Valgusjõudluse mõõtmismeetodite ja rakendusstsenaariumite uurimineLED valgusallikad

Abstraktne

Tahkis{0}}pooljuhtkülma valgusallikana on LED (light-emitting diode) muutunud valgustusvaldkonna peavooluks tänu energiasäästu, keskkonnakaitse ja pika kasutusea eelistele. LED-valgusallikate valgusjõudlus, sealhulgas valgustugevus, valgusvoog, valgusvihu nurk, värvitemperatuur ja värviedastusindeks, mõjutavad otseselt kasutajakogemust. Selles uuringus mõõdetakse erinevate üldkasutatavate valgustõhususe parameetreidLED valgustiallikaid ja võrdleb mõõtmistulemusi. Erinevate rakendusstsenaariumide analüüsi põhjal on soovitatav kasutada sobivaid LED-valgusallikaid, et pakkuda praktiliste rakenduste jaoks viiteid. Uuringud näitavad, et punktvalgusallikatel, prožektoritel, seinaseibidel ja tänavavalgustitel on erinevad jõudlusnäitajad, mis määravad nende sobivuse erinevatesse valguskeskkondadesse, nagu sisevalgustus, tööstusvalgustus, kohavalgustus, maastikuvalgustus ja teevalgustus. Tehnoloogia pideva arenguga hakkab LED-valgustitel olema nutikate kodude ja tervisliku valgustuse puhul olulisem roll.

1. Sissejuhatus

Valgustustehnoloogia areng on läbinud põhjaliku arengu, liikudes hõõglampidelt, luminofoorlampidelt ja metallhalogeniidlampidelt LED-tehnoloogia jõulisele arengule. LED-valgusallikad on valgustustööstuses esile kerkinud tänu oma silmapaistvale energiatõhususele, töökindlusele, pikale elueale ja keskkonnasõbralikkusele. Neid kasutatakse laialdaselt indikaatorites, signaaltuledes, kuvarites, sisevalgustuses, teevalgustuses, kohavalgustuses ja maastikuvalgustuses. Erinevalt traditsioonilistest valgusallikatest kasutavad LED-valgusallikad luminestsentsmaterjalina tahkeid pooljuhtkiipe. Kui kandjad pooljuhis rekombineeruvad, vabaneb liigne energia footonite kujul, kiirgades otse punast, kollast, sinist ja rohelist valgust. Rakendades kolme{5}}põhivärvi põhimõtet ja lisades fosforit, suudavad LED-valgusallikad toota mis tahes värvi valgust.

EsitusLED valgustiallikad on nende rakendamise mõju jaoks üliolulised. Peamised valguse jõudluse parameetrid hõlmavad valgusvoogu, valgustõhusust, valguse intensiivsuse jaotust, värviedastusindeksit ja värvitemperatuuri. Nende parameetrite täpne mõõtmine on aluseks LED-i kvaliteedi hindamisel ja konkreetsete stsenaariumide jaoks sobivate toodete valimisel. Praegu on LED-valguse jõudluse peamised mõõtmismeetodid integreeriva sfääri meetod ja goniofotomeetri meetod. Integreeriva sfääri meetod on rangelt piiratud väikeste-suurusega LED-punktvalgusallikatega mõõdetud valgusallika tüübi ja suuruse nõuete tõttu, samas kui goniofotomeetri meetodit kasutatakse laialdasemalt muud tüüpi ja erineva suurusega LED-valgusallikate puhul. Varasemad uuringud on uurinud mõõtmismeetodeid, lähivälja mõõtmise eeliseid optilises disainis ja valguse intensiivsuse jaotuskõverate tähtsust. Siiski puudub põhjalik analüüs-erinevate LED-valgusallikate jõudluse erinevuste ja nende praktiliste rakenduste kohta. Selle uuringu eesmärk on täita see lünk, mõõtes ja võrreldes süstemaatiliselt erinevaid LED-tüüpe ning sobitades neid sobivate rakendusstsenaariumidega.

2. Valguse jõudluse mõõtmise meetodidLED valgusallikad

2.1 Valgusvoo mõõtmise meetod

Valgusvoog viitab valgusallika poolt kiiratavale valguse hulgale ajaühikus, tavaliselt väljendatuna luumenites (lm). See on valgusallika koguvalgusvõimsuse indikaator, mis on samaväärne optilise võimsusega. Suurem valgusvoog tähendab, et valgusallikas kiirgab rohkem valgust, mõjutades otseselt inimsilma heleduse tajumist ja toimides üldise heleduse hindamise põhiparameetrina. Praktilistes rakendustes on valgusvoog LED-i valikul kriitiline tegur: suure-valgusvoo-allikad sobivad tugeva valgustuse tagamiseks, samas kui madala -valgusvoo-allikad sobivad ideaalselt kohalike või madala{7}}valgustusega aladele.

