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浅谈LED照明系统在消防照明设备上的应用

2021-01-23

随着社会的不断发展,高层、地下空间、大跨度等建筑不断出现,从而导致这些建筑的火灾数量不断增加。另外,由于登山探险人员失踪搜救任务激增,使得消防员经常面临浓烟弥漫的火灾内部现场、夜间伸手不见五指的深山老林等复杂黑暗的环境,而使用高性能、可靠的照明设备是消防员完成灭火救援、登山搜救任务的重要保障。笔者结合消防部队照明设备实际需求及LED的性能特点,浅谈LED技术在消防照明装备领域的应用及发展方向。1消防部队照明设备现状目前消防部队应用的照明设备主要有佩戴式防爆头顶灯、手提式强光照明灯、移动式升降照明灯等,光源基本采用单珠白光LED、卤素灯、氙气灯等。通过对基层调研,现就基层照明设备使用现状总结如下:(1)单珠白光LED光源在火灾浓烟环境下光源穿透力较差,且单珠LED可靠性不高。(2)卤素灯、氙气灯等,采用黄色光源,因功率大、耗电量高、使用时间短,且该类光源结构抗冲击性能差,易磕碰损坏。(3)采用卤素灯、氙气灯的移动升降照明灯等大型照明设备,可实现大面积照明,但灯泡功率较大,电能消耗多,需配备大容量电池或发电设备,导致设备整体尺寸大、重量沉,不便于携带及转场作战,同时受电力供应限制,不适合长时间作业。2LED发光原理及性能特点2.1LED概念及发光原理LED(LightEmittingDiode)即发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。发光二极管主要由LED芯片、楔形支架、环氧树脂封装、阴极杆、阳极杆、引线架等组成。发光二极管发光原理为正向电压作用在封装好的P型半导体和N性半导体晶片正负极间,促使P-N结中的向P区移动,通过空穴复合后以光子的形式发出能量。2.2LED性能特点LED光源作为第四代照明技术,在现代工业生产中的广泛应用主要取决于其自身的性能特点,其主要特点如下:(1)节能。LED采用直流驱动方式,单管功率约0.03~0.06W,驱动电压约1.5~3.5V,电流约15~18mA,电光功率转换接近100%,在相同照明效果下比传统光源节能80%以上,白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4。(2)发光效率高。LED可直接发出有色可见光,发光单色性好,光谱窄,无需过滤,发光效率达60~2501m/W。且LED为冷光源,发热量低、无热辐射性、能精确控制光型及发光角度。(3)体积小使用寿命长。LED采用环氧树脂固态封装,无灯丝及玻璃外壳,体积小,重量轻,可承受高强机械冲击和震动,不易破碎;且在额定电流下可以频繁开关,理论实验寿命可达10万小时,正常使用平均寿命达3~5万小时,是传统钨丝灯的50倍以上。(4)光源颜色多变。LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度任意混合形成不同光色。(5)绿色环保。LED光源为全固体发光体、不易破碎、废弃物可回收、生产过程中减少了大量SO2,CO2 及氮化物等有害物产生,且光源不含汞、钠等可能危害健康的物质,属于“绿色光源”。(6)大功率LED散热技术较为复杂。温度是影响LED的一个重要因素,温度的升高会使LED的光源衰减加快,而芯片处的温度直接影响LED的寿命,故使用大功率LED照明设备,如何解决好散热问题是关键。

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