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                            淺談LED照明系統在消防照明設備上的應用

                            2021-01-23

                            隨著社會的不斷發展,高層、地下空間、大跨度等建筑不斷出現,從而導致這些建筑的火災數量不斷增加。另外,由于登山探險人員失蹤搜救任務激增,使得消防員經常面臨濃煙彌漫的火災內部現場、夜間伸手不見五指的深山老林等復雜黑暗的環境,而使用高性能、可靠的照明設備是消防員完成滅火救援、登山搜救任務的重要保障。筆者結合消防部隊照明設備實際需求及LED的性能特點,淺談LED技術在消防照明裝備領域的應用及發展方向。1消防部隊照明設備現狀目前消防部隊應用的照明設備主要有佩戴式防爆頭頂燈、手提式強光照明燈、移動式升降照明燈等,光源基本采用單珠白光LED、鹵素燈、氙氣燈等。通過對基層調研,現就基層照明設備使用現狀總結如下:(1)單珠白光LED光源在火災濃煙環境下光源穿透力較差,且單珠LED可靠性不高。(2)鹵素燈、氙氣燈等,采用黃色光源,因功率大、耗電量高、使用時間短,且該類光源結構抗沖擊性能差,易磕碰損壞。(3)采用鹵素燈、氙氣燈的移動升降照明燈等大型照明設備,可實現大面積照明,但燈泡功率較大,電能消耗多,需配備大容量電池或發電設備,導致設備整體尺寸大、重量沉,不便于攜帶及轉場作戰,同時受電力供應限制,不適合長時間作業。2LED發光原理及性能特點2.1LED概念及發光原理LED(LightEmittingDiode)即發光二極管,是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件。發光二極管主要由LED芯片、楔形支架、環氧樹脂封裝、陰極桿、陽極桿、引線架等組成。發光二極管發光原理為正向電壓作用在封裝好的P型半導體和N性半導體晶片正負極間,促使P-N結中的向P區移動,通過空穴復合后以光子的形式發出能量。2.2LED性能特點LED光源作為第四代照明技術,在現代工業生產中的廣泛應用主要取決于其自身的性能特點,其主要特點如下:(1)節能。LED采用直流驅動方式,單管功率約0.03~0.06W,驅動電壓約1.5~3.5V,電流約15~18mA,電光功率轉換接近100%,在相同照明效果下比傳統光源節能80%以上,白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10,節能燈的1/4。(2)發光效率高。LED可直接發出有色可見光,發光單色性好,光譜窄,無需過濾,發光效率達60~2501m/W。且LED為冷光源,發熱量低、無熱輻射性、能精確控制光型及發光角度。(3)體積小使用壽命長。LED采用環氧樹脂固態封裝,無燈絲及玻璃外殼,體積小,重量輕,可承受高強機械沖擊和震動,不易破碎;且在額定電流下可以頻繁開關,理論實驗壽命可達10萬小時,正常使用平均壽命達3~5萬小時,是傳統鎢絲燈的50倍以上。(4)光源顏色多變。LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理,在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度任意混合形成不同光色。(5)綠色環保。LED光源為全固體發光體、不易破碎、廢棄物可回收、生產過程中減少了大量SO2,CO2 及氮化物等有害物產生,且光源不含汞、鈉等可能危害健康的物質,屬于“綠色光源”。(6)大功率LED散熱技術較為復雜。溫度是影響LED的一個重要因素,溫度的升高會使LED的光源衰減加快,而芯片處的溫度直接影響LED的壽命,故使用大功率LED照明設備,如何解決好散熱問題是關鍵。

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