LED-straatverlichting Secundaire optica Matching Skills

In het wereldwijde streven naar energiebesparing, vermindering van emissies en duurzame stedelijke ontwikkeling,LED straatverlichtingDe traditionele hogedruknatriumlampen zijn geleidelijk vervangen en zijn de kern geworden van stedelijke wegverlichtingssystemen.goede dimmbaarheid en milieubescherming, LED's hebben een revolutionaire upgrade gebrachtwegverlichtingHet licht dat door LED-chips wordt uitgezonden, wordt echter van nature verspreid met een ongelijke verdeling en grote straalhoeken.het is moeilijk om aan de strenge eisen van de wegverlichting voor eenvormige verlichting te voldoen.Het ontwerp van de secundaire optica, als een belangrijke schakel bij het optimaliseren van de prestaties van de LED-straatverlichting,is uitgegroeid tot de kern van de verbetering van de lichtkwaliteit en het realiseren van energiebesparingsdoelstellingen.

Secundaire optica verwijst naar het proces van herverdeling en besturing van het door LED's uitgezonden licht via externe optische componenten (zoals lenzen, reflectoren, enz.).) op basis van primaire optica (inkapselingsontwerp om de lichtextractie van chips te maximaliseren)Het belangrijkste doel is het licht te concentreren op het vereiste verlichtingsgebied, de ongeldige lichtverspreiding te verminderen, de lichtverdelingscurven te optimaliseren,en ten slotte het evenwicht bereiken tussen hoge lichtkwaliteit en laag energieverbruikDit artikel zal de belangrijkste matchingvaardigheden van LED-straatverlichting secundaire optica beschrijven, met inbegrip van de selectie van componenten, schemaontwerp, scène aanpassing en het oplossen van gemeenschappelijke problemen.om praktische begeleiding te bieden voor technische toepassingen en productoptimalisatie.

Alvorens de optische opties te matchen, moeten de kernvereisten van de wegverlichting worden verduidelijkt, die rechtstreeks de richting van het optische ontwerp bepalen.De belangrijkste indicatoren waarop de nadruk moet worden gelegd, zijn onder meer de volgende aspecten::

• Verlichting en uniformiteit: volgens de wegkwaliteit (hoofdweg, tweede hoofdweg, takweg, stoep), refer to international standards (CIE) and local specifications (such as CJJ 45-2015) to determine the required average illuminance and uniformity (usually the ratio of minimum illuminance to average illuminance U1 ≥ 0Zo vereisen stedelijke snelwegen bijvoorbeeld een hogere gemiddelde lichtsterkte (20-30 lx) en een gelijkmatigheid om de veiligheid van het rijden te waarborgen, terwijl trottoirs de norm (5-10 lx) naar behoren kunnen verlagen.
• Verblindingsbeheersing: Verblindingen van straatlantaarns zullen het gezichtscomfort van bestuurders en voetgangers ernstig beïnvloeden en zelfs potentiële veiligheidsrisico's veroorzaken.Het is noodzakelijk om de lichtsterkte in de horizontale en opwaartse richting te regelen door middel van secundaire optica, en selecteer de juiste types afsnijdenis (volledige afsnijdenis, half afsnijdenis, niet-afsnijdenis) afhankelijk van de scène.
• Lichtgebruiksefficiëntie: het kerndoel van secundaire optica is het verminderen van lichtverlies.vermijden van verstrooiing naar de lucht of omringende onbelangrijke gebieden, zodat de energieverbruiksefficiëntie wordt verbeterd en tegelijkertijd het verlichtingseffect wordt gewaarborgd.
• Aanpassing aan het milieu: factoren zoals de breedte van de weg, lampstaaf de hoogte, de afstand tussen de installaties, de reflectiviteit van het wegoppervlak en de omliggende gebouwen moeten worden overwogen.smalle oude stadsbanen en brede stadswegsen vereisen compleet andere lichtspreiding.

