專利名稱:變換特定光譜組分的無極燈光照系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及無極燈技術(shù),尤其涉及一種變換特定光譜組分的無極燈光照系統(tǒng)。
背景技術(shù):
無極燈作為一種長壽命、免維護(hù)、高光效及高顯色性的照明產(chǎn)品,已經(jīng)被國內(nèi)及國際市場廣泛接受。無極燈通過高頻磁芯發(fā)射射頻范圍的電磁波,耦合激發(fā)燈管內(nèi)的放電物質(zhì)(如汞原子),進(jìn)而汞原子發(fā)射出的253.7nm紫外線可有效的激發(fā)三基色或其他光譜組分的光線進(jìn)行照明。由于無極燈本身沒有電極,故可保證其長期(5年或更長時間)使用情況下的穩(wěn)定、無需替換等特點(diǎn)。無極燈產(chǎn)品在工廠車間照明、道路隧道照明及投光泛光照明工程中均有著顯著效果。目前無極燈的發(fā)射光譜成分均按照熒光燈的光譜成分進(jìn)行配比,即通過三基色熒光粉填充并發(fā)射光譜,其色溫通常為2700K 6500K之間,即黃光暖色照明至冷光白光照明。此單一的照明效果,目前可基本滿足上述工程渠道應(yīng)用。但對于混光照明或光色要求特殊的場所,如特種非視覺類照明、大棚植物照明、花卉生長補(bǔ)光照明等,則上述單一光譜組分則無法達(dá)到其要求光譜及光照效果,如本身需要暖色光色及冷色光色可隨時間靈活變化的照明場所或需多種特定光譜照射的大棚植物,其需要特定光譜線強(qiáng)度隨植物生長的不同階段而有所不同。另外,對于需要暖色光色與冷色光色靈活變化的場所,如高端室內(nèi)演講室、精密加工工業(yè)車間等,需要通過光色變化調(diào)節(jié)操作人員心理心情或環(huán)境氣氛,上述單一光譜組分的照明效果也無法更加達(dá)到完美的光照效果
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種變換特定光譜組分的無極燈光照系統(tǒng),可變換光譜組分,能夠滿足混光照明要求。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種變換特定光譜組分的無極燈光照系統(tǒng),包括:可發(fā)射不同光譜組分的無極燈燈管,其內(nèi)壁不同區(qū)域涂覆有不同的熒光粉;安裝在所述無極燈燈管支架上的驅(qū)動部件,帶動所述無極燈燈管在燈罩內(nèi)變換位置和/或姿態(tài),以變換出射的光譜組分;與所述驅(qū)動部件相連的所述控制器。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,所述無極燈燈管內(nèi)壁沿水平面方向劃分為上表面和下表面,所述上表面和下表面分別涂覆有不同的熒光粉,所述驅(qū)動部件包括:安裝在所述無極燈燈管支架兩側(cè)的翻轉(zhuǎn)電機(jī),帶動所述無極燈燈管在豎直方向翻轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,所述驅(qū)動部件包括:安裝在所述無極燈燈管支架上的垂直高度調(diào)節(jié)器,帶動所述無極燈燈管調(diào)節(jié)豎直方向的高度。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,所述無極燈光照系統(tǒng)還包括:與所述控制器耦合的檢測反饋裝置,用于檢測光照環(huán)境參數(shù)并將其傳輸至所述控制器,所述控制器根據(jù)該光照環(huán)境參數(shù)控制所述驅(qū)動部件。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,所述檢測反饋裝置包括光照度計和/或溫控傳感器。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,所述無極燈光照系統(tǒng)還包括:與所述控制器相連的調(diào)光裝置;與所述調(diào)光裝置和無極燈燈管相連的無極燈鎮(zhèn)流器,所述調(diào)光裝置在所述控制器的控制下調(diào)節(jié)所述無極燈鎮(zhèn)流器的輸出信號,以調(diào)節(jié)所述無極燈燈管的發(fā)光功率。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,所述燈罩的頂部內(nèi)壁設(shè)置有反光罩。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,所述反光罩的反光面為拋物面或雙曲面。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)中,無極燈燈管的內(nèi)壁不同區(qū)域涂覆有不同的熒光粉,在激發(fā)時可以發(fā)出不同組分的光譜,驅(qū)動部件可以帶動該無極燈燈管在燈罩內(nèi)變換位置和/或姿態(tài),以變換出射的光譜組分。