Магистерская диссертация



страница3/4
Дата01.05.2016
Размер2.3 Mb.
ТипПрограмма
1   2   3   4
3. Результаты расчётов

На основе данных, приведенных в таблице 1, в каждой группе были отобраны 4 цветных светодиода, котороые обеспечили наилучшую из возможных цветопередачу.

Зависимость индекса цвеопередачи, расчитанного методами Таблица 2. CRI и CQS, от цветовой температуры.

Комбинации

СД


Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

2,6, 4, 3

92

90

90

89

86

83

81

79

78

76

75

73

8, 10, 11, 13

82

81

86

79

86

78

89

80

81

77

82

79

16, 17, 19,17

82

81

86

80

87

79

89

79

81

78

82

79

1 СД - на основе 2, 6, 4, 3 кристаллов (значения λmax и ∆λ0,5 - 471 нм и 20 нм, 525 нм и 35 нм, 600 нм и 115 нм, 625 нм и 16 нм соответственно).

2 СД - на основе 8, 10, 11, 13 кристаллов (значения λmax и ∆λ0,5 - 449 нм и 20 нм, 520 нм и 35 нм, 590 нм и 18 нм, 632 нм и 18 нм соответственно).

3 СД - на основе 16, 17, 19, 17 кристаллов (значения λmax и ∆λ0,5 - 449 нм и 20 нм, 520 нм и 35 нм, 590 нм и 18 нм, 632 нм и 19 нм соответственно).

Из проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что:

1. Наилучшей цветопередачей обладают белые СД на основе 6 кристалла, что связано с высоким значением ∆λ0,5 =115 нм.

2. Менее половины из рассчитанных белых многокристальных СД могут использоваться в освещении внутренних помещений (Ra<70).

Очевидно, что наилучшую цветопередачу имеет белый СД, спектр которого наиболее равномерно заполняет видимый диапазон. То есть на кристаллах с примерно равномерно распределёнными по этому диапазону максимумами излучения и с наиболее широкими спектрами.


3.1. Влияние способа аппроксимации спектра цветных СД

Для того чтобы оптимизировать и сделать универсальным процесс расчётов, уменьшить затрачиваемое время и максимально упростить процесс, в среде MATLAB была написана программа, позволяющая быстро и удобно производить необходимые вычисления и получать результаты в наглядной форме.

На рис. 26 приведены результаты расчёта цветопередачи для белого СД №1. На графике изображены спектры белых многокристальных СД, полученных на основе цветных кристаллов, спектры которых аппроксимированы по рекомендации МКО и по нормальному распределению

R1-R8 – частные индексы цветопередачи;

R9-R14 – специальные индексы цветопередачи;

DE1-DE15 –частные индексы, рассчитанные методом CQS;

Ra – общий индекс цветопередачи по методу МКО;

Qa - индекс шкалы цветности по методу CQS;



Рис. 26. Вид окна программы.

Программа позволяет:


  • определить такие значения параметров спектров цветных СД, при которых белый СД будет иметь наилучшую цветопередачу;

  • рассчитывать цветовые характеристики белого ИС, а так же производить оценку цветопередачи по методу CRI (рассчитываются частные, специальные и общий индексы цветопередачи) и по методу CQS;

  • моделировать спектры цветных СД, используя аппроксимацию по рекомендации МКО (исходные данные - λd, Δλ0.5) или аппроксимацию нормальным распределением (исходные данные - λd, σ1, σ2);

  • рассчитать коэффициент циркадной эффективности.

Все рассчитанные спектры цветных кристаллов проводились с шагом 1 нм. Результаты вычислений приведены в таблице 3.

Изменение Ra в зависимости от способа аппроксимации Таблица 3. спектра цветных кристаллов.



СД


Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

1

МКО распр.

92

90

90

89

86

83

81

79

78

76

75

73

Норм. распр.

36

27

34

11

26

22

22

33

16

29

19

32

2

МКО распр.

82

81

86

79

86

78

89

80

81

77

82

79

Норм. распр.

