Справочная книга по светотехнике

НОВЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Подробно традиционные светотехнические мате­риалы рассмотрены в [41—42, 78|. Ниже даны краткие сведения о новых, появившихся за последние годы и получивших международное признание отражающих и преломляющих свет материалах.

Светоотражающие материалы. Наиболее распро­страненным листовым материалом для изготовления отражателей и экранирующих решеток светильников, в особенности ОП с ЛЛ, является альзакироваппый алю­миний. Обработанный электрохимическим методом с применением постоянного тока высокой плотности и серной кислоты, мягкий и быстро корродирующий чистый алюминий приобретает высокую твердость (благодаря оксидной пленке) и коррозиоустойчивость. Однако коэффициент отражения альзакированпых по­верхностей не превышает 0,87 и является различным для излучения разных спектральных линий (рис. 6.15).

Новые отражающие покрытия на основе алюминия (фирмы Alanod, Германия) получаются методом осаж­дения из газообразной фазы. На лепту альзакированно - го алюминия в вакууме последовательно наносятся слой химически чистого алюминия (99,99%) (для мате­риала Miro) или серебра (для Miro-Silver), а затем — оп­тические интерференционные слои из оксида кремния (Si02> с низким коэффициентом преломления и окси­да титана (TiOj) с высоким коэффициентом преломле­ния (рис. 6.16). Интерференционные слои повышают

Рис. 6.15. Спектральный коэффициент отражения аноди­рованного алюминия и материала типа Miro: / — Miro; 2 — анодированный алюминий

Рис. 6.16. Структура материала типа Miro: / — система ок­сидных слоев, усиливающая отражение; 2 — чистый алю­миний (99,995) или серебро; 3 - пограничный слой; 4 — основа материала-А1

коэффициент отражения до 0,95 (Miro) и до 0,98 (Miro - Silver). Материалы имеют достаточно постоянное зна­чение коэффициента отражения в видимой части спек­тра, поэтому исключено возникновение гак называе­мых «цветов побежалости». Это особенно важно при использовании в светильниках ЛЛ с трех - или пятипо­лостным люминофором, в частности, в Oil с ЛЛ и кол­бах диаметром 16 мм (Т5).

Материалы Miro и Miro-Silver выпускаются шири­ной 1250 мм и толщиной 0.2—0,8 мм. Материал с ин­дексом 2 имеет чисто зеркальную поверхность (диф­фузная составляющая 5%).

При многократных отражениях (н частности, в по­лых световодах) параметры светового потока изменя­ются в соответствии с рис. 6.17 (N — число отражений).

Весьма прогрессивным светоотражающим материа­лом является рулонный Silverlux (компании ЗМ, США) получаемый методом осаждения тончайшего слоя хи­мически чистого серебра из газообразной фазы на ор­ганическую основу (полиэтилентерефталат). Материал имеет зеркальную поверхность с коэффициентом отра­жения 0,95. Толщина — 1+Змм, ширина рулона — 1200 мм.

Многослойная полимерная зеркальная пленка па основе полиэтиленфталата (PEN) имеет коэффициент отражения более 0,98 (фирменное название Radiant Mirror Film VM2000 компании ЗМ, США). Не содер-

Ф, отн. ед.

Рис. 6.17. Потери светового потока после многократных отражений: I — Miro Silver LCD; 2 — Miro LCD; 3 — ано­дированный алюминий

жит металлических включений, не корродирует, термо­стойкость — 125°С при длительной работе. Пропускает ИК и поглотает УФ-излучения. Материал покрыт сло­ем, стойким к УФ - и абразивному воздействию. Тол - шина многослойной пленки — 61-68 мкм (или 0,06- 0,07 мм).

Материал может быть ламинирован на алюминие­вый лист (название в этом случае Vegalux™) и имеет р>0,99. Пленка RMF VM2000 имеет многослойную (до

Падающая волна Отраженные волны

Волновой / / /

фронт 1 / _у _/

Волновой / / /

фронт 2 /

I

Рис. 6.18. Действие многослойной структуры пленки MRF

сотен слоев) интерференционно действующую структу­ру (рис. 6.18) и может при разном числе слоев обеспе­чивать высокий уровень отражения и поляризации све­та, иметь различный цвет, успешно действовать п ближнем И К участке спектра.

