Kutatás a fényteljesítmény mérési módszereiről és alkalmazási forgatókönyveirőlLED fényforrások

Absztrakt

Szilárdtest-félvezető hidegfényforrásként a LED (Light{1}}Emitting Diode) az energiatakarékosság, a környezetvédelem és a hosszú élettartam előnyei miatt a világítási területen a fő áramlattá vált. A LED-fényforrások fényteljesítménye, beleértve a fényhatékonyságot, a fényáramot, a sugárzási szöget, a színhőmérsékletet és a színvisszaadási indexet, közvetlenül befolyásolja a felhasználói élményt. Ez a tanulmány a különféle általánosan használt fényteljesítmény-paramétereket mériLED lámpaforrásokat és összehasonlítja a mérési eredményeket. A különböző alkalmazási forgatókönyvek elemzése alapján megfelelő LED-fényforrások ajánlottak a gyakorlati alkalmazások referenciáihoz. A kutatás azt mutatja, hogy a pontszerű fényforrások, a reflektorok, a falmosók és az utcai lámpák eltérő teljesítményjellemzőkkel rendelkeznek, amelyek meghatározzák a különböző világítási környezetekhez való alkalmasságukat, például beltéri világításhoz, ipari világításhoz, helyszíni világításhoz, tájvilágításhoz és útvilágításhoz. A technológia folyamatos fejlődésével a LED-es világítás egyre jelentősebb szerepet kap az okosotthonokban és az egészséges világításban.

1. Bevezetés

A világítástechnika fejlődése mélyreható fejlődésen ment keresztül, az izzólámpákról, fénycsövekről és fémhalogén lámpákról a LED-technológia erőteljes fejlődésére tért át. A LED-es fényforrások kiemelkedő energiahatékonyságuknak, megbízhatóságuknak, hosszú élettartamuknak és környezetbarát jellegüknek köszönhetően a világítástechnikai ipar kiemelkedő pontjaivá váltak. Széles körben alkalmazzák indikátorokban, jelzőlámpákban, kijelzőkben, beltéri világításban, útvilágításban, helyszíni világításban és tájvilágításban. A hagyományos fényforrásokkal ellentétben a LED-es fényforrások tömör félvezető chipeket használnak lumineszcens anyagként. Amikor a hordozók rekombinálódnak a félvezetőben, felesleges energia szabadul fel fotonok formájában, amelyek közvetlenül vörös, sárga, kék és zöld fényt bocsátanak ki. A három-elsődleges szín elvének alkalmazásával és foszforok hozzáadásával a LED-fényforrások bármilyen színű fényt képesek előállítani.

A teljesítményeLED lámpaforrások döntő fontosságúak alkalmazási hatásaik szempontjából. A legfontosabb fényteljesítmény-paraméterek közé tartozik a fényáram, a fényhatékonyság, a fényintenzitás-eloszlás, a színvisszaadási index és a színhőmérséklet. Ezen paraméterek pontos mérése az alapja a LED minőségének értékelésének és a megfelelő termékek kiválasztásának az adott forgatókönyvhöz. Jelenleg a LED-fény teljesítményének fő mérési módszerei az integráló gömb módszer és a goniofotométer módszer. Az integráló gömb módszer a mért fényforrás típusára és méretére vonatkozó követelmények miatt szigorúan a kis-méretű LED-es pontszerű fényforrásokra korlátozódik, míg a goniofotométer módszert szélesebb körben használják más típusú és méretű LED-fényforrások esetében. Korábbi tanulmányok feltárták a mérési módszereket, a közelmezős mérés előnyeit az optikai tervezésben, valamint a fényintenzitás-eloszlási görbék fontosságát. Hiányzik azonban a különféle LED-fényforrások közötti teljesítménybeli különbségek-mélységére vonatkozó elemzése és gyakorlati alkalmazásuk következményei. Ez a kutatás ezt a hiányt kívánja pótolni a különböző LED-típusok szisztematikus mérésével és összehasonlításával, valamint a megfelelő alkalmazási forgatókönyvekkel való egyeztetésével.

2. Fényteljesítmény mérési módszereiLED fényforrások

2.1 Fényáram mérési módszer

A fényáram a fényforrás által egységnyi idő alatt kibocsátott fény mennyiségére utal, általában lumenben (lm) kifejezve. Ez egy fényforrás teljes fénykibocsátásának mutatója, amely megfelel az optikai teljesítménynek. A nagyobb fényáram azt jelenti, hogy a fényforrás több fényt bocsát ki, ami közvetlenül befolyásolja az emberi szem fényerejű észlelését, és kulcsparaméterként szolgál az általános fényerő értékeléséhez. A gyakorlati alkalmazásokban a fényáram kritikus tényező a LED-ek kiválasztásánál: a nagy-fényáramú-fényforrások alkalmasak erős megvilágítás biztosítására, míg az alacsony-fényáramú-források ideálisak helyi vagy alacsony{7}}megvilágítású területeken.

