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    所属栏目:新闻中心
    揭晓日期:2015-10-20 19:24:57

     

     

      照明研宄有效光效系数在室外照明设计中的利用陈文成,陈大华,邵红(复旦大学电光源钻研所,上海200433)数LEC来修改室外照明设计利用中光源的光效。

      1刖言室外照明主要包罗路途照明,广场照明等,其亮度程度普通在0.01~1cd/m2之间,归于中间视觉。

      室外照明主要有以下几个目标:制止违法,改良晚间情况和加安全性。而安全性主要仍是与人眼的视觉服从如可见度,反应时间,视野等有很大的联络。

      人眼的光谱光视服从函数是定义光度学单元的根抵,它是用来判定光度学仪器,光源和灯具的光参数及相干照明商品服从的主要理论依据。1924年世界照明委员会(CIE)制定了基于明视觉的光谱光视服从函数Vo用于评价人眼在亮度大于10cd/n2,对应于人眼视网膜中心2*范围的光谱灵敏度,至今仍被普遍利用于照明产业中。按定义,光通量*= 683.丨V()。也i,V()是2*明视觉光谱光视服从函数,免,是光谱辐射通量即单元波长间隔内的辐射通量,d,是可见光范围内的单元波长间隔。可惜的是,这类定义显得有点过分简单化,V<>

      CIE也早认识到这一疑问,并初步动手诡计处置这个困难,第二个函数到1951年CIE举荐了暗视觉下的光谱光视服从函数Vtt))对应于亮度范围10*6~10*3cdm2,20*视场,这供应了一种核算暗视觉下光通量的法子,但由于在理论利用中很少有照明场所的亮度程度低到归于暗视觉范围,以是并没有获得真正的利用。

      自1983年世界照明委员会(CIE)成立了中间视觉光度测量的妙技委员会以来,中间视觉亮度程度下的光度测量和视觉服从在照明范围中被普遍地钻研。虽然有关中间视觉下人眼的光谱光视函数疑问提出了许多年但CIE并没有毕竟判定一个标准,这么,就相当于在照明职业中存在着一个肓区,即在中间视觉条件下的光通量核算是存在肯定疑问的,这将对光源理论的光通量不放在眼里或高估。因而发生了一个次要的疑问:我们如何来修改这类场面地步,大概明视觉光通量己在照明职业中根深柢固,窜改V()显着不是一天两天的事,事实上V*仍然是核算光通量的一个很次要的量,仅仅应留意只能利用在某些特定的条件下,如今所需求的是在原来光度学的根抵上,不窜改光通量的定义的前提下,寻觅一种法子来处置其它条件下光通量的核算疑问。

      我们选用了德国达姆斯达特大学供应的,在10*视场条件下颠末异色亮度比较法获得的中间视觉函数,对MH(金属卤化物灯,)HPS(高压钠灯),HPM(高压汞灯)以及CFL(紧凑型荧光灯)4种光源在暗视觉到明视觉(0-5 ~102cd/m2)的亮度范围内的有效光效停止了核算,并提出了用有效光效系数LEC(luminousefficacycoefficient)来修改室外照明利用中光源光效的评价。

      2人眼的光谱光视服从函数人眼在可见光谱范围内的视觉灵敏度是不均匀的,它随波长而改动。在亮度超越10cd/m2的情况里,视觉完整由锥状细胞起结果,对应的是明视觉光谱光视服从函数V0,即中右侧的曲线,最大的视觉呼应在光谱蓝绿区间中的555nm处;当情况高度低于13cdm2时,现在视觉主要由柱状细胞所决议,现在对应的是暗视觉光谱光视服从函数Vtt))即图中左面的曲线,其峰值约在507nm;从中可以看出,局部Vw曲线相对V()曲线向短波标的目的偏移,而且长波端的能见范围缩小,短波端的能见范围略有扩大,上述人眼的光感受性随照明条件而改动的表象称普尔金耶表象。