Сравнительные данные о потерях светового потока при многократных отражениях от нового материала и традиционных металлов даны па рис. 6.19.

Ф, отн. ед.

Рис. 6.19. Потери интенсивности излучения при много­кратных отражениях от материала RMF: 1 — хром; 2 — алюминий; 3 — серебро; 4 — visible mirror

Призматические материалы. Призматическая плен­ка SOLF (Scotch Optical Lighting Film) компании ЗМ, США изготавливается из прозрачного полиметилме - такрилата (ПММА) или поликарбоната (ПК) и виде листов мерной длины шириной 37,5" (дюйма) (952 мм) и толщиной 0,02" (0,5 мм). Одна сторона листа — глад­кая. а другая имеет продольные, равномерно располо­женные борозды, представляющие собой призмы тре­угольного сечения с углом 90° при вершине (рис. 6.20).

Основная особенность такой пленки состоит в том, что в зависимости от направления падающего на глад­кую поверхность излучения, пленка является либо от­ражающим, либо пропускающим материалом [6.12].

Указанные выше свойства пленки базируются на явлении полного внутреннего отражения (ПВО) свето­вого излучения в диэлектриках. Показанная на рис. 6.21 траектория луча, прошедшего внутрь матсриа-

Рис. 6.20. Призматическая пленка типа SOLF

б)

-О,

в)

Рис. 6.21. Траектория луча в призматической плепке SOLF в случае ПВО (6.13): а — в 3-мерном изображении; б — в про­дольном сечении; в — в поперечном сечении. I — палающий луч; II луч, отраженный в результате ПІЮ; III — луч. зер­кально отраженный (в результате фрепелевского отражения) при входе луча в пленку; IV — то же, при выходе луча из пленки

ла, иллюстрирует действие пленки в качестве отражате­ля. Интересно отметить, что падающий (!) и отражен­ный и результате ПВО (II) лучи лежат в параллельных продольных плоскостях Q и Qj. в отличие от зеркаль­но отраженного (в результате фрепелевского отраже­ния) луча (III), лежащего в продольной плоскости Qy, зеркально симметричной относительно главной про­дольной плоскости Qq, проходящей через нормаль N к гладкой стороне пленки в точке / падения луча. Следо­вательно, в случае выполнения условий ПВО пленка ведет себя в поперечном сечении подобно световозвра­щателю, а в продольном — плоскому зеркалу.

Луч претерпит ПВО от пленки только в том случае, если углы у и 0, определяющие направление падения луча, связаны отношением:

1 - >/2- sin IyI '

где у — угол отклонения продольной плоскости, содер­жащей палающий луч, относительно нормали N в точке паления: 0 — угол отклонения падающего луча от про­дольной оси; п — показатель преломления материала пленки.

Область ПВО ограничивается предельным углом 0пр, равным 27.6° и 29,5° соответственно для ПММА и ПК [6.12. 6.13] для призм с углом 90° при вершине.

Наряду с тонкой гибкой призматической пленкой SOLF выпускаются жесткие плоские пластмассовые френе. іевские преломлятели (на основе ПММА) толщи­ной 3±0,2 мм и с размерами апертуры (внешним диа­метром концентрической призмы) от 508 до 1702 мм (в листах с размерами до 1060x1400 мм), которые име­ют фирменный шифр SC (фирма Fresnel Opiics, Герма­ния).

Концентрические преломлятели имеют фокусные расстояния от 471 мм для малых изделий и до 1200 мм для больших. Высота призм, получаемых методом мик­рорепликации, — 0,112 мм.

Позитивные асферические линзы из ПММА типа SC имеют фокусные расстояния от 11 до 127 мм и от 40 до 762 мм, при этом размеры линз составляют от 6,35 до 203 мм и от 152 до 463 мм.

Преломлятели (концентрические — Radial Lens Film, и линейные — Linear Lens Film, рис. 6.22) фирмы ЗМ, США имеют толщину 0,6 мм, а при ламинирова­нии на поверхность прозрачного ПММА — 3 мм.

