基于煤礦井下的眩光防治與新型礦用防眩照明燈

康金明

(沈陽(yáng)廣角成套電器股份有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110045)

1 引言

眩光是一種產(chǎn)生不舒適感，或降低觀看主要目標(biāo)的能力，或兩者兼有的不良視覺(jué)環(huán)境。由視野中不適宜的亮度分布、懸殊的亮度差，或在空間中或時(shí)間上極端的對(duì)比引起。根據(jù)對(duì)視覺(jué)影響的不同，分為不舒適眩光和失能眩光。前者只有不舒適感覺(jué)但不影響可見(jiàn)度，而后者則影響可見(jiàn)度。然而，這并不意味著一個(gè)產(chǎn)生不舒適感覺(jué)的光源不會(huì)影響可見(jiàn)度，往往二者兼而有之。本文結(jié)合眩光產(chǎn)生的原因，從直接眩光的防治、燈具的選用和布置、環(huán)境亮度比幾個(gè)方面對(duì)眩光的防治進(jìn)行總結(jié)。

2 煤礦井下出現(xiàn)眩光的情況及治理

2.1 直接眩光的防治

我們預(yù)防直接眩光，其實(shí)就是限制視野內(nèi)光源或燈具的亮度。主要通過(guò)三種方式來(lái)實(shí)現(xiàn):

一是在滿足照明要求的前提下，減小燈具的功率，避免高亮度照明。

二是避免裸露光源的高亮度照明。我們可以在煤礦井下照明中多采用間接照明的手法。利用材質(zhì)對(duì)光的漫反射和漫透射的特性對(duì)光進(jìn)行重新分配，產(chǎn)生柔和自然的擴(kuò)散光的效果。例如把燈泡外罩上一個(gè)乳白色的磨砂玻璃燈罩，我們就可以得到柔和的漫射光。

三是減小燈光的發(fā)光面積。這里所說(shuō)的發(fā)光面積，并不是指燈具或光源的大小，而是指同樣的光源，隨著光源亮度的增加，光源的發(fā)光面積會(huì)增大，隨之而來(lái)的就是愈加強(qiáng)烈的眩光。因此在選擇使用高亮度裸露光源進(jìn)行照明的時(shí)候，可以把高亮度、大發(fā)光面燈光和發(fā)光面分割成細(xì)小的部分，那么光束也就相對(duì)分散，既不容易產(chǎn)生眩光又可以得到良好的照明表現(xiàn)效果。

2.2 燈具的選用和布置

減少直接眩光，除了需要避免高亮度照明，還應(yīng)該對(duì)燈具的位置和選型加以考慮。所以我們?yōu)椴贾迷谟锌赡墚a(chǎn)生直接眩光區(qū)域內(nèi)的燈具選型時(shí)，需考慮采用一些帶有遮光附件的礦用燈具，從而達(dá)到增大燈具截光角，達(dá)到減少眩光的目的。例如格柵、遮光板、遮光罩等。格柵主要是將光源和反射器的可見(jiàn)度降低。遮光板可以根據(jù)具體的環(huán)境狀況現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整投光角度，較好地控制燈具側(cè)面和前方出射的光線，適用于大多數(shù)寬光束和中等光束的泛光燈具。遮光罩可以將沿四邊出射的光線截?cái)啵行д诒胃鞣较虻墓庹?。這種方式很好地控制了光源的可見(jiàn)性，使燈具的照射范圍具有較強(qiáng)的方向性，適用于窄光束的聚射燈具。例如多槽遮光罩和蜂巢式防眩光罩在加強(qiáng)眩光控制的同時(shí)，還能避免機(jī)械損傷的危險(xiǎn)。

此外，選擇具有合理配光、低出光口亮度的燈具也是解決問(wèn)題的方法。

2.3 設(shè)計(jì)合理的環(huán)境亮度比

在眼睛適應(yīng)了較亮的光照條件下，即使是高亮度的光源，眩光也變得不那么明顯了。這是因?yàn)檠劬m應(yīng)的亮度受視野內(nèi)所有區(qū)域的影響，背景亮度不同，所產(chǎn)生對(duì)比的強(qiáng)弱的不同，會(huì)產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)。在現(xiàn)實(shí)中最直觀的例子就是晚上我們眼睛不能直視的汽車(chē)大燈，在白天看的時(shí)候，就不會(huì)覺(jué)得有任何刺眼的感覺(jué)。這是因?yàn)榘滋斓沫h(huán)境亮度增加，環(huán)境亮度比降低，人眼適應(yīng)了高亮度環(huán)境的原因。

