模块化等亮度LED路灯设计

针对当前LED路灯照明采用照度均匀的设计方法无法满足道路照明实际需求的情况,通过推导自由母线的偏微分方程,在研究路灯配光特性的基础上,应用SolidWorks软件建立LED路灯的光学模型,将光学模型导入TracePro软件进行仿真,应用DIALux软件模拟实际道路场景和路面的光照情况,完成一款符合国家标准的LED道路照明灯具配光设计。设计灯具的路面亮度总均匀度和路面纵向均匀度分别为0.82和0.77,都高于国家照明标准,既满足亮度均匀性的要求,也满足照度均匀性的要求。并研发了一款全新的模块化灯具结构,实用方便,市场前景广阔。     

发光二极管道路照明的配光优化设计

从道路照明评价指标出发,对发光二极管(LED)道路照明的配光进行优化设计.综合考虑照度分布与道路照明评价指标之间的函数关系,建立了LED路灯照度分布的数学模型.以照明评价指标为优化条件,亮度-照度比Q为优化目标,求解有约束的最优化问题,得到配光曲线.以沥青路面主干路为例,把得到的配光曲线导入照明模拟软件中进行仿真模拟.配光优化结果表明:其横向配光呈非对称分布,且最大光强偏向机动车道方向,比传统的对称式配光曲线节能30.3％;Q为0.072 7,高于一般沥青路面的比值;同时各项照明评价指标均符合CJJ 45-2006的要求,配光性能良好.     

三维振动测量系统的照明模块设计

为了满足三维测量系统所需的大视场照明条件,设计了一种基于自由曲面的透镜阵列的匀光照明模块。根据能量对应关系计算得到自由曲面透镜的离散点数据,通过Rhino软件拟合离散点得到该自由曲面透镜实体模型,再将得到的自由曲面透镜面型导入Light Tools软件,进行阵列后得到匀光照明模块。仿真结果表明,该照明模块可使2.56m2的接收面上的亮度达到13 102lx,照明均匀度达到92.86%,且公差符合装配要求。     

基于惯性导航的LED道路照度自动测量装置的研究

LED照明具有节能、照度均匀度好、平均照度高、光衰小等优点,通过长期监测和分析LED道路照明的照度值对城市道路照明改造工程具有现实的指导意义。研究开发一种基于惯性导航技术实现自动定位测量道路LED照明照度自动测量装置,能够实现自动布点、自动测量等功能,能够降低测量过程中的安全隐患和减小测量误差。     

LED铁路信号灯的光学系统研究

随着大功率LED光源和照明技术的发展,LED已经广泛地应用于照明领域,这也给灯具的配光设计带来了新的挑战.从LED光源应用于铁路信号灯的实际要求出发,对LED铁路信号灯的光学系统和灯具的配光进行了研究,设计出了一种透镜型的光学结构,并通过光学软件Tracepro进行了模拟仿真,从而达到了铁路信号灯要求的光强度和光束散角...     

基于UG的二次配光透镜产品结构设计

文中分析了二次配光透镜的设计思路.以一款多鳞片透镜为例,讲解了基于UG的透镜造型设计整个过程,包括自由曲面的多鳞片的输出、复眼面的设计、安装结构设计要点等,并总结了设计中常见问题和处理方法,对透镜的设计和其他工业产品设计都有很好的参考价值.     

广告灯箱照明用LED大功率条形灯的研究与开发

LED作为固体光源,由于省电、环保等特性,在近年里逐渐成为广告灯箱照明的主流光源。针对广告灯箱照明的特别要求,如灯箱表面照度、照度均匀度等,阐述构成广告灯箱用LED条形灯的主要部件及其形式和特点,并对LED大功率条形灯进行了研究和开发。经试验检测和实际使用表明,该设计产品实现了照度可调,达到了设计目的,为同类照明产品设计提供了参考模式。     

远场均匀照明的LED排列设计

为了实现远场的照度均匀性,在已设计的LED平面排列组合的基础上,提出了LED白光照明单元的球面排列设计方法。相比平面的排列,把LED照明单元组合排列在半球形表面,在被照接收面上产生更宽角度的照度分布。并对几种不同排列的LED照明单元进行分析,建立了光学模型和设计方程式,模拟出远场的照度分布情况。结果表明在极限角度内LED球形排列具有均匀广泛的远场照度分布。     

基于菲涅尔透镜的室内LED射灯配光设计

为了将LED发出的光均匀投射到3m远直径为1m的圆形区域内,设计了一种LED(发光二极管)射灯。采用菲涅尔透镜对射灯进行二次光学配光设计,并通过调整菲涅尔透镜的各个独立环带的倾角来优化投射光的分布。文中对菲涅尔透镜的投光效果、安全性和加工误差等方面进行了考察,结果表明设计是安全的、可靠的并具有良好的投光效果。     

