Улучшение качества освещения за счет получения требуемой кривой силы света светового прибора общего и местного освещения.

Светoвoй прибoр

Автoры: Кoваленкo Ольга Юрьевна, Захаржевcкий Олег Алекcандрoвич, Афoнин Виктoр Ваcильевич, Пивкин Олег Ваcильевич, Панфилoв Степан Алекcандрoвич

Изoбретение oтнocитcя к ocветительному оборудованию и может быть иcпользовано для целей общего и меcтного оcвещения. Световой прибор включает cветодиоды и жеcткий профиль держателя cветодиодов, отличающийcя тем, что жеcткий профиль, выполненный в виде чаcти cферы, cодержит зоны, каждая из которых ограничена окружностями, причем на средней окружности каждой зоны на внутренней или внешней ее сторонах поверхности расположены светодиоды, при этом количество зон равно , где _пред - предельный угол кривой силы света, больше которого сила света принимает значение, равное нулю; - угловой размер зоны, который является величиной постоянной для каждой зоны, а угловое расстояние между центрами оснований светодиодов при равномерном расположении равно , где n_i - количество светодиодов зоны, которое определяют как n_ikI, где I - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света; - телесный угол данной зоны, k - коэффициент пропорциональности. Технический результат - улучшение качества освещения за счет получения требуемой кривой силы света светового прибора. 2 ил. 

Известен шахтный светильник индивидуального пользования, состоящий из жесткого профиля с расположенными на его наружной стороне светодиодами, из корпуса для крепления жесткого профиля и для установки устройства питания светодиодов, а также из внешней защитной оболочки, необходимой согласно условиям размещения светильника в шахте (RU 2187039, МПК F21L 4/00, опубл. 10.04.2002).

Недостатком известного светильника является ограниченная область применения, обусловленная неопределенной формой кривой силы света, что исключает его применение в соответствии с санитарными и строительными норами проектирования производственных, служебных, административных, жилых и других помещений там, где требуется обеспечить заданный уровень освещенности в разных направлениях, что определяется кривой силы света светового прибора - одной из важнейших необходимых по ГОСТ характеристик светового прибора.

Технический результат заключается в обеспечении получения светового прибора с задаваемой кривой силы света.

Сущность изобретения заключается в том, что световой прибор содержит светодиоды и жесткий профиль держателя светодиодов, выполненный в виде части сферы и содержащий зоны, каждая из которых ограничена окружностями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси жесткого профиля, и отстоящими друг от друга на углы _i и _i-1, лежащие в одной плоскости между осью жесткого профиля и лучами, направленными вдоль радиуса сферы и пересекающимися с окружностями, ограничивающими i-ю зону, на средней окружности которой на внутренней или внешней ее сторонах расположены светодиоды, при этом количество зон равно



где _пред - предельный угол кривой силы света, больше которого сила света принимает значение равное нулю;

=_i-_i-1 угловой размер зоны, который является величиной постоянной для каждой зоны, а угловое расстояние между центрами оснований светодиодов равно



где n_i - количество светодиодов зоны, которое определяют как



где I - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для угла, лежащего между осью жесткого профиля и лучом, пересекающим среднюю окружность данной зоны;

- телесный угол данной зоны, лежащий между углами _i-1, _i;

k - коэффициент пропорциональности.

При несимметричном распределении светодиодов угловое расстояние между ними вдоль средней окружности i-ой зоны для j-ой дуги равно



где _ij - угол для j-ой дуги для i-ой зоны, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси жесткого профиля;

n_ij - количество светодиодов для i-ой зоны и j-ой дуги, которое равно



где I - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для угла, лежащего между осью жесткого профиля и лучом, пересекающим среднюю окружность данной зоны, и угла, лежащего в плоскости, перпендикулярной оси жесткого профиля, и образованного лучом, являющимся биссектрисой угла, в котором лежит дуга с j=1, и лучом, являющимся биссектрисой угла для j-ой дуги;

- телесный угол, лежащий между углами данной зоны и углом данной дуги;

k - коэффициент пропорциональности.

На фиг.1 изображен жесткий профиль светового прибора с симметричным расположением светодиодов, на фиг.2 - жесткий профиль светового прибора с несимметричным расположением светодиодов.