Vastavalt GB/T 24824-2009 "Üldvalgustuse LED-moodulite katsemeetodid" määratletud mõõtmismeetodile viiakse valgusvoo mõõtmine läbi optilises pimedas. TestitudLED valgustiallikas või valgusti on paigaldatud goniofotomeetri pöörlemiskeskusesse ja sisse lülitatud, et töötada kindlaksmääratud tingimustel. Pöörlev õlg paneb valgusallika või valgusti pöörlema ​​ümber oma vertikaaltelje, moodustades virtuaalse sfäärilise pinna. Goniofotomeetri fotomeetriline detektor mõõdab valgustust selle virtuaalse sfääri erinevates punktides, tagades piisava proovivõtu mitmel valgust kiirgaval tasapinnal väikeste nurkintervallidega. Fotomeetrilise detektori ja testitava objekti helendav keskpunkti vaheline kaugus on virtuaalse sfääri raadius. Tavaliselt on tasapindade vaheline nurk 5 kraadi ja iga tasapinna piir on 1 kraad. Suurte mõõtmete või kitsa valgusvihunurgaga valgusallikate või valgustite puhul kasutatakse valgustiheduse jaotuse proovivõtu terviklikkuse tagamiseks väiksemaid intervalle.

Kuna mõõdetud valgustus on võrdeline allika valguse intensiivsusega selles suunas, integreerib goniofotomeeter valgusvoo arvutamiseks sfääri iga pisikese pinnaelemendi valgustuse. Kogu valgusvoog arvutatakse numbrilise integreerimise meetodil, nagu on näidatud valemis (1):

Φtot​=∫(SM​)​EdS=∫04π​r2E(ε,η)dΩ=∫02π​∫0π​r2E(ε,η)sinεdεdη

Kus Φtot on kogu valgusvoog (lm), r on virtuaalse sfääri raadius (m); SM​ on virtuaalse sfääri pindala (m²); ja (ε,η) tähistab ruuminurka.

2.2 Valguse intensiivsuse jaotuse ja valgusvihu nurga mõõtmine

Valguse intensiivsuse jaotus kirjeldab allika poolt eri suundades kiiratava valguse intensiivsust. Tuvastades valguse intensiivsuse jaotuse andmeid konkreetsetes paigaldustingimustes, saab hinnata valgustuse ühtlust ja efektiivset katteala, mis on väga oluline erinevate kasutusstsenaariumide puhul, nagu koduvalgustus, kommertsvalgustus ja tööstusvalgustus. Kiirnurk viitab allika poolt kiiratava valguse lahknemisnurgale, mis mõjutab otseselt valgustusefekti kontsentratsiooni ja hajumist, määrates seega kindlaks selle kohaldatavad juhtumid. Need kaks parameetrit on turul kasutamiseks üliolulisedLED valgusallikad.

Mõõtmise ajal peab detektori ja testitava objekti vaheline kaugus olema vähemalt 5 korda suurem objekti maksimaalsest valgusava pindalast, arvestades LED-valgusallika või valgusti valgustusala, valgustugevust ja valgusvihu nurka. Testitud objekt asetatakse goniofotomeetri pöörlevale raamile, mis suudab pöörata ümber kahe telje. LED-i iseloomulikule valgustasapinnale asetatakse kaugväljale punktheledusmõõtur või spektraalradiomeeter, et koguda kaugvälja valguse intensiivsuse andmeid. Mõõtmisintervall ei ole suurem kui 1/20 poole-tipu kiire nurgast. Mõõtmiseks, mille valgusvihu nurk on alla 10 kraadi või ranged nõuded suunanurkadele, kasutatakse lasereid või tõhusamaid meetodeid testitava objekti algpositsiooni paigaldamiseks ja joondamiseks. Kuna valgusallikas pöörleb ümber kahe telje, kogutakse andmeid kogu ümbritsevast ruumist, et luua valguse intensiivsuse jaotuskõvera andmed, mille põhjal arvutatakse välja pool{11}}tippkiire nurk.

Dokumendis GB/T 24824-2009 määratletud kahe-peegli goniofotomeetri mõõtmismeetod asetab testitud objekti kahe peegliga goniofotomeetri pöörlemiskeskmesse, mis pöörleb ainult ümber oma vertikaaltelje. Pöörlev reflektor pöörleb ümber testitud LED-valgusallika või valgusti, peegeldades teatud suunas mõõdetud valguskiire eemal asuvale teisele reflektorile, mis seejärel peegeldab selle optilisele detektorile. See meetod hoiab testitud LED-i statsionaarses tööolekus, pakkudes eeliseid kõrge mõõtmise stabiilsuse ja väikese süsteemiruumi hõivamise tõttu.