A GB/T 24824-2009 „Test Methods for LED Modules for General Lighting” című dokumentumban meghatározott mérési módszer szerint a fényáram mérése optikai sötétkamrában történik. A teszteltLED lámpaforrást vagy lámpatestet a goniofotométer forgási középpontjába kell beszerelni, és be van kapcsolva, hogy meghatározott körülmények között működjön. Egy forgó kar hajtja a fényforrást vagy a lámpatestet, hogy a függőleges tengelye körül forogjon, és így virtuális gömbfelületet képezzen. A goniofotométer fotometriai detektora ennek a virtuális gömbnek a különböző pontjain méri a megvilágítást, így elegendő mintavételezést biztosít több fényt kibocsátó síkon, kis szögintervallumokkal. A fotometrikus detektor és a vizsgált tárgy fényközéppontja közötti távolság a virtuális gömb sugaraként szolgál. Általában a síkok közötti szögköz 5 fok, az egyes síkon belüli intervallum pedig 1 fok. A nagy méretű vagy szűk sugárzási szögű fényforrások vagy lámpatestek esetében kisebb intervallumokat alkalmaznak a megvilágítási eloszlás mintavételezésének integritásának biztosítása érdekében.

Mivel a mért megvilágítás arányos a forrás fényintenzitásával abban az irányban, a goniofotométer automatikusan integrálja a megvilágítást a gömb minden apró felületi elemére a fényáram kiszámításához. A teljes fényáramot az (1) képlet szerinti numerikus integrációs módszerrel számítjuk ki:

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

Ahol Φtot a teljes fényáram (lm), r a virtuális gömb sugara (m); SM​ a virtuális gömb felülete (m²); és (ε,η) a ​​térszöget jelenti.

2.2 A fényintenzitás-eloszlás és a sugárzási szög mérése

A fényintenzitás-eloszlás a forrás által különböző irányokban kibocsátott fény intenzitását írja le. A fényintenzitás-eloszlási adatok meghatározott telepítési körülmények között történő észlelésével értékelhető a megvilágítás egyenletessége és a hatékony lefedettség, ami nagy jelentőséggel bír különféle alkalmazási forgatókönyveknél, mint például otthoni világítás, kereskedelmi világítás és ipari világítás. A sugárszög a fényforrás által kibocsátott fény divergencia szögére utal, amely közvetlenül befolyásolja a fényhatás koncentrációját és diffúzióját, így meghatározza annak alkalmazhatóságait. Ez a két paraméter kulcsfontosságú a piaci alkalmazása szempontjábólLED fényforrások.

A mérés során a detektor és a vizsgált tárgy közötti távolságnak legalább 5-szörösének kell lennie a tárgy maximális fénynyitási területének, figyelembe véve a LED fényforrás vagy lámpatest megvilágítási területét, fényintenzitását és sugárzási szögét. A vizsgált tárgyat a goniofotométer forgó keretére helyezzük, amely két tengely körül foroghat. A LED jellemző fénysíkján egy pontfénysűrűség-mérőt vagy spektrális radiométert helyeznek el a távoli mezőben a távoli tér fényintenzitási adatok gyűjtésére. A mérési intervallum nem nagyobb, mint a fél-csúcs sugárszögének 1/20-a. A 10 foknál kisebb sugárzási szöggel végzett méréseknél vagy az irányszögekre vonatkozó szigorú követelményeknél lézereket vagy hatékonyabb módszereket alkalmaznak a vizsgált objektum kezdeti helyzetének felszerelésére és beállítására. Amint a fényforrás két tengely körül forog, a teljes környező térből adatokat gyűjtenek a fényintenzitás-eloszlási görbe adatainak létrehozásához, amelyek alapján kiszámítják a fél{11}}csúcs sugárszögét.

A GB/T 24824-2009-ben meghatározott kettős -tükrös goniofotométeres mérési módszer a vizsgált objektumot a kettős tükör goniofotométer forgási középpontjába helyezi, amely csak a függőleges tengelye körül forog. A vizsgált LED-es fényforrás vagy lámpatest körül forgó reflektor forog, egy bizonyos irányban mért fénysugarat egy bizonyos távolságban egy második reflektorra verve vissza, amely azután visszaveri azt az optikai detektorra. Ez a módszer a tesztelt LED-et álló állapotban tartja, ami a nagy mérési stabilitás és a kis rendszerterület elfoglalásának előnyeit kínálja.

