【工程管理】光纖照明的原理與應(yīng)用.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除光纖照明的原理與應(yīng)用 天馬行空官方博客：/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632摘要：在照明技術(shù)中，光纖照明是一枝獨秀的照明新技術(shù)。本文詳細地闡述了光纖照明的原理和特點。并著重介紹了光纖照明的產(chǎn)品及應(yīng)用。 關(guān)鍵詞:光導(dǎo)纖維、光纖照明、燈具、產(chǎn)品與應(yīng)用 一、概述在照明技術(shù)中，光纖照明是一枝獨秀的照明新技術(shù)。由于它具有光的柔性傳輸，安全可靠。所以廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、科研、醫(yī)學(xué)及景觀設(shè)計中，并在國內(nèi)外市場中已形成各類產(chǎn)品。本文僅以個人學(xué)習(xí)和實踐中的有限知識重點介紹景觀設(shè)計中的光纖照明技術(shù)及產(chǎn)品和應(yīng)用以求教同行專家。二、光纖照明的原理光纖照明系統(tǒng)是由光源、反光鏡、濾色片及光纖組成，如圖一所示。當光源通過反光鏡后，形成一束近似平行光。由于濾色片的作用，又將該光束變成彩色光。當光束進入光纖后，彩色光就隨著光纖的路徑送到預(yù)定的地方。 由于光在途中的損耗，所以光源一般都很強。常用光源為150250W左右。而且為了獲得近似平行光束，發(fā)光點應(yīng)盡量小，近似于點光源。 反光鏡是能否獲得近似平行光束的重要因素。所以一般采用非球面反光鏡。 濾色片是改變光束顏色的零件。根據(jù)需要，用調(diào)換不同顏色的濾光片就獲得了相應(yīng)的彩色光源。 光纖是光纖照明系統(tǒng)中的主體，光纖的作用是將光傳送或發(fā)射到預(yù)定地方。光纖分為端發(fā)光和體發(fā)光兩種。前者就是光束傳到端點后，通過尾燈進行照明，而后者本身就是發(fā)光體，形成一根柔性光柱。 對光纖材料而論，必須是在可見光范圍內(nèi)，對光能量應(yīng)損耗最小，以確保照明質(zhì)量。但實際上不可能沒有損耗，所以光纖傳送距離約30m左右為最佳。 光纖有單股、多股和網(wǎng)狀三種。對單股光纖來說，它的直徑為6mm.同時又可分為體發(fā)光和端發(fā)光兩種.而對多股光纖來說,均為端發(fā)光.多股光纖的直徑一般為0.53mm,而股數(shù)常見為幾根至上百根. 網(wǎng)狀光纖均為細直徑的體發(fā)光光纖組成.可以組成柔性光帶. 從理論上講,光線是直線傳播的.但在實際應(yīng)用中,人們都希望改變光線的傳播方向.經(jīng)過科學(xué)家數(shù)百年不懈的努力,利用透鏡和反光鏡等光學(xué)元件來無限次的改變傳播方向.而光纖照明的出現(xiàn),正是建立在有限次的改變光線傳播方向,實現(xiàn)了光的柔性傳播.正如圓弧經(jīng)無數(shù)次的分割后成直線一樣,光纖照明正是以無限次反射后,光線就隨光纖的路徑傳送,實現(xiàn)了柔性傳播.但是光纖照明的柔性傳播,并沒有改變光線直線傳播的經(jīng)典理論. 三、光纖照明的特點 1、 光線柔性傳播 從理論上講，光線是直線傳播的。然而因?qū)嶋H應(yīng)用的多元性，總希望能方便地改變光的傳播方向。光纖照明正是滿足了這一要求。這是光纖照明的特點之一。 2、 光與電分離 在傳統(tǒng)照明中，都是由光源將電能轉(zhuǎn)換成光能直接得到的，光與電是分不開的。但電有一定的危險性，所以很多場合都希望光與電分開，排除各種隱患，確保照明的安全性。所以光與電的分離是光纖照明的特點之二。 四、光纖照明系統(tǒng)的構(gòu)成 光纖照明系統(tǒng)經(jīng)通過長期的應(yīng)用和完善，大部分已實現(xiàn)了產(chǎn)品化。 光纖照明系統(tǒng)一般由電源控制器、光纖和尾燈三部分組成。 1、 電源控制器 電源控制器由光源、反光鏡、濾色片及風扇等四部分組成。 