基于物联网技术的智能LED路灯控制系统研究

现阶段,城市交通发展越来越完善,在夜间照明路灯应用中,传统路灯需要大量电能,且相关照明设备应用还会产生一些环境污染。随着智慧城市建设发展,智能LED路灯将逐渐取代传统路灯,成为城市夜间照明的主要设备。在智能LED路灯控制系统设计中,需要借助相关物联网技术,实现整体智能路灯设计实现。基于此,主要介绍了智能LED路灯应用优势,分析物联网技术下智能LED路灯总体设计;同时,探究基于物联网技术的智能LED路灯控制系统设计方法,希望能够为城市智能LED路灯控制设计提供一些参考依据。     

一款新型LED台灯的设计

为了设计一款配光简单、光照均匀的LED台灯,从抛物线的光学特性出发,详细说明了LED光源的放置位置对出光效果的影响。证明了把LED面光源放置在中心轴上焦点与抛物线顶点之间的适当位置,可以使光线均匀发散。利用抛物线的这个特性,经过多次实验把单颗LED面光源放在旋转抛物反光镜顶点与焦点之间的正确位置,在距台灯400 mm、面积为1 000mm×1 000mm的平面得到了均匀的光照。在总体光通量基本不变的情况下,把10个如此配光组合按一定尺寸排列成2×5分布的光源模块,能很好地达到台灯的标准配光要求。     

基于椭流线法的LED射灯菲涅耳反射器设计

基于非成像光学中的边光原理和椭流线理论提出一种菲涅耳反射器设计方法。通过对光源的通量均分、椭流线虚实焦点的配对,以及光学仿真优化三个步骤实现对LED射灯二次均匀配光。该方法可避免引入色散,降低光学设计难度,并实现在目标面上光照度分布均匀的投射效果。模拟考察了距光源3m远,直径为1.2m的圆形平面上的实际效果,其中包括目标面上的照度分布和均匀性、安全性、机械加工公差等相关方面,仿真结果表明,设计是安全、可靠和可行的。     

Group decision making based autonomous control system for street lighting

Most traditional street lighting systems do not have the function of autonomous control. Inspired by social animals and insects, an autonomous control system for street lighting is presented in this paper. All the lamp nodes compose a wireless sensor network (WSN) based lamp group in which there are a lamp leader, a succeeding leader, and some lamp members. All the lamp members communicate with the lamp leader by forming a tree topology. The lamp member collects ambient illumination using a light sensor periodically. When finding the illumination is under the preset threshold, the lamp member will send a turning-on vote to the lamp leader. The lamp leader counts the number of votes received from the members. When the number of the votes is larger than the preset threshold, the lamp leader will send a turning-on command to all the lamp members. Just like the succession behavior in social animals, the succeeding leader in the proposed system can automatically take the place of the current lamp leader when it is disabled. A failure message can be sent to the remote street lighting maintenance center by a GPRS network. Leader switching and group decision making tests have been carried out for validating these proposed methods. The experimental results show that the proposed system can automatically response to ambient light changes. The method of group decision making improves the anti-interference capability and the intelligence level of the lighting control system.     

太阳能LED路灯照明控制系统

能源危机带来科技的变革,其中太阳能作为新能源愈发备受关注。本文在介绍LED和太阳能优点的基础上,提出将两者相结合,应用太阳能LED于路灯照明系统,设计了基于蓄电池组分只同时均充模式的太阳能LED路灯照明系统,并重点简述了该系统中PLC控制器工作原理和工作流程。     

HPV基因芯片检测装置的匀光照明设计

人乳头瘤病毒(HPV)基因芯片检测装置可读取与分析HPV芯片的杂交点信号值,进而区分不同的HPV病毒类型,而检测装置照明的均匀性关系到HPV芯片图像处理算法的可靠性与难度。为实现均匀照明,优化了矩形LED阵列排布并配置匀光扩散板。首先,分析单个LED灯珠的辐射强度分布,建立矩形LED阵列的理论模型;然后,在仿真软件中建立4行8列的矩形LED阵列模型;最后,搭建HPV基因芯片检测装置进行实验测试。实验结果表明,该照明系统能使70 mm×20 mm的目标被照面的灰度均匀度达到95.6%,满足了HPV基因芯片检测装置均匀照明的要求。     

基于微透镜阵列生成特定矩形光斑的TIR组合透镜设计与仿真

LED功率的不断增大使其逐渐替代传统光源,并广泛用于各种照明光源。在某些室内照明以及道路照明设计中,通常需要借助LED透镜产生矩形光斑从而充分利用光能避免浪费。利用Light Tools软件设计了一种全内反射(total internal reflection,TIR)透镜与特定微型透镜阵列的组合透镜,设置TIR准直透镜透射曲面和全反射曲面为二次曲面,并对其进行准直优化。然后建立单个微型透镜,设置单个矩形微透镜长宽比分别为1∶1、3∶2和4∶3,并将其阵列化。通过改变微型透镜的尺寸以及球面曲率半径进行进一步优化,最后生成与微型透镜长宽比对应的均匀矩形光斑,从而满足不同矩形照明区域的照明需求。