3. ÖsszehasonlításaFényKülönböző LED-fényforrások teljesítménymérési eredményei

A fent említett szabványos mérési módszerek segítségével megmértük a különböző típusú LED fényforrások főbb fényteljesítmény-paramétereit (fényhatékonyság, színhőmérséklet, színvisszaadási index és sugárzási szög). A konkrét eredményeket az 1. táblázat tartalmazza.

1. táblázat: Különböző LED-fényforrások fényteljesítmény-mérési értékei

JelenlegLED lámpaA források elsősorban a fénykibocsátó diódákat burkoló áttetsző burkolat alakja és átviteli teljesítménye révén állítják be fényintenzitás-eloszlásukat. Minden LED-es fényforrástípus egyedi fényintenzitás-eloszlási mintával rendelkezik. A pontszerű fényforrások kis méretüknek köszönhetően széles fél-csúcs sugárzási szögtartományt és magas színvisszaadási indexet mutatnak, jelezve, hogy képesek egyenletes és természetes megvilágítást biztosítani. A reflektorok nagy fényhatékonysággal és keskeny fél-csúcsszöggel rendelkeznek, erős fókuszálási képességet és kiváló megvilágítási teljesítményt mutatnak, így alkalmasak hosszú-távolságú és koncentrált világításra. A fali alátétek kiegyensúlyozott teljesítményparaméterekkel rendelkeznek, erős térbeli rétegzettséggel és három-dimenziós fényviszonyokkal, ami ideális a kontúrvilágításhoz. Az utcai lámpák kiemelkednek nagy fényhatékonysággal és széles sugárzási szögtartománnyal, lehetővé téve, hogy nagy területeken világos és egyenletes megvilágítást biztosítsanak.

4. Követelmények a könnyű teljesítményre különböző alkalmazási forgatókönyvekben

A LED-es világítás számos alkalmazási lehetőséggel rendelkezik, beleértve a beltéri világítást, az ipari világítást, a helyszíni világítást, a tájvilágítást és az útvilágítást a mindennapi életben és a munkában. A különböző alkalmazási forgatókönyvek eltérő követelményeket támasztanak a könnyű teljesítményre vonatkozóan a tervezési célok és a felhasználói igények alapján, amint azt a 2. táblázat részletezi.

2. táblázat: Követelmények a könnyű teljesítményre különböző alkalmazási forgatókönyvekben

A különböző alkalmazási forgatókönyvek fényteljesítmény-követelményeinek elemzésével és a különböző LED-fényforrások jellemzőivel való kombinálásával a következő összeillesztési ajánlásokat javasoljuk:

Beltéri világítás: A LED-es pontszerű fényforrások különböző beltéri helyekre alkalmasak, amelyek precíz világítási pozicionálást igényelnek. Magas színvisszaadási indexük (Ra=86.0) biztosítja, hogy az objektumok eredeti színüknek megfelelően jelenjenek meg, míg a széles sugárzási szög (körülbelül 119 fok) átfogó lefedettséget biztosít, így ideális otthonok, irodák, kereskedelmi helyiségek és gyárak számára.

Helyszín világítás: Stadionokba, színpadokba, kiállítótermekbe, múzeumokba LED-es reflektorok és pontszerű fényforrások ajánlottak. A reflektorok nagy fényhatékonyságot (135,1 lm/W) és erős irányított megvilágítást kínálnak, amely megfelel a nagy{2}}helyszínek magas fényerő követelményeinek. A pontszerű fényforrások kiváló színvisszaadásukkal alkalmasak kiállítótermek és múzeumok számára, ahol a színpontosság döntő.

Táj világítás: A LED-es falmosók az épületek világítására, dekorációjára és beltéri légkör kialakítására szolgálnak. Hosszú csíkformájuk, kiegyensúlyozott fényhatásuk (96,1 lm/W) és gazdag színválasztékuk lehetővé teszi az építészeti és tájkontúrok hatékony felvázolását, így alkalmasak egyedi épületek és történelmi épületegyüttesek külső fali világítására, valamint zöld tájvilágításra és hirdetőtábla világításra.