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)的正視圖;圖2是本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)的側(cè)視圖;圖3是本發(fā)明實(shí)施例·的無極燈光照系統(tǒng)的外觀結(jié)構(gòu)圖;圖4是本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)內(nèi)的無極燈燈管的俯視圖;圖5是圖4所示的無極燈燈管沿A-A方向的剖視圖;圖6是本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)的燈具效率與垂直高度調(diào)節(jié)器下降距離之間的函數(shù)示意圖;圖7是本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)中無極燈鎮(zhèn)流器的輸出信號示意圖;圖8是本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)在一應(yīng)用場景實(shí)例中的結(jié)構(gòu)示意圖;圖9是本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)中的無極燈燈管在豎直翻轉(zhuǎn)前的光譜組分示意圖;圖10是本發(fā)明實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)中的無極燈燈管在豎直翻轉(zhuǎn)后的光譜組分示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。參考圖1至圖3,本實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)包括:無極燈燈管2、驅(qū)動部件、控制器15、鎮(zhèn)流器14、指令接收裝置13、無極燈燈管支架10以及燈罩17。其中,指令接收裝置13用于接收外部的控制指令,并將其傳輸至控制器13以對相應(yīng)的部件進(jìn)行控制。指令接收裝置13與控制器15之間可以按照各種適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,可以通過有線(例如屏蔽雙絞線)或者無線的方式進(jìn)行連接。傳輸至控制器15的指令可以是二進(jìn)制代碼格式的指令??刂破?5可以采用市電供電,其可以采用現(xiàn)有技術(shù)中各種通用或?qū)S玫奈⒖刂破鞯炔考韺?shí)現(xiàn)。無極燈燈管2的內(nèi)壁的不同區(qū)域涂覆有不同的熒光粉,在激發(fā)時可以相應(yīng)發(fā)射出不同的光譜組分。參考圖4至圖5,在本實(shí)施例中,無極燈燈管2為圓形但并不限于此,該無極燈燈管2沿水平方向劃分為上表面Ia和下表面lb,上表面Ia和下表面Ib上分別涂覆有不同的熒光粉。需要說明的是,圖4和圖5所示實(shí)例僅為示例,在其他具體實(shí)施例中,無極燈燈管2的內(nèi)壁還可以采用其他方式劃分為多個區(qū)域,不同區(qū)域涂覆不同的熒光粉。仍然參考圖1至圖3,在本實(shí)施例中,驅(qū)動部件可以包括安裝在無極燈燈管支架10兩側(cè)的翻轉(zhuǎn)電機(jī)12,該翻轉(zhuǎn)電機(jī)12受控制器15控制,帶動無極燈燈管2在豎直方向翻轉(zhuǎn)。例如,翻轉(zhuǎn)電機(jī)12可以帶動無極燈燈管2使其上表面朝上而下表面朝下,也可以帶動其翻轉(zhuǎn)180°使得上表面朝下而下表面朝上,從而使得無極燈燈管2兩面不同的光譜按照比例發(fā)射出來。翻轉(zhuǎn)電機(jī)12可以采用小型化電機(jī)來實(shí)現(xiàn),但并不限于此。進(jìn)一步而言,無極燈燈管2內(nèi)上表面和下表面所占的面積比例可以根據(jù)實(shí)際需要改變,也就是兩種不同的熒光粉涂覆的面積可以改變,例如對應(yīng)的比例可以在1: 9至9: I之間,也即其中一種熒光粉最少可以僅涂覆10%的燈管內(nèi)壁表面,也可以根據(jù)需要最多涂覆90%的燈管內(nèi)壁表面。由于將無極燈燈管2安裝在燈罩17內(nèi)之后,其靠近透明面板的部分(或者說當(dāng)前姿態(tài)下位于下方的出光面)發(fā)出的光線的光通量的較多比例(通常為70% 95% )發(fā)射出燈具,其余部分被燈罩17吸收,而遠(yuǎn)離透明面板的部分(或者說當(dāng)前姿態(tài)下位于上方的出光面)發(fā)出的光線的光通量的較小比例(通常為20% 70%)被反射出燈具,其余部分被吸收,因此,翻轉(zhuǎn)無極燈燈管2將得到兩種不同光譜組分的光線的不同比例組合,翻轉(zhuǎn)的角度不同,比例也不相同。