80

80

81

79

79

78

76

79

63

73

62

74

3

МКО распр.

82

81

86

80

87

79

89

79

81

78

82

79

Норм. распр.

79

79

79

79

77

78

80

79

60

73

59

74


Рис. 27. Зависимость Ra от способа аппроксимации цветных кристаллов и Тцв для СД №1.
Рис. 28. Зависимость Qa от способа аппроксимации цветных кристаллов и Тцв для СД №1.
Рис. 29. Зависимость Ra, Qa от Тцв (аппроксимация по рекомендации МКО) для СД №1.
Рис. 30. Зависимость Ra, Qa от Тцв (аппроксимация по нормальному распределению) для СД №1.
Рис. 31. Зависимость Ra от способа аппроксимации цветных кристаллов и Тцв для СД №2.
Рис. 32. Зависимость Qa от способа аппроксимации цветных кристаллов и Тцв для СД №2.
Рис. 33. Зависимость Ra, Qa от Тцв (аппроксимация по рекомендации МКО) для СД №2.

Рис. 34. Зависимость Ra, Qa от Тцв (аппроксимация по нормальному распределению) для СД №2.

Рис. 35. Зависимость Ra от способа аппроксимации цветных кристаллов и Тцв для СД №3.
Рис. 36. Зависимость Qa от способа аппроксимации цветных кристаллов и Тцв для СД №3.
Рис. 37. Зависимость Ra, Qa от Тцв (аппроксимация по рекомендации МКО) для СД №3.
Рис. 38. Зависимость Ra, Qa от Тцв (аппроксимация по нормальному распределению) для СД №3.

Из представленных результатов можно сделать вывод о том, что:

1. Значения для СД №1 рассчитанные по методу CRI и по методу шкалы цветности при аппроксимации по рекомендации МКО практически не отличаются (не более, чем на 3 единицы), это объясняется тем, что все частные и специальные индексы цветопередачи имеют примерно равные значения, то есть резкое ухудшение цветопередачи для каких-либо образцов отсутствует. Например, на рис. 26 приведён спектр белого СД №1 с Тцв=2700 К. Частные индексы цветопередачи имеют значения не ниже 81, специальные – не ниже 63 (насыщенный красный). Наименьшее значение частного индекса Qi =80 наблюдается у образца фиолетового цвета (1 образец).

При этом значения Ra и Qa, рассчитанные по аппроксимации, рекомендованной МКО, и значениями Ra и Qa, рассчитанные по нормальному распределению отличаются в среднем на 52 пункта, что приводит к тому, что данный СД можно использовать только в местах где отсутствуют требования по качеству цветопередачи. Это связано с тем, что у цветного кристалла 6 (Amber) левая половина спектра значительно уже правой, что приводит провалу в зелено-желтой области.

2. Значения для СД №2, СД №3 рассчитанные по методу CRI и по методу шкалы цветности при аппроксимации по рекомендации МКО отличаются не более чем на 10 пунктов. Это связано с тем, что в их составе находятся цветные кристаллы с ∆λ0,5 ≤ 35 нм, в отличии от СД №1, в составе которого находится кристалл №6 с ∆λ0,5=115 нм. При этом значения рассчитанные по методу шкалы цветности ниже, чем значения рассчитанные по методу CRI.

Также можно наблюдать довольно близкие значения Ra и Qa, полученные в результате расчета по аппроксимации, рекомендованной МКО и нормальному распределению в диапазоне Тцв=2700-5000 К. Это связано с тем, что для трех кристаллов из четырех, значения ∆λ0,5 почти совпадали, что не приводило к сильному изменению спектра белого СД.



3. Значения Qa, в отличии от значений Ra, имеют более линейную зависимость от Тцв, что связано с особенностями спектра источника, а также методики расчета. Поэтому использование метода шкалы цветности является более целесообразным.

В таблице 4 представлены значения коэффициента аcv в зависимости от метода аппроксимации спектра цветных кристаллов и цветовой температуры.

