常比白炽灯更有效，这是由于其辐射来自高于固体灯丝能达到的温度区域。放电是比 钨更有选择的发射体(可移向可见区或者紫外区而远离红外辐射区)，因此在红外辐射区有 更少的能量浪费。放电形成等离子体，它是离子、电子形成的混合体，平均呈电中性。一般必须有与等离子体 的电子连接，通常是电极，但无电极连接也是可能的。?带电极的气体放电气体放电示意图空心圆表示可被电离和形成等离子体的气体原子。当带有正电荷的粒子在 电场作用下定向位移时，就形成了放电电流。阴极必须能发射出足够多的电子，以维持电流 的持续，而阳极则接收电流。图中的电阻是直流放电时起限制电流作用的镇流器。圆中有* 符号的表示是被高能电子激发的原子，他们会产生辐射。当一个足够大的电场加在气体上，气体被击穿而导电。最熟悉的例子是闪电。产生击穿是由 于自然界中总有数量很小的、由宇宙射线或者自然放射所产生的以电子-离子对形式存在的 电离。外加的电场使电子加速(离子相对是静止的)，一部分可能获得足够能量从而电离气 体原子。当施加足够大的电场时，电离的速率可能超过离子与电子复合的损失速率;那么放电电流就 会迅速增长。电荷携带者的产生率比电流增长得更迅速。结果是放电电压将随着电流的上升 而下降。电流限制通过镇流器来实现，以阻止电流上涨到使保险丝熔断或者一些别的破坏性 结果的产生。为了维持放电电流，在阳极返回外部电路的电子必须被从阴极发射的电子代替。阴极是典型 的钨丝结构(卷状或者穗状)。来自放电过程的离子轰击阴极使之加热。电子能够逃离阴极 的可能几率指数地依赖于它的温度以及表面的障碍因素。放电通常工作在交流电网频率条件 下。高频电子镇流器能提供一些好处，对于荧光灯来说，在KHZ 或者更高频处的工作实 质上减少了电极损失，并且消除了某些用户需要的光输出调制。?在更高频率下，制造完全省却电极的无极灯是可能的。现在有三种电感耦合放电。通常由 几兆赫驱动的一个线圈构成变压器的初级，次级由环状的等离子体形成，因此脱离了荧光灯 的长而细的几何形状，允许与熟悉的灯泡相似的高效灯的产生。没有了电极，理论上放电中-----------------------Page -----------------------就没有什么寿命限制，导致灯出现问题的原因可能是镇流器中电子元器件损坏或者荧光粉因 为时间长而失效，所以其经济寿命可能短于真实寿命。、低压放电用在照明中的低压放电中的金属主要是汞和钠;氖放电用于指示灯和警告灯。低压放 电的大部分长度被一个很均匀的称为正柱区的等离子体占有。在荧光灯和低压钠灯中，这是产生高效辐射的区域。在荧光灯中包含的汞蒸气气压约为 *-Torr(.Pa)，稀有气体如氩 的典型气压为 Torr(Pa)。荧光灯(低压钠灯)工作需要一个最佳汞气压(钠气压)，而且荧光灯要细且长。为了使荧 光灯工作稳定，灯的电压必须是 V，长度必须约为 M。在紧凑型灯中使用的窄管具有 更高的电场，放电长度更短，管子必须折叠起来以获得必要的灯长度。在无极灯中，加在灯电压上的约束不再适用。这就是为什么无极灯可以制成类似于白炽灯的形状的原因。惰性气 体(氖、氩、氪或是它们的混合气体)在放电过程中起着非常重要的作用。、高压放电低气压放电中的气压升高，气体被加热，最后处在一个大气压范围内，气体温度仅比电子温 度(主要在 K~K 的范围)低几K，要维持如此高的气体温度，则必然存在温度梯 度，中心区域变热。沿着温度梯度方向流向管壁的热能损失限制此种电弧的辐射效率约为 %。蒸气的参数由于选择性辐射可以调整使辐射主要发生在可见光区域。高的气体温度有助于激 发和电离，由于大部分的电流通过中心区域，电弧中心区域非常热，绝大多数的光在中心产 生，这就是为什么高气压放电电弧绳化的原因。中心热区域的气体密度低于外部冷区域。如 果该放电沿水平方向，则热的中心区域就会朝上弯曲，这就是为什么把此种放电称为电弧的 原因。这也解释了为什么高气压放电并非全体都是高热的，弯曲引起的微小变化也能引起光 色的显著变化，在极端的情况下，它可能引起管壁过热而损坏。、化学种类及金属卤化物电弧能在高气压电弧的器壁温度下(如 K)维持足够高的蒸气压，并且能产生明显的可见光 辐射的元素的种类非常少，实际上用于照明光源的填充元素通常只有氙、钠和汞，但绝大多 数金属元素产生的金属卤化物比它们自身还要活泼得多。许多元素，尤其是元素周期表中那 些过渡金属和稀土金属元素，具有非常多的能级数目，并且能辐射出数千条光谱线。其中的 一些元素如钪、镝等，在可见光区域能产生非常丰富的辐射。其他的一些元素，如铟、铊和 钠，可以产生非常强的线光谱(分别对应蓝色、绿色和黄色)。以上这些事实构成了金属卤化物灯的理论基础。假如我们将几毫克的金属卤化物碘化铊(TlI)与汞和稀有气体一起放入放电管中，在放电 被触发的过程中，汞迅速被蒸发，管壁变得足够热使部分碘化铊被蒸发出来。这些碘化铊通 过扩散进入最高温度约为 K 的汞电弧，在高温下，碘化铊分解为原子TlI=Tl+I。铊原 子能辐射出很强的 nm 的绿色光谱线。与铊相比碘的激发能要大得多，因此几乎没有碘 的辐射。