需要說明的是,雖然本實(shí)施例中的翻轉(zhuǎn)電機(jī)12安裝在無極燈燈管支架10兩側(cè),將無極燈燈管2以無極燈燈管支架10的轉(zhuǎn)軸為中心豎直翻轉(zhuǎn),但并不限于此,在其他實(shí)施例中,可以采用其他翻轉(zhuǎn)方式來調(diào)節(jié)無極燈燈管2的姿態(tài)。另外,作為一個優(yōu)選的實(shí)施例,該驅(qū)動部件還可以包括安裝在無極燈燈管支架10上的垂直高度調(diào)節(jié)器11,該垂直高度調(diào)節(jié)器11可以在控制器15的控制下帶動無極燈燈管2調(diào)節(jié)該無極燈燈管2在燈罩17中位于豎直方向上的高度。垂直高度調(diào)節(jié)器11可以通過液壓裝置來實(shí)現(xiàn),但并不限于此。本實(shí)施例中燈罩17的內(nèi)壁呈弧面,無極燈燈管2在燈罩17內(nèi)高度不同(或者說深度不同)將影響無極燈燈管2的上半面在燈罩17內(nèi)壁的吸收比例,也就是上半面發(fā)出的光線的實(shí)際出光比例,另外也影響無極燈燈管2的下半面的出光比例。需要補(bǔ)充的,垂直高度調(diào)節(jié)器11通過調(diào)節(jié)無極燈燈管2的垂直高度,不僅會改變整燈的燈具效率,還將因?yàn)樯习朊婧拖掳朊娉龉獗壤淖兓瑢?shí)現(xiàn)變光光照的功能。參考圖6,在一實(shí)例中,無極燈光照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1至圖5所示,無極燈燈管以5000K單色溫為例,通過垂直高度調(diào)節(jié)器的下降距離由O過渡至100%,整個燈具的出光效率由75%線性增加值89%。此外,本實(shí)施例的無極燈光照系統(tǒng)還包括調(diào)光裝置(圖中未標(biāo)示),該調(diào)光裝置與鎮(zhèn)流器14相連。其中, 鎮(zhèn)流器14用于驅(qū)動無極燈燈管2發(fā)光,該調(diào)光裝置在控制器15的控制下調(diào)節(jié)該鎮(zhèn)流器14的輸出信號,從而調(diào)節(jié)無極燈燈管2的發(fā)光功率。調(diào)光裝置的調(diào)節(jié)方式包括但不限于脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光,也就是通過傳輸至鎮(zhèn)流器14的調(diào)光信號來控制鎮(zhèn)流器14的輸出信號的輸出和關(guān)斷,以一定的周期和通斷時間比例來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)無極燈燈管2功率的功能。作為一個非限制性的例子,圖7示出了鎮(zhèn)流器14的輸出信號的波形示意圖,鎮(zhèn)流器14的輸出信號為正弦信號,調(diào)光裝置的調(diào)光信號為“通”時輸出,在調(diào)光信號為“斷”時不輸出,從而實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。仍然參考圖1至圖3,作為一個優(yōu)選的實(shí)施例,該無極燈光照系統(tǒng)還可以包括與控制器15耦合的檢測反饋裝置(圖中未示出),該檢測反饋裝置可以檢測無極燈光照系統(tǒng)所處的場景的光照環(huán)境參數(shù),并將檢測到的光照環(huán)境參數(shù)傳輸至控制器15,該控制器15進(jìn)而根據(jù)接收到的光照環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)電機(jī)12、垂直高度調(diào)節(jié)器11等驅(qū)動部件以及調(diào)光裝置,從而有效調(diào)節(jié)發(fā)射出的光譜組分變化(包括色溫變化、線光譜發(fā)射值變化)、光照強(qiáng)度以及總量變化。該檢測反饋裝置可以包括光照度計和/或溫控傳感器,用于檢測外部環(huán)境的自然光強(qiáng)度以及自然光照度數(shù)值、環(huán)境溫度數(shù)值等。另外檢測反饋裝置也可以接收操作工人的
開/管操作等。另外,檢測反饋裝置也可以經(jīng)由指令接收裝置13與控制器15耦合,例如檢測反饋裝置可以按照各種適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議與指令接收裝置13和控制器15進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,可以通過有線或者無線(例如有線電力線載波技術(shù)或者無線短程Zigbee技術(shù))方式與接收裝置13和控制器15耦合。雖然上述實(shí)施例中通過翻轉(zhuǎn)電極12和垂直高度調(diào)節(jié)器11來改變無極燈燈管2的姿態(tài)和高度,但是并不限于此,例如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過其他適當(dāng)手段來實(shí)現(xiàn)無極燈燈管2在水平面、豎直面內(nèi)的翻轉(zhuǎn)等。
