Işık Performansı Ölçüm Yöntemleri ve Uygulama Senaryoları Üzerine AraştırmaLED Işık Kaynakları

Soyut

Katı-yarı iletken soğuk ışık kaynağı olarak LED (Işık-Yayan Diyot), enerji tasarrufu, çevre koruma ve uzun hizmet ömrü avantajlarından dolayı aydınlatma alanında ana akım haline gelmiştir. LED ışık kaynaklarının ışık verimliliği, ışık akısı, ışın açısı, renk sıcaklığı ve renksel geriverim indeksi dahil olmak üzere ışık performansı, kullanıcı deneyimini doğrudan etkiler. Bu çalışma, yaygın olarak kullanılan çeşitli ışık performans parametrelerinin ana ışık performansı parametrelerini ölçmektedir.LED ışıkKaynakları inceler ve ölçüm sonuçlarını karşılaştırır. Farklı uygulama senaryolarının analizine dayanarak, pratik uygulamalara referans sağlamak amacıyla uygun LED ışık kaynaklarının kullanılması tavsiye edilir. Araştırma, nokta ışık kaynaklarının, projektörlerin, duvar yıkayıcılarının ve sokak ışıklarının her birinin, iç mekan aydınlatması, endüstriyel aydınlatma, mekan aydınlatması, peyzaj aydınlatması ve yol aydınlatması gibi farklı aydınlatma ortamlarına uygunluklarını belirleyen farklı performans özelliklerine sahip olduğunu gösteriyor. Teknolojinin sürekli ilerlemesiyle birlikte LED aydınlatma, akıllı evlerde ve sağlıklı aydınlatmada daha önemli bir rol oynayacak.

1. Giriş

Aydınlatma teknolojisinin gelişimi, akkor lambalar, floresan lambalar ve metal halide lambalardan LED teknolojisinin güçlü gelişimine geçiş yaparak derin bir evrim geçirmiştir. LED ışık kaynakları, olağanüstü enerji verimliliği, güvenilirliği, uzun ömrü ve çevre dostu olması sayesinde aydınlatma sektöründe öne çıkan bir ürün olarak ortaya çıktı. Göstergelerde, sinyal ışıklarında, ekranlarda, iç mekan aydınlatmasında, yol aydınlatmasında, mekan aydınlatmasında ve peyzaj aydınlatmasında yaygın olarak uygulanırlar. Geleneksel ışık kaynaklarının aksine LED ışık kaynakları, ışıldayan malzemeler olarak katı yarı iletken çipler kullanır. Taşıyıcılar yarı iletkende yeniden birleştiğinde, fazla enerji doğrudan kırmızı, sarı, mavi ve yeşil ışık yayan fotonlar şeklinde açığa çıkar. LED ışık kaynakları, üç-ana renk prensibini uygulayarak ve fosfor ekleyerek her renkte ışık üretebilir.

PerformansıLED ışıkKaynaklar, uygulama etkileri açısından çok önemlidir. Temel ışık performansı parametreleri arasında ışık akısı, ışık verimliliği, ışık yoğunluğu dağılımı, renksel geriverim indeksi ve renk sıcaklığı yer alır. Bu parametrelerin doğru ölçümü, LED kalitesini değerlendirmenin ve belirli senaryolara uygun ürünleri seçmenin temelini oluşturur. Şu anda LED ışık performansına yönelik ana ölçüm yöntemleri, entegre küre yöntemi ve gonyofotometre yöntemidir. Entegre küre yöntemi, ölçülen ışık kaynağının türü ve boyutuna ilişkin gereksinimler nedeniyle kesinlikle küçük-boyutlu LED nokta ışık kaynaklarıyla sınırlıdır; gonyofotometre yöntemi ise diğer tür ve boyutlardaki LED ışık kaynakları için daha yaygın olarak kullanılır. Önceki çalışmalarda ölçüm yöntemleri, optik tasarımda yakın-alan ölçümünün avantajları ve ışık yoğunluğu dağılım eğrilerinin önemi araştırılmıştı. Ancak, çeşitli LED ışık kaynakları arasındaki performans farklılıkları ve bunların pratik uygulama sonuçları{8} hakkında derinlemesine bir analiz eksikliği mevcut. Bu araştırma, farklı LED türlerini sistematik olarak ölçerek, karşılaştırarak ve bunları uygun uygulama senaryolarıyla eşleştirerek bu boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır.