Значения аcv, в зависимости от метода аппроксимации Таблица 4. спектра цветных кристаллов.

№ СД

Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

1

МКО распр.

0,367

0,529

0,618

0,76

0,856

0,934

Норм. распр.

0,335

0,496

0,587

0,734

0,834

0,917

2

МКО распр.

0,369

0,526

0,617

0,76

0,856

0,934

Норм. распр.

0,334

0,491

0,583

0,731

0,83

0,912

3

МКО распр.

0,327

0,483

0,573

0,716

0,8

0,885

Норм. распр.

0,258

0,462

0,575

0,761

0,867

0,969


Рис. 39. Зависимость значений аcv от метода аппроксимации цветных кристаллов для СД №1.

Рис. 40. Зависимость значений аcv от метода аппроксимации цветных кристаллов для СД №2.


Рис. 41. Зависимость значений аcv от метода аппроксимации цветных кристаллов для СД №3.
Из представленных графиков видно, что:

1.Влияние метода аппроксимации на коэффициент аcv незначительно.

2. С ростом Тцв значения коэффициента аcv также увеличиваются, что связано с увеличением доли синего излучения в спектре белых СД.
3.2. Влияние тока через СД на его характеристики

Пропорция излучений цветных СД для получения белого многокристального СД заданной цветности обеспечивается тем, что через каждый из кристаллов пропускается ток своей величины. Если же по каким-то причинам, величина тока через какой-либо из кристаллов изменится, цветность белого СД изменится. Исследуем, насколько сильно влияет изменение тока на цветность белого СД.



Рис. 42. Зависимость доминирующей длины волны зеленого светодиода компании Nichia от тока (Тс=25°С, рабочий ток 20 мА).

На рис. 42 представлена зависимость доминирующей длины волны от тока, проходящего через кристалл. У каждого из представленных в работе цветных светодиодов существует подобная кривая.

Для определения зависимостей характеристик белого СД от тока воспользуемся программой Program_2, интерфейс которой представлен на рис. 43.

В связи с тем, что большинство фирм-производителей не указывают величины σ1 и σ2 в своих каталогах, в дальнейшем будем использовать для моделирования спектров цветных кристаллов метод, рекомендованный МКО.

Программа позволяет:



  • рассчитывать цветовые характеристики белого ИС, а так же производить оценку цветопередачи по методу CRI (рассчитываются частные, специальные и общий индексы цветопередачи) и по методу CQS при разных значениях тока и разных значениях Тцв;

  • рассчитать коэффициент циркадной эффективности при разных значениях тока;

  • рассчитать световую эффективность белого СД при различных значениях Тцв.

Рис. 43. Вид окна программы.

В таблице 5 представлены значения Ra и Qa в зависимости от тока, проходящего через кристаллы.

Зависимость значений Ra и Qa от тока. Таблица 5.



№ СД


Ток, мА

Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

1

1 мА

89

84

83

82

79

80

73

77

79

78

75

75

20 мА

92

90

89

86

86

83

81

79

78

76

75

73

100 мА

89

83

81

78

75

76

61

68

61

68

59

64

2

1 мА

83

81

86

79

87

78

88

80

82

77

83

78

700 мА

82

81

86

79

87

78

89

80

81

77

82

79

1000 мА

72

76

80

79

79

80

81

82

65

79

68

80

3

1 мА

80

80

83

80

84

79

85

80

76

77

86

79

350 мА

82

81

86

80

87

79

89

80

81

78

81

79

1000 мА

73

77

80

79

80

80

81

82

64

78

68

80

Рис. 44. Зависимость Ra и Qa от тока, протекающего через белый СД №1.


Рис. 45. Зависимость Ra и Qa от тока, протекающего через белый СД №2.
Рис. 46. Зависимость Ra и Qa от тока, протекающего через белый СД №3.

Из представленных графиков видно, что:

1. Наилучшие значения индексов цветопередачи показали белые СД при номинальном токе и рассчитанные по методу МКО.

