陳國鋼

摘要：LED照明燈是智慧路燈建設(shè)工程中的主要構(gòu)成部分，對燈具亮度有較高要求，為了充分發(fā)揮LED燈應(yīng)用效能，有必要注重對燈具亮度提高問題的研究。本文主要圍繞LED照明控制終端、LED照明燈亮度問題、LED照明燈亮度提高方案分析等方面展開討論，詳細分析了照明燈自身結(jié)構(gòu)特征，并在此基礎(chǔ)上，制定合理的亮度提高方案，進而實現(xiàn)光能的充分利用，達到節(jié)能環(huán)保的目的，是LED照明燈設(shè)計時要重點注意的問題。

關(guān)鍵詞：亮度；LED照明燈具；光通量

前言：隨著城市建設(shè)進程的加快，街道路燈工程數(shù)量明顯增多，占我國總能源消耗中的較大比重，為了提高能源利用率，需要從提高照明燈具亮度這一角度出發(fā)，即是利用有限光能達到照明亮度要求，體現(xiàn)出較強的研究意義。LED燈具有經(jīng)濟舒適、優(yōu)質(zhì)安全等特點，逐漸成為主要照明元件之一，將其應(yīng)用在智慧路燈建設(shè)中，有利于改善照明質(zhì)量，而通過優(yōu)化設(shè)計照明燈具結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)提高亮度的目的。

一、LED照明控制終端

對于智慧路燈而言，其遠程監(jiān)控核心為集中控制器，可通過建設(shè)及調(diào)整網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來收集控制器反饋信號并向終端傳達相關(guān)指令，旨在對LED照明情況進行控制，對線路信息進行實時檢測。并且在無線網(wǎng)絡(luò)作用下，能實現(xiàn)遠程調(diào)光等，簡化了照明燈監(jiān)控及操作行為，是LED燈性能提高的有效途徑。具體來說，在控制終端作用下，能做到對LED照明亮度的調(diào)節(jié)，而為了提高智慧路燈照明亮度，還需要加強對亮度提高方案的研究，以便提升智慧路燈應(yīng)用價值。

二、LED照明燈亮度問題

由于LED照明燈體現(xiàn)出安全可靠、環(huán)境保護等優(yōu)勢，已經(jīng)在社會各領(lǐng)域取得了廣泛使用，有利于促進社會進步和人們生活水平的提高。但是，要想滿足照明質(zhì)量以及能源節(jié)約的要求，需要充分考慮照明亮度提高這一問題，以便在設(shè)計方案合理選擇的基礎(chǔ)上，通過提高亮度來落實節(jié)能措施[1]。現(xiàn)階段，LED照明燈亮度問題主要體現(xiàn)在科技手段應(yīng)用不充分以及亮度設(shè)計方案有所欠缺等方面，沒有從提升LED照明器材使用效率方面著手，來確保照明質(zhì)量。尤其在燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計上，還有部分LED照明燈具僅從內(nèi)部元件設(shè)計來考慮，忽視了燈具自身結(jié)構(gòu)特點對照明亮度的影響，是目前LED應(yīng)用劣勢存在的主要原因。發(fā)光二極管屬于一種半導(dǎo)體器件，在能源節(jié)約、環(huán)境保護等方面有重要應(yīng)用意義，將這類照明器件應(yīng)用在路燈工程中，可為工程質(zhì)量提供基礎(chǔ)條件。而為了充分發(fā)揮LED照明燈作用，要做到燈具照明亮度的提高，從而為人們提供適當(dāng)?shù)恼彰鳝h(huán)境。

三、LED照明燈亮度提高方案分析

（一）亮度概念

亮度指的是表征發(fā)光體自身光學(xué)特征的一個物理概念，發(fā)光源在指定方向上的發(fā)光強度與其垂直平面上的投影面積比值則表示發(fā)光點在這一方向上的照明亮度。從物理知識角度出發(fā)，照明燈具亮度的提高需要增加其在各個方向上的照明強度，即是通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高燈具亮度。