对于相当简单的仅充有铊、钠、汞和碘元素的金属卤化物灯，假定灯内已达到局部热平衡的 工作状态，为简化分析，我们忽略了Hg、HgI、HgI、I、I 和Na 等化学种类。在非常低 的温度下，仅有少量的NaI 的二聚物，随着温度上升，TlI 和NaI 的分子就会分解成原子，并可能产生辐射。进一步升高温度，这类原子还会被电离。由于NaI 比TlI 更易电离，所以在这类金属卤化物灯内，在电弧温度最高处的大多数电子来自钠原子，因此光谱由钠决定。钠比汞要容易电离。由于电子可以通过钠的电离得到补充，这意味着碘化钠蒸发时，电弧温 度将下降，电弧温度的下降导致汞的线光谱发射的减少，因此其光谱将内钠和铊所决定。这-----------------------Page -----------------------也就是为什么在充有 Torr 钠和 Torr 汞的高压钠放电中几乎没有汞原子辐射的原因。在稳定状态下，汞原子所起的作用主要是减少热传导损失，从而提高辐射效率。虽然金属卤 化物电弧常被描述成带有附加万分的汞电弧，但这是完全错误的，因为那些金属卤化物完全 控制了电弧的行为。以上的这些观点适用于任何一种金属卤化物放电形式。为了得到一个高效的显色指数优良的 白色光源，金属卤化物灯的设计者们可以有许多方法，包括所添加的金属卤化物的种类和数 目等等。这些设计上的自由也伴随着一些麻烦比如金属卤化物会与灯电极及管壁发生缓慢 的反应。这样，灯的寿命、光色的稳定性、光色的可变性、电弧中光色的分层、灯的维护、启动以及闪烁等等都将受到这些化学反应的影响。这也是为什么自从金属卤化物灯在 年问世 年后，仍然没有完全取代其他高强度气体放电光源的原因。尽管这样，适当地应 用金属卤化物灯还是带来了很多好处。今天，金属卤化物灯能够获得销售成功是 年来长 足进步的结果。、发光和荧光粉 荧光粉用于将紫外辐射转化为可见辐射。在荧光灯中，为了产生光的需要，荧光粉也被用来 增加红色辐射以求改善高压汞灯与金属卤化物灯的颜色。“发光”一词被用于描述能量被物质吸收，并以光子的形式被重新发射出来的一般过程。其中。入射的光子被吸收，然后以一个较长的波长再发射，这是在灯中的一种形式称作“荧光”普遍使用的一个过程。在吸收与发射期间有一个延迟，可能在 -S 和几分之一秒之间。伴有 长时间延迟的过程通常是指磷光。“斯托克斯(Stocks)位移”指的是波长增长而能量损失，这是荧光灯工作的一个固有部分。波长的变换是通过将入射光子的一部分能量转化为晶格振动而完成的。在由放电产生的紫外波长处，荧光粉必须有很强的吸收带，它也必须在可见光谱范围内有一 个发射带。高效要求在可见光区吸收率低，一般说来，QE 在高温时下降，因此为特定灯选 用的荧光粉，必须在管壁温度下能够有效地工作。固体荧光粉可以是离子的、半导体的、或者是有机的。只有第一种具有灯工作需要的特性。离子荧光粉包含坚固的晶格结构，在其中，催化剂原子被引入，但其浓度为 %。催化剂形 成一个在确定的晶格座上的离子，并受到电力— 晶场—它相对于自由离子改变它的能级。离 子与晶格振动耦合，这是由于当周围晶格振动时，晶场波动，使催化剂承受不同的力，因此 催化剂离子的能级取决于周围晶格中的离子的相对位置。荧光灯中的荧光粉暴露于离子与光子有害混合物的轰击下，使光输出在寿命期间退化。这就 导致紫外与可见光的吸收，从而降低荧光粉的转换效率。退化的主要原因是 ?形成光或紫外吸收色心的紫外轰击，这是由晶格缺陷中的电子陷井而引起的;?激发和电离的汞到达荧光粉表面，引起在暴露于放电的荧光粉表面吸收汞原子的光注入;?在荧光粉与玻璃的交界处形成钠(来自玻璃)与汞的吸收混合物。用于紧凑型荧光灯中的 稀土激活荧光粉具有特别抗伤害的晶格以及出色的维持率，正是这些荧光粉的发明使紧凑型 荧光灯的设想变为商业现实。三基色荧光粉红(nm)粉、绿(nm)粉、蓝(nm)粉。稀土金属材料荧光粉 三种基色为红、绿、蓝。即稀土金属在紫外线照射呈三种基本色，再按比例混成各种顔色的 可见光。、场致发光这是将电直接转化为光的过程。最近几年，发光二极管(LEDs)忆作为公共场所的指示灯，而且具有不同的显示。它们正 变得更有效、更亮;已经制造出效率大于 %的红色发光二极管，具有现实效率的蓝色与-----------------------Page -----------------------绿色的二极管也刚出现。人们正计划把它们应用于需要大量光和高亮度的地方，例如汽车刹 车明明以及交通信号。在这些场合它们超过传统灯的主要优点是寿命长。高纯度的半导体材料具有非常高的电阻率。微量的故意添加物—施主物质或者受施物质—提 供了能够携带电子的额外电子或空穴(由于电子的离开而形成的正电实体)。这样能级就形 成能带。当一个能(导带)中的一个电子与另一个能带(价带)中的空穴复合时，具有由能 带隙给定能量的光发射可以发生。因此，一个发光二极管是一个将电子与空穴注入半导体的 器件。另外，也存在引起损失的过程，效率可能是低的，但是随着研究和发展，它正在改善 之中。红色发光二极