2. Наихудшие значения индексов цветопередачи показали белые СД при максимальном токе и рассчитанные по методу МКО (значения Ra опускаются ниже 70 пунктов для СД №2 и СД №3 при Тцв>5500 К, для СД №1 при Тцв>4250 К).

3. Для всех белых СД наблюдается следующая закономерность: значения Ra и Qa максимальны при номинальном токе и минимальны при максимально допустимом токе.

В таблице 6 представлена зависимость Тцв от тока, проходящего через СД.



Зависимость Тцв от тока. Таблица 6.

Тцв, К/If, мА

№ СД

1

2

3

2700

1 мА

2753

2597

2540

20/700/350 мА

2704

2705

2705

100/1000/1000 мА

2740

2774

2707

3500

1 мА

3520

3376

3274

20/700/350 мА

3498

3498

3499

100/1000/1000 мА

3565

3494

3519

4000

1 мА

3988

3863

3744

20/700/350 мА

3998

3998

3999

100/1000/1000 мА

4111

3943

3960

5000

1 мА

4850

4765

4633

20/700/350 мА

4995

4997

4997

100/1000/1000 мА

5277

4992

4995

5700

1 мА

5409

5441

5315

20/700/350 мА

5696

5696

5696

100/1000/1000 мА

6145

5540

5610

6500

1 мА

6053

6126

6428

20/700/350 мА

6497

6498

6498

100/1000/1000 мА

7225

6420

6428

Рис. 47. Зависимость Тцв от тока для СД№1, СД№2, СД№3 при Тцв =2700 К


Рис. 48. Зависимость Тцв от тока для СД№1, СД№2, СД№3 при Тцв =3500 К
Рис. 49. Зависимость Тцв от тока для СД№1, СД№2, СД№3 при Тцв =4000 К
Рис. 50. Зависимость Тцв от тока для СД№1, СД№2, СД№3 при Тцв =5000 К
Рис. 51. Зависимость Тцв от тока для СД№1, СД№2, СД№3 при Тцв =5700 К
Рис. 52. Зависимость Тцв от тока для СД№1, СД№2, СД№3 при Тцв =6500 К

Из представленных графиков видно, что:

1. С ростом Тцв изменения ΔТцв также возрастают. Причем при Тцв>5500 К для всех СД как для предельно максимального, так и предельно минимального значения тока изменения ΔТцв становятся недопустимыми (от 70 до 728 К).

Только для СД№1 при Тцв=2700 К изменения тока как большую, так и меньшую строну не приводят к изменениям ΔТцв более чем на 50 К.

2. Для СД№1 при Тцв>4000 К увеличение тока приводит к увеличению Тцв. Для Тцв< 4000 К при номинальном токе Тцв показывает минимальный результат.

3. Для СД№2 и СД№3 при номинальном токе значения Тцв максимальны.

В таблице 7 приведены значения коэффициента аcv от тока, проходящего через СД.

Таблица 7. Зависимость аcv от тока.



№ СД

Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

1

1 мА

0,306

0,443

0,522

0,651

0,725

0,8

20 мА

0,327

0,483

0,573

0,716

0,8

0,885

100 мА

0,356

0,532

0,635

0,798

0,887

0,984

2

1 мА

0,338

0,487

0,568

0,701

0,786

0,86

700 мА

0,367

0,529

0,618

0,76

0,856

0,934

1000 мА

0,367

0,534

0,628

0,778

0,877

0,961

3

1 мА

0,334

0,479

0,56

0,694

0,787

0,851

350 мА

0,369

0,526

0,617

0,76

0,856

0,934

1000 мА

0,368

0,533

0,627

0,779

0,887

0,961

Рис. 53. Зависимость acv от тока для СД №1.


Рис. 54. Зависимость acv от тока для СД №2.
Рис. 55. Зависимость acv от тока для СД №3.