光源的常用功率為150w250w，產(chǎn)品的品牌有歐司朗、GE及賽克司光源幾種。 反光鏡是耐高溫鍍銀玻璃，常用為非球面反光鏡， 光束顏色的變化是通過變換不同顏色的濾色片來實現(xiàn)的，一般有紅、黃、綠、藍等幾種顏色。色片固定在可轉(zhuǎn)動的色輪上，然后通過步進電機來實現(xiàn)光束顏色的變換。 由于光源散發(fā)大量的熱能，所以必須有風機來冷卻，以保證控制器的正常運行。 為了使光纖照明具有更多色彩，適應(yīng)更廣泛的需求，所以由智能控制器來代替普通電源控制器。它可以將光的強度、光的顏色實現(xiàn)連續(xù)變化，也可閃變。在音樂噴泉中還可隨其音樂節(jié)奏而同步變化。 2、 光纖 光纖已形成系列產(chǎn)品，它有端發(fā)光和體發(fā)光兩種。它們分別還有單股、多股和網(wǎng)狀之分（見圖二）。 常見光纖的技術(shù)參數(shù)見表一：序號 名 稱 外 徑 （mm ） 長 度（ m ） 外 表 顏 色 1 單股端發(fā)光 6 9 14 18 20 25 30/60 黑色 2 單股體發(fā)光 8 14 20 25 30/60 透明 3 多股端發(fā)光（刮號內(nèi)為股數(shù)） 3.8(7) 5.2(14) 7(25) 9.4(50) 10.5(75) 12(100) 13(126) 30/60 黑色 中國最龐大的資料庫下載3、 尾燈 4、 于端發(fā)光的光纖來說，一般都根據(jù)照明要求和裝飾的藝術(shù)效果來選擇尾燈。常見尾燈有水晶燈、亭園燈、地埋燈、吊燈等。 五、光纖照明的應(yīng)用 由于光纖照明的獨特優(yōu)點，它已廣泛地應(yīng)用于各種場合，并在不斷地推廣中?，F(xiàn)將目前國內(nèi)應(yīng)用情況簡述如下： 1、 室內(nèi)裝飾 在室內(nèi)裝飾中，用體發(fā)光光纖來構(gòu)成輪廊線條。其效果是光照均勻、顏色和順。利用光暈照明，更有立體感。 在大廳中，其頂部用水晶吊燈可模擬星空效果。忽明忽暗，使人有無限太空的遐想。 在吧臺上，裝上水晶吊燈更顯得華麗別致。 在洞房里，在席夢思周圍形成一個彩色光邊，更增添了新房的溫馨和浪漫。 2、 水景照明 水景離開了照明就失去了迷人的景色。而不安全照明又給游人帶來危險的隱患。由于光纖照明實現(xiàn)了光電分離，是水景中絕對安全的綠色照明。 光纖照明除了針對水體照明時，使水色更為艷麗動人外，也可用光纖來構(gòu)成水池的輪廊線。使垂直的彩色水姿與橫向的水池輪廓，形成協(xié)調(diào)的線條美。 3、 游泳池 游泳池是人體進入水中，光纖照明應(yīng)是首選的照明設(shè)備。同時，用光纖作泳道的分界線既美觀又清晰。 4、 城市建筑 在燈光工程中，用體發(fā)光光纖來構(gòu)成建筑輪廓線是最常見應(yīng)用實例。特別是對一個城市的形象建筑，以多彩的線條把建筑輪廓在夜色中顯得更蔚蔚壯觀。同時光纖照明中，可用光色使建筑物隨季節(jié)而變化。 5、 園林綠化 在園林綠化中，用端發(fā)光光纖來作亭圓燈、地埋燈，使綠地道路，在照明的同時也有色彩變化。在景觀道路上，裝上星星點點的端發(fā)光光纖，更增加了景觀的趣味性。 6、 溶洞照明 溶洞是一種自然景觀，由于它沒有陽光照射，全靠燈光來展現(xiàn)它的風采。多變的光色和柔性的光纖，對無規(guī)則溶石和湖岸更顯出它的有用武之地，使溶洞的景色更迷人。而最重要的是清除了對游客的不安全隱患。 7、 古建筑物及文物照明 在一般的燈光照射下，因紫外光的作用，使圖書文物、木結(jié)構(gòu)等建筑物加速老化。同時有電會造成大火的危險。而用光纖照明，既安全又能達到理想的藝術(shù)效果。 8、 易燃易爆場合 在油庫、礦區(qū)等嚴禁火種入內(nèi)的危險場合中。應(yīng)用其他各種照明都有明火的隱患。如不小心就會釀成大禍。從安全角度看，因光與電分開，所以光纖照明應(yīng)是一種最理想的照明。 9、 太陽光的利用 在我們常見的太陽能利用中，都是把太陽光轉(zhuǎn)換為熱能或電能，而光纖可將太陽光直接加以利用。 人是太陽光撫育下的人，太陽光的綜合光譜是人類難以復(fù)制的。所以能把太陽光直接引入