De selectie van secundaire optische componenten (lenzen en reflectoren) heeft een directe invloed op het matching-effect.en het is noodzakelijk om ze te selecteren en te combineren volgens de werkelijke behoeften.

Linsen zijn de meest gebruikte secundaire optische componenten in LED straatverlichting, die lichtherverdeling door middel van refractie realiseren.ze kunnen worden onderverdeeld in de volgende soorten::

• Total Internal Reflection (TIR) -lenzen: op basis van het principe van totale interne reflectiewanneer licht wordt uitgezonden van een optisch dichter medium naar een optisch zeldzamer medium en de inslaghoek groter is dan de kritieke hoek, totale interne reflectie optreedt, die het verspreide licht van LED's effectief kan verzamelen en omleiden.uniforme lichtverdeling en compacte structuurHet is geschikt voor medium enLED straatverlichting met hoog vermogen, en kan de straalhoek binnen ±30° aanpassen aan de basisbehoeften aan lichtverdeling.
• Free-Form Surface Lenses: Dit is een optisch onderdeel met een hoge precisie, ontworpen met een asymmetrische rechthoekige lichtverdeling in de X- en Y-as.Het kan een op maat gemaakte lichtspreiding realiseren volgens de specifieke wegbehoeftenHet kan bijvoorbeeld een gelijkmatige lichtverdeling van ±60° op de X-as (voldoende aan de verlichtingsvereisten van de weglengte) en ±30° op de Y-as produceren.een lichtverdeling van de vleermuisvleugel die geschikt is voor wegverlichtingDe voordelen zijn sterke aanpassing, perfecte aanpassing aan verschillende wegbreedtes en vormen en een goed glare-controle-effect.Het is de eerste keuze voor high-end LED straatverlichting en speciale wegdelen (zoals hellingen en kruispunten). The design of free-form surface lenses usually adopts methods such as differential equation method and multi-parameter optimization to match the light distribution of the light source with the target lighting surface.
• Array-lenzen: samengesteld uit meerdere kleine lenzen, geschikt voor LED-straatverlichting met een multi-chip-array layout.die de onafhankelijke lichtcontrole van elke chip kan realiserenDe voordelen zijn een flexibele aanpassing van de lichtverdeling en een goede uniformiteit.die het probleem van onevenwichtige lichtverdeling kan voorkomen als gevolg van een multi-chip-arrangementHet is geschikt voor grootvermogen LED straatverlichting bestaande uit 1W tot enkele watt LED-chips in array serie-parallelle verbinding.

Bij de keuze van lenzen dient naast de straalhoek en het lichtverspreidingstype ook aandacht te worden besteed aan het materiaal.PC (polycarbonaat) en PMMA (polymethylmethacrylaat) zijn de meest gebruikte materialen. PC heeft een goede slagvastheid en hoge temperatuurbestandheid, geschikt voor ruwe omgevingen buiten; PMMA heeft een hogere lichtdoorlaatbaarheid (>92%), maar een slechte slagbestandheid,geschikt voor relatief stabiele installatieomgevingen.

Reflektoren realiseren lichtherverdeling door middel van reflectie, die vaak in combinatie met lenzen wordt gebruikt om de gebreken van de lichtverdeling van een enkele lens te compenseren.,Deze apparaten kunnen worden onderverdeeld in parabolische reflectoren, elliptische reflectoren en onregelmatige reflectoren:

• Parabolische reflectoren: ze kunnen het verspreide licht van LED's convergeren in parallel licht, dat een sterke bestralingscapaciteit op lange afstand heeft.Het is geschikt voor weggedeelten die verlichting op lange afstand nodig hebben (zoals stedelijke snelwegen en snelwegen)Het licht wordt vaak in combinatie met lenzen gebruikt om de bestralingsafstand en de uniformiteit in evenwicht te brengen.
• Onregelmatige reflectoren: ontworpen volgens de vereiste lichtverdelingscurve,zij kunnen een asymmetrische lichtverdeling realiseren en zijn geschikt voor wegdelen met speciale verlichtingsbehoeften (zoals trottoirs naast wegen en wegkruisingen)Zij kunnen het licht dat aan de zijkant is verspreid, effectief verzamelen en naar het doelgebied leiden, waardoor de efficiëntie van het gebruik van licht wordt verbeterd.

