隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，包括隧道模擬箱體、人造光進光總成和安裝設(shè)置于隧道模擬箱體頂部的自然光光導(dǎo)裝置，人造光進光總成包括燈具和將燈具發(fā)出的人造光源導(dǎo)入隧道模擬箱體內(nèi)的導(dǎo)光組件，導(dǎo)光組件包括凸透鏡，隧道模擬箱體上可拆卸設(shè)有凸面反光鏡，燈具發(fā)出的光源由凸透鏡匯聚經(jīng)隧道模擬箱體上設(shè)的入光孔進入隧道模擬箱體并在凸面反光鏡的圓周區(qū)域內(nèi)發(fā)散；本實用新型具有理想的實驗條件，可在室內(nèi)方便的對公路隧道不同工況的實際環(huán)境進行合理的模擬，可避免在實際隧道內(nèi)實驗造成的資源浪費和隧道實體造成的不同程度的污染，保證實驗的嚴謹性可測定實驗室理想狀態(tài)下大量的人眼反應(yīng)數(shù)據(jù)，操作簡便易行。
【專利說明】隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及隧道道路照明質(zhì)量測試領(lǐng)域，特別涉及一種隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬
裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著交通運輸部“十二五”規(guī)劃的不斷落實，加快構(gòu)建綠色交通運輸體系越來越受到重視。公路隧道在交通運輸中處于咽喉地位，由于其半封閉性，導(dǎo)致照明通風(fēng)的必要性；而在隧道運營過程中，由于照明通風(fēng)，特別是電氣照明將產(chǎn)生巨大的電力能源消耗；如我國最長的山區(qū)高 速公路隧道一秦嶺終南山公路隧道，僅每個月的照明電費就達200多萬元。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國已建成通車的公路隧道已超過2600延公里；按照我國《公路隧道照明設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，長度大于100米的公路隧道應(yīng)設(shè)置照明設(shè)施，且每延公里隧道照明負荷不應(yīng)小于60千瓦；由此可見全國高速公路隧道僅照明電費加起來，能耗就非常驚人。因此國家發(fā)改委在發(fā)布的《節(jié)能中、長期專項規(guī)劃》中明確提出交通運輸中綠色照明工程是節(jié)能的重點，如何在保證行車安全的前提下有效降低隧道照明能源消耗已迫在眉睫。
[0003]目前對于公路隧道的照明安全節(jié)能的研究主要在公路隧道現(xiàn)場進行，室內(nèi)進行模擬實驗在國內(nèi)屬于空白。公路隧道照明節(jié)能研究的途徑可分為兩類:傳統(tǒng)研究方式指通過尋求最佳光源下的隧道內(nèi)環(huán)境布置達到安全節(jié)能舒適的目的，如對不同燈具(LED燈、高壓鈉燈等)、燈具和邊墻路面的不同布置方式等進行合理選擇等；另一種是采用新的節(jié)能環(huán)保措施，如采用新型節(jié)能自發(fā)光材料替換原有的邊墻涂料，采用光導(dǎo)作為輔助光源等。值得提出的是近期光導(dǎo)系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，CIE (國際照明委員會)173-2012對管狀光導(dǎo)系統(tǒng)的光度測定、設(shè)計方法以及成本收益進行了詳細介紹，并對之的應(yīng)用前景充分肯定。光導(dǎo)系統(tǒng)對自然光進行收集加工，并以光源的形式呈現(xiàn)在室內(nèi)需要照明的空間，可以讓人們行車進入隧道過程中也能享受戶外日光效果，其節(jié)能、環(huán)保、高效的特點不言而喻，但光導(dǎo)系統(tǒng)在公路隧道中的應(yīng)用還需要進行大量的實驗驗證。
[0004]相關(guān)資料表面，現(xiàn)行公路隧道的照明安全及節(jié)能的研究主要存在以下問題:1)對于已經(jīng)運營的公路隧道，各種交通車輛的運行大大降低了科研人員的安全系數(shù)；同時隧道運營一段時間后，會產(chǎn)生各種各樣的工況，如邊墻和隧道頂部會出現(xiàn)不同程度的污染，難于保證我們實驗的嚴謹性。2)直接在實際未運營公路隧道中進行實驗，對不同工況進行模擬(特別是聯(lián)合光導(dǎo)進行自然光、人造光結(jié)合)，會造成很大的資源浪費，與我國現(xiàn)行環(huán)保理念不符，且操作起來很難實現(xiàn)。基于此目的，構(gòu)造理想條件下的隧道比例模型，對公路隧道的實際環(huán)境進行合理的模擬，已成為亟待解決的問題。