3. VõrdlusValgusErinevate LED-valgusallikate jõudluse mõõtmise tulemused

Eespool mainitud standardsete mõõtmismeetodite abil mõõdeti erinevat tüüpi LED-valgusallikate peamisi valguse jõudluse parameetreid (valgusefektiivsus, värvitemperatuur, värviedastusindeks ja valgusvihu nurk). Konkreetsed tulemused on näidatud tabelis 1.

Tabel 1: Erinevate LED-valgusallikate valgustõhususe mõõtmise väärtused

PraeguLED valgustiallikad reguleerivad oma valguse intensiivsuse jaotust peamiselt valgusdioode ümbritseva poolläbipaistva katte kuju ja ülekandevõime kaudu. Igal LED-valgusallika tüübil on ainulaadne valgustugevuse jaotusmuster. Punktvalgusallikatel on oma väikeste mõõtmetega lai pool-kiire tippnurkade vahemik ja kõrge värviedastusindeks, mis näitab nende võimet pakkuda ühtlast ja loomulikku valgustust. Prožektoritel on kõrge valgustõhusus ja kitsas pool-tippkiire nurk, mis demonstreerib tugevat teravustamisvõimet ja suurepärast valgustust, mistõttu need sobivad pika-kauguse ja kontsentreeritud valgustamiseks. Seinapesuritel on tasakaalustatud jõudlusparameetrid, tugev ruumiline kihilisus ja valguse kolmemõõtmelisus, mis sobib ideaalselt kontuurvalgustuseks. Tänavavalgustid paistavad silma suure valgustugevuse ja laia valgusnurgaga, võimaldades neil pakkuda eredat ja ühtlast valgustust suurtel aladel.

4. Nõuded valguse jõudlusele erinevates rakendusstsenaariumides

LED-valgustitel on lai valik rakendusstsenaariume, sealhulgas sisevalgustus, tööstusvalgustus, kohavalgustus, maastikuvalgustus ja teevalgustus igapäevaelus ja töös. Erinevatel rakendusstsenaariumidel on valguse jõudlusele erinevad nõuded, mis põhinevad disaini eesmärkidel ja kasutajate vajadustel, nagu on kirjeldatud tabelis 2.

Tabel 2 Erinevate rakendusstsenaariumide valgusjõudluse nõuded

Analüüsides erinevate rakendusstsenaariumide valgustõhususe nõudeid ja kombineerides neid erinevate LED-valgusallikate omadustega, pakutakse välja järgmised sobitussoovitused:

Sisevalgustus: LED-punktvalgusallikad sobivad erinevatesse siseruumidesse, mis nõuavad täpset valgustuse positsioneerimist. Nende kõrge värviedastusindeks (Ra=86.0) tagab, et objektid paistavad originaalvärvidega tõepärased, samas kui lai valgusvihu nurk (umbes 119 kraadi) tagab igakülgse katvuse, muutes need ideaalseks kodudesse, kontoritesse, äripindadesse ja tehastesse.

Toimumiskoha valgustus: LED-prožektorid ja punktvalgusallikad on soovitatavad staadionitele, lavadele, näitusesaalidele ja muuseumidele. Prožektorid pakuvad suurt valgustõhusust (135,1 lm/W) ja tugevat suundvalgustust, mis vastab suurte ruumide kõrgetele-heleduse nõuetele. Suurepärase värviedastusega punktvalgusallikad sobivad näitusesaalidesse ja muuseumidesse, kus värvide täpsus on ülioluline.

Maastiku valgustus: LED-seinapesurid on eelistatud valik hoonete valgustamiseks, kaunistamiseks ja siseruumide atmosfääri loomiseks. Nende pikk ribakuju, tasakaalustatud valgustõhusus (96,1 lm/W) ja rikkalikud värvivalikud võimaldavad tõhusalt joonistada välja arhitektuursed ja maastikukontuurid, mistõttu sobivad need üksikute hoonete ja ajalooliste hoonekomplekside välisseinavalgustuseks, samuti rohelise maastiku valgustamiseks ja stendivalgustuseks.

Teevalgustus: LED tänavavalgustidon mõeldud spetsiaalselt linna magistraalteedele, kõrvalmaanteedele, maateedele, tööstusparkidele, väljakutele ja looduskaunitele aladele. Kõrgeima valgusefektiivsusega (149,7 lm/W) ja laia valgusvihu nurga ulatusega (149,4 kraadi C0/180 kraadi tasapinnal) tagavad need ühtlase ja ereda valgustuse, tagades liiklusohutuse sõidukitele ja jalakäijatele ning rahuldades inimeste tegevuse visuaalseid vajadusi.