Útvilágítás: LED utcai lámpákkifejezetten városi főutakra, másodrendű utakra, vidéki utakra, ipari parkokra, terekre és festői területekre tervezték. A legnagyobb fényhatékonysággal (149,7 lm/W) és széles sugárzási szögtartománnyal (C0/180 fokos síkban 149,4 fok) egyenletes és erős megvilágítást biztosítanak, biztosítva a járművek és a gyalogosok közlekedésbiztonságát és kielégítik az emberek tevékenységének vizuális igényeit.

Ipari világítás: LED-es pontfényforrások és reflektorok kombinációja kiegyensúlyozott megvilágítás érhető el műhelyekben és raktárakban. A pontszerű fényforrások egyenletes megvilágítást biztosítanak nagy területeken, míg a reflektorok a nagyobb fényerőt igénylő munkafelületekre fókuszálhatnak.

5. Következtetés

A hagyományos világítási technológiákkal összehasonlítvaLED lámpaA források magasabb energiahatékonyságot, hosszabb élettartamot és jobb környezeti teljesítményt kínálnak. Rugalmas hőmérséklet- és színbeállítási funkcióik optimális megoldást jelentenek az intelligens otthoni világítási alkalmazásokhoz. Ez a tanulmány szisztematikusan méri és összehasonlítja a különböző típusú LED-fényforrások fényteljesítmény-paramétereit, beleértve a pontszerű fényforrásokat, reflektorokat, falmosókat és utcai lámpákat. Az eredmények azt mutatják, hogy a LED-es fényforrások mindegyik típusának egyedi jellemzői vannak a fényhatékonyság, a színhőmérséklet, a színvisszaadási index és a sugárzási szög tekintetében, amelyek meghatározzák, hogy alkalmasak-e az adott alkalmazási forgatókönyvekre.

A LED-es pontszerű fényforrások magas színvisszaadási indexükkel és széles sugárzási szögükkel alkalmasak otthonok, irodák, kereskedelmi helyiségek és gyárak beltéri világítására.LED-es reflektorok, amelyek nagy fényhatékonysággal és erős irányított megvilágítással rendelkeznek, ideálisak helyszínek, például stadionok és kiállítótermek megvilágítására. A LED-es falmosók kiegyensúlyozott teljesítményüknek és kontúrozási képességeiknek köszönhetően kiválóak a tájvilágításban és az építészeti dekorációban. A LED-es utcai lámpák megbízható és hatékony világítást biztosítanak különféle úttípusokon, így biztosítva a közlekedés biztonságát.

A technológia folyamatos fejlődésével és a költségek csökkenésével a LED világítástechnika egyre népszerűbb lesz. A jövőben a LED-es fényforrások fontosabb szerepet fognak játszani az intelligens otthonokban, az egészséges világításban és más területeken, és több emberhez juttatják majd el a kiváló minőségű világítási környezetet-. A további kutatások középpontjában a mérési módszerek optimalizálása állhat a pontosság javítása érdekében, valamint a LED-fényforrások alkalmazásának feltárása olyan feltörekvő területeken, mint az egészséges világítás és az intelligens városok.

Hivatkozások

[1] Yu, AQ, Ju, JQ és Chen, DH (2018). Beszélgetés a LED előnyeiről a funkcionális világításban. China Lighting Electrical Appliances, (10), 10-17.[2] Huang, Y. (2017). Néhány probléma a LED-világítás alkalmazásában. Fény és világítás, (01), 56-58.[3] Shen, YQ, Zhu, TF és Jia, Z. (2016). A goniofotométer módszer alkalmazásának elemzése és kutatása a LED-es lámpatestek optikai teljesítményének tesztelésében. Fényforrások és világítás, (04), 8-10.[4] Fan, HZ, Cao, M. és Li, SZ (2012). Fényforrások közelmezős mérésének alkalmazása és kutatása a LED-optikai tervezésben. Acta Optica Sinica, (12), 1-5.[5] Ai, J. (2015). LED-es lámpatestek és fényeloszlási görbék. Technology & Enterprise, (20), 237-238.[6] Cai, Y., Wang, ZH és Zhu, TF (2016). Új technológia a LED-ek térbeli kromatikusságának és fotometriai eloszlásának gyors mérésére. Optikai műszerek, (06), 481-487.[7] GB/T 24824-2009. Általános világítási LED-modulok vizsgálati módszerei (S).[8] Yang, WX (2024). Otthoni intelligens rendszerek alkalmazása a modern lakástervezésben. Könnyűipar szabványosítása és minősége, (05), 127-130.

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

Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.

Email:bwzm15@benweilighting.com

Web:www.benweilight.com

Whatsapp: 19113306783