Engineering Case
工程案例
led隧道光電標志
點擊：859次 發(fā)布日期：2021-06-23 20:47:27 作者：
定義：
又叫隧道電光標志，主要用在隧道內，指示隧道安全的一種交通安全設施。是一種在光線較暗時能夠清楚辨認的帶有一定圖形、符號的發(fā)光標志。
1、產生背景
隨著平原區(qū)、丘陵區(qū)和各省市經濟較發(fā)達的地區(qū)高速公路建設的逐步完善,高速公路建設的重點正逐步向山嶺區(qū)和經濟發(fā)展相對滯后的山區(qū)轉移。長隧道和特長隧道也越來越多，隧道由于其呈隱蔽帶狀的結構特點，給交通行車環(huán)境帶來了一系列的變化，特別是高速公路大交通量路段的長大隧道，安全形勢十分嚴峻，曾因為安全問題造成了極大的損失。
由于公路隧道屬于封閉空間,交通空間有限、空氣不易流通，原來的靠反光的交通標志，在隧道內很快就會因空氣油污，而失去反光效果，為了更好的指示隧道內的交通安全，隧道電光標志就是在這樣的背景下產生的。
2.1電話指示標志和消防設備指示標志
緊急電話指示標志用于指示隧道內緊急電話位置，消防設備指示標志用于指示隧道內消防設備的位置，標志版面一般為25cmX40cm，可根據(jù)隧道設計凈空調整。
2.2行人橫洞、行車橫洞、緊急停車帶標志
行人橫洞指示標志用于指示隧道行人橫洞位置，在隧道發(fā)生緊急狀況時指示隧道內人員逃生路線；行車橫洞指示標志用于指示隧道行車橫洞位置，在隧道發(fā)生緊急狀況時指示車輛改行行車橫洞；緊急停車帶標志用于指示隧道內緊急停車帶位置。標志版面一般為50cmX80cm，可根據(jù)隧道設計凈空調整。
2.3疏散指示標志
疏散指示標志用于指示該點與洞口、行車橫洞、行人橫洞的距離與方向，在隧道發(fā)生緊急情況時指示行人、車輛迅速離開。
說明：
1)電光標志版面受限于隧道凈空，因此，版面設計時以圖形為主。
2)電光標志亮度大于15-200cd/m2
3)箱體采用耐腐蝕的材料，如鍍鋅鋼板、鋁合金材料，防護等級不小于IP65
隨著LED和反光膜技術的成熟，隧道光電標志獲得了突飛猛進的發(fā)展，并從根本上克服了以上幾方面的局限性。
詳細特點 (1)體薄量輕。 (2)亮度衰減慢。 (3)主動被動發(fā)光相結合。
體薄量輕 便于懸掛
隧道里空間有限，不方便使用粗大的支架形式，要求電光標志體薄量輕，便于懸掛，而新型LED技術的發(fā)展和應用，正好解決了這一問題。
LED燈又稱發(fā)光二極管，比起其它光源，單個小功率LED的功耗很小，光電轉換效率高。從藍到紅，LED燈有很多種顏色，另外還有一種特殊的顏色是白色，我們的電光標志就主要采用白光LED陣列。
新型光源主要由LED、導光板、光學用膜片、框架等組成。具有亮度高，壽命長、發(fā)光均勻等特點。
依光源分布位置不同則分為側光式和直下式(底背光式)。在隧道電光標志中主要采用LED邊光式。下面簡單介紹一下它的特點：
邊光式：即將LED設置在經過特殊設計的導光板的側邊做成的光源。根據(jù)實際使用的需要，又可做成雙邊式，甚至三邊式。邊光式背光一般可做的很薄。
導光板的作用在于引導光的散射方向，用來提高面板的亮度，并確保面板亮度的均勻性，導光板的良優(yōu)對背光板影響甚大，因此，側光式背光板中導光板的設計制作是關鍵技術之一，不考慮支架導光板的厚度2-3mm，電光標志加上支架、反光膜、面罩做成成品，厚度也就在10MM左右。非常便于懸掛在隧道側壁上。
亮度衰減慢 便于長期工作
用于隧道的光電標志需要長期懸掛，使用壽命應該在五年以上，哪些因素影響到電光標志的亮度衰減呢?主要有三個因素：LED內部的芯片質量和LED的工作電流和LED的散熱。
