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- 素材大。
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- 上傳時間:
- 2019-07-04
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- 234955
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- 課件PPT
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這是室外照明,包括了LED路燈光學結構演變歷程,光學設計案例講解,道路照明燈具形態(tài)發(fā)展軌跡,新的問題:照度均勻但看上去不均勻等內(nèi)容,歡迎點擊下載。
led室外照明產(chǎn)品及工程ppt是由紅軟PPT免費下載網(wǎng)推薦的一款課件PPT類型的PowerPoint.
LED照明標桿產(chǎn)品光學設計 內(nèi)容提要 內(nèi)容提要 道路照明燈具形態(tài)發(fā)展軌跡 LED道路照明:從小功率LED到大功率LED 出現(xiàn)的問題:配光問題 LED路燈配光的意義 LED道路照明:從無配光到蝙蝠翼配光 幾類完成蝙蝠翼配光的方案 新的問題:照度均勻但看上去不均勻 路面照度和路面亮度的關系 路面照度:路面點單位面積接收的光通量 路面亮度:從路面點反射到人眼的光錐亮度 《城市道路照明設計標準》的兩種評價體系 亮度指標——人眼的直觀感受的指標 駕駛員行車作業(yè)時,眼睛直接感受到的是路面亮度不是照度 國際照明委員會和大多數(shù)國家以亮度為依據(jù)制定道路照明規(guī)范 在有條件進行亮度計算和測量的情況下,應以亮度為準 路面亮度的測量 測量點最小間距小于5米,則亮度計: 垂直視場角<2’ 水平視場角2’~20’ 計算 “檢測”路面亮度的方法 路面亮度的決定因素 亮度系數(shù)的轉(zhuǎn)換與計算 亮度分布計算流程 實例:某路燈的亮度分布轉(zhuǎn)化 安裝路面 路面的照度分布 換算的路面的亮度分布 LED道路照明:從照度均勻到亮度均勻 燈具形態(tài)發(fā)展趨勢:一體式燈具到模塊化燈具 模塊化——必然趨勢:成本優(yōu)勢 模塊化大大減小了模具成本(不同瓦數(shù)的燈具不需另外開模具) 物料成本更低(同樣散熱面積的多個模組總物料質(zhì)量小于一體式整燈) 小型模組加工方便,加工成本更低 有助于大幅降低備料風險 模塊化——必然趨勢:維護優(yōu)勢 一體式燈具換光源步驟 需整燈取下,換一完全相同的燈具 可能燈具完全報廢,或光源全部返廠置換 模塊化燈具換光源步驟 卸下模塊:單一模塊,輕便易拆裝 模組甚至可以現(xiàn)場置換 只更換一個模塊,不用全部更換 三種類型的單管模塊化形式 LED道路照明:從單管器件封裝到集成封裝模組 優(yōu)勢: 成本遠低于單管器件(100瓦同樣光效的光源成本低50%以上) 器件失效機制更少,散熱器與模組接觸好(器件與散熱器接觸面積。 易于進行外觀設計,易形成流線型造型 形式單一、接口標準,易形成標準化器件 缺點: 光源光效低10%-20% 散熱性能更差,壽命預期更短 內(nèi)容提要 4 標桿評測光學設計部分測試結果分析 4.1 光效評估 4.2 光色質(zhì)量評估 4.3 對配光設計的評估 4.4 對耐候性的評估 LED標桿指標 指標1 燈具光效 指標2 色溫 指標3 路面光效 指標4 均勻性 指標5 環(huán)境比 指標6 20lux平均照度下單位面積功率 指標7 耐候性 LED標桿評估范圍 LED標桿評估范圍與標桿指標、指標權重間的關系 光效評估 指標1 燈具光效 指標3-1 單位功率平均照度 指標3-2 單位功率平均亮度 指標6 20lux平均照度下單位面積功率 光色質(zhì)量評估 指標2 色溫 對配光設計的評估 指標3-1 單位功率平均照度 指標3-2 單位功率平均亮度 指標6 20lux平均照度下單位面積功率 指標4-1 照度均勻度 指標4-2 縱向亮度均勻度 指標5 環(huán)境比 