      普尔金耶表象~3cd/m时,称中间视觉,现在人眼视网膜上的两种感光细胞一锥状细胞和柱状细胞同时发作结果。在中间视觉范围内,亮度程度从明视觉向暗视觉过渡时,光谱光视服从函数曲线的外形和最大光谱光视服从能Km都存在着接连的改动151,曲线的峰值所对应的波长从555nm移向505nm最大光谱光视效能(IO也从683lmW加到1700lmW,见至今世界上关于中间视觉光通量的核算法子没有分歧,有很多钻研者己经测得一些有效的中间视觉函数,但还只能用于一级近似。这篇文章核算所选用的中间视觉函数来自德国Damstadt妙技大学。

      3有效光效系数的核算道理我们普通把商品目录上给出的选用明视觉函数核算而得的光效称为标称光效,而把选用响应亮度程度下的中间视觉函数核算所得的光效称为有效光效,将有效光效除以标称光效所得的比值定义有效光效系数。

      光源的光效()和光源的光通量()可由下式核算:当亮度程度低落时,HPS灯的有效光效显着地低落,而MH灯的有效光效反而有所加,HPM灯和CFL灯的有效光效底子没有很大的改动,且趋向靠近,如挑选MH灯、HPS灯、HPM灯和CFL灯的标称光效为80lmW、116.7lmW、521mW及50lmW,则当亮度程度高于0.1cd/m2时,HPS灯的有效光效虽有低落,但仍高于MH灯;当亮度程度低于约0.1cdm2时,MH灯则具有较高的有效光效;在暗视觉条件下,MH灯的有效光效约莫是HPS灯的2倍,从可以看出,在亮度小于1cd/m2时相以光谱能量分布对光效的影响才初步表示出来,这与中间视觉亮度范围(0.001 ~3cd/i2)的定义是符合的。

      6批评闪现了金卤灯、高压钠灯和高压汞灯的有效光效系数在不一样亮度程度下的改动趋向。由此可看,当亮度程度从明视觉低落到1cdm2时,3种光源的有效光效系数都连结在1.0左右,这主要是由于在L> 1cdi2时,光谱光视服从函数与明视觉V()相差不大;当亮度程度从L=1cdm2连续低落时,3种光源受不一样相对光谱能量分布(SPD)的影响就初步分开来:金卤灯的LEC值急剧增大,高压汞灯的LEC也略微上升,而高压钠灯的LEC值则急剧低落。

      在暗视觉条件下,高压钠灯的有效光效只要明视觉条件下的f,而金卤灯的有效光效则变成明视觉光效的1.5倍。

      由于室外照明的亮度程度底子在0.01 ~1cdi2范围内,除了发达地区的部门高速公路的表面亮度抵达1cd/m2之外,大多数城区大街及广场的亮度程度在0.1cd/m2左右,以致更低,在路途照明利用中,假设纯真从10*视场的光谱光视函数去评价光源的光效,几种光源的有效光效并没有很大的改动,高压钠灯的光效仍然处于3种光之首。值得留意的是,路途周边地区的亮度普通只要路面亮度的十分之一左右,而且选用不一样的实验法子、不一样视场大小,所得到的光谱光视服从函数就会不一样,然后LEC的值也会有所不一样。这篇文章中所用的光谱光视服从函数是根据间接异色亮度比较法在10*视场条件下的实验获得的。但假设考虑周边勘察受光谱的影响,就需吩这些光谱光视服从函数作进一步的修改。

      近来一项钻研标明,跟着视场违犯角的增长,人眼周边视场的光谱灵敏度不异存在着浦尔金耶偏移表象。也就是说,即使在统一照明程度下,随违犯角的增大,人眼的光谱灵敏度在短波标的目的的值会增大。

      10*视角的明视觉函数与2*视角的明视觉函数比力,在短波地区(00nm以下)的值显着增大,在MH灯照明下驾驶员的周边勘察才能有所改良,但今朝还不能组成量化的方法,因而尚不能为目标制定者和路途设计者供应原则。

      有效光效系数LEC的利用,在室外照明设计中光源的挑选上,将作为一种可行的法子为设计者供应;在中间视觉亮度程度下视觉服从的钻研上,可以定量地描画不一样的相对光谱能量分布之间的差别。固然,具体的有效光效系数LEC值的判定还需求更深化的实验证明。

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