Из приведенных данных видно, что с ростом тока увеличиваются значение коэффициента аcv. При этом изменения значения аcv от тока составляет не более 10% от значения аcv при номинальном токе.


3.3 Влияние температуры на внешней поверхности СД на его характеристики.

Под влиянием температуры изменяются пракически все фундаментальные характеристики светодиодов, указываемые в спецификациях производителем только при комнатныхтемпературах и составляющее основу для указанного проектирования, в то время как усройства на этих светодиодах, как правило работают в широком диапазоне температур. Знание характера изменения характеристик в зависимости от тепловых условий позволит учесть и скорректировать выходные данные указанных осветительных приборов на их основе [37].

На рис. 56 представлена зависимость доминирующей длины волны от температуры на поверхности кристалла СД.

Рис.56. Зависимость доминирующей длины волны от температуры на поверхности кристалла синего светодиода компании Nichia (рабочий ток 20 мА).

Для определения зависимостей характеристик белого СД от температуры на поверхности кристаллов воспользуемся программой Program_3, интерфейс которой представлен на рис. 57.

Рис. 57. Вид окна программы.

Программа позволяет:


  • рассчитывать цветовые характеристики белого ИС, а так же производить оценку цветопередачи по методу CRI (рассчитываются частные, специальные и общий индексы цветопередачи) и по методу CQS при разных значениях температуры на поверхности кристалла и разных значениях Тцв;

  • рассчитать коэффициент циркадной эффективности при разных значениях температуры на поверхности кристалла и Тцв.

В таблице 8 представлены значения Ra и Qa в зависимости от температуры на поверхности кристаллов, проходящего через СД.

Зависимость значений Ra и Qa от температуры на Таблица 8. поверхности кристаллов.



№ СД

Тс, °С


Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

CRI

CQS

1

0°С

92

89

89

85

85

83

77

77

76

75

73

72

25°С

92

90

89

86

86

83

81

79

78

76

75

73

80°С

94

91

89

86

85

83

80

79

79

76

75

74

2

0°С

78

78

86

80

86

80

88

82

76

81

77

82

25°С

82

81

86

79

87

78

89

80

81

77

82

79

80°С

64

63

64

68

65

70

65

74

56

70

57

71

3

0°С

79

78

85

80

86

81

88

82

74

81

77

82

25°С

82

81

86

80

87

79

89

80

81

78

81

79

80°С

64

63

65

69

65

71

66

74

55

70

58

72

Рис. 58. Зависимость Ra, Qa от температуры на поверхности кристаллов для СД№1.


Рис. 59. Зависимость Ra, Qa от температуры на поверхности кристаллов для СД№2.
Рис. 60. Зависимость Ra, Qa от температуры на поверхности кристаллов для СД№3.

Из представленных графиков можно увидеть, что:

1. Для СД№1 все значения Ra и Qa не опускаются ниже 70 единиц при изменении температуры на поверхности кристалла от 0до 80 °С. Это означает что данный белый СД может использоваться в различных климатических зонах и в помещениях с различными температурными режимами. Способ расчета индекса цветопередачи по методу МКО и методу индекса шкалы цветности практически не влияет на результат.

2. Для СД №2 и СД №3 наилучшие значения цветопередачи получены при Тс=25°С, рассчитанные методом МКО. Наихудший результаты получены при Тс=80°С, рассчитанные также методом МКО. При этом результаты полученные при Тс=80°С, рассчитанные обоими методами, практически все опустились ниже 70 единиц, и соответственно применятся в целях освещения помещений с высокими требованиями по качеству цветопередачи не могут.

В таблице 9 представлена зависимость Тцв от температуры на поверхности кристаллов.

Зависимость Тцв от температура на поверхности кристаллов. Таблица 9.