[0005]因此，需要對現(xiàn)有的隧道內(nèi)照明環(huán)境實驗進行改進，使其操作起來簡便易行，并可節(jié)約成本，避免直接在實際未運營公路隧道中進行實驗造成的資源浪費，并可對隧道內(nèi)不同工況進行實驗，避免在實際隧道內(nèi)實驗隧道實體造成的不同程度的污染，保證實驗的嚴謹性。實用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實用新型提供一種隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其操作起來簡便易行，并可節(jié)約成本，避免直接在實際未運營公路隧道中進行實驗造成的資源浪費，并可對隧道內(nèi)不同工況進行實驗，避免在實際隧道內(nèi)實驗隧道實體造成的不同程度的污染，保證實驗的嚴謹性。
[0007]本實用新型的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，包括隧道模擬箱體、人造光進光總成和安裝設(shè)置于所述隧道模擬箱體頂部的自然光光導(dǎo)裝置；
[0008]所述人造光進光總成包括燈具和將燈具發(fā)出的人造光源導(dǎo)入所述隧道模擬箱體內(nèi)的導(dǎo)光組件，所述導(dǎo)光組件包括凸透鏡，所述隧道模擬箱體上可拆卸設(shè)有凸面反光鏡，所述燈具發(fā)出的光源由凸透鏡匯聚經(jīng)隧道模擬箱體上設(shè)的入光孔進入隧道模擬箱體并在凸面反光鏡的圓周區(qū)域內(nèi)發(fā)散；
[0009]所述自然光光導(dǎo)裝置包括米光器、光導(dǎo)管、透鏡傳輸兀件和漫射器，所述米光器安裝于所述光導(dǎo)管上端并置于所述隧道模擬箱體外，所述漫射器安裝于所述光導(dǎo)管下端并位于所述隧道模擬箱體內(nèi)。
[0010]進一步，所述導(dǎo)光組件還包括沿進光方向依次設(shè)置的毛玻璃、濾光片和減光片。
[0011]進一步，所述燈具為LED燈、高壓鈉燈或熒光燈。
[0012]進一步，所述入光孔處設(shè)置有用于調(diào)節(jié)人造光進量的孔徑光闌I，所述光導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)自然光進量的孔徑光闌II。
[0013]進一步，所述隧道模擬箱體包括弧頂、前端墻、后端墻、可替換左邊墻和可替換右邊墻，所述入光孔設(shè)置于所述前端墻，所述凸面反光鏡設(shè)置于后端墻內(nèi)側(cè)。
[0014]進一步，所述人造光進光總成還包括燈具安裝組件，所述燈具安裝組件包括燈箱和與所述燈箱固定的燈具支架，所述燈具置于所述燈箱內(nèi)，所述燈箱前后位置可調(diào)，所述燈具支架上下高度可調(diào)。
[0015]進一步，所述凸透鏡由五維調(diào)節(jié)支座和磁性底座固定。
[0016]進一步，所述隧道模擬箱體與實際隧道尺寸比例為1:10。
[0017]進一步，所述隧道模擬箱體弧頂圓半徑為550mm，隧道模擬箱體斷面寬度為1000mm，隧道模擬箱體高度為900mm，隧道模擬箱體長度為1200mm。
[0018]本實用新型的有益效果:本實用新型的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，利用凸透鏡先匯聚再發(fā)散的原理，通過凸透鏡將燈具發(fā)出的光源匯聚焦點于入光孔處并進入箱體沿入光孔中心線發(fā)散，并通過調(diào)節(jié)焦距發(fā)散面集中在凸面反光鏡圓周區(qū)域內(nèi)，可確保對其它裝置無影響，后進入凸面反光鏡口，發(fā)生鏡面反射，通過調(diào)整凸面反光鏡的曲率，從而實現(xiàn)觀測背景面亮度均勻的效果，較為真實的模擬出人造光在隧道內(nèi)實際照明環(huán)境，實現(xiàn)對理想實驗條件的生成，而且可實現(xiàn)不同燈具之間、不同背景亮度之間的切換，便于對之進行實驗研究；另外，采用人造光進光總成、自然光光導(dǎo)裝置與隧道模擬箱體結(jié)合，可實現(xiàn)自然光與人造光光效結(jié)合條件下的隧道模擬環(huán)境，以及實現(xiàn)自然光與人造光光效的對比實驗，并模擬檢驗自然光光導(dǎo)裝置對于隧道節(jié)能的重要性，具有相當真實且理想化的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬效果；總之，本實用新型具有理想的實驗條件，可在室內(nèi)方便的對公路隧道不同工況的實際環(huán)境進行合理的模擬，可避免在實際隧道內(nèi)實驗造成的資源浪費和隧道實體造成的不同程度的污染，保證實驗的嚴謹性。不僅可測定實驗室理想狀態(tài)下大量的人眼反應(yīng)數(shù)據(jù)，操作簡便易行，還可通過與現(xiàn)有的光源小目標生成裝置，反應(yīng)時間測量裝置以及眼動儀聯(lián)合使用，對不同隧道實際環(huán)境的視覺功效進行有效評估。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0020]圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為光源經(jīng)凸透鏡傳播路線示意圖；