2. Işık Performansı Ölçüm YöntemleriLED Işık Kaynakları

2.1 Işık Akısı Ölçüm Yöntemi

Işık akısı, bir ışık kaynağı tarafından birim zamanda yayılan ışık miktarını ifade eder ve genellikle lümen (lm) cinsinden ifade edilir. Bir ışık kaynağının optik güce eşdeğer toplam ışık çıkışının bir göstergesidir. Daha yüksek bir ışık akısı, ışık kaynağının daha fazla ışık yayması anlamına gelir; bu da insan gözünün parlaklık algısını doğrudan etkiler ve genel parlaklığın değerlendirilmesinde önemli bir parametre görevi görür. Pratik uygulamalarda, ışık akısı LED seçiminde kritik bir faktördür: yüksek-ışık-akısı kaynakları güçlü aydınlatma sağlamak için uygundur, düşük-ışık-akısı kaynakları ise yerel veya düşük-aydınlatmalı alanlar için idealdir.

GB/T 24824-2009 "Genel Aydınlatma için LED Modülleri için Test Yöntemleri"nde belirtilen ölçüm yöntemine göre, ışık akısı ölçümü optik bir karanlık odada gerçekleştirilir. Test edilenLED ışıkKaynak veya armatür, gonyofotometrenin dönme merkezine kurulur ve belirli koşullar altında çalışacak şekilde çalıştırılır. Dönen bir kol, ışık kaynağını veya armatürü dikey ekseni etrafında dönecek şekilde hareket ettirerek sanal bir küresel yüzey oluşturur. Gonyofotometrenin fotometrik detektörü, bu sanal küre üzerindeki çeşitli noktalardaki aydınlatmayı ölçerek, küçük açısal aralıklarla birden fazla ışık-yayan düzlemde yeterli örnekleme sağlar. Fotometrik dedektör ile test edilen nesnenin aydınlık merkezi arasındaki mesafe, sanal kürenin yarıçapı görevi görür. Tipik olarak düzlemler arasındaki açısal aralık 5 derecedir ve her düzlem içindeki aralık 1 derecedir. Büyük boyutlara veya dar ışın açılarına sahip ışık kaynakları veya armatürler için, aydınlatma dağılımı örneklemesinin bütünlüğünü sağlamak amacıyla daha küçük aralıklar benimsenir.

Ölçülen aydınlatma, kaynağın o yöndeki ışık yoğunluğuyla orantılı olduğundan, gonyofotometre, ışık akısını hesaplamak için küre üzerindeki her küçük yüzey elemanı üzerindeki aydınlatmayı otomatik olarak entegre eder. Toplam ışık akısı, Formül (1)'de gösterildiği gibi sayısal entegrasyon yöntemi kullanılarak hesaplanır:

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

Φtot'un toplam ışık akısı (lm) olduğu yerde r, sanal kürenin yarıçapıdır (m); SM​ sanal kürenin yüzey alanıdır (m²); ve (ε,η) uzaysal açıyı temsil eder.

2.2 Işık Yoğunluğu Dağılımı ve Işın Açısının Ölçülmesi

Işık yoğunluğu dağılımı, bir kaynak tarafından farklı yönlerde yayılan ışığın yoğunluğunu tanımlar. Belirli kurulum koşulları altında ışık yoğunluğu dağılım verilerinin tespit edilmesiyle aydınlatmanın tekdüzeliği ve etkili kapsama alanı değerlendirilebilir; bu da ev aydınlatması, ticari aydınlatma ve endüstriyel aydınlatma gibi çeşitli uygulama senaryoları için büyük önem taşır. Işın açısı, kaynak tarafından yayılan ışığın sapma açısını ifade eder ve aydınlatma etkisinin konsantrasyonunu ve yayılmasını doğrudan etkiler, böylece uygulanabilir durumları belirler. Bu iki parametre piyasa uygulaması için çok önemlidir.LED ışık kaynakları.

