LED-läätsede deformatsioon ning vananemine: mõju tänavavalgustusele

Kuidas deformatsioon mõjutab valgusmustrit

Läätse on masinavabastatud optiline pind – selle prismaid ning murdumisnurki on arvutatud nii, et iga valguskiir suunataks soovitud piirkonda. Arvutused eeldavad, et läätsepind jääb sinna, kuhu see on lõigatud. Kui läätse deformeerub, muutub pind ning seetõttu kaldub valguse murdumis- ning peegeldusmäär väärde suhtes disaini vastu. Valgus, mis peaks jõudma 30 meetri kaugusele, koguneb hoopis 15 meetri kaugusele; seega jääb teedeväljaku kaugem osa varju.

Kolm levinud probleemi tagastatud valgustusseadmetel:

– Kohalik kõverus või väljaulkumine soojuse tõttu, tavaliselt LED-plaadil. See suunab valguse ühte suunda ning tekitab vastassel poolel pimedat ala. – Vinkunud läätsipind , mis kallutab kogu valgusmusterit ning suunab valguse mööda äärist või sisse akendesse. – Montaažist tingitud deformatsioon – liigne pöördemoment gasketil või vinkunud korpuse tõttu paindub lääts selliseks kujuks, mida termiline modelleerimine ei ennustanud.

Deviation (kõrvalekalle) sõltub deformatsiooni ulatusest ning asukohast: deformatsioon optilise elemendi keskel nihutab valguse tippintensiiti, samas kui sama deformatsioon serva lähedal liigutab peamiselt valguse piirijoont.

Mida katkine valgusmuster reaalsetel tänavatel teeb…

Linnatänavatel, kus liiklus on tihedas ja disaini eesmärk on ühtlane valguslevik, ilmneb deformatsioon sõiduradadevahelisena: üks sõidurada on heledam, naaberrada hämaram. Juhid tajuvad seda kontrasti kui ohtu, mida ei suuda tuvastada, ja väsimus koguneb aja jooksul. Elamutänavatel, kus jalakäijad ja jalgratturid jagavad teed, peituvad tumedad alad aukude ning kivide olemasolu. Mõlemad nähtused tulenevad samast põhjusest – disaini poolt lubatud ühtlus ei eksisteeri enam.

Kuidas vananemine vähendab valguslevikut

Optilise kvaliteediga PMMA (polümetüülmetakrülaat) läbib nähtavas valgusväljas alates umbes 92% valgust. Pikaajalise ultraviolettkiirguse, termiliste muutuste ning niiskuse mõjul lagunevad selle molekulaarahelad, mistõttu langeb valgusläbivus. Samal ajal toimub kaks asja: materiaal neelab suurema osa LED-lambist väljastatavast valgusest ning mikrolõhed ning pinnapuudused hajutavad osa sellest valgusest. Mõlemad kahjud on püsivad ning mõjutavad sama asja – valgusintensiiti, mis jõuab teele.**

PC (polükarbonaat) on veel üks levinud läätsematerjal, mida valitakse siis, kui vastupidavus kokkupõrkele on olulisem kui läbipaistvus. See vananeb erinevalt – värvub kiiremini UV-valguse mõjul, kuid säilitab kokkupõrkevastupidavuse kauem. Kumbki materjal ei säili muutumatuna ilma ventileerimiseta, päikesevalgusele avatud kasutuskeskkonnas; seetõttu tuleb läätsematerjali valik arutada juba konstruktsioonikavanduse etapis, mitte alles ostuajal. Meie läätseviide ning konstruktsioonimaterjalijuhend selgitavad, kuidas me neid kahte materjali võrdleme.

