LED路灯与传统光源路灯穿透性比较.doc

LED路灯与传统光源路灯穿透性比较(图) 摘要：在道路照明中对于LED路灯对于大雾的穿透性的认识有很大的误区。大多数人一直认为LED路灯的穿透性要比传统照明光源钠灯的穿透性低，这是一个错误的认识。大多数人多是从网络上看到一些资料或是看到道路上的一些感官的感受，并没有做科学的评估与分析，从而认为LED路灯的光的穿透性差。在道路照明中对于LED路灯对于大雾的穿透性的认识有很大的误区。大多数人一直认为LED路灯的穿透性要比传统照明光源钠灯的穿透性低，这是一个错误的认识。大多数人多是从网络上看到一些资料或是看到道路上的一些感官的感受，并没有做科学的评估与分析，从而认为LED路灯的光的穿透性差。在本文中将对此状况作一个科学的分析。 我们都知道可见光的范围是380nm到780nm之间，在此范围呢的光线都是可被人眼接受与识别的。如图1所示 图 1 可见光的光谱范围 也就是说所有灯具只有在此波段范围内的光才有利用价值，出了此范围人眼是无法识别的。本文对于穿透性的分析也只在此范围内进行。下面分别是高压钠灯与LED的可见光谱图： 图 2 高压钠灯(上海亚明)的可见光谱图 图 3 LED(半导体照明)的可见光谱图从光谱图中可以看出LED的光谱要比钠灯的全面的多，两者的波峰都在580nm处，LED的蓝光部分只占总光通量的6%左右，而钠灯几乎没有。LED红光区的分布要比高压钠灯更宽泛。 　　雾天与雨天对道路照明的影响主要体现在：雾中的悬浮颗粒和雨滴对光线的散射作用造成的穿透力的下降，直接导致照明强度的下降。空气中的颗粒物对光线散射的理论主要基于瑞利散射定律和米-德拜散射定律，可见光范围内的散射定律的适用范围如下：r表示颗粒物的半径;当r0.037μm时服从瑞利散射定律,当r0.037μm时服从米-德拜散射定律。瑞利散射定律对光的散射效果和波长是有关的，米-德拜散射定律对光的散射效果不受波长的影响。雾中和雨中的悬浮颗粒半径大小分布如下：雾是2.8μm~10μm,雨滴10μm~5000μm。由于颗粒较大超过了0.037μm，所以雾天和雨天的光线散射是和波长没有关系的。也就是说道路照明中穿透力是和灯具的颜色没有关系的。LED的穿透力是和钠灯相同的。 传统经验认识中可能感觉钠灯的穿透力比较强，这只是一个感性的认识。由于钠灯的光是暗黄色的，led的光是白光，而大雾是白色的。人在白色背景中发现钠灯肯定比在白色背景中发现led灯要容易得多。如下图所示： 图 4　白色背景中的颜色的分辨性。 上图所示白色背景中发现其他颜色比白色背景中发现白色要容易得多。这种效果在其他照明领域会很有用处，但在道路照明领域是没有用处的，大家主要注意的是道路方向的照明效果。 　　在道路照明特别是有大雾时，显色指数是不可忽略的。钠灯的显色指数17左右普通LED的显色指数是65到80左右。由于钠灯的蓝色光谱缺失直接导致钠灯的显色指数较低。在钠灯的照射下蓝色的物体会呈现黑色，也就是说当钠灯的光线照射到蓝色的物体上时，物体没有反射光发出。这样会导致当有行人穿着蓝色衣物或者路面上有蓝色障碍物时，在钠灯的照射下，蓝色物体上没有反射光发出，这样在大雾中蓝色物体会淹没在背景光中，人会看不到蓝色物体。这样就会导致交通事故发生。如果使用LED照明就不会出现这种情况了。 　　此外,在LED路灯中也有多颗和集成LED之分。多颗LED发光面积较大，表面亮度较低，而集成封装LED发光面积较小表面亮度较高。因此,集成封装式LED在照射面上的指向性有一定的优势，使人们在浓雾天气中容易看到道路的延伸方向,在雾天照明中会更有优势。 　　综上所述，传统观点认为钠灯比LED路灯在雾天穿透性上更有优势的认识是存在偏颇的，本文从理论角度论述了钠灯并没有在穿透性方面比LED路灯有优势，反而，从显色指数角度考虑，LED路灯在雾天对于分辨实物更胜一筹;此外，从光源表面发光强度考虑，集成封装式LED光源对于雨雾天照明更有优势。