對耐候性的評估 指標7 耐候性 內(nèi)容提要 透鏡的設計流程 確定設計目標 根據(jù)設計方向進行初步設計:根據(jù)光學原理,設計光線控制思路 編寫程序,構建曲面中的控制點和控制線(母線);將控制點、線利用3D建模軟件構建模型 利用光學模擬軟件對所建模型進行光線追跡,評估樣品的光效,光斑均勻度等參數(shù),提取配光曲線 調(diào)整和優(yōu)化,達到設計目標 利用DIALux模擬在實際照明環(huán)境中光斑的分布情況,照度亮度的均勻的等指標 光學設計的輔助工具 數(shù)學計算軟件——MATLAP 、Excel 3D建模軟件——Rhinoceros 、Pro/Engineer 光學模擬軟件——TracePro 、Lightools 燈光照明設計軟件——DIALux 設計實例:Flood light泛光燈 照明要求 被照物體:墻面 照亮面積:高6m,寬1~4米 燈具位置:離墻1m,垂直照射,仰角35° 光通量:單燈2400lm 照度要求:要求光在被照墻面上有均勻的照度分布 照明特點: 屬于單側的投射燈,縱向方向的光分布是非均勻的,要求光縱向集中分布在上方,且光線均勻過渡 第一步:確定設計目標 目標配光曲線水平方向?qū)ΨQ,垂直方向非對稱 以下將根據(jù)單透鏡泛光燈的設計來詳細介紹設計與優(yōu)化的過程 第二步:確定總體光學結構 備選方案1:非對稱結構透鏡 可行性:縱向方向上的非均勻光分布決定了單透鏡必須使用具有內(nèi)外表面的非對稱結構 實施特點:單透鏡結構較為復雜,設計困難,開模難度大 裝配簡單 備選方案2:透鏡+反射杯 可行性:利用反射杯來實現(xiàn)光的單側分布 實施特點:反射杯和透鏡均曲面簡單易開模 反射杯的精度要求高,實現(xiàn)難度大 需要分別裝配透鏡與反射杯,容易引入誤差 確定的設計思路 第三步:設計并建模 利用3D建模軟件(Rhinoceros)構建透鏡模型 第四步:模擬 利用光學模擬軟件(TracePro)進行光線追跡 把透鏡模型代入到TP中,設置透鏡材質(zhì)為PC,建立光源,設定光源發(fā)光表面光通量為100lm,建立接收面,進行光線追跡。如下圖所示 第五步:系統(tǒng)優(yōu)化——評估光斑質(zhì)量,光效等 TracePro模擬所得光斑光效為90.419%,光效較高,但主要還存在三方面的問題 ①最大光強角過小 ②上半平面能量占總平面的能量為的0.82%,零點以下的光通量太多 ③最大光強分布在兩側,中心光強較弱,光斑出現(xiàn)了“空洞” 必須對透鏡進行優(yōu)化調(diào)整。! 系統(tǒng)優(yōu)化的檢測手段 1. 利用光學模擬軟件自動優(yōu)化:如利用TracePro的Interactive Optimizer功能設定目標參數(shù)進行自動優(yōu)化(局限性:只能模擬某些特殊結構) 2. 根據(jù)樣品的光效,配光曲線,照度情況等分析光線的走向,能量劃分等,手動調(diào)整模型結構,實現(xiàn)模擬→評估→優(yōu)化→模擬→評估→優(yōu)化→得出最優(yōu)結果的過程 系統(tǒng)優(yōu)化的檢測手段 3、利用DIALux模擬在照明場合中光斑的分布情況,照度亮度的均勻度的等指標,檢驗光斑效果 系統(tǒng)優(yōu)化過程 對比光斑形狀,光效,照度均勻度,平均照度等參數(shù)后找出光斑不足的地方,對透鏡進行針對性修改 光斑形狀是由各個表面共同作用的結果,為了優(yōu)化設計效果,首先需要了解每個表面對光斑的調(diào)制作用 優(yōu)化——分析各個表面分別對光線的調(diào)制作用 選用相同的內(nèi)表面和外表面左側,對比用不同母線構建的外表面右側對光型產(chǎn)生的影響 優(yōu)化——分析各個表面分別對光線的調(diào)制作用 選用相同的內(nèi)表面和外表面右側,對比用不同母線構建的外表面左側對光型產(chǎn)生的影響 優(yōu)化過程:改變透鏡光斑效果 優(yōu)化結果 針對光斑照度位置過低,且最大光強左右分離的問題,再對透鏡模型進行必要的修改,包括在外表面添加某些必要的表面,削減某些必要的表面等 對比:DIALux場景模擬 對比:DIALux場景模擬