Тцв, К/Тс, °С

№ СД

1

2

3

2700

0°С

2712

2681

2678

25°С

2704

2704

2702

80°С

2704

2418

2424

3500

0°С

3511

3395

3409

25°С

3498

3498

3499

80°С

3494

3127

3130

4000

0°С

4014

3833

3844

25°С

3998

3998

3999

80°С

3996

3596

3604

5000

0°С

5041

4779

4781

25°С

4995

4997

4997

80°С

4961

4527

4537

5700

0°С

5781

5311

5370

25°С

5696

5696

5696

80°С

5611

5180

5248

6500

0°С

6622

6056

6062

25°С

6497

6498

6498

80°С

6383

5919

5930

Данные в таблице 9 представлены на рис. 61-64.


Рис. 61. Зависимость Тцв от температуры на поверхности кристаллов при Тцв=2700 К.

Рис. 62. Зависимость Тцв от температуры на поверхности кристаллов при Тцв=4000 К.


Рис. 63. Зависимость Тцв от температуры на поверхности кристаллов при Тцв=5000 К.
Рис. 64. Зависимость Тцв от температуры на поверхности кристаллов при Тцв=6500 К.

Из представленных графиков видно, что:

1. Для СД№1с увеличением температуры на поверхности кристаллов значения Тцв падают. Для Тцв<5000К изменения ΔТцв при Тс=0-80 °С составляют допустимые 50 К.

2. Для СД№2 и СД№3 наибольшие значения Тцв наблюдаются при Тс=25°С. При этом изменения ΔТцв при Тс=0°С и при Тс=80°С становятся недопустимыми от 90К до 568К (за исключением случая Тцв=2700 К и Тс=0°С, где ΔТцв=24 К).

Такие зависимости для белых СД связаны с характеристиками цветных кристаллов (их структуры, технологии выращивания и т.д.), входящих в их состав.

В таблице 10 приведены значения коэффициента аcv от температуры на поверхности кристаллов.



Зависимость аcv от температуры на поверхности кристаллов. Таблица 10.

№ СД/Тс, °С

Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

1

0°С

0,33

0,489

0,581

0,73

0,814

0,901

25°С

0,327

0,483

0,573

0,716

0,8

0,885

80°С

0,324

0,476

0,564

0,706

0,785

0,868

2

0°С

0,341

0,495

0,581

0,722

0,811

0,889

25°С

0,367

0,529

0,618

0,76

0,856

0,934

80°С

0,361

0,519

0,605

0,747

0,834

0,913

3

0°С

0,342

0,494

0,581

0,722

0,821

0,889

25°С

0,369

0,526

0,617

0,76

0,856

0,934

80°С

0,362

0,516

0,603

0,744

0,841

0,909

Рис. 65. Зависимость аcv от Тс для СД№1.


Рис. 66. Зависимость аcv от Тс для СД№2.
Рис. 67. Зависимость аcv от Тс для СД№3.

Из представленных графиков видно, что:

1. Температура на поверхности кристаллов незначительно влияет на значения коэффициента аcv.

2. Для СД№1 с ростом Тс значения коэффициента аcv падают.

3. ДляСД№2 и СД№3 наибольшие значения аcv получены при Тс=25°С, а наименьшие при Тс=0°С.

3.4. Влияние цветовой температуры на световую отдачу белого СД

Световая отдача является важной характеристикой светодиодов видимого спектра, отражающей эффективность их работы [11]. В таблице 11 представлены значения световой отдачи в зависимости от Тцв.

Зависимость ηv от Тцв. Таблица 11.

№ СД

Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

1

13

12

11

10

10

9

2

46

45

44

43

42

42

3

49

47

45

43

42

42

Рис. 68. Зависимость ηv от Тцв.


Из графика видно, что с увеличением Тцв значение световой отдачи падает. Это объясняется тем, что с ростом Тцв доля синего излучения начинает возрастать, а красного излучения - уменьшаться. И поскольку световая отдача синих кристаллов ниже чем у остальных кристаллов, это приводит к уменьшению значения общей световой отдачи белого многокристального СД.
3.5. Влияние возраста человека на восприятие им излучения белого СД

С возрастом ухудшается пропускная способность хрусталика глаза. Хрусталик постепенно желтеет, что приводит к низкому пропусканию у пожилых людей особенно в короткой области длин волн. На рис. 69 представлены зависимости пропускающей способности хрусталика от возраста человека.