Üks tagajärg, mida harva mainitakse: kui lääts vananeb, ei kirjelda avaldatud IES-fail enam tegelikku valgusseadet – fotomeetrilised mõõtmised tehti uue läätsel. Kui käivitada see fail simulatsioonis, siis mudel ülehinnab, mida vananenud valgusseade tegelikult pakub; mõnikord nii palju, et see võib olla oluline näiteks teedevalgustuse puhul. Valgussimulatsiooniprotsess on nii aus, kui on fotomeetriline fail, mida sellele sisestatakse.

Vananemine ning värviedastus

Värvipertästusindeks (CRI – Color Rendering Index) määrab, kuinka täpselt valgusallikas esitab objektide värvid. Vananenud lääts ei vähenda lihtsalt valgusspektrumit, vaid muudab seda ka – lagunenud läätsimaterjal neelab valgust ebaühtlaselt erinevate lainepikkuste ulatuses, mistä resulteeritav valgus ei vasta sellele, mida LED-lampi väljastab. Seetõttu halveneb ka värvide eristamine, ja see mõjutab kõike, mis on värviliselt märgistatud, alates signaalidest kuni siltideni. Juht, kes näeb keskkonda muutunud valgusspektrumil, saab samu fotonite, kuid nende jaotus on teistsugune; seega viga võib olla suurem.

Valguspeegeldus (glare): mõlemad näited põhjustavad valguspeegeldust Tervislik lääts kontrollib valguskiirte nurka ning kaitseb LED-lampi otsese vaatamise eest kõrgetel nurkadel. Vananemine rikub selle geometria – varem kärpitud valguskiired pääsevad nüüd suurte nurkade all otse juhtide ning jalakäijate silmadesse. Samuti kahjustab vananemine läätsi materiaalselt: karenenud, hägune pind hajutab valgust, ning see hajutus on olemuselt valguspeegeldus.

Kirkus on neist läätsefelidest, mille puhul reaktsiooniaeg on kõige lühem. Ei ole vaja, et see kedagi pimestaks – piisab, kui nägemisvõime väheneb vaid hetkeks, jäädes seetõttu jalakäijat ülevalt tänaval märkamata. Kõigist läätsefelidest käsitleme seda kõige kiireloomulisemana, sest paigaldatud valgustusseade võib siiski jätkata tööd ning näitada suurt valgustustaseid lux-mõõdikul, isegi kui lääts kirkub.

Mida me kontrollime ning millal asendame

Oma valgustusseadmete puhul on inspektion piisavalt lihtne – selleks on vaja taskulamppi ning tund aega päevavalguses:

1. Kirkus või kollasus läätsi pinnal. Nähtav kollasus on põhjus asendamiseks, mitte ainult kosmeetiline probleem.
2. Lätsi tasasus : Sirgjoon, asetatud läätsi pinnale, näitab võnkumisi, mida silm tavaliselt märkamata jääb.
3. Pragud ning lõhed , eriti need, mis ulatuvad paigalduspunktidest välja.
4. Tihendi seisund : Kompresseeritud tihend võib nii lekkida kui ka deformatsiooni tekitada.

Asenda ainult lääts, mitte kogu valgustusseade, kui korpus ning LED-plaat on korrektne – selleks on olemas spetsiaalsed läätsesettemonttikomplektid, ning meie retrofit-läätsekomplektid hõlmavad levinumaid korpusmudeleid. Kui ka LED-plaat on vananenud, on ausim lahendus valgustusseadet välja vahetada. Me esitame selleks hinnapakkumise, selle asemel et teeselda, et uus lääts parandab kümneaastase valgustusseadme toimimist.

Mida see leht ei käsitle

See leht käsitleb ainult läätsevanemist; see ei hõlma LED-valgusintensiteedi vähenemist, mis on omaette vananemisprotsess, ning see ei määrata asendamise sagedust sõltuvalt teie kliimastikust – see sõltub UV-kiirgusest, korpusi temperatuurist ning materjali kvaliteedist. Valgustusseadme materjalivalikute kohta näitab kõik-ühes päevavalgustusseadmete sari kombinatsioone läätsi ning korpusi, mida me toodame.