Преломлятели поставляются в виде листов или ру­лонов шириной 533 мм. Первоначальное назначение этих призматических материалов — для использования в концентраторах солнечной энергии с целью нагрева (в частности, воды) или генерирования ЭЭ в фотоэлек­трических устройствах. В последующем нашли приме­нение п системах ввода и распределения солнечной энергии для естественного освещения внугри зданий (см. § 18.10).

Особую фуппу преломлятслсй представляют собой световозвращатели (или катафоты), используемые в ос­новном в знаках дорожного движения [6.14]. Световоз-

Солнечный свет

Фокусное

расстояние

Фотоэлектрическое устройство

Рис. 6.22. Призматические листы типа SOLF

Линейные преломлятели

Рис. 6.23. Свстовозвращаюшее отражение па стеклянном шарике

Концентрические прсломлятели Солнечный свет

вращающее отражение характеризуется тем, что по­верхность знака отражает падающий на нее свет назад, в направлении источника света. При изготовлении этих знаков световозпрашаюшая фольга (в виде соот­ветствующих надписей или символов) наклеивается на листы алюминия. Широко известны световозвращате­ли. которые изготавливаются с использованием микро­скопических стеклянных шариков или микроскопиче­ских призм. Световозврашаюшие материалы на основе микропризм используют принцип полного внутреннего отражения на граничной поверхности. В их основе ле­жит использование тройных зеркал. Если три поверх­ности расположены перпендикулярно одна к другой, то упавший па первую поверхность световой поток отра­жается на обе расположенные рядом поверхности и за­тем отражается пректически в обратном направлении. На рис. 6.23, 6.24 показаны схемы прохождения лучей в существующих световозвращателях.

Рис. 6.24. Приниипиальпыс схемы световозвращающих тонкопленочных материалов: а — лежащие открыто мик­роскопические стеклянные шарики (открытые бусинки):

6 — микроскопические стеклянные шарики, вмонтирован­ные в защитный слой; в — микроскопические стеклянные шарики, встроенные в воздушную камеру; г — световоз - врашаюшая пластина на основе микропризм. / — защит­ный слой, предохрапяюший от воздействия погодных фак­торов; 2 — зона сварки: 3 — воздушный зазор; 4 — микро­скопические бусинки; 4а — микроскопические призмы; 5 — разделяющий слой; 6 — слой напыленного алюминия;

7 — подложка; 8 — слой клея

Толщина таких световозвращателей составляет, в зависимости от формы и исполнения, от 100 до 500 мкм.

Во многих случаях использования новых и сущест­вующих светотехнических материалов нужно знать их спектральные характеристики отражения и пропуска­ния. Имеющиеся данные 185] приведены в табл. 6.21.

Для разработки СП и их успешного применения представляет значительный интерес поведение основ­ных видов пластмасс при длительном воздействии ок­ружающей среды и излучения ИС. В табл. 6.22 по дан­ным [6.15, 6.161 приведены коэффициенты пропуска­ния и индексы пожелтения (ИЖ) основных групп пла­стмасс.

Спектральные характеристики материалов, применяемых в CII [85]

(х — коэффициент пропускания излучения, % и р - коэффициент отражения излучения, %)