仍然參考圖1至圖5,下面采用一實(shí)例進(jìn)行說明。 在該實(shí)例中,無極燈燈管2的功率最大為400W,其質(zhì)量為IOKg以內(nèi)。翻轉(zhuǎn)電機(jī)12的動作可以僅為翻轉(zhuǎn)或不翻轉(zhuǎn),因此,控制器15接收到的指令代碼例如為“0001”,則控制翻轉(zhuǎn)電機(jī)12翻轉(zhuǎn);如果接收到的指令代碼為“0000”,則控制翻轉(zhuǎn)電機(jī)12不翻轉(zhuǎn),也就是保持姿態(tài)不變。另外,在該燈罩17的內(nèi)壁上還可以設(shè)置有反光罩,無極燈燈管2的上半面發(fā)出的特定組分光譜光線由于受到反光罩的影響,出光率較下半面發(fā)出的特定組分光譜光線的出光率低。例如,可以米用旋壓成型的反光罩,通過拋光氧化后,使其表面反射率為75% 95%之間,旋壓成型的反光罩內(nèi)壁為弧面,例如可以是拋物面或者雙曲面。由于無極燈燈管2的上半面發(fā)出的光線經(jīng)由反光罩反射后其中一部分仍然會朝向無極燈燈管2方向發(fā)射,因此經(jīng)過多次反射-吸收-再反射后,實(shí)際上上半面的出光量為上半面光通量的20% 70%,而下半面發(fā)出的光線以70% 95%的比例發(fā)射出燈具。垂直高度調(diào)節(jié)器11本身的動作為垂直升降,升降高度為模擬量,以調(diào)節(jié)高度為IOcm為例,如果控制器15的給出的指令代碼為4位二進(jìn)制代碼,從“0000”至“1111”,那么就相當(dāng)于將IOcm的模擬高度劃分為15段,其中每一段對應(yīng)1/15,當(dāng)指令為“0001”時,無極燈燈管由初始位置下降10/15cm,而當(dāng)指令為“0010”時,下降20/15cm,直至指令為“1111”時,下降150/15cm(也就是下降100%的距離)。其中,垂直高度調(diào)節(jié)器11可以采用標(biāo)準(zhǔn)的液壓控制升降裝置,其垂直升降的范圍可以從無極燈燈管2的標(biāo)準(zhǔn)安裝高度下降至最低距離燈具透明面板Icm處位置。同時,考慮到本實(shí)例中無極燈燈管2的質(zhì)量為IOkg以內(nèi),裝配液壓裝置時還應(yīng)當(dāng)考慮承重問題。額外需要說明的是,垂直高度調(diào)節(jié)器11通過上下距離的調(diào)節(jié)使得無極燈出光率改變,其原理大致如下:無極燈燈管2遠(yuǎn)離反光罩(也就是垂直向下移動)之后,上半面和下半面發(fā)出的光線經(jīng)過反光罩吸收和再反射的比率降低,從而增加總出光量;無極燈燈管2垂直向下的程度越深,其配光將會越寬,光線光束角度增大,因此需要合理調(diào)節(jié)無極燈燈管2的垂直高度,如圖6所示。仍然參考圖1至圖5對上述實(shí)例進(jìn)行描述,調(diào)光裝置的調(diào)光范圍可以為20% 100%,也為模擬量,因此如果采用的是4位二進(jìn)制指令,從“0000”至“1111”,也就是將功率范圍劃分為15段,每一段對應(yīng)1/15,即指令為“0001”時,燈管由初始100%功率下降至94.67%功率,而“0010”時,為89.33%功率,直至“ 1111”對應(yīng)為20%功率。上述實(shí)例中,還可以有控制整個燈具系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)的總控制指令以及開關(guān),其開關(guān)可以是空氣隔離開關(guān)或者小型繼電器等。需要說明的是,雖然上述實(shí)例中的指令是以4位二進(jìn)制數(shù)為例進(jìn)行說明,但為了提高控制精度,也可以采用8位或者16位二進(jìn)制數(shù)。參考圖8至圖10,以上實(shí)例的無極燈光照系統(tǒng)可以應(yīng)用于植物生長照明場景,例如可以應(yīng)用于植物大棚中,下面對該應(yīng)用場景做詳細(xì)說明。在應(yīng)用于植物生長照明時,無極燈燈管可以采用200W的圓形無極燈燈管,無極燈燈管的結(jié)構(gòu)可以參考圖4和圖5,該無極燈燈管內(nèi)壁沿水平方向劃分為上半面Ia和下半面lb,分別涂覆有不同的熒光粉。進(jìn)一步而言,在應(yīng)用于植物生長照明時,其中一種熒光粉是包括光譜波長610nm-720nm紅光光譜(中心峰值為660+/_30nm,光能峰值90 % -95% )和光譜波長400nm-520nm藍(lán)光光譜(中心峰值`為440+/_30nm,光能峰值90% -95% )的組合熒光粉漿,其中紅藍(lán)光譜配比分別為50% ;而另外一種熒光粉是光譜組分為基礎(chǔ)三基色熒光燈日光色5000K熒光粉粉漿,可發(fā)射紅綠藍(lán)三基色光譜。