Pažangi optinė inžinerija LED stadionų šviestuvuose: kelių{0}}taškų refrakcijos technologijos techninė analizė
Santrauka:Šiame techniniame dokumente nagrinėjamos šiuolaikinės optinės naujovėsLED stadiono apšvietimassistemos, daugiausia dėmesio skiriant kelių{0}}taškų refrakcijos technologijai, kaip aprašyta patente CN220707146 U. Mes analizuojame inžinerinius principus, kurie užtikrina puikų šviesos paskirstymą, vienodumą ir vizualinį komfortą didelės-sporto patalpose. Laikantis EEAT principų, straipsnyje integruojami patikimi duomenys, našumo metrika ir lyginamoji analizė, kad būtų galima aptarnauti apšvietimo projektuotojus, patalpų inžinierius ir sprendimų priėmėjus.
1. Kas yra daugiataškių{1}}taškų refrakcijos technologija LED stadiono šviesoje?
Pagrindinis iššūkis apšviečiant didžiulę sporto aikštę yra pasiekti nuoseklų, platų-sritį nesukuriant akinimo taškų ar tamsių zonų. Tradicinisdidelės galios{0}}LED prožektoriai stadionamsdažnai pasikliauja daugybe šviestuvų, sumontuotų ant aukštų stiebų, o tai lemia dideles kapitalo sąnaudas, sudėtingą įrengimą ir potencialų žaidėjų bei žiūrovų akinimą. Patente CN220707146 U atskleistas išradimas pateikia pažangų optinį sprendimą: a.kelių taškų refrakcijos LED stadiono šviesa. Ši konstrukcija iš esmės permąsto šviestuvo optiką, integruojant antrinį atspindintį sluoksnį į šviestuvo korpusą. Sistema susideda iš keliųLED šviesos šaltiniaisumontuotas apsauginiame korpuse (3), kurio vidinės sienos yra išklotos veidrodžiuatspindintis skydelis (301). Šviesos spinduliai iš šviesos diodų pirmiausia nukreipiami į šį veidrodinį paviršių. Tada atsispindėjusi šviesa perduodama per aišgaubtas skaidrus apsauginis dangtelis (6). Šis išgaubtas lęšis veikia kaip galutinis optinis elementas, laužantis jau -išsklaidytą šviesą į išorę valdomu plataus{2}}kampo modeliu. Šis kelių{4}}pakopų procesas-tiesioginis spinduliavimas, veidrodinis atspindys ir galutinė išgaubta refrakcija-efektyviai sukuria kelis virtualius šviesos taškus iš vieno fizinio įtaiso, smarkiai išplečiantapšvietimo diapazonastuo pačiu sušvelninant šviesos srautą. Tai sprendžia kritinįsporto objektų apšvietimasporeikis: sumažinti tam tikroje srityje reikalingų šviestuvų skaičių, o tai tiesiogiai sumažina įrengimo sąnaudas, energijos sąnaudas sumažėjus bendram vatų kiekiui ir ilgalaikę -priežiūrą [¹].
1 lentelė: našumo palyginimas: tradiciniai ir kelių{2}}taškų refrakcijos LED stadiono šviestuvai
|
Našumo parametras |
Tradicinis vieno{0}}taško LED stadiono apšvietimas |
Kelių{0}}taškų refrakcijos LED stadiono šviesa (pvz., CN220707146 U) |
|---|---|---|
|
Pirminis optinis principas |
Tiesioginė spinduliuotė iš LED matricos ir pirminio reflektoriaus/lęšio. |
Tiesioginė emisija + antrinis veidrodinis atspindys + išgaubto lęšio refrakcija. |
|
Spindulio kampas ir sklaida |
Paprastai siauresnis, labiau sufokusuotas spindulys; reikalauja tikslaus nukreipimo. |
Iš prigimties platesnis, tolygesnis plitimas dėl lengvo „dauginimo“ efekto. |
|
Akinimo valdymas (UGR) |
Aukštesnis vieningas akinimo įvertinimas (UGR), jei jis nėra kruopščiai ekranuotas. |
Puikus akinimo sumažinimas, nes šviesa išsklaidoma prieš galutinį išėjimą. |
|
Standartinio žingsnio rungtynių skaičius |
Didesnis skaičius reikalingas sutampančiai aprėpčiai. |
Galimas sumažintas skaičiusdėl išplėstos efektyvios aprėpties vienam šviestuvui. |
|
Montavimo ir laidų sudėtingumas |
Aukštas dėl kelių tvirtinimo taškų ir elektros eigos. |
Supaprastinta, su mažiau stulpų ir tvirtinimo detalių, kurias reikia montuoti ir prijungti. |