Tööstuslik valgustus: LED-punktvalgusallikate ja prožektorite kombinatsiooni saab kasutada tasakaalustatud valgustuse saavutamiseks töökodades ja ladudes. Punktvalgusallikad tagavad ühtlase valgustuse suurtel aladel, prožektorid aga suudavad keskenduda suuremat heledust nõudvatele tööpindadele.

5. Järeldus

Võrreldes traditsiooniliste valgustustehnoloogiatega,LED valgustiallikad pakuvad suuremat energiatõhusust, pikemat kasutusiga ja paremat keskkonnamõju. Nende paindlikud temperatuuri ja värvi reguleerimise funktsioonid muudavad need optimaalseks lahenduseks nutika kodu valgustusrakenduste jaoks. Selles uuringus mõõdetakse ja võrreldakse süstemaatiliselt erinevat tüüpi LED-valgusallikate, sealhulgas punktvalgusallikate, prožektorite, seinaseibide ja tänavavalgustite valgustugevuse parameetreid. Tulemused näitavad, et igal LED-valgusallika tüübil on ainulaadsed omadused valgustugevuse, värvitemperatuuri, värviedastusindeksi ja valgusvihu nurga osas, mis määravad nende sobivuse konkreetsete rakendusstsenaariumide jaoks.

Kõrge värviedastusindeksi ja laia valgusnurgaga LED-punktvalgusallikad sobivad kodude, kontorite, äripindade ja tehaste sisevalgustuseks.LED prožektorid, millel on kõrge valgustõhusus ja tugev suunavalgustus, sobivad ideaalselt saalide, näiteks staadionide ja näitusesaalide valgustamiseks. LED-seinaseibid on oma tasakaalustatud jõudluse ja kontuurimisvõimaluste tõttu silmapaistvad maastikuvalgustuse ja arhitektuurse kaunistamisega. LED tänavavalgustid pakuvad usaldusväärset ja tõhusat valgustust erinevatele teetüüpidele, tagades liiklusohutuse.

Tehnoloogia pideva arengu ja kulude vähenemisega muutub LED-valgustustehnoloogia populaarsemaks. Tulevikus mängivad LED-valgusallikad nutikodudes, tervislikus valgustuses ja muudes valdkondades olulisemat rolli, pakkudes kvaliteetset-valgustuskeskkonda rohkemate inimesteni. Edasised uuringud võivad keskenduda mõõtmismeetodite optimeerimisele täpsuse parandamiseks ja LED-valgusallikate kasutamise uurimisele sellistes arenevates valdkondades nagu tervislik valgustus ja nutikad linnad.

Viited

[1] Yu, AQ, Ju, JQ ja Chen, DH (2018). Arutelu LED-i eeliste üle funktsionaalses valgustuses. China Lighting Electrical Appliances, (10), 10-17.[2] Huang, Y. (2017). Mõned probleemid LED-valgustuse rakendamisel. Valgus ja valgustus, (01), 56–58.[3] Shen, YQ, Zhu, TF ja Jia, Z. (2016). Goniofotomeetri meetodi rakendamise analüüs ja uurimine LED-valgustite optilise jõudluse testimisel. Valgusallikad ja valgustus, (04), 8–10.[4] Fan, HZ, Cao, M. ja Li, SZ (2012). Valgusallikate lähiväljamõõtmise rakendamine ja uurimine LED-optilises disainis. Acta Optica Sinica, (12), 1–5.[5] Ai, J. (2015). LED-valgustid ja valguse jaotuskõverad. Technology & Enterprise, (20), 237–238.[6] Cai, Y., Wang, ZH ja Zhu, TF (2016). Uus tehnoloogia LED-ide ruumilise kromaatilisuse ja fotomeetrilise jaotuse kiireks mõõtmiseks. Optical Instruments, (06), 481-487.[7] GB/T 24824-2009. Üldvalgustuse (S) LED-moodulite katsemeetodid[8] Yang, WX (2024). Kodu intelligentsete süsteemide rakendamine kaasaegses kodukujunduses. Kergetööstuse standardimine ja kvaliteet, (05), 127-130.

https://www.benweilighting.com/agricultural-lighting/poultry-lighting/flicker-tasuta-linnuliha-light-18w.html

Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.

E-post:bwzm15@benweilighting.com

Veeb:www.benweilight.com

Whatsapp: 19113306783