Светодиодный прожектор. Появление на рынке светотехники светодиодных прожекторов является важным шагом в индустрии освещения. На смену громоздким мощным светильникам, которые потребляли большое количество электроэнергии пришли компактные мощные прожекторы энергосберегающего типа. Кроме того, такие модели имеют длительный срок службы по сравнению с традиционными вариантами.
Благодаря такому набору технических характеристик область применения LED-прожекторов довольно широкая. Архитектурные, театрально-студийные, грунтовые и подводные – эти виды прожекторов специально созданы для освещения в определенных условиях.
С их помощью освещают внутренние помещения – производственные, промышленные площади, концертные залы. Но в большей степени они используются для наружного освещения: зданий, стадионов, улиц, парков, парковок и т.д. А наиболее выигрышно смотрятся в роли декоративной подсветки рекламных площадей, а также водоемов и фонтанов.
Достоинства светодиодных прожекторов – главные аргументы в пользу монтажа таких источников света:
– высокая энергоэффективность: светодиодный прожектор позволяет освещать максимум территории при минимальном потреблении электроэнергии (потребляет в десять раз меньше энергии, чем лампы накаливания);
– уровень КПД от 90% – практически вся энергия тратится только на свет, а не на тепло;
– срок службы – более пяти лет (примерно 30-50 тыс. часов);
– экологически чистые и безопасные – в составе нет ртути;
– эффективно работают при температурных режимах от -40 до +55°С.
– мгновенное включение. [2]
Проведение измерений. Измерения фотометрических, колориметрических и электрических характеристик светодиодных устройств проводят с использованием оборудования, обеспечивающего стандартные условия испытаний, которые соответствуют заданным условиям эксплуатации испытуемого устройства (ИУ).
Все измерения должны иметь прослеживаемость к единице СИ (международной метрической системы единиц).
Все питающие провода и соединения должны быть надежно закреплены и иметь достаточно низкое сопротивление. При измерениях электрических параметров следует применять четырехпроводную схему подключения ИУ. Для светодиодных светильников соединительные клеммы являются контрольными точками для измерения напряжения.
Для проведения фотометрических и колориметрических измерений применяют:
- фотометрический шар;
- гониофотометрические комплексы: гониометр с фотометром (в том числе гониофотометры ближней зоны), гониометр со спектрорадиометром, гониометр с трехканальным колориметром;
- яркомеры (фотоэлектрические и цифровые).
Выбор средства измерений зависит от типа ИУ и от измеряемых параметров. Измерения ИУ малых размеров, для которых не требуется определять распределение силы света (например, светодиодных ламп), проводят на комплексах с интегрирующей сферой. Измерения светильников, для которых обычно требуются данные о распределении силы света, проводят на гониофотометрических комплексах. Для определения колориметрических характеристик применяют комплексы сфера – спектрорадиометр, гониометр – спектрорадиометр или гониометр – колориметр. Комплекс гониометр – колориметр следует применять только для измерений относительных колориметрических характеристик.
Все средства измерений должны быть поверены/откалиброваны с прослеживаемостью к единице СИ. Все фотометрические измерения проводят на фотометрах, спектральные характеристики которых соответствуют функции относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения по ГОСТ 8.332.
В помещении, где проводят испытания, влияние внешних факторов (таких, как дым, пыль, вибрации) на результаты испытаний должно быть исключено.
ИУ должно работать не менее 30 мин до начала измерений. Его состояние считают стабильным, если отношение максимальных и минимальных показаний световых и электрических характеристик в течение последних 15 мин составляет менее 0,5% минимального значения.
Стабилизация связана с достижением теплового равновесия составными частями ИУ. Предварительный отжиг (работа источника света до монтажа в измерительном комплексе) приводит к уменьшению времени стабилизации.
Светодиодные светильники измеряют в стандартных условиях при температуре окружающей среды 25°С. Если заявленная нормируемая максимальная рабочая температура (температура окружающей среды в условиях эксплуатации ИУ) окружающей среды отличается от 25°С, то следует использовать коэффициент преобразования для данной температуры [1].
Влияние вторичной оптики. Большинство современных светодиодных прожекторов имеют косинусную кривую силы света, и получается, что эти прожекторы не соответствуют своему назначению. Для проведения исследования влияния вторичной оптики был выбран светодиодный прожектор фирмы GLANZEN (рисунок 1).
Рисунок 1 – Внешний вид прожектора GLANZEN FAD-0014-20
Эксперимент проводился с помощью гониофотометра Everfine GO-2000a V1. На рисунках 2 – 4 показаны результаты измерений.
Рисунок 2 – Электрические и светотехнические характеристики
Рисунок 3 – 3D распределение силы света
Рисунок 4 – Полярная система представления КСС
Как видно из рисунков 3 и 4, у светодиодного прожектора косинусная кривая силы света (КСС) в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что не очень соответствует назначению прожекторов.
Для исследования влияния вторичной оптики был поставлен эксперимент. На отражатель были приклеены пластинки со светоотражающей поверхностью (рисунок 5).
Сначала были приклеены пластинки высотой 7 мм.
Рисунок 5 – Отражатель с приклеенными пластинами высотой 7 мм
Результаты измерений характеристик с изменённой светораспределяющей системой представлены на рисунках 6 – 8.
Рисунок 6 – Электрические и светотехнические характеристики
Рисунок 7 – 3D распределение силы света
Рисунок 8 – Полярная система представления КСС
Как видно из рисунков 7 и 8, кривая силы света в одной из плоскостей изменилась и стала концентрированной.
Затем были приклеены пластины высотой 11 мм (рисунок 9). На рисунках 10 – 12 представлены результаты измерений.
Рисунок 9 – Отражатель с приклеенными пластинами высотой 11 мм
Рисунок 10 – Электрические и светотехнические характеристики
Рисунок 11 – 3D распределение силы света
Рисунок 12 – Полярная система представления КСС
Полученные результаты измерений были представлены в виде скриншотов из программы GONIOPHOTOMETERS GoSoft V 2.0, по которым можно наблюдать, что при использовании разработанного отражателя с зеркальными пластинами, КСС прожектора в одной из плоскостей становится концентрированной. Однако при этом, показания светового потока, и, следовательно, световой отдачи, уменьшились. Самое большое снижение показаний наблюдалось у прожектора с отражателем с высокими пластинами (почти в два раза). Проделанная работа показывает, что вторичная оптика влияет на световые характеристики светодиодного прожектора.
Библиографический список
- ГОСТ Р 8.971-2019. ЛАМПЫ, СВЕТИЛЬНИКИ И МОДУЛИ СВЕТОДИОДНЫЕ. Методы измерения фотометрических и колориметрических характеристик. Классификация и нормы: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утверждён и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии 20 августа 2019 г. N 518-ст: введен впервые: Дата введения 2020-04-01, разработан Обществом с ограниченной ответственностью «Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский светотехнический институт им. С.И. Вавилова» (ООО «ВНИСИ») – Москва: Стандартинформ, 2019. – 12 с.
- Особенности и преимущества светодиодного прожектора. URL : https://ledtest.vestum.ua/study/svetodiodnye-prozhektory-ustrojstvo-i-harakteristiki/ (дата обращения: 19.06.2022).