|
Kapitalo išlaidos (CAPEX) |
Didesnės pradinės armatūros, stulpų ir montavimo darbų sąnaudos. |
Sumažinkite CAPEX potencialą sumažinus armatūrų skaičių. |
|
Ilgalaikė{0}} priežiūra |
Daugiau šviestuvų reikia dažniau perjungti ir valyti grupinius apšvietimus. |
Sumažėję priežiūros taškai sumažina veiklos išlaidas (OPEX). |
2. Kaip patobulinta optika pagerina energijos vartojimo efektyvumą ir žaidimo kokybę?
Optinis efektyvumas anLED stadiono apšvietimasyra ne tik neapdorotas liumenas; tai susiję su tiksliu naudingos šviesos pateikimu ant žaidimo paviršiaus. Kelių-taškų refrakcijos sistema tiesiogiai pagerinašviesos panaudojimo efektyvumas. Naudodamas atspindinčią ertmę, jis fiksuoja ir nukreipia šviesą, kurią kitu atveju galėtų sugerti armatūros korpusas, taip sumažinant optinius nuostolius. Tada išgaubtas dangtelis formuoja šią šviesą taip, kad atitiktų norimąsporto aikštyno apšvietimasplotą tiksliau nei standartinis difuzorius. Tyrimai rodo, kad televizijos transliuojamose sporto šakose vertikalus apšvietimas (žaidėjų veidų ir kūno apšvietimas) yra toks pat svarbus kaip ir horizontalus apšvietimas (šviesa aikštėje). Šviesos išsklaidymas iš refrakcija{2}}pagrįsto šviestuvo pagerina vertikalaus apšvietimo vienodumą, o tai labai svarbu didelės-raiškos transliacijos kokybei, ir sumažina atšiaurius šešėlius, kurie gali pabloginti sportininko gylio suvokimą [²]. Be to, puikus tolygumas-dažnai matuojamas kaip minimalaus ir vidutinio apšvietimo santykis-reiškia, kad tą patį vizualinės užduoties lygį galima pasiekti ir esant mažesniam vidutiniam apšvietimo lygiui, todėl tiesiogiai sutaupoma energijos. Sistema, kurios vienodumo koeficientas yra 0,7 (U0=E_min / E_avg), dažnai gali sunaudoti 10–15 % mažiau liumenų nei sistema, kurios santykis yra 0,5, kad būtų užtikrintas toks pat suvokiamas lauko ryškumas, o tai reiškia, kad žymiai sumažėja įrenginio galia vatais.komercinis LED sportinis apšvietimasįrengimas.
2 lentelė. Pagrindinės šiuolaikinio stadiono apšvietimo optinės ir našumo metrikos
|
Metrika |
Tikslinė profesionalaus sporto specifikacija |
Kelių{0}}taškų refrakcijos technologijos vaidmuo |
|---|---|---|
|
Horizontalus apšvietimas (Eh, vid.) |
II klasė: 500 liuksų (mokymas) iki IV klasės: 2000+ liuksų (HDTV transliacija) [³]. |
Įgalina tikslinius lygius su mažiau strategiškai išdėstytų šviestuvų. |
|
Vienodumas (U₀=E_min/E_avg) |
Didesnis arba lygus 0,7 profesionaliam žaidimui ir transliacijai. |
Iš prigimties skatina vienodą šviesos sklaidą, sumažindama tamsias dėmes. |
|
Vertikalus apšvietimas (Ev) |
0,5–0,75 horizontalaus apšvietimo transliacijai. |
Refrakcija ir difuzija sustiprina šviesą, nukreiptą į vertikalias plokštumas (žaidėjus). |
|
Vieningas akinimo įvertinimas (UGR) |
< 25 for player comfort (should be as low as possible). |
Išsklaidyta išgaubto lęšio išvestis žymiai sumažina tiesioginio akinimo šaltinius. |
|
Spalvų perteikimo indeksas (CRI) |
CRI didesnis arba lygus 80 (CRI didesnis arba lygus 90, pageidautina transliuoti). |