Ölçüm sırasında dedektör ile test edilen nesne arasındaki mesafe, LED ışık kaynağının veya armatürün ışık alanı, ışık şiddeti ve ışın açısı dikkate alınarak nesnenin maksimum ışık açılma alanının en az 5 katı olmalıdır. Test edilen nesne, gonyofotometrenin iki eksen etrafında dönebilen dönen bir çerçevesi üzerine yerleştirilir. LED'in karakteristik ışıklı düzleminde, uzak-alan ışık yoğunluğu verilerini toplamak için uzak alana bir nokta parlaklık ölçer veya spektral radyometre yerleştirilir. Ölçüm aralığı tepe ışın açısının yarım-1/20'sinden büyük değildir. Işın açısının 10 dereceden az olduğu veya yön açılarına ilişkin sıkı gerekliliklerin olduğu ölçümler için, test edilen nesnenin başlangıç ​​konumunu kurmak ve hizalamak amacıyla lazerler veya daha etkili yöntemler kullanılır. Işık kaynağı iki eksen etrafında döndükçe, ışık yoğunluğu dağılım eğrisi verilerini oluşturmak için çevredeki alanın tamamından veriler toplanır ve buna göre yarım-tepe ışın açısı hesaplanır.

GB/T 24824-2009'da belirtilen çift-ayna gonyofotometre ölçüm yöntemi, test edilen nesneyi yalnızca dikey ekseni etrafında dönen çift aynalı gonyofotometrenin dönüş merkezine yerleştirir. Dönen bir reflektör, test edilen LED ışık kaynağının veya armatürün etrafında dönerek belirli bir yönde ölçülen ışık ışınını belirli bir mesafedeki ikinci bir reflektöre yansıtır ve bu da onu optik detektöre yansıtır. Bu yöntem, test edilen LED'i sabit çalışma durumunda tutar ve yüksek ölçüm kararlılığı ve küçük sistem alanı işgali avantajları sunar.

3. KarşılaştırmaIşıkFarklı LED Işık Kaynaklarının Performans Ölçüm Sonuçları

Yukarıda belirtilen standart ölçüm yöntemleri kullanılarak, farklı tipteki LED ışık kaynaklarının ana ışık performansı parametreleri (aydınlık verimliliği, renk sıcaklığı, renksel geriverim indeksi ve ışın açısı) ölçüldü. Spesifik sonuçlar Tablo 1'de gösterilmektedir.

Tablo 1: Farklı LED Işık Kaynaklarının Işık Performansı Ölçüm Değerleri

Şu anda,LED ışıkkaynaklar, ışık yoğunluğu dağıtımlarını esas olarak ışık{0}yayan diyotları saran yarı saydam kapağın şekli ve iletim performansı aracılığıyla ayarlar. Her LED ışık kaynağı türü benzersiz bir ışık yoğunluğu dağıtım düzenine sahiptir. Küçük boyutlarıyla noktasal ışık kaynakları, geniş bir yarım-tepe ışın açısı aralığı ve yüksek renksel geriverim indeksi sergiler, bu da onların tek tip ve doğal aydınlatma sağlama yeteneklerini gösterir. Projektörler, yüksek aydınlatma verimliliğine ve dar bir yarım-tepe ışın açısına sahip olup, güçlü odaklama yetenekleri ve mükemmel aydınlatma performansı gösterir; bu da onları uzun-mesafeli ve yoğun aydınlatma için uygun kılar. Duvar yıkayıcıları, güçlü uzamsal katmanlama ve ışığın üç-boyutluluğu ile dengeli performans parametrelerine sahiptir ve bu da kontur aydınlatması için idealdir. Sokak lambaları, yüksek aydınlatma verimliliği ve geniş ışın açısı aralığıyla öne çıkıyor ve geniş alanlarda parlak ve eşit aydınlatma sağlamalarına olanak tanıyor.

