ZEMAX的LED矿灯准直设计的光学研究(2)
4 新型LED矿灯模型的研究和设计 37
4.1新型冷凝球式发光二极管的提出 37
4.2新型模型的数学分析 38
4.3新型模型的实例分析 43
4.4新型光纤-LED矿灯 44
5 结论 44
致谢 46
参考文献 47
1 绪论
1.1项目背景及研究意义
矿灯是煤矿工人必备的井下照明灯具,属特殊型防爆产品,其安全性能和质量与煤矿安全生产息息相关。为了提高矿灯的安全性能,防止因矿灯性能问题引发的瓦斯事故,我国已正式颁布了《矿灯国家标准》、《矿灯安全性能通用要求(GB7957 -2003)》,自2006年4月1日起,所有煤矿必须全部换用新型矿灯。因此,研究开发技术先进、具有多重功能、安全可靠的新型矿灯势在必行。
发光二极管(LED)由于具有一系列的优点而成为新一代矿灯的首选光源。LED矿灯是一种煤矿井下作业矿工使用的新型防爆矿灯，采用先进的LED冷光源，利用锂离子电池供电。该矿灯可用于煤矿工人井下照明使用，还可用于抢险救灾等特殊场合，具有安全可靠，文护简便，节能等优点。
LED矿灯采用高亮度LED光源替代传统灯珠作为发光体，配合锂离子电池进行功能。与传统矿灯相比，LED矿灯具有体积小，重量轻，高效节能等优点。LED矿灯可用于各种井下采掘作业以及隧道作业、海洋作业、文修作业、户外运动、狩猎夜钓、考察探险、士兵装备等场所的随身携带照明。
ZEMAX是能进行常规光学模拟和分析的软件，被广泛用于LED光学设计中。本课题应用光学仿真软件，对LED矿灯进行二次光学设计与优化。从实测的LED矿灯结构出发，作为准直系统的初始结构，通过非序列光线追击得到最优的反光杯准直结构，使得光斑均匀，从而提高矿灯的发光效率。
我们都知道，LED工矿灯是应用在工矿等大作业区上的大功率照明灯具，它是经过独特的散热体设计，有优良的照明功能，聚光能力高，显色性好，环保又节省电量等一系列性能，受到需求者们的一致认可。
如今，它的使用领域扩展到大小型工厂、车间、仓库等需大量照明的地方。它结合不同顾客的不同需求，在外形上和内置上不断变化，来更加符合实际的需求使用，更加符合国家所提倡的“绿色低碳”环保行动。针对LED工矿灯的节能改造，效果十分显著。其拥有非常出色的节能效果，同时使用寿命是传统照明灯具的十几倍，更能够有效的降低安装费用及后期文护费用，这些对使用者是具有长远利益的，前景广阔，是顾客选择的理想照明灯具。
1.2研究现状和发展趋势
在能源紧缺，全世界都提倡节能，重视环保的大背景下，一切有利于此的事物都被人们重视起来。新型科技产品LED工矿灯就是一个发展前景十分广阔的产品。未来发展无可限量，我们要紧跟时代步伐，科学应用管理，努力耕耘收获，不断做大做强。
目前国内新兴的LED矿灯品牌有：品一照明、辉翔等等。比较老牌的企业有：雷士、飞利浦、欧普等等。专注做LED工矿灯的是品一照明。灯体采用了优质铝合金制作,散热效率更高；并且采用了强空气对流的设计,保证了散热的效果；采用精密磨具压铸的灯体组合紧密,有效防止杂质的侵入；光源采用了进口的优质大功率灯珠制作，亮度高光色统一，并且寿命更持久，光线更柔和；电源采用智能芯片控制，达到稳压稳流的效果，保证了灯具的持久寿命，适用于室外的高强度照明，比如球场，工地等等。外壳采用优质铝材压铸而成，散热性能优越，光源采用超高亮度的灯珠制作，亮度极高，并且使用更稳定，内置恒流驱动电源，确保灯具性能稳定。