Priklausomai nuo LED šaltinio, optika išsaugo spalvų kokybę be iškraipymų. |
|
Koreliuota spalvų temperatūra (CCT) |
4000K - 5700K neutraliai baltai, padidina kontrastą. |
Optika nekeičia CCT; išlaikoma vienoda spalva visame spindulyje. |
|
Sistemos efektyvumas (lm/W) |
130-180 lm/W (sistemos lygiu, įskaitant vairuotojo nuostolius). |
Didelis optinis efektyvumas padeda pasiekti didesnį sistemos efektyvumą. |
3. Kokie yra svarbiausi šilumos valdymo ir ilgaamžiškumo integravimo taškai?
Pažangus optinis dizainas turi būti suporuotas su tvirta šilumine ir mechanine inžinerija. Patentas CN220707146 U pabrėžia dedikuotąšilumos išsklaidymo struktūra (2). Paprastai tai susideda iš išorėsšilumos kriauklė (203)pagamintas iš aliuminio briaunų, įtaisytų apsauginiame rėme (201) ir uždengtas nuo dulkių apsaugančiu tinkleliu (202). Dėl veiksmingo šiluminio valdymo negalima-derėtis; LED sankryžos temperatūra tiesiogiai diktuoja liumenų nusidėvėjimą ir tarnavimo laiką. Gerai-suprojektuota šiluminė sistema užtikrinaLED lustaiveikia žemesnėje nei maksimali vardinė sandūros temperatūra (Tj max), dažnai žemesnė nei 105 laipsniai, kad būtų pasiektas vardinis L90/B50 eksploatavimo laikas esant 50 000 valandų ar daugiau[⁴]. Apsauginiai elementai-apsauginis korpusas (3), išgaubtas dangtelis (6) ir išorinis apsauginis rėmas (7)-dirbti kartu, kad suteiktų anApsauga nuo patekimo (IP)ne mažesnis kaip IP65 lauko šviestuvų įvertinimas, apsaugantis nuo lietaus ir dulkių. Kūginisapsauginis rėmas (7)taip pat tarnauja kaip fizinis skydas nuo smūgių nuo kamuoliukų ar šiukšlių (reikalingas aukštas IK įvertinimas), užtikrinantis optinių komponentų ilgaamžiškumą. Šis holistinis požiūris į ilgaamžiškumą užtikrina sudėtingas optines savybeskelių taškų refrakcijos LED prožektoriaiIšlaikomas per visą tarnavimo laiką atšiaurioje lauko aplinkoje, nuo mėgėjiškoskolegialus stadiono apšvietimasį profesionalias arenas.
Pramonės bendros problemos ir strateginiai sprendimai (apytiksliai{0}} žodžiai)
1 problema: prastas šviesos tolygumas ir „karštosios vietos“ lauke.
Sprendimas:Priimkite optines sistemas, skirtas plačiam ir vienodam paskirstymui, pvz., kelių{0}}taškų refrakcijos technologiją. Atlikite išsamų fotometrinį planavimą naudodami programinės įrangos modeliavimą, kad modeliuotumėte šviesos sklidimą prieš montuodami, užtikrindami teisingą atstumą tarp armatūros ir nukreipimo kampus.
2 problema: per didelis blizgesys sukelia žaidėjui diskomfortą ir žiūrovų blaškymąsi.
Sprendimas:Nurodykite šviestuvus su optine konstrukcija, kuri apima antrinę difuziją arba refrakciją (pvz., išgaubtus lęšius), kad sušvelnintumėte šviesos srautą. Įsitikinkite, kad armatūra sumontuota pakankamame aukštyje ir tinkamais atjungimo-kampais, kad didelio-intensyvumo šviesos diodų šaltinis nepatektų į tiesioginį--matymosi liniją.
3 problema: didelis energijos suvartojimas dėl per didelio-apšvietimo arba neefektyvios optikos.
Sprendimas:Naudokite didelio{0}}efektyvumo LED paketus (150+ lm/W lusto lygiu) kartu su didelio-efektyvumo optinėmis sistemomis (90 %+ šviesos išvesties santykis). Įdiekite pritemdymo valdiklius ir skirstymą į zonas, kad sureguliuotumėte apšvietimo lygį pagal faktinį naudojimą (pvz., treniruotės ir rungtynės, valymo valandos).
4 problema: dažna techninė priežiūra dėl armatūros gedimo arba susikaupusių nešvarumų.
Sprendimas:Pasirinkite šviestuvus su tvirtu šilumos valdymu (mažu Tj), kad užtikrintumėte ilgą tarnavimo laiką ir aukštus IP/IK įvertinimus aplinkos apsaugai. Dizainas su apsauginiais tinkleliais (pavyzdžiui, patentuotas dulkių{1}}apsauginis tinklelis 202) ir lengvai pasiekiamais-komponentais palengvina valymą ir priežiūrą.