Световой прибор с симметричной кривой силы света содержит (фиг.1) жесткий профиль, выполненный в виде части сферы 1, которая делится на зоны 2 с границами в виде окружностей 3, отстоящими друг от друга на углы _i, _i-1, лежащие в одной плоскости между осью OO₁ жесткого профиля 1 и лучами, направленными вдоль радиуса сферы и пересекающими границы зон 2, на которых равномерно размещены светодиоды 4 вдоль средней окружности 5 каждой зоны 2 с угловым расстоянием _i между светодиодами 4.

Устройство для питания светодиодов служит для подачи требуемого каждому светодиоду питания, как одновременно на все светодиоды, так и в назначаемой очередности и может располагаться как в одном корпусе с жестким профилем для размещения светодиодов, так и располагаться отдельно, например, на основании опоры светового прибора. Источником для устройства питания светодиодов может служить как сеть переменного тока, так и гальванические элементы, входящие в состав светового прибора, в соответствии со схемой используемого устройства питания светодиодов.

Светодиоды 4 могут располагаться на внутренней или внешней стороне поверхности жесткого профиля, выполненного в виде части сферы 1, которая делится на зоны 2, границами которых являются окружности 3, лежащие в плоскостях, перпендикулярных оси OO₁ жесткого профиля 1, и отстоящие друг от друга на углы _j-1, _j (фиг.1), лежащие в одной плоскости между осью OO₁ жесткого профиля 1 и лучами, направленными вдоль радиуса сферы и пересекающимися с окружностями, ограничивающими i-ю зону, внутри которой на ее внутренней или внешней сторонах расположены светодиоды 4.

При заданном радиусе сферы угловой размер =_j-_j-1 зоны выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить ширину зоны, необходимую для размещения в ней одного ряда светодиодов. Центры оснований светодиодов 4 находятся на средней по отношению к границам зоны 2 окружности 5.

Количество зон 2 рассчитывается из соотношения



где _пред - предельный угол кривой силы света, больше которого сила света принимает значение, равное нулю;

=_i-_i-1 - угловой размер зоны, который является величиной, постоянной для каждой зоны.

При равномерном расположении светодиодов 4 угловое расстояние между центрами их оснований, лежащих на средней окружности 5, определяют как



где n_i - количество светодиодов, которое определяют как



где I - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для угла, лежащего между осью OO₁ жесткого профиля 1 и лучом, пересекающим среднюю окружность 5 данной зоны;

- телесный угол данной зоны, лежащей между углами _i-1, _i;

k - коэффициент пропорциональности.

Оптическая ось каждого светодиода 4 совпадает с направлением радиуса сферы, и осевая сила света от него направлена к центру сферы. Результирующая кривая силы света всех светодиодов 4 в случае выполнения приведенных соотношений соответствует заданной кривой силы света.


Количество зон 2 рассчитывается из соотношения (1).

При несимметричном распределении светодиодов угловое расстояние между центрами оснований светодиодов 4 вдоль средней окружности 5 i-ой зоны для j-ой дуги определяют как



где _ij - угол j-ой дуги для i-ой зоны, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси О₁O₂ жесткого профиля 1;

n_ij - количество светодиодов 4 для i-ой зоны j-ой дуги, которое определяют как



где I - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для угла, лежащего между осью O₁O₂ жесткого профиля 1 и лучом, пересекающим среднюю окружность 5 данной зоны, и для угла, лежащего в плоскости, перпендикулярной оси O₁O₂ жесткого профиля 1 и образованного лучом, являющимся биссектрисой угла, в котором лежит дуга с j=1, и лучом, являющимся биссектрисой угла для j-ой дуги (j=1, 2, q);

- телесный, лежащий между углами данной зоны и углом данной дуги;

k - коэффициент пропорциональности.

Световой прибор работает следующим образом. При подаче питания на устройство питания светодиодов 4 последний подает питание на каждый из светодиодов 4, расположенных на жестком профиле в виде части сферы 1 в требуемой последовательности. Излучение от светодиодов 4 создает силу света согласно требуемой кривой силы света.

Размещение светодиодов 4 на наружной или на внутренней поверхности жесткого профиля в виде части сферы 1 не имеет принципиального значения, поскольку в том или в другом случаях формируется требуемое пространственное распределения силы света от светодиодов 4.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет обеспечить создание светового прибора с задаваемой кривой силы света, что в конечном итоге позволяет улучшить качество освещения согласно требуемым характеристикам.