上述紅藍(lán)光譜^10nm-720nm紅光光譜及400nm-520nm藍(lán)光光譜)當(dāng)中,藍(lán)光光譜可活躍葉綠素的活動,促進(jìn)光合作用,同時促進(jìn)形成色素生成,使植物對磷和鋁等元素的吸收及維生素D的形成;而紅光光譜能有效增強(qiáng)植物的光合作用,有利于植物生長。上述兩種光譜組分的熒光粉粉漿,其對應(yīng)涂覆燈管內(nèi)壁面積分別為50%,也即分別覆蓋半邊粉管。該植物生長用無極燈的照明效果為:如水平面水平放置(可懸吊),則其上半面Ia的對接粉管基本可發(fā)射5000K白光三基色光譜,而其下半面Ib的對接粉管可發(fā)射紅藍(lán)組分植物生長用光譜。該無極燈產(chǎn)品的優(yōu)勢在于單一燈管可發(fā)射兩種不同光譜組分的光照效果,既然以作為太陽光正常白光照明的補(bǔ)光,另外其紅藍(lán)光譜可作為促進(jìn)植物生長之用。對于大棚植物照明,尤其是陰暗天氣、冬天天氣情況下具有明顯照明優(yōu)勢。通過時間控制技術(shù),設(shè)定每月的照明控制指令如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種變換特定光譜組分的無極燈光照系統(tǒng),其特征在于,包括 可發(fā)射不同光譜組分的無極燈燈管,其內(nèi)壁不同區(qū)域涂覆有不同的熒光粉; 安裝在所述無極燈燈管支架上的驅(qū)動部件,帶動所述無極燈燈管在燈罩內(nèi)變換位置和/或姿態(tài),以變換出射的光譜組分; 與所述驅(qū)動部件相連的所述控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無極燈光照系統(tǒng),其特征在于,所述無極燈燈管內(nèi)壁沿水平面方向劃分為上表面和下表面,所述上表面和下表面分別涂覆有不同的熒光粉,所述驅(qū)動部件包括安裝在所述無極燈燈管支架兩側(cè)的翻轉(zhuǎn)電機(jī),帶動所述無極燈燈管在豎直方向翻轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無極燈光照系統(tǒng),其特征在于,所述驅(qū)動部件包括安裝在所述無極燈燈管支架上的垂直高度調(diào)節(jié)器,帶動所述無極燈燈管調(diào)節(jié)豎直方向的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無極燈光照系統(tǒng),其特征在于,還包括 與所述控制器耦合的檢測反饋裝置,用于檢測光照環(huán)境參數(shù)并將其傳輸至所述控制器,所述控制器根據(jù)該光照環(huán)境參數(shù)控制所述驅(qū)動部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無極燈光照系統(tǒng),其特征在于,所述檢測反饋裝置包括光照度計和/或溫控傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無極燈光照系統(tǒng),其特征在于,還包括 與所述控制器相連的調(diào)光裝置; 與所述調(diào)光裝置和無極燈燈管相連的無極燈鎮(zhèn)流器,所述調(diào)光裝置在所述控制器的控制下調(diào)節(jié)所述無極燈鎮(zhèn)流器的輸出信號,以調(diào)節(jié)所述無極燈燈管的發(fā)光功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無極燈光照系統(tǒng),其特征在于,所述燈罩的頂部內(nèi)壁設(shè)置有反光罩。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無極燈光照系統(tǒng),其特征在于,所述反光罩的反光面為拋物面或雙曲面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種變換特定光譜組分的無極燈光照系統(tǒng),包括可發(fā)射不同光譜組分的無極燈燈管,其內(nèi)壁不同區(qū)域涂覆有不同的熒光粉;安裝在所述無極燈燈管支架上的驅(qū)動部件,帶動所述無極燈燈管在燈罩內(nèi)變換位置和/或姿態(tài),以變換出射的光譜組分;與所述驅(qū)動部件相連的所述控制器。本發(fā)明可變換無極燈發(fā)出的光譜組分,能夠滿足混光照明要求。
文檔編號F21V14/02GK103256555SQ20131022513
公開日2013年8月21日 申請日期2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月6日
發(fā)明者李文鵬, 李維德, 陳艷 申請人:上海宏源照明電器有限公司