4. Farklı Uygulama Senaryolarında Işık Performansı Gereksinimleri

LED aydınlatmanın günlük yaşamda ve işte iç mekan aydınlatması, endüstriyel aydınlatma, mekan aydınlatması, peyzaj aydınlatması ve yol aydınlatması dahil olmak üzere çok çeşitli uygulama senaryoları vardır. Tablo 2'de ayrıntılı olarak belirtildiği gibi, farklı uygulama senaryolarının tasarım hedeflerine ve kullanıcı ihtiyaçlarına dayalı olarak ışık performansına yönelik farklı gereksinimleri vardır.

Tablo 2 Farklı Uygulama Senaryolarında Işık Performansı Gereksinimleri

Farklı uygulama senaryolarının ışık performansı gereksinimlerini analiz ederek ve bunları çeşitli LED ışık kaynaklarının özellikleriyle birleştirerek aşağıdaki eşleştirme önerileri önerilmektedir:

İç Aydınlatma: LED nokta ışık kaynakları, hassas aydınlatma konumlandırması gerektiren çeşitli iç mekan konumları için uygundur. Yüksek renksel geriverim indeksi (Ra=86.0), nesnelerin orijinal renklerine sadık kalmasını sağlarken geniş ışın açısı (yaklaşık 119 derece) kapsamlı kapsama sağlayarak onları evler, ofisler, ticari alanlar ve fabrikalar için ideal kılar.

Mekan Aydınlatması: Stadyumlar, sahneler, sergi salonları ve müzeler için LED projektörler ve nokta ışık kaynakları önerilir. Projektörler, geniş mekanların yüksek parlaklık gereksinimlerini- karşılayabilecek yüksek ışık verimliliği (135,1 lm/W) ve güçlü yönlendirmeli aydınlatma sunar. Mükemmel renksel geriverimleriyle noktasal ışık kaynakları, renk doğruluğunun önemli olduğu sergi salonları ve müzeler için uygundur.

Peyzaj Aydınlatma: LED duvar yıkayıcılar bina aydınlatması, dekorasyonu ve iç mekan atmosferi yaratılmasında tercih edilen seçimdir. Uzun şerit şekli, dengeli ışık verimliliği (96,1 lm/W) ve zengin renk seçenekleri, mimari ve peyzaj konturlarını etkili bir şekilde özetlemelerine olanak tanıyarak, onları tek binaların ve tarihi bina komplekslerinin dış duvar aydınlatmasının yanı sıra yeşil peyzaj aydınlatması ve billboard aydınlatması için de uygun hale getiriyor.

Yol Aydınlatması: LED sokak lambalarışehir içi ana yollar, tali yollar, kırsal yollar, sanayi parkları, meydanlar ve manzara alanları için özel olarak tasarlanmıştır. En yüksek ışık verimi (149,7 lm/W) ve geniş ışın açısı aralığı (C0/180 derece düzleminde 149,4 derece) ile eşit ve parlak aydınlatma sağlayarak araçların ve yayaların trafik güvenliğini sağlar ve insanların etkinliklerindeki görsel ihtiyaçlarını karşılar.

Endüstriyel Aydınlatma: Atölye ve depolarda dengeli aydınlatma sağlamak için LED nokta ışık kaynakları ve projektörlerin kombinasyonu kullanılabilir. Noktasal ışık kaynakları geniş alanlarda eşit aydınlatma sağlarken, projektörler daha yüksek parlaklık gerektiren çalışma yüzeylerine odaklanabilir.