Материал

Видимое излучение

Ближнее ИК-нзлученне

Дальнее И К-излучение

400 нм

500 нм

600 нм

1000 нм

2000 нм

4000 нм

7000 им

10000 нм

12000 нм

15000 нм

Р

т

Р

т

Р

т

Р

т

Р

т

Р

X

Р

т

Р

т

Р

т

Р

т

Зеркальный альзакироваиный алюминий

87

0

82

0

86

0

97

0

94

0

88

0

84

0

27

0

16

0

14

0

Диффузный алюминий

79

0

75

0

84

0

86

0

95

0

88

0

81

0

68

0

49

0

44

0

Белые синтетические эмали

48

0

85

0

84

0

90

0

45

0

8

0

4

0

4

0

2

0

9

0

Белые силикатные эмали

56

0

84

0

84

0

76

0

38

0

4

0

2

0

22

0

8

0

9

0

Прозрачное стекло 3,2 мм

8

91

8

92

7

92

5

92

23

90

2

0

0

0

24

0

6

0

5

0

Опалонос стекло 3,9 мм

28

36

26

39

24

42

12

59

16

71

2

0

0

0

24

0

6

0

5

0

Прозрачный ПММА 3,1 мм

7

92

7

92

7

92

4

90

8

53

3

0

2

0

2

0

3

0

3

0

Прозрачный ПС 3,1 мм

9

87

9

89

8

90

6

90

11

61

4

0

4

0

4

0

4

0

5

0

Белый ПММА 3,2 мм

18

15

34

32

30

34

13

59

6

40

2

0

3

0

3

0

3

0

3

0

Белый ПС 3,1 мм

26

18

32

29

30

30

22

48

9

35

3

0

3

0

3

0

3

0

4

0

Белый ПВХ 0,76 мм

8

72

8

78

8

76

6

85

17

75

3

0

2

0

3

0

3

0

3

0

Таблица 6.22

Изменение оптических свойств листовых пластмасс под воздействием УФ-облучения, влажности и температуры среды

Наименование материала

Показатель

Результаты испытаний

Исход­

После воздействия

ный

УФ-облучение

Камера влажности — 96%, температура — 70°С

УФ + камера влажности

Зч

12 ч

21 ч

63 ч

3-15 ч

12- 30 ч

Светотехническое блочное матовое органическое стекло (ПММА), СБ,

Толщина - 3 мм

Коэффициент пропускания, % от исходного ИЖ

100

33

31,8

30,9

96

32,6

100

27.8

96

30,7

Стекло органическое экстру­зионное СЭ, (ПММА) Толшипа - 2,5 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

100

12.6

10,2

100

5,2

64

2,6

94

3,9

Поликарбонат «Paltuf PC Clear» Толщина - 4 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

100

1,5

100

100

98

99

2,8

99

1,6

100

1,1

1 Іоликарбонат «Palgard Clear» Толщина - 4 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

100

0,3

100

97

100

95

1,9

97

1,6

97

Поликарбонат «Lexan» Толщина — 4 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

100

5,84

100

98

3,8

99

4,7

98

6,7

100

6,1

97

6,0

Поликарбонат «Карбохим» Толщина - 2 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

100

8,2

100

100

9,1

98

8,3

100

6,37

98

10,2

96

12,7

Поливинилхорид Palram «Palclcar + К»

Толщина -- 3 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

Изменение формы

100

4,3

100

100

2.6

91

24,1

Сильное

83

22,3

92

24,6

86

18,8

Полистиролакрилонитрил Plasit «SAN-UV Clear» Толшипа - 2 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

100

0,1

100

100

98

97

1.2

100

0,3

99

Полистирол светотехниче­ский ПС-УФ Senosan «HP-13U.

Толщина — 3 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

100

10,7

11

18,2

100

19,5

100

11,1

100

19,5

Полистирол ІІСМ-151С, (рифленый лист) Толщина - 2 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

100

8,0

12-10

11.5

100

14

13

Полиэтилеитерефталатгли - коль «VIVAK»

Толщина - 3 мм

Коэффициент пропускания ИЖ

Изменение формы

100

1,59

100

100

1,0

100

1,2

Сильное

100

3,0

100

4,1

Полипропилен 01030 (рифле­ный лист)

Толщина -- 2 мм

Коэффициент пропускания, % от исходного Индекс желтизны (ИЖ) Изменение формы

100

20,4

19,8

100

20.6

Коробление

88

21,5

93

22,1

Справочная книга по светотехнике

ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Влияние освещения на состояние людей и производи­тельность труда. Условия искусственного освещения на промышленных предприятиях оказывают большое влияние на ЗР, физическое и моральное состояние лю­дей, а следовательно, на ПТ, качество продукции …

УТИЛИЗАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ РЛ

Разрядные ИС, как правило, содержат различное количество ртути. Так, в каждую ЛЛ вводится от 3 до 40 мг ртути, в лампу типа ДРЛ — значительно больше. Ртуть содержится также в …

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОСВЕЩЕНИЯ

Обеспечение надлежащих условий труда во всех сферах производственной деятельности человека явля­ется одной из важнейших задач социально-экономиче­ской политики государства, что зафиксировано в Феде­ральном законе «Об основах охраны труда РФ» (11.10] и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.