也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)時(shí)單個(gè)的光源亮度值是不重要的，關(guān)鍵是空間的光的分布以及和環(huán)境的對(duì)比的關(guān)系。所以在煤礦井下照明中應(yīng)該盡量避免同一空間內(nèi)過(guò)大的環(huán)境亮度比，通過(guò)改變環(huán)境亮度比，來(lái)滿足照明設(shè)計(jì)的不同目的。一般來(lái)說(shuō)，任務(wù)或目標(biāo)比環(huán)境略為明亮，如2∶1～3∶1是比較適宜的環(huán)境亮度差。10∶1的亮度比，能讓視覺(jué)中心清晰可見(jiàn)并與相鄰表面之間產(chǎn)生的強(qiáng)烈的過(guò)渡。20∶1的亮度比，會(huì)讓人感覺(jué)到不太舒服。40∶1以上的亮度比，在煤礦井下照明不允許出現(xiàn)。

3 新型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型LED防眩照明燈

針對(duì)煤礦井下的照明環(huán)境，我公司研發(fā)出了一款新型礦用燈具－隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈，它突破了以往的傳統(tǒng)防爆照明燈具的特點(diǎn)，有了質(zhì)的飛躍，是防爆電器行業(yè)的又一重大突破。

(1)該燈殼體采用鑄鋁合金制造而成，有外形新穎美觀，便于安裝的特點(diǎn)。因采用隔爆兼本質(zhì)安全型的燈具形式，除去了傳統(tǒng)隔爆式照明燈具的玻璃管及燈網(wǎng)，而采用防靜電透明燈罩，大大減輕了燈具本身的重量，且便于燈具的日常維護(hù)與清潔。如圖1所示。

圖1 礦用隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈

(2)采用本質(zhì)安全型電源，最高輸出電壓:DC17V，單路工作電流:600mA，單路最大輸出電流700mA。電源電壓在額定電壓的75% ～110%范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，照明燈應(yīng)能正常工作。光源采用被全球公認(rèn)為一代環(huán)保高科技產(chǎn)品的LED光源，它不像白熾燈那樣浪費(fèi)熱量，不像熒光燈那樣因消耗高能量而產(chǎn)生有毒氣體，也不像霓虹燈那樣要求高電壓而容易損壞，并增強(qiáng)了燈具本身的性能。

(3)該燈在散熱功能上，因采用隔爆兼本安防爆，該防爆形式(無(wú)火花型)最安全，而是散熱片直接裸露在外，采用LED光源板直接與散熱片相連接，使得光源有效散熱，解決了LED光衰問(wèn)題，使用壽命達(dá)3萬(wàn)小時(shí)以上，眾所周知礦用LED照明產(chǎn)品的散熱問(wèn)題一直是防爆行業(yè)難以攻克的難題，而該燈的出現(xiàn)將大大解決這一難題。

(4)在防眩處理上，該燈的功率為20W，亮度適中。采用防眩光燈罩，利用材質(zhì)對(duì)光的漫反射和漫透射的特性對(duì)光進(jìn)行重新分配，產(chǎn)生柔和自然的擴(kuò)散光的效果。防眩燈罩還將光分割成細(xì)小的部分，光束隨之分散，既不容易產(chǎn)生眩光又可以得到良好的照明表現(xiàn)效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，煤礦井下環(huán)境作為工作場(chǎng)所，其照明質(zhì)量的優(yōu)劣越來(lái)越被人們所關(guān)注和重視。人們對(duì)煤礦井下照明的要求也不再滿足于簡(jiǎn)單照亮空間，而是朝著更科學(xué)、更人性、更和諧等方面發(fā)展，防爆照明燈具設(shè)計(jì)已從量向質(zhì)的方向進(jìn)行著價(jià)值的轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)中對(duì)眩光的防治能滿足人們?nèi)諠u提高的對(duì)于煤礦井下空間品質(zhì)的完美要求，緊貼生活中的細(xì)節(jié)，創(chuàng)造工作的便利、舒適和高效。保護(hù)煤礦井下礦工們的視力和健康，體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念。