En iluminación vial, con el desarrollo de la tecnología LED blanca, el flujo luminoso de un solo LED sigue aumentando. Se convertirá en una tendencia que los LED reemplacen las fuentes de luz tradicionales por farolas LED. La distribución de la intensidad de la luz de la fuente de luz en todas las direcciones de un espacio se llama distribución de la luz.. La excelente distribución de la luz de las farolas LED aprovechará al máximo la eficiencia luminosa. La cobertura lumínica de múltiples farolas hará que la iluminación incluya todas las áreas.. La distribución de la luz de las farolas LED suele ser mejor que la de las farolas tradicionales., Cuál es una de las ventajas importantes de las farolas LED.. La investigación sobre la distribución de la luz de las farolas LED puede aumentar en gran medida la tasa de utilización de la luz y reducir el desperdicio de energía., Lo cual es de gran importancia para el sistema de iluminación vial..
Las características y requisitos de la distribución de alumbrado público LED.
Características de la forma de distribución de la luz de la farola LED.
Si no hay distribución de luz para la fuente de luz LED, la luz estará muy dispersa. Cuando se usa en la carretera, El área de la superficie de la carretera iluminada por la farola LED será un punto muy grande.. De este modo, Parte de la luz incide sobre el área fuera de la superficie de la carretera., provocando una cierta cantidad de residuos. Es difícil que este tipo de farola LED ilumine toda la superficie de la carretera.. Como se muestra en la figura 1(a).
Después de la distribución de alumbrado público LED., la forma del punto de luz es rectangular, como figura 1(b). La luz brillará en la carretera de manera relativamente uniforme., lo que garantiza que no haya puntos ciegos en la carretera. Después de la distribución de la farola LED., el ancho de la irradiación de luz está cerca del ancho de la carretera. Esto aprovecha al máximo la luz y puede iluminar completamente la carretera..
STARDO Calle requisitos de distribución de iluminación
Las carreteras incluyen principalmente autopistas., caminos de tronco, caminos troncales secundarios y ramales. Estas carreteras tienen diferentes clasificaciones., diferentes condiciones del camino, y diferentes requisitos para la iluminación vial. Las farolas de estas vías tienen diferentes densidades y flujos luminosos., y el costo de las farolas utilizadas también es diferente.
Las vías rápidas y las vías principales generalmente necesitan farolas de alta potencia y gran flujo luminoso.. Y las carreteras secundarias y secundarias necesitan farolas de baja potencia y bajo flujo luminoso.. Actualmente, No se utilizan suficientes farolas LED en autopistas y carreteras principales.. Aunque las farolas LED tienen muchas ventajas sobre las farolas tradicionales, La tecnología de las farolas LED no está particularmente madura.. Además, El costo de las farolas LED producidas por muchos fabricantes es relativamente alto.. La tecnología LED aún necesita más desarrollo.
Curva de distribución de luz de farolas LED.
La distribución espacial de la intensidad luminosa a menudo se denomina curva de distribución de la luz.. Debajo de la farola, La intensidad de la luz debe ser la mínima., y a medida que aumenta el ángulo de elevación θ, la intensidad de la luz I aumenta. La relación funcional es:
Eso es, la expresión de la curva de distribución de luz. El diagrama esquemático de la curva de distribución de luz ideal de una sola lámpara para alumbrado público se muestra en la Figura 2.
Debido a la complejidad del diseño óptico., Es difícil que la forma de la distribución luminosa se ajuste completamente a la relación funcional.. El rango de proyección del ángulo θ puede disminuir, y la distancia entre las lámparas también puede disminuir para obtener una iluminancia uniforme. En términos generales, se espera que después de la distribución de la luz, un gran angular “ala de murciélago” Se puede lograr una distribución luminosa.
Esquema y análisis de distribución de alumbrado público LED.
El esquema de distribución de la luz de farolas LED Debe cumplir con los requisitos de iluminación vial.. Esto requiere que el tamaño de apertura de las farolas LED sea cercano al ancho de la carretera.. Si es demasiado pequeño, No habrá luces en algunas áreas.. Si es demasiado grande, Provocará contaminación lumínica y desperdicio de energía.. Para farolas, La uniformidad de la iluminación y el tamaño de la apertura son dos parámetros importantes en la distribución de la luz de las farolas.. El diseño de la distribución luminosa de las farolas LED también gira en torno a estos dos parámetros..
Distribución de luz primaria de farolas LED.
La primera distribución de luz de las farolas LED es principalmente el proceso de embalaje en el proceso de fabricación de las farolas LED.. Los diferentes envases de las farolas LED tienen una gran influencia en la eficiencia luminosa. La excelente tecnología de transmisión de luz puede reducir la pérdida de luz y aumentar la eficiencia de la luz.. El proceso de envasado de lentes de las farolas LED juega un papel importante en la primera distribución de luz de las farolas..
