работа (стр. 2 из 3)
Диоды нашли применение в большой области жизнедеятельности человека:
· передаче и визуализации информации: в световых индикаторах, табло, в приборных панелях автомобилей и самолетов, в рекламных экранах.
· В уличном, промышленном, бытовом освещении (мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и светофорах).
· В играх, игрушках, значках, USB-устройствах, и других гаджетах.
· В светодиодных дорожных знаках.
В пользу применения светодиодов, кроме их декоративных свойств, говорит также малое потребление энергии, большой срок службы и обусловленные этим низкие затраты на техническое обслуживание.
2.2 Люминесцентная лампа.
Люминесце́нтная лампа — газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже чизлучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. Световая отдача люминесцентной лампы (72 Лм/Вт) ниже, чем у светодиода (90Лм/Вт). Срок службы люминесцентных ламп тоже уступает светодиоду: 7500ч против 100000ч соответственно. Наиболее распространена ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора, заполненную парами ртути.
Рисунок 2 Различные виды люминесцентных ламп
2.2.1 Принцип работы люминесцентной лампы.
При работе люминесцентной лампы между двумя электродами находящимися в противоположных концах лампы возникает низкотемпературный дуговой электрический разряд. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.
2.2.2 Область применения
Люминесцентные лампы нашли широкое применение в освещении общественных зданий: школ, больниц, офисов и т.д. С появлением компактных люминесцентных ламп с электронными балластами, которые можно включать в патроны E27 и E14 вместо ламп накаливания, люминесцентные лампы завоёвывают популярность и в быту.
Популярность люминесцентных ламп обусловлена их преимуществами: значительно большей светоотдачей (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания), длительным сроком службы (2000-20000 часов в отличие от 1000 у ламп накаливания), рассеянным светом, разнообразием оттенков света.
Люминесцентные лампы наиболее целесообразно применять для общего освещения, прежде всего помещений большой площади. Люминесцентные лампы широко применяются также и в местном освещении рабочих мест, в световой рекламе, подсветке фасадов.
2.3 Основные светотехнические характеристики.
В светотехнике, как и в любой отрасли науки и техники, существует ряд понятий, характеризующих свойства ламп и светильников в стандартизированных единицах измерения. Важнейшие из них приводятся ниже в кратком изложении.
Световой поток Ф.
Eдиница измерения: люмен [лм].
Световым потоком Ф называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека.Сила света I характеризует мощность светового потока лампы Ф телесном углу Ω
Сила света I.
Единица измерения: кандела [кд].Источник света излучает световой поток Ф разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность излучаемого в определенном направлении света называется силой света I.
Освещенность Е.
Единица измерения: люкс [лк].Освещенность Е отражает соотношение падающего светового потока к освещаемой площади. Освещенность равна 1 лк, если световой поток 1 лм равномерно распределяется по площади 1 м2.
Яркость L.
Единица измерения: кандела на квадратный метр [кд/м2].
Яркость света L источника света или освещаемой площади является главном фактором для уровня светового ощущения глаза человека.
3.1 Измерение существующих светильников.
В качестве образцового светильника был выбран наиболее распространенный и универсальный потолочный светильник марки PRBLUX/R 418 с двойной зеркальной параболической решеткой, изготовленной из анодированного алюминия.Характеристики:
· Число ламп: 4
· Мощность лампы: 18 Вт
· Световой поток: 3800 Лм
По КСС видно, что защитный угол данного светильника составляет 30, и имеет равномерное распределение силы света. Площадь излучения светильника большая за счет того, что люминесцентная лампа светит всей своей поверхностью и используется параболический отражатель с решетками, следовательно, яркость и слепящий эффект такого светильника не большие.
3.2 Рассмотрение существующих альтернативных потолочных светильников на светодиодах.
3.2.1 Светильник KS-2101 624.
Данный светильник имеет матовую непрозрачную крышку, за которой находится кластер со светодиодами.
Характеристики:
· Число светодиодов: 480
· Мощность светодиода: 0.08 Вт
· Световой поток: 2190 Лм
· Коэффициент пропускания рассеивающего стекла: 55%
· Страна производитель: Китай
Данная конструкция светильника не обеспечивает необходимый световой поток, а также по полученной кривой силы света можно заметить, что защитный угол составляет примерно 50°, и его никак нельзя изменить из-за рассеивающего стекла, таким образом, этот светильник является непригодным для использования в офисах или других помещениях.График 1 КСС Светильника KS-2101 624.
3.2.2 Светильник TP-T8PT2.
В данном светильнике вместо люминесцентных ламп находятся светодиодные кластеры с аналогичными линейными размерами.Характеристики:
· Число светодиодов: 168
· Суммарная мощность: 10 Вт
· Световой поток: 800 Лм
· Время жизни: 30000ч
·
Страна производитель: Китай· График 2 КСС Светильника TP-T8PT2.
Данный вариант светильника не удовлетворяет требованиям СНиП по яркости, так как прямое светодиодное излучение имеет большой слепящий эффект.
Рассмотрев существующие на данный момент времени альтернативные светильники со светодиодами можно сделать вывод что использование матового стекла с высоким коэффициентом поглощения неэффективно, а прямое излучение светодиодов в связи с их малыми линейными размерами и высоким световым потоком вызывают слепящий эффект. Следовательно, необходимо использовать отражатель с хорошим коэффициентом рассеяния света.
3.3 Используемые материалы.
3.3.1 Светодиод.
В качестве источника света используется светодиод марки Edison мощностью 1 Вт и световым потоком 90 Лм.
График 3 КСС Светодиода Edison
3.3.2 Оптическая схема.
| Название материала | Коэффициент отражения | Коэффициент рассеяния |
| Сополимер с покрытием | 82% | 40-45%(в угле 45°) |
| Al полированный | 87% | 10-15% (в угле 20°) |
| Al неполированный | 85% | 25-30 (в угле 30°) |
Для отражателя в производстве используются несколько материалов: сополимер ABS H1-121 с напыленным аллюминевым покрытием, алюминий полированный и неполированный. В лаборатории были измерены эти материалы с помощью коллиматора и фотоприемника, полученные данные приведены в таблице.
По полученным данным можно сделать вывод, что лучше всего рассеивает сополимер ABS H1-121 с напыленным алюминиевым покрытием, но из-за его высокой стоимости нами был выбран алюминиевый неполированный отражатель. Полученные данные будут заведены в программу TracePro для дальнейшего использования в проектировании.
3.4 Расчеты и первичное проектирование модели.
Для получения светового потока всего светильника 3800 Лм необходимо использовать 40 светодиодов.
Но с учетом всех конструктивных особенностей и коэффициента отражения это число увеличится до 48. Аналогично люминесцентному светильнику наш светильник будет состоять из 4 кластеров по 12 светодиодов. Светодиоды лучше всего расположить в ряд, как показано на рисунке 3.