Het is raadzaam materialen met een hoge reflectiviteit te kiezen (zoals aluminiumlegering met geanodiseerde behandeling,met een reflectiviteit tot 85% of meer) om lichtverlies te verminderenTegelijkertijd dient aandacht te worden besteed aan de gladheid van het oppervlak om onevenwichtige lichtverdeling te voorkomen die wordt veroorzaakt door ruwe oppervlakken.

De kern van de matching van secundaire optica is het formuleren van een wetenschappelijk lichtverdelingsschema volgens het wegscenario.De sleutel ligt in het overeenstemmen van het lichtverspreidingstype (TYPE1/TYPE2/TYPE3) en het afsluittype, en de lens en reflector redelijkerwijs te combineren om het optimale lichteffect te bereiken.

De internationale algemene classificatie van de lichtverdeling TYPE1/TYPE2/TYPE3 vormt de basis voor de matching, die wordt bepaald door de verhouding "stralingsbreedte tot lampstaafhoogte":

• Nauwe wegen (zijpaden, oude stadswegen): Kies TYPE1-lichtverdeling die overeenkomt met het type met volledige afsluiting.met de stralingsbreedte ongeveer gelijk aan de hoogte van de lampstaaf (eEen lamp met een hoogte van 10 meter straalt bijvoorbeeld 10 meter breed uit, en het licht wordt recht onder zich geconcentreerd, zonder zich naar beide zijden te verspreiden.Matching met full-cut-off lenzen of reflectoren kan strikt het licht binnen 65° naar beneden te controleren, waardoor de dichtbijgelegen bewoners geen schaduw en lichtvervuiling krijgen, wat in overeenstemming is met de verlichtingsbehoeften van smalle wegen en woonwijken.
• Middelbreedtewegen (niet-motorrijstrooien, hoofdwegen van de Gemeenschap): Kies TYPE2-lichtverdeling die overeenkomt met half afgesneden type.voor 1.5-2 maal de hoogte van de lampstaaf (bijv. een lamp van 10 meter hoog straalt 15-20 meter breed uit), waarbij het licht licht naar één kant wordt verplaatst, waardoor de uniformiteit en het dekkingsterrein in evenwicht worden gebracht.Het half afgesneden type laat een kleine hoeveelheid horizontaal licht toe, met de lichtsterkte bij 90° richting ≤50cd/1000lm en 80° richting ≤100cd/1000lm,die geschikt is voor de dagelijkse verlichting van wegen van middelgrote breedte en de rest van de omliggende bewoners kan vermijden, terwijl het verlichtingseffect wordt gewaarborgd.
• Breedte wegen (stedelijke arteriële wegen, parkeerplaatsen): Kies TYPE3-lichtverdeling die overeenkomt met half afgesneden type.75 maal de hoogte van de lampstaaf (e)Een lamp met een hoogte van 10 meter straalt ongeveer 27,5 meter breed uit, met een sterke horizontale dekkingskapaciteit, geschikt voor continue verlichting over lange afstanden.Matching met vrije vorm oppervlak lenzen en parabolische reflectoren kan lange afstand bestraling en uniforme lichtverdeling te realiseren, voldoen aan de verlichtingsbehoeften van het motorvoertuigverkeer en tegelijkertijd de schittering beheersen door middel van een half afgesneden ontwerp.