Рис. 69. Зависимость пропускающей способности хрусталика от длины волны для разных возрастных групп.

Для определения изменения восприятия излучения белого СД от возраста человека воспользуемся программой Program_4, интерфейс которой представлен на рис. 70.

Рис. 70. Вид программы. Синяя кривая - исходное излучения белого СД, красная кривая - излучение, воспринимаемое человеком, выбранной возрастной группы.

Программа позволяет:


  • рассчитать коэффициент циркадной эффективности и интегральный коэффициент пропускания хрусталика для разных возрастных групп и Тцв.

  • визуально оценивать различие между спектром исходного белого СД и спектром, воспринимаемым человеком, выбранной возрастной группы.

В таблице 12 представлены значения acv в зависимости от возраста человека.

Зависимость acv от возраста человека. Таблица 12.



№ СД

Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

1

Новорожденные

0,314

0,464

0,551

0,682

0,77

0,852

20-29 лет

0,295

0,436

0,518

0,65

0,724

0,801

60-69 лет

0,242

0,353

0,418

0,521

0,578

0,64

2

Новорожденные

0,338

0,488

0,571

0,705

0,79

0,865

20-29 лет

0,317

0,456

0,532

0,654

0,733

0,801

60-69 лет

0,257

0,357

0,41

0,491

0,547

0,59

3

Новорожденные

0,355

0,504

0,59

0,725

0,826

0,89

20-29 лет

0,333

0,471

0,55

0,673

0,766

0,824

60-69 лет

0,27

0,368

0,424

0,506

0,571

0,608

Данные в таблице 12 представлены на рис. 71-73.


Рис. 71. Зависимость acv от возраста человека (СД№1).
Рис. 72. Зависимость acv от возраста человека (СД№2).
Рис. 73. Зависимость acv от возраста человека (СД№3).
Из приведенных графиков видно, что:

1. С увеличением возраста значение acv уменьшается. Это объясняется тем что, кривая относительной циркадной эффективности распределена в коротковолновой части спектра с максимумом в диапазоне 460-464 нм, в то время как пропускающая способность хрусталика с возрастом уменьшается, особенно в коротковолновой части спектра.

2. Значения коэффициента acv для новорожденных и молодых людей в возрасте 20-29 лет очень близки.

В таблице 13 представлены значения интегрального коэффициента пропускания хрусталика t от возраста человека.


Зависимость интегрального коэффициента t от возраста. Таблица 13.

№ СД

Тцв, К

2700

3500

4000

5000

5700

6500

1

Новорожденные

0,995

0,994

0,993

0,992

0,991

0,99

20-29 лет

0,887

0,883

0,881

0,878

0,877

0,875

60-69 лет

0,775

0,767

0,763

0,757

0,754

0,75

2

Новорожденные

0,994

0,993

0,992

0,991

0,991

0,99

20-29 лет

0,886

0,882

0,88

0,878

0,876

0,875

60-69 лет

0,773

0,765

0,762

0,758

0,754

0,752

3

Новорожденные

0,994

0,993

0,992

0,991

0,99

0,99

20-29 лет

0,885

0,881

0,879

0,877

0,875

0,875

60-69 лет

0,771

0,764

0,76

0,756

0,752

0,751

Рис. 74. Зависимость t от возраста человека (СД№1).


Рис. 75 . Зависимость t от возраста человека (СД№2).
Рис. 76. Зависимость t от возраста человека (СД№3).

Из представленных графиков видно, что:

1. С увеличением возраста интегральный коэффициент пропускания хрусталика t уменьшается. Это связано с тем что с увеличением возраста спектральный коэффициент пропускания хрусталика τ(λ) уменьшается, что приводит к уменьшению восприятия пожилым человеком излучения (см. рис. 70).