Si las farolas LED adoptan tecnología de empaque de lentes de doble cabeza, La lente refractará el cabezal de la lámpara LED., y la luz se emitirá en un “ala de murciélago” forma. Después de los métodos de procesamiento posteriores., Las farolas LED pueden realizar “ala de murciélago” distribución de la luz en su conjunto. La estructura de distribución de luz primaria y la curva de distribución de luz de la lente de doble cabeza se muestran en la Figura 3(a) y figura 3(b). El diseño de esta lente se convierte en el núcleo de su distribución de luz principal..
Distribución de luz secundaria de farolas LED.
Las farolas LED utilizan lentes o reflectores para modificar la dirección de transmisión de la luz.. Este proceso se llama distribución de luz secundaria de farolas LED..
La distribución de luz secundaria de las farolas LED tiene principalmente las siguientes condiciones.
Distribución de luz secundaria LED con lente de reflexión total
La luz se emite desde un medio relativamente ópticamente denso a un medio relativamente ópticamente escaso.. Cuando el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo crítico, se producirá una reflexión total. Una lente de reflexión total simétrica de eje completo se encuentra en las farolas LED para limitar la luz dentro de un cierto rango.. Este método se denomina distribución de luz secundaria LED de la lente de reflexión total.. Este método de distribución de la luz aumenta la tasa de utilización de la luz.. Por ejemplo, Controlar el ángulo del haz dentro del rango de ±30° es beneficioso para mejorar el diseño de distribución de luz.. La lente de reflexión total se muestra en la Figura 4.
Distribución de luz secundaria LED con lente de superficie de forma libre
Diferente de la lente de reflexión total simétrica de eje completo, la lente de superficie de forma libre tiene diferentes longitudes de distribución de luz en el eje X y en el eje Y, y adopta un elemento óptico de superficie rectangular de forma libre con distribución de luz. Este diseño tiene como objetivo satisfacer mejor los requisitos de iluminación vial.. Por ejemplo, si se necesita una longitud de iluminación más larga en la dirección del eje X, el ángulo de distribución de luz del eje X se puede aumentar. Si la longitud de la iluminación no necesita ser tan larga en el eje Y, el ángulo de distribución de la luz puede disminuir. Para lograr el efecto de distribución de la luz., el diseño de la superficie curva contiene alta calidad técnica. Para lograr el mejor efecto., el fabricante suele realizar múltiples pruebas.
Distribución de luz secundaria LED con lente externa y reflector
Este método de distribución de luz es relativamente simple.. Uso de reflectores parabólicos y lentes ópticas., La luz emitida por este método de distribución de luz es mucho peor que los dos anteriores., pero este método de distribución de luz es simple y económico..
tDistribución de luz terciaria de alumbrado público LED.
Hay múltiples módulos de unidades LED dispuestos y combinados en la farola LED. Para cumplir con los requisitos de iluminación vial., es necesario realizar una distribución lumínica terciaria en la farola LED. La primera y la segunda distribución de luz han hecho ajustes relativamente buenos a la luz de los módulos de unidad LED., y la distribución de luz terciaria es organizar los módulos de la unidad LED de manera razonable. Existen varios métodos para la distribución de luz terciaria..
(1) Distribución de luz plana
Este tipo de farolas LED utiliza un elemento óptico de superficie de forma libre. (copa de lente o reflector) con distribución luminosa rectangular asimétrica en dirección XY. Puesto que la distribución luminosa rectangular se ha realizado sobre un único elemento óptico LED, solo necesita colocar los módulos LED en el panel.
(2) Distribución de luz curva
Varios LED están dispuestos para formar un módulo LED.. Los LED del módulo LED utilizan una lente de reflexión total axisimétrica o una copa reflectante para la distribución de la luz.. El ancho del ángulo de radiación de la distribución de la luz a través de la lente o la copa reflectante es suficiente para cubrir la carretera.. Disponiendo los módulos LED en la superficie curva., y ajustándolo, La lámpara puede generar un patrón de luz casi rectangular en la dirección de la carretera..
(3) Distribución luminosa múltiple
La luz LED tiene buena direccionalidad.. Para obtener una mejor distribución de la luz en la carretera., Las direcciones de proyección LED de cada grupo están diseñadas para iluminar sus respectivas áreas.. La forma relativamente sencilla es adoptar el método de superficie en forma de V.. En el diseño de distribución luminosa múltiple, Los LED de alta potencia de cada grupo de la farola están en diferentes planos.. Ajustando los ángulos relativos de cada grupo., la lámpara puede obtener las características de salida de luz y el efecto de iluminación rectangular aproximado, que cumple con el normas de iluminación vial. Higo. 7(do) es un diagrama esquemático de una farola LED de múltiples pliegues.