De lichtverdelingscurve van LED-straatverlichting bepaalt rechtstreeks het verlichtingseffect.met een hoge lichtsterkte in het midden en een lage lichtsterkte aan de randenIn het proces van het afstemmen van secundaire optica, wordt de optische verlichting van het wegdek met een hoge helderheid verlicht, waardoor de helderheid in het midden en de donkere gebieden aan de randen worden vermeden en de uniformiteit van de verlichting van het wegdek effectief wordt verbeterd.De volgende punten moeten worden opgemerkt::

• Voor wegen die een uniforme verlichting nodig hebben (zoals stedelijke snelwegen),Kies lenzen of reflectoren die een lichtverdeling van de vleermuisvleugel kunnen genereren om ervoor te zorgen dat het lichtverschil tussen het midden en de rand van de weg binnen een redelijk bereik ligt;
• Voor speciale wegdelen (zoals wegkruisingen en hellingen) moet een asymmetrisch lichtverspreidingsontwerp worden aangenomen om het licht op het belangrijkste gebied (zoals het middelpunt van het kruispunt) te focussen en lichtverspilling te voorkomen.;
• gebruik maken van professionele optische simulatie-software (zoals DIALux, ASAP) om het lichtverspreidingseffect vooraf te simuleren;de parameters van de lenzen en reflectoren aanpassen volgens de simulatieresultaten;, en ervoor te zorgen dat de lichtverdelingscurve aan de ontwerpvereisten voldoet.

De matching van de secundaire optica moet nauw worden gecombineerd met de kenmerken van de LED-lichtbronnen (lichthoek, lichtstroom, kleurtemperatuur, enz.).) om mismatching tussen de lichtbron en de optische componenten te voorkomen, wat resulteert in een verminderd lichtverbruik en een slecht licht effect:

• Bij LED's met een grote lichthoek (120°-140°) moeten TIR-lenzen of oppervlaktelens met vrije vorm worden gekozen om verstrooid licht te verzamelen en de efficiëntie van het lichtgebruik te verbeteren.voor LED's met een kleine lichthoek, kunnen reflectoren worden gebruikt om het stralingsbereik uit te breiden;
• De kleurtemperatuur van LED-straatverlichting is meestal 3000K-5000K. Voor woonruimten en trottoirs wordt warm wit licht (3000K-4000K) aanbevolen om schittering te verminderen en het zichtcomfort te verbeteren;voor stedelijke snelwegen en snelwegen, wordt neutraal wit licht (4000K-5000K) aanbevolen om de herkenning van verkeersborden en obstakels te verbeteren;
• Voor LED-straatverlichting met meerdere chips moeten matrixlenzen worden geselecteerd om onafhankelijke lichtcontrole van elke chip te realiseren, om ongelijke lichtverdeling te voorkomen die wordt veroorzaakt door onderlinge interferentie tussen chips,en zorgen voor de algehele uniformiteit van het licht.

In het feitelijke proces van het matchen van secundaire optica zullen veel ingenieurs- en ontwerpers een aantal fouten maken, die van invloed zijn op het lichteffect en de levensduur van LED-straatverlichting.De meest voorkomende fouten en vermijdingsmethoden zijn als volgt::

• Het is de bedoeling van de richtlijn dat de lidstaten de nodige maatregelen nemen om de uitstoot van straling te beperken.een te kleine straalhoek zal leiden tot een smal stralingsbereik en donkere gebieden tussen aangrenzende straatverlichtingVoor smalle wegen veroorzaakt een te grote straalhoek lichtverspilling en schittering. De straalhoek moet worden gekozen op basis van de straalbreedte en de hoogte van de lampstaaf, meestal 60°-120°.
• De combinatie van lenzen en reflectoren negeren: het blind gebruiken van één lens of reflector heeft beperkingen.en een enkele reflector heeft een slechte uniformiteitDe combinatie van beide kan elkaar aanvullen en het evenwicht tussen bestralingsafstand en uniformiteit bereiken.
• Verwaarlozing van de verlichtingscontrole: Alleen de focus op de verlichting en de verwaarlozing van de verlichtingscontrole zal van invloed zijn op het visuele comfort van bestuurders en voetgangers.een geschikt type afscherming moet worden gekozen;, en het oppervlak van de optische onderdelen moet worden behandeld (zoals glazuurbehandeling) om de schittering te verminderen.
• Het negeren van de invloed van omgevingsfactoren: niet rekening houden met de reflectiviteit van het wegoppervlakomringende gebouwen en andere factoren zal leiden tot onverenigbaar feitelijk licht effect met het ontwerpDe lichtreflectie van lichtkleurige wegoppervlakken (reflectiviteit 0,3-0,4) is bijvoorbeeld beter dan die van donkerkleurige wegoppervlakken.en de lichtverdelingsparameters kunnen naar behoren worden aangepast aan de kleur van het wegdek.