5 problema: sudėtingas ir brangus įrengimas, kuriam reikia daugybės tvirtinimo detalių ir stiebų.
Sprendimas:Įvertinkite šviestuvus pagal jų efektyvų aprėpties plotą vienam vienetui. Technologijos, kurios siūlo platesnį ir tolygesnį šviesos pasiskirstymą, gali sumažinti bendrą reikalingų šviestuvų ir stiebų skaičių, o tai žymiai sumažina montavimo medžiagų ir darbo sąnaudas.
Išvada
EvoliucijaLED stadiono apšvietimasvis labiau apibrėžiamas optinių naujovių. Kaip rodo patento CN220707146 U daugiataškio lūžio technologija, ne tik pirminė optika, bet ir integruotos sistemos, apimančios atspindį ir antrinę refrakciją, yra įtikinamas kelias. Šis metodas tiesiogiai sprendžia pagrindinius iššūkiusdidelio masto{0}}sporto vietos apšvietimas: pasiekti aukščiausios kokybės vienodumą, sumažinti blizgesį, sumažinti šviestuvų skaičių ir galiausiai sumažinti bendras nuosavybės išlaidas. Specifikuotojams ir patalpų valdytojams pirmenybė teikiama tokiai pažangiai optinei inžinerijai-, patvirtintai autoritetingais standartais ir realiais -pasaulio našumo duomenimis-, kuriant optimalią, tvarią ir ekonomiškai efektyvią šiuolaikinių sporto objektų apšvietimo aplinką.
Nuorodos ir citatos
IESNA RP-6-20, „Sporto ir rekreacinių zonų apšvietimas“, „Illuminating Engineering Society“. [Apibrėžia įvairių sporto šakų apšvietimo klases, vienodumo koeficientus ir akinimo kriterijus].
FIFA futbolo lauko kokybės programa, „Apšvietimo vadovas“, Tarptautinė futbolo asociacijos federacija. [Apima specifinius transliacijos vertikaliojo apšvietimo ir tolygumo reikalavimus].
EN 12193:2018, „Šviesa ir apšvietimas-Sportinis apšvietimas“, Europos standartizacijos komitetas. [Pateikia standartizuotus apšvietimo lygius sportuojant nuo pramoginio iki profesionalaus / HDTV].
Zhaga konsorciumas, „Knygų specifikacijos LED šviesos varikliams“ [Apibrėžia LED modulių ir tvarkyklių sąsajos specifikacijas, skatinančias pakeičiamumą ir ilgalaikį{0}} tiekimą].
Anotacijos
[¹] Sumažėjęs varžybų skaičius... priežiūros našta:Ekonominis modelis pagrįstas gyvavimo -ciklo sąnaudų analizės (LCCA) tyrimais, kuriais lyginamos tradicinės 1000 W+ metalo halogenų sistemos ir standartinės LED sistemos su pažangiomis LED sistemomis su puikia optika. Sutaupoma sumažinus polių pamatus, laidus ir per 10 metų peršviečiant mažesnį armatūros skaičių.
Šviesos panaudojimo efektyvumas (LUE): The ratio of lumens emitted by the luminaire to the lumens generated by the LED chips. A high LUE (e.g., >90%) rodo minimalų šviesos praradimą šviestuvo korpuse.
Vieningas akinimo įvertinimas (UGR):Tarptautinė metrika (CIE 117-1995), skirta kiekybiškai įvertinti šviestuvų sukeliamą diskomfortą. Mažesnis skaičius reiškia mažiau akinimo. Sportui UGR paprastai turėtų būti mažesnis nei 25.
L90 / B50 eksploatavimo laikas:Standartinė LED veikimo trukmės metrika. L90 reiškia, kad šviestuvas išlaiko bent 90 % pradinės šviesos srauto. B50 reiškia, kad 50 % imties populiacijos nebuvo nesėkmingi. L90/B50 esant 50 000 valandų yra įprastas profesionalių produktų etalonas.
Sankryžos temperatūra (Tj):Temperatūra puslaidininkio p{0}}n sandūroje LED lusto viduje. Tai vienintelis svarbiausias veiksnys, turintis įtakos LED tarnavimo laikui ir šviesos išvesties stabilumui.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/a-100w-lauko-apšvietimas-fixture-with.html