2. Изменение Тцв не приводит к значительному изменению интегрального коэффициента пропускания хрусталика t. При этом изменение t для новорожденных детей наблюдается только в третьем знаке после запятой, а у пожилых людей это изменение составляет 3-4%.



Выводы.

При оценке цветопередачи белых светодиодных источников света метод шкалы цветности оказывается более соответствующим особенностям такого ИС, чем стандартный метод индексов цветопередачи, и его использование более целесообразно. Метод шкалы цветности хорошо отражает избирательность белых СД в цветопередаче образцов c различными значениями тона и насыщенности.

Четырёхкристальные белые СД по значению общего индекса цветопередачи и индекса шкалы цветности подходят для применения в ОУ с высокими требованиями к качеству освещения.

Наилучшая цветопередача Ra=92, Qa=90 была получена для белых СД на основе 3, 6, 4 и 2 кристалла ( значения λmax и ∆λ0,5 - 471 нм и 20 нм, 525 нм и 35 нм, 600 нм и 115 нм, 625 нм и 16 нм соответственно) при Тцв=2700 К.

Чтобы изменение цветовых характеристик белого излучения не превышало допустимых значений (±50 К), для этих ИС должны выполняться следующие требования по току и температуре на поверхности кристаллов.

По температуре на поверхности кристалла при номинальном Тс=25°С:

-для СД№1: при Тцв<5000 К Тс=0-80°С, при Тцв>5000 К Тс=14-50°С;

- для СД№2 и СД№3: при Тцв<5000 К Тс=10-35°С, при Тцв>5000 К Тс=20-30°С.

По току:

- для СД№1: при Тцв =2700 К If=1-100 мА, при Тцв = 4000 К If=1-60 мА, при Тцв =5000 К If=10-50 мА, при Тцв =6500К If=15-30 мА при номинальном значении If=20 мА;

- для СД№2: при 3500<Тцв<5000 К If=400-900 мА, при Тцв >5000 К If=600-800 мА, при номинальном значении If=700 мА;

- для СД№3: при 2700 <Тцв<5700 К If=250-1000 мА, при Тцв >5700 К If=300-700 мА, при номинальном значении If=350 мА.


Также следует обратить внимание на то, что увеличение тока, проходящего через СД, приводит к сокращению сроку службы белого СД.

При проектировании динамичных ОУ следует учитывать то, что с ростом Тцв возрастает значение аcv, но при этом уменьшается световая отдача белых многокристальных СД и снижаются значения общего индекса цветопередачи и индекса шкалы цветности. Также важным является определение возрастных групп людей, находящихся в помещении, для их комфортного и длительного пребывания в нем, и дальнейшая корректировка спектра излучения источников света, связанная с возрастными изменениями органа зрения человека.

Список литературы:

1. http://biobib.ru/index.php/anatomiya/anatomiya-cheloveka/stroenie-i-funkcii-organa-zreniya.html

2. http://biobib.ru/index.php/anatomiya/anatomiya-cheloveka/zritelniie-analizator.html


Каталог: Structure -> Universe -> ire -> electrical engineering -> structure
Structure -> Программа по общественному здоровью и здравоохранению для студентов 5 курса стоматологического факультета
Structure -> Выступления на конференциях и симпозиумах за 2010-2014 годы К. м н. Бехтеревой М. К
Structure -> Вопросы для тестового контроля
Structure -> Основные научные труды проф. Бабаченко И. В. за период 2010-2014 гг
Structure -> Экзаменационная программа. (медицинская биофизика) Организация психиатрической помощи
Structure -> Экзаменационная программа. (лечебное дело) Организация психиатрической помощи
Structure -> Экзаменационная программа. (педиатрический факультет) Организация психиатрической помощи
Structure -> Геронтология
Structure -> Перечень вопросов к экзамену по дисциплине «Фармакология», специальность Сестринское дело (форма обучения очная и очно-заочная), Акушерское дело (форма обучения очная). Рецептура. Общая фармакология
structure -> Программа: Оптико-электронные приборы и системы


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница