1.1 Hoe verandert vervorming het pad van lichtbreking en reflectie?

Een van de belangrijkste functies van de optische lens is het nauwkeurig regelen van de voortplanting van licht, waardoor een gelijkmatige dekking van het doelgebied wordt gegarandeerd. Zodra de lens vervormt, wordt de zorgvuldig ontworpen optische structuur verstoord. Dit zorgt ervoor dat de brekings- en reflectiepaden van licht in de lens afwijken van hun beoogde trajecten. Onder ideale omstandigheden zou de lens bijvoorbeeld het licht van de LED's gelijkmatig op het wegdek moeten projecteren, waardoor een uniform en goed verlicht gebied ontstaat. Wanneer de lens echter vervormd raakt, kan het licht zich naar één kant concentreren, waardoor aan de andere kant ernstige onderverlichting ontstaat en grote donkere zones ontstaan. Dit heeft niet alleen invloed op het uiterlijk van de weg, maar brengt ook veiligheidsrisico's met zich mee voor voetgangers en voertuigen. 's Nachts kunnen donkere gebieden het voor voetgangers moeilijk maken om het wegdek te zien, waardoor het risico op struikelen toeneemt. Voor automobilisten creëren donkere zones dode hoeken die gemakkelijk tot verkeersongelukken kunnen leiden.

• Lokale vervorming van de lens kan het licht in een specifieke richting focusseren, waardoor de uniformiteit van de algehele lichtverdeling teniet wordt gedaan.
• Hoe groter de vervorming, hoe uitgesprokener de afwijking in de lichtverdeling en hoe onregelmatiger het verlichte gebied.
• Verschillende vervormingsposities hebben verschillende effecten op de lichtverdeling, waardoor analyse nodig is op basis van de specifieke locatie en omvang van de vervorming.

1.2 Welke specifieke effecten treden op bij verschillende lichtscenario’s?

Neem twee veelvoorkomende scenario's voor buitenverlichting: stedelijke verkeersaders en woonstraten. Stedelijke verkeersaders hebben veel verkeer en vereisen een hoge uniformiteit en dekking van straatverlichting. Lensvervorming kan een ongelijkmatige verlichting tussen rijstroken veroorzaken – de ene rijstrook helder, de andere donker – wat het visuele beoordelingsvermogen van bestuurders belemmert, de vermoeidheid van de bestuurder vergroot en het risico op ongevallen vergroot. In woonstraten, waar voetgangers en niet-gemotoriseerde voertuigen vaker voorkomen, kunnen donkere zones, veroorzaakt door lensvervorming, voorkomen dat bewoners obstakels zoals kuilen of stenen zien, wat tot accidentele verwondingen kan leiden. Bovendien verslechtert ongelijkmatige verlichting de algehele omgeving van de woonwijk en vermindert het wooncomfort van de bewoners.

2.1 Waarom vermindert veroudering de lichtintensiteit?

Na verloop van tijd en onder invloed van ruwe buitenomgevingen veroudert de optische lens geleidelijk. Tijdens dit proces veranderen de interne structuur en optische eigenschappen van het lensmateriaal. Gemeenschappelijke lensmaterialen zoals PMMA (polymethylmethacrylaat) ondergaan bijvoorbeeld, wanneer ze langdurig worden blootgesteld aan ultraviolette straling, temperatuurwisselingen en vochtigheid, een geleidelijke moleculaire degradatie, wat leidt tot een daling van de transmissie. Dit betekent dat wanneer licht door een verouderde lens gaat, er meer lichtenergie wordt geabsorbeerd of verstrooid, wat resulteert in een aanzienlijke vermindering van de lichtintensiteit die uiteindelijk het wegdek bereikt. Een verminderde lichtintensiteit verlaagt direct de helderheid van de verlichting op de weg, waardoor deze zwak lijkt, de visuele helderheid afneemt en visueel ongemak voor voetgangers en automobilisten wordt veroorzaakt, waardoor het moeilijker wordt om de omgeving te identificeren.