5. Sonuç

Geleneksel aydınlatma teknolojileriyle karşılaştırıldığında,LED ışıkkaynaklar daha yüksek enerji verimliliği, daha uzun hizmet ömrü ve daha iyi çevresel performans sunar. Esnek sıcaklık ve renk ayarlama işlevleri, onları akıllı ev aydınlatma uygulamaları için en uygun çözüm haline getiriyor. Bu çalışma, nokta ışık kaynakları, projektörler, duvar yıkayıcıları ve sokak lambaları dahil olmak üzere farklı LED ışık kaynaklarının ışık performans parametrelerini sistematik olarak ölçmekte ve karşılaştırmaktadır. Sonuçlar, her bir LED ışık kaynağı türünün, belirli uygulama senaryolarına uygunluğunu belirleyen ışık verimliliği, renk sıcaklığı, renksel geriverim indeksi ve ışın açısı açısından benzersiz özelliklere sahip olduğunu göstermektedir.

LED nokta ışık kaynakları, yüksek renksel geriverim indeksi ve geniş ışın açısıyla ev, ofis, ticari alan ve fabrikalarda iç mekan aydınlatması için uygundur.LED projektörlerYüksek aydınlatma verimliliği ve güçlü yönlendirmeli aydınlatma özelliğine sahip olan bu ürünler, stadyumlar ve sergi salonları gibi mekan aydınlatmaları için idealdir. LED duvar yıkayıcılar, dengeli performansları ve şekillendirme yetenekleri nedeniyle peyzaj aydınlatmasında ve mimari dekorasyonda öne çıkıyor. LED sokak lambaları, çeşitli yol türleri için güvenilir ve verimli aydınlatma sağlayarak trafik güvenliğini sağlar.

Teknolojinin sürekli ilerlemesi ve maliyetlerin azalmasıyla birlikte LED aydınlatma teknolojisi daha popüler hale gelecektir. Gelecekte LED ışık kaynakları akıllı evlerde, sağlıklı aydınlatmada ve diğer alanlarda daha önemli bir rol oynayacak ve daha fazla insana yüksek-kaliteli aydınlatma ortamları sunacak. Daha fazla araştırma, doğruluğu artırmak için ölçüm yöntemlerinin optimize edilmesine ve LED ışık kaynaklarının sağlıklı aydınlatma ve akıllı şehirler gibi yeni ortaya çıkan alanlardaki uygulamalarının araştırılmasına odaklanabilir.

Referanslar

[1] Yu, AQ, Ju, JQ ve Chen, DH (2018). Fonksiyonel Aydınlatmada LED'in Avantajlarının Tartışması. Çin Aydınlatma Elektrikli Ev Aletleri, (10), 10-17.[2] Huang, Y. (2017). LED Aydınlatma Uygulamasında Bazı Sorunlar. Işık ve Aydınlatma, (01), 56-58.[3] Shen, YQ, Zhu, TF ve Jia, Z. (2016). LED Armatür Optik Performans Testinde Gonyofotometre Yönteminin Uygulanmasına İlişkin Analiz ve Araştırma. Işık Kaynakları ve Aydınlatma, (04), 8-10.[4] Fan, HZ, Cao, M. ve Li, SZ (2012). LED Optik Tasarımında Işık Kaynaklarının Yakın Alan Ölçümünün Uygulanması ve Araştırılması. Acta Optica Sinica, (12), 1-5.[5] Ai, J. (2015). LED Armatürler ve Işık Dağıtım Eğrileri. Teknoloji ve İşletme, (20), 237-238.[6] Cai, Y., Wang, ZH ve Zhu, TF (2016). LED Uzamsal Renklilik ve Fotometrik Dağıtımın Hızlı Ölçümü için Yeni Bir Teknoloji. Optik Aletler, (06), 481-487.[7] GB/T 24824-2009. Genel Aydınlatmaya Yönelik LED Modülleri (S) için Test Yöntemleri.[8] Yang, WX (2024). Modern Ev Tasarımında Ev Akıllı Sistemlerinin Uygulanması. Hafif Sanayide Standardizasyon ve Kalite, (05), 127-130.

https://www.benweilighting.com/agriculture-lighting/poultry-lighting/flicker-ücretsiz-kümes hayvanları-light-18w.html

Shenzhen Benwei Aydınlatma Teknolojisi Co, Ltd

E-posta:bwzm15@benweilighting.com

İnternet:www.benweilight.com

Whatsapp :19113306783