(1) LED芯片質量對亮度衰減的影響
LED的壽命主要取決于芯片的質量，LED亮度也會像其它光源一樣，都會隨著工作時間增加而逐步衰減，尤其是在白光LED領域，在當前LED市場，也存在針對應用方向而制造出不相同的LED，其質量參差不齊、魚目混珠現(xiàn)象，價格相差很大，因此確定LED質量對制造交通產品是至關重要的。
高品質的LED優(yōu)點是壽命非常長，使用壽命可達10萬小時，如果按每天24小時計算，一臺采用一流白光LED光源的電光標志，可以使用將近10年以上，工作10年后光亮度都仍能達到原來的45% 。
選用LED供應商時，應非常謹慎，要經過較長周期的性能測試，確定高亮度、低光衰、穩(wěn)定、批量中各參數(shù)一致性好的供貨商。
(2)驅動電路對LED亮度衰減的影響
LED必須在恒流狀態(tài)下工作，才能保證LED長壽命和亮度、色度的一致性。
1、LED是特性敏感的半導體器件，如果流過LED的電流超過它的額定電流，LED亮度和顏色立即發(fā)生改變，其壽命將迅速衰減，甚至燒毀。
2、獲得預期的亮度要求，并保證各個LED亮度、色度的一致性。
3、能有效的避免雷擊，電網的浪涌，過電流，過電壓的保護。
要保證LED長壽命，高效率工作，對其驅動電源的要求是近乎于苛刻的，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是2～3伏的低電壓驅動，必須要設計變換電路，不同用途的LED產品，要配備不同的電源適配器。國際市場上國外客戶對LED驅動電源的效率轉換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù)，因為電源在整個LED產品中的作用就好比像人的心臟一樣重要
(3)工作溫度對LED壽命影響很大，沒有處理好就影響LED壽命。
LED的散熱處理非常重要，LED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降。電光標志雖然使用的是小功率LED，但是多顆組合在一起長期工作，其發(fā)熱量也是不容忽視的問題。在設計制造電光標志時充分結合LED電氣特性、物理特性，合理設計產品的結構。LED陣列均勻分布在導光板兩側，邊框采用鋁合金工形槽，既有效的為LED散發(fā)熱量，又能增強標志牌的機械強度，還為固定標志牌提供了支撐作用。驅動電源外殼也是鋁合金材料，外置于標志牌上，也能固定在墻壁上，這些都是好的熱處理措施
主被動發(fā)光相結合，電路故障情況下仍能作用
反光膜已經為廣大人們所熟悉，傳統(tǒng)的反光膜本身是不透光的，目前透明性反光膜已經開始得到應用，光線可以從反光膜背面穿透反光膜本身，而光線并無大的衰減，這樣就可以將反光膜印上圖案，作為電光標志的表面，保證線路出故障時，電光標志依然可以起到警示作用。
用主動發(fā)光和被動反光相結合的方式，是隧道電光標志理想的工作方式。
安裝與應用
緊急電話指示標志應設置與緊急電話上部，安裝高度凈空應不小于2.5m。 消防設備指示標志應設置與消火栓上方，安裝高度凈空應不大于2.5m。 行人橫洞指示標志應設置與行人橫洞頂部，安裝高度凈空應不大于2.5m。 行車橫洞指示標志應設置與行車方向左側行車橫洞處，安裝高度凈空應不小于2.5m。緊急停車帶標志應設置與緊急停車帶前5m左右，安裝高度凈空應不小于2.5m。疏散指示標志應設置與隧道側墻上，安裝高度凈空應不大于1.3m，間距應不大于50m。
箱體采用耐腐蝕的材料，如鍍鋅鋼板、鋁合金材料，防護等級不小于IP65。
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