[0022]圖3為圖1A-A向示意圖；
[0023]圖4為圖1B-B向示意圖；
[0024]圖5為圖1C-C向示意圖；
[0025]圖6為自然光光導(dǎo)裝置第一實施方式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為自然光光導(dǎo)裝置第二實施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為光源經(jīng)凸透鏡傳播路線示意圖，圖3為圖1A-A向示意圖，圖4為圖1B-B向示意圖，圖5為圖1C-C向示意圖，圖6為自然光光導(dǎo)裝置第一實施方式結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為自然光光導(dǎo)裝置第二實施方式結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1和圖2所示，本實施例的本實用新型的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，包括隧道模擬箱體1、人造光進光總成和安裝設(shè)置于所述隧道模擬箱體頂部的自然光光導(dǎo)裝置2 ；
[0028]所述人造光進光總成包括燈具3和將燈具3發(fā)出的人造光源導(dǎo)入所述隧道模擬箱體I內(nèi)的導(dǎo)光組件，所述導(dǎo)光組件包括凸透鏡4，所述隧道模擬箱體I上可拆卸設(shè)有凸面反光鏡5，所述燈具3發(fā)出的光源由凸透鏡4匯聚經(jīng)隧道模擬箱體I上設(shè)的入光孔6進入隧道模擬箱體I并在凸面反光鏡5的圓周區(qū)域內(nèi)發(fā)散；
[0029]如圖6所不,所述自然光光導(dǎo)裝置2包括米光器21、光導(dǎo)管22、透鏡傳輸兀件23和漫射器24，所述采光器安裝于所述光導(dǎo)管上端并置于所述隧道模擬箱體外，所述漫射器安裝于所述光導(dǎo)管下端并位于所述隧道模擬箱體內(nèi)；當室內(nèi)采光效果不理想時，可對光導(dǎo)管進行加長，如圖7所示，增加彎管26、延長管27和平面折射鏡28。
[0030]本實施例中，所述導(dǎo)光組件還包括沿進光方向依次設(shè)置的毛玻璃、濾光片7和減光片8 ;毛玻璃在圖中未示出，經(jīng)毛玻璃使亮度分布均勻，通過濾光片7調(diào)節(jié)光色，減光片8調(diào)節(jié)光強，可對濾光片7和減光片8進行調(diào)整，以適應(yīng)更多的測試工況。
[0031]本實施例中，所述燈具3為LED燈、高壓鈉燈或熒光燈；可實現(xiàn)不同光源的實驗環(huán)境。
[0032]本實施例中，所述入光孔6處設(shè)置有用于調(diào)節(jié)人造光進量的孔徑光闌I，所述光導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)自然光進量的孔徑光闌II 25 ;孔徑光闌I和孔徑光闌II分別對應(yīng)控制經(jīng)入光孔和光導(dǎo)管進入箱體的進光量，實現(xiàn)不同孔徑的變化，從而確保入射光線控制在凸面反光鏡范圍內(nèi)。
[0033]如圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，所述隧道模擬箱體包括弧頂12、前端墻13、后端墻14、可替換左邊墻15和可替換右邊墻16，所述入光孔6設(shè)置于所述前端墻13，所述凸面反光鏡5設(shè)置于后端墻14內(nèi)側(cè)，后端墻位于凸面反光鏡下方設(shè)有觀察孔17 ;整個箱體采用材質(zhì)較好的木工結(jié)構(gòu)，兩邊墻可更換，以適應(yīng)不同邊墻內(nèi)飾材料之間的切換，提高整個箱體的適應(yīng)普遍性。
[0034]如圖1所示，本實施例中，所述人造光進光總成還包括燈具安裝組件，所述燈具安裝組件包括燈箱9和與所述燈箱9固定的燈具支架10，所述燈具3置于所述燈箱9內(nèi)，所述燈箱9前后位置可調(diào)，所述燈具支架10上下高度可調(diào)；可設(shè)置液壓裝置或電機推動燈箱沿橫向方向上前后移動，燈具支架包括支架座和支架桿，支架桿下端內(nèi)套于支架座，并通過穿過支架座的頂絲或螺栓頂固定并調(diào)節(jié)豎向高度，帶動燈具相對于凸透鏡沿橫向移動，均屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述，從而帶動燈具相對于凸透鏡位置上下和前后可調(diào)，以滿足凸透鏡的聚光效果。