（二）借助拋物面元件來加強亮度

在LED照明燈上安裝拋物面器件，旨在基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的條件下，利用拋物面反射作用來增強光照強度。拋物面反射元件是由拋物線圍繞其對稱軸進行旋轉(zhuǎn)而獲得的曲面結(jié)構(gòu)，中間部位表現(xiàn)出凸起特征，根據(jù)拋物體對應(yīng)的拋物線方程圖像，可依次得到圖像某一點的法線斜率以及焦點發(fā)出光線的斜率方程等。在對焦點反射光線的方程進行分析時，可得出反射光線均是平行于X軸的結(jié)論，是拋物線方程重要性質(zhì)，將這一特點應(yīng)用到照明燈結(jié)構(gòu)設(shè)計中，能發(fā)現(xiàn)拋物面反射體在照明燈上的使用，可起到集中照射光線的作用，進而達到提高亮度的設(shè)計效果。例如，大多數(shù)施工單位在進行路燈安裝作業(yè)時，根據(jù)經(jīng)過焦點位置發(fā)射的光線再次反射后，反射光線將與拋物線相互平行這一理論支撐，在LED照明燈外部安裝一個拋物面器件，結(jié)合拋物面焦點位置來控制器件與照明燈具間距離，能實現(xiàn)理想的照明效果。

上述闡述中提到，當(dāng)光線經(jīng)過拋物面焦點位置射出后，則能得到全部平行的反射光。在實際安裝LED照明燈具時，考慮到其包括兩個引線架，不能采取將整個LED燈安裝在拋物面中的安裝方式，而應(yīng)利用有洞的拋物面反射體，確保燈具與反射體的有效結(jié)合，同時有利于降低工程成本。

LED照明燈在反射體中的安裝深度對照明效果有直接影響，主要體現(xiàn)在對照明系統(tǒng)法向照射光強以及縱向長度等方面，需要合理設(shè)置這一參數(shù)，從而提高照明亮度[2]。為了確定最佳安裝深度，一般將LED燈具前端面頂點和反射體入射點之前的距離看作是安裝深度，通過調(diào)整兩者間位置，利用光度檢測儀器來判斷光照強度與亮度，進而得到最優(yōu)安裝深度，在這一位置處安裝拋物面器件，可將燈具發(fā)射光線集中起來，減少無效光能，是提高光能利用效率的有效措施。除了借助拋物面反射體作用外，還可在對LED照明燈具進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時參考仿礦燈設(shè)計方法，通過合理設(shè)置反光杯尺寸、LED芯片位置及大小等，達到理想的照明效果。采取這一設(shè)計方法時，影響照明亮度的主要因素包括反射鏡位置和形狀、芯片形狀與數(shù)量，需要結(jié)合照明需求綜合考慮上述因素，以便充分發(fā)揮反射鏡作用，是LED光照強度提高設(shè)計中常見措施，有著較好的應(yīng)用效果。

四、結(jié)論

綜上所述，LED照明這一產(chǎn)業(yè)具有極強的發(fā)展?jié)摿?，隨著該照明技術(shù)的完善發(fā)展，將逐步取代熒光燈及白熾燈在日常生活中的使用。LED照明燈應(yīng)用效能的實現(xiàn)與其照明亮度有緊密聯(lián)系，只有在保證燈具亮度的條件下，才可做到照明環(huán)境的良好構(gòu)建，并能起到節(jié)約光能的作用。為了最大程度提高LED照明亮度，應(yīng)從其結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，通過拋物面結(jié)構(gòu)以及反射體的設(shè)計使用，可有效提高照明亮度。

（作者單位：東莞勤上光電股份有限公司）

參考文獻

[1]童梅.隧道LED照明的智能控制系統(tǒng)研究[D].長安大學(xué)，2017.

[2]曾德智.LED照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測控技術(shù)研究及應(yīng)用[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2014.