(4) Distribución de luz de copa reflectante
El diseño del reflector LED logra las características de salida de la farola.. Un reflector asimétrico en la dirección del eje XY está diseñado por separado para un solo LED. Esta solución es similar a una distribución luminosa plana.. Pero a diferencia de utilizar un reflector de superficie de forma libre para obtener una salida de luz cercana a la “ala de murciélago” forma, Múltiples reflectores están diseñados y dispuestos para obtener el mismo efecto de iluminación vial..
Análisis del esquema de distribución lumínica de luminarias LED.
No importa adaptar qué medio técnico o esquema, siempre y cuando sus características de salida de luz cumplan con los requisitos de los estándares de iluminación vial nocturna, Esta tecnología o esquema tiene un buen valor de uso.. Cada una de las distribuciones luminosas anteriores tiene ventajas y desventajas., como se muestra en la siguiente tabla. Un esquema de distribución de luz a menudo requiere múltiples combinaciones y diseños repetidos para cumplir con los estándares.. Por ejemplo, la combinación de distribución de luz primaria LED (proceso de envasado de lentes) y distribución de luz secundaria de lámparas., la combinación de unidad de distribución de luz secundaria LED y distribución de luz terciaria de lámparas, la distribución de luz secundaria de reflectores de farolas LED, etc..
Comparación de esquemas de distribución de luz.
Comparación de esquemas de distribución de luz. | |||
| Esquema de distribución de luz. | ventaja | desventaja | |
| distribución de luz primaria | adoptar el proceso de envasado de doble lente | buena curva de distribución de luz tipo ala de murciélago | Los lentes empaquetados tienen poca versatilidad |
| Lente de reflexión total | El diseño y procesamiento de componentes son relativamente simples. | Combinación multicereal, uniformidad promedio | |
| distribución de luz secundaria | lente de forma libre | Buena uniformidad y curva de distribución de luz de murciélago | El diseño y procesamiento de componentes son más complejos. |
| lente externa y reflector | El diseño y procesamiento de componentes son relativamente simples. | La pérdida de salida de luz es relativamente alta. | |
| distribución de luz terciaria | distribución de luz plana | La estructura mecánica, La disipación de calor y el control de potencia son relativamente simples., y la uniformidad general es mejor | Difícil de usar cuando las carreteras son bastante diferentes.
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| distribución de luz curva | Ajuste la curvatura del arco para ajustar la distribución de la luz. | El diseño de disipación de calor y portalámparas es más complicado. | |
| Distribución luminosa múltiple | La combinación del plano de disipación de calor y la superficie del arco de instalación es buena., lo que reduce la dificultad del proceso | Difícil ajustar el ángulo. | |
| Distribución de luz de copa reflectante | Aproveche al máximo la luz que se filtra desde el área circundante., y la tasa de salida de luz es alta, similar a la distribución luminosa plana | El diseño de copas reflectantes de forma libre es más complicado. | |
Actualmente, Los LED de luz blanca de tipo potente se están desarrollando hacia los de un solo chip y de alta potencia.. Debido al cuello de botella en la disipación de calor del chip, Es relativamente difícil para los LED de un solo chip y de alta potencia con paquetes de múltiples chips disipar el calor.. Y la eficiencia luminosa también será relativamente baja..
que elegir
Por lo tanto, considerando factores como el embalaje, disipación de calor, eficiencia luminosa, y reproducción cromática, Las farolas suelen seleccionar una única potencia LED de 1 a varios vatios y un efecto luminoso de 90-100 lm/W. La potencia general se logra mediante un método híbrido de matriz de elementos múltiples.. En términos de distribución luminosa de las farolas LED., primero, Los LED con mejor distribución de la luz primaria están razonablemente dispuestos en el mismo plano. Entonces, elementos ópticos de superficie de forma libre (lentes o copas reflectoras) se aplican a los LED en el avión en su conjunto para realizar la distribución de luz secundaria. Esta solución reduce la pérdida de luz de salida del LED y mejora la eficiencia de las lámparas.. ¿Qué es más?, Simplifica el diseño relativo y la dificultad de procesamiento de las lámparas y garantiza la uniformidad., Iluminancia y patrón de luz de la superficie de la carretera.. Por lo tanto, este programa tiene buenas perspectivas de investigación.
Resumen
El diseño de la distribución de la luz de las farolas LED es una de las claves para la aplicación del alumbrado público LED.. Incluso en el Diseño futuro de iluminación urbana inteligente., será un punto clave. Este artículo analiza principalmente el esquema de distribución de la luz de las farolas LED y proporciona una solución ideal.. La distribución irrazonable de farolas LED puede ser un Problema clave del alumbrado público LED. Pero con el continuo desarrollo de la tecnología LED, Las perspectivas de las farolas LED utilizadas en el alumbrado público serán más brillantes..