• Materiaalveroudering verhoogt de lichtabsorptie, waardoor de efficiëntie van de lichttransmissie afneemt.
• Microscheurtjes of oneffenheden die tijdens veroudering ontstaan, verstrooien het licht verder, waardoor de lichtintensiteit verloren gaat.
• Verschillende lensmaterialen verouderen in verschillende snelheden, waardoor hun impact op de lichtintensiteit ook varieert.

2.2 Welke negatieve effecten heeft veroudering op de kleurweergave-index?

De lens beïnvloedt niet alleen de lichtintensiteit, maar speelt ook een belangrijke rol in de kleurweergave-index van de straatverlichting. De kleurweergave-index (CRI) geeft weer hoe nauwkeurig een lichtbron de ware kleuren van objecten weergeeft. Onder normale omstandigheden zorgt een hoogwaardige lens ervoor dat de lichtopbrengst en het door de LED-chip uitgezonden spectrum goed worden gecombineerd, waardoor objecten onder de straatverlichting realistische kleuren kunnen weergeven die dicht bij de kleuren van natuurlijk licht liggen. Wanneer de lens echter ouder wordt, verstoren veranderingen in de materiaaleigenschappen deze combinatie, waardoor de spectrale verdeling die het object uiteindelijk bereikt, verandert. Dit vervormt het door het object gereflecteerde licht, waardoor de CRI wordt verminderd. Onder een verouderde lens kunnen de kleuren van verkeersborden op de weg bijvoorbeeld wazig worden en moeilijk nauwkeurig te onderscheiden zijn – een kwestie van cruciaal belang voor de verkeersveiligheid, omdat dit bestuurders kan misleiden en verkeersverwarring kan veroorzaken.

3.1 Hoe vergroten vervorming of veroudering de verblinding?

Een normale optische lens gebruikt de zorgvuldig ontworpen optische structuur om de stralingshoek effectief te regelen en verblinding te verminderen. Zodra de lens echter vervormt of veroudert, verandert de situatie volledig. Een vervormde lens verliest de controle over de stralingshoek, waardoor sommige lichtstralen onder grote hoeken op de ogen van voetgangers of automobilisten kunnen vallen, waardoor verblinding ontstaat. Op dezelfde manier kan een verouderde lens een ruw oppervlak ontwikkelen, waardoor diffuse reflectie van licht ontstaat, wat de verblinding nog verder vergroot. Verblinding veroorzaakt sterk ongemak voor het menselijk oog, vermindert onmiddellijk de visuele gevoeligheid en belemmert de duidelijke observatie van doelobjecten. Tijdens het rijden in het donker kan verblinding door straatverlichting bestuurders tijdelijk verblinden, wat de rijveiligheid ernstig in gevaar brengt en de kans op verkeersongevallen vergroot.

3.2 Wat zijn de uitgebreide effecten op de algehele lichtkwaliteit?

De reeks problemen die worden veroorzaakt door vervorming of veroudering van de lens – ongelijkmatige lichtverdeling, verminderde lichtintensiteit, lagere kleurweergave-index en verhoogde verblinding – beschadigen samen de algehele verlichtingskwaliteit van LED-straatverlichting voor buiten ernstig. Een hoge lichtkwaliteit vereist niet alleen voldoende helderheid en gelijkmatige verdeling, maar ook een nauwkeurige kleurweergave en een laag verblindingsniveau. De hierboven beschreven lensproblemen verminderen de lichtkwaliteit aanzienlijk en voldoen niet aan de behoefte van het publiek aan veilige en comfortabele reisomgevingen. Daarom zijn tijdige detectie en oplossing van lensvervorming en veroudering van groot belang voor het verbeteren van de kwaliteit van de buitenverlichting en het garanderen van de veiligheid van het openbaar vervoer.

• Inspecteer de optische lens regelmatig om tekenen van vervorming of veroudering te detecteren en onderneem passende actie.
• Selecteer betrouwbare lensmaterialen met sterke anti-verouderingseigenschappen om de levensduur te verlengen.
• Optimaliseer het lensontwerp en de installatie om het risico op vervorming te verminderen en de verlichtingsstabiliteit te verbeteren.