[0035]本實施例中，所述凸透鏡由五維調(diào)節(jié)支座11和磁性底座固定；五維調(diào)節(jié)支座為現(xiàn)有的光學(xué)實驗中的調(diào)整架，又被稱為五維調(diào)整架，圖中五維調(diào)節(jié)支座為示意圖，并不代表真實的五維調(diào)節(jié)支座結(jié)構(gòu)，五維調(diào)節(jié)支座和磁性底座的結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)，其與凸透鏡的安裝結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有光學(xué)實驗中常見的安裝固定方式，在此不再贅述，可實現(xiàn)相對燈具的前后、左右和上下三個方向的移動，及相對五維調(diào)節(jié)支座軸的轉(zhuǎn)動和相對凸透鏡中心的上下角度變動兩個方向的移動，共五個方向，滿足聚光過程中的各方向微調(diào)。
[0036]本實施例中，所述隧道模擬箱體與實際隧道尺寸比例為1:10 ;所述隧道模擬箱體弧頂圓半徑為550mm，隧道模擬箱體斷面寬度為1000mm，隧道模擬箱體高度為900mm，隧道模擬箱體長度為1200mm。
[0037]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:包括隧道模擬箱體、人造光進光總成和安裝設(shè)置于所述隧道模擬箱體頂部的自然光光導(dǎo)裝置； 所述人造光進光總成包括燈具和將燈具發(fā)出的人造光源導(dǎo)入所述隧道模擬箱體內(nèi)的導(dǎo)光組件，所述導(dǎo)光組件包括凸透鏡，所述隧道模擬箱體上可拆卸設(shè)有凸面反光鏡，所述燈具發(fā)出的光源由凸透鏡匯聚經(jīng)隧道模擬箱體上設(shè)的入光孔進入隧道模擬箱體并在凸面反光鏡的圓周區(qū)域內(nèi)發(fā)散； 所述自然光光導(dǎo)裝置包括采光器、光導(dǎo)管、透鏡傳輸元件和漫射器，所述采光器安裝于所述光導(dǎo)管上端并置于所述隧道模擬箱體外，所述漫射器安裝于所述光導(dǎo)管下端并位于所述隧道模擬箱體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述導(dǎo)光組件還包括沿進光方向依次設(shè)置的毛玻璃、濾光片和減光片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述燈具為LED燈、高壓鈉燈或熒光燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述入光孔處設(shè)置有用于調(diào)節(jié)人造光進量的孔徑光闌I，所述光導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)自然光進量的孔徑光闌II。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述隧道模擬箱體包括弧頂、前端墻、后端墻、可替換左邊墻和可替換右邊墻，所述入光孔設(shè)置于所述前端墻，所述凸面反光鏡設(shè)置于后端墻內(nèi)側(cè)，后端墻位于凸面反光鏡下方設(shè)有觀察孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述人造光進光總成還包括燈具安裝組件，所述燈具安裝組件包括燈箱和與所述燈箱固定的燈具支架，所述燈具置于所述燈箱內(nèi)，所述燈箱前后位置可調(diào)，所述燈具支架上下高度可調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述凸透鏡由五維調(diào)節(jié)支座和磁性底座固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述隧道模擬箱體與實際隧道尺寸比例為1:10。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隧道內(nèi)照明環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述隧道模擬箱體弧頂圓半徑為550mm，隧道模擬箱體斷面寬度為1000mm，隧道模擬箱體高度為900mm，隧道模擬箱體長度為1200mm。
【文檔編號】G01M11/02GK203686893SQ201420043315
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】梁波, 崔璐璐, 何世永, 潘國兵, 董瑞常, 羅紅, 肖堯, 李文淵, 史玲娜, 張鸝, 李瑞娟, 吳桂林 申請人:重慶交通大學(xué)