De tweede optische matching van LED-straatverlichting is niet een eenmalig werk.Na de installatie moeten de bugs worden opgelost en regelmatig onderhoud worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat het matching-effect langdurig stabiel blijft.:

• Debuggen ter plaatse: na de installatie van straatverlichting, gebruik professionele verlichtingsmeters om de verlichting en uniformiteit van het wegoppervlak te detecteren.de installatiehoek van straatverlichting en de parameters van optische componenten aanpassen overeenkomstig de detectieresultaten, en ervoor te zorgen dat het verlichtingseffect aan de ontwerpvereisten voldoet.en de afstand tussen de lampstokken aanpassen (meestal 3-4 keer de installatiehoogte) om donkere gebieden te voorkomen.
• Regelmatige reiniging: het oppervlak van de lenzen en reflectoren zal zich na verloop van tijd stof, vuil en andere onzuiverheden ophopen, wat de lichtdoorlatendheid en het reflectievermogen vermindert,en het matching effect beïnvloedenHet wordt aanbevolen om de optische componenten regelmatig (eenmaal in de 3-6 maanden) te reinigen om hun oppervlak schoon te houden.
• Regelmatige inspectie: controleer de optische componenten regelmatig op beschadiging, vervorming, veroudering en andere verschijnselen.vervangen in de tijd om te voorkomen dat het algehele verlichtingseffect wordt beïnvloed- Controleer tegelijkertijd de LED-lichtlichtvervalbron (vervang deze wanneer de lichtverval meer dan 30% bedraagt) om de overeenkomstige stabiliteit tussen de lichtbron en de optische componenten te waarborgen.

De secundaire optische matching van LED-straatverlichting is een systematisch project dat optisch ontwerp, selectie van componenten, scène-aanpassing en onderhoud integreert.De kern ervan is om de eisen inzake wegverlichting als leidraad te nemen., het selecteren van geschikte optische componenten, het formuleren van wetenschappelijke lichtspreidingsschema's en het realiseren van het evenwicht tussen hoge lichtkwaliteit, hoge energieverbruiksefficiëntie en weinig schittering.Met de voortdurende ontwikkeling van LED-technologie en optische ontwerptechnologie, zal de secundaire optische matching-technologie van LED-straatverlichting volwassener en intelligenter zijn,zoals adaptieve optische systemen die de lichtverdeling automatisch kunnen aanpassen aan de verkeersomstandigheden in realtime.

Voor Google-website-redakteurs, ingenieurs en aanverwante professionals kan het beheersen van bovengenoemde optische matchingvaardigheden niet alleen de lichtkwaliteit van LED-straatverlichting verbeteren,verminderen van energieverbruik en onderhoudskosten, maar ook de gezonde ontwikkeling van deLED-verlichtingIn de toekomst zal de Europese Unie een bijdrage leveren aan de bouw van energiebesparende en milieuvriendelijke steden.we moeten blijven letten op de innovatie van optische componenten en ontwerpmethoden, en de optische matching continu te optimaliseren om aan de steeds meer uiteenlopende behoeften aan wegverlichting te voldoen.