光纤照明应用基本知识.docx

1、光纤照明应用基本知识光纤照明应用基本知识1. 光纤的照明范围有多大？光纤有多亮？这一问题是无法简单回答的。下文将论证光纤的照明范围。光纤和照明器是同一组合，两者都在远处起一定作用：光纤能够提供没有可视光损失的侧面照明。在发生任何可视光损失之前，在一个照明器中用一根直径为1/2的光纤，比在同一个照明器中使用四根直径为1/2”的光纤照明更远。（这一点将在实验中分别采用1/2和1/4两种光纤进行验证和测量）采用光纤照明时，用一根光纤的焦点比用多根光纤的焦点小。在光纤的有效照明中照明器的效率起决定性的作用。当采用光纤作为侧面照明时，比较有效的方法是把光纤从一个照明器环向另一个照明器，或者绕回照明器内而

2、不是将它打结。（课堂上用表测量光输出量的差别以证明这一点）弯折和曲线的数量会影响光的射程与强度记住光是沿直线传播的。在一个黑池周围能够被接受的照明设备一旦设在一个建筑物的四周就无法被接受，例如一个灯火通明的停车场，或一个周围环境光线很强的购物中心。周边环境的光线强度是一个关键因素。当然顾客的期望也在考虑范围之内（以下将证明这一点）。例如，将在幻灯片中显示的1000英尺高的大楼，由五个150瓦的金属卤化物照明器的光纤照明，消耗的总能量为750瓦。 每个照明器有四根光纤，照明器之间的最大距离是100英尺。其外观没有霓虹灯亮，但看起来很明亮。这一应用进一步说明了使用光纤的优越之处。 若建筑物坐落在对

3、环境要求苛刻的区域（如海面之上），就可免于腐蚀和维修。如果使用霓虹灯，则总能量消耗超过8，000瓦。此外，在维护费用方面，大概每月400美元，每年4，800美元外加额外的8，000瓦的电费。如使用光纤，则总能量消耗仅750瓦，且省去了维护费用。另外光纤可改变颜色，霓虹灯却不能。光纤在寒冷的气候中不受影响，但是霓虹灯会闪烁不定，容易出现问题。当线路被腐蚀时，霓虹灯还有引发火灾的危险。使用光纤就可杜绝这些隐患。用于侧面照明的一个基本的经验准则和基于使用150瓦金属卤化物照明器所照明的距离如下：如果客户要求的照明强度高，那么照明器之间的距离不超过80英尺。如果客户只要求有适当的亮度，那么照明器之间的

4、距离最长为180英尺。这之中可变化的，是周围光线强度和照明器所使用的光纤数量。2. 一个照明器中可放多少根光纤？这取决于制造商。有些限于一根1/2的光纤，大多数会使用2根1/2的光纤。（这可由展示几个不同的照明器来证明） UFO系列将会照亮4根1/2光纤，7根3/8光纤和156根1/4光纤。注意由于多样光纤有不同的焦点，不是所有的光纤都能接受到同等数量的光。3. 光纤有哪些劲敌呢？ 头号劲敌是紫外线和高温。任何形式的紫外线都会损伤光纤。因此，防紫外线是至关重要的。在照明器的内部紫外线被紫外线/热能镜过滤掉了。外部使用一个具有一个顶部和底部的两个局部紫外线通道过滤来自太阳光的紫外线。可不时更换顶

5、部以延长光纤的使用寿命。随着时间的推移，任何事物的使用寿命都会在紫外线的照射下不断降低。4. 光纤的寿命有多久？如果光纤不暴露在紫外线下，可使用许多年。预计其实际生命力超过五十年。5. 用于间接照明的光纤效果如何？ 如果周围光线强度很低，假定山坳或墙的反射率相当高，那么光纤用于深山作业是最有效的。但是，如果反射率低，光纤作用就不那么明显。深颜色需要更多的光以达到令人满意的效果。6. 光纤可用于楼梯照明吗？可以，这是应用光纤的绝佳之地，与白炽光条形照明不同的是：光纤能承受交通拥挤地带出现的剧烈震动（适用于楼梯和小岛的各种传输渠道就是最好的例证）。 7. 光纤能否用于作业照明和用于全面照明的向下照

6、明？能，固体核心光纤可产生足够的光照强度，使光纤能够应用于作业照明和全面照明。也许你想要使用光纤照明的地方天花板很高，这样维修光纤照明设备就成了一个难题。在剧院，酒店和居处，我们可以把灯安装在一个便利的位置，这样就可以免于接受高空换灯泡的挑战了。这样节省下来的开支比起雇佣两个修理工爬上梯子去换灯泡可就可观得多了。三、光纤知识 1、特点 : 一个光源可提供许多发光点 光源可放置于容易接 触到的位置 不易遭到破坏 无红外和紫外辐射 为从内部或近处照明物体 无电磁作用 无电火花 电气安全性 ( 无电流 ) 发光点的微型化 通过 干净 的光束达到精致的照明效果 灵活性，可多次安装使用 新颖和创新 可自

7、动 变光2、指标 ： 光纤直径 8 、 10 、 12 、 16 、 18 、 20( 其它规格可面议） N 、 A 数值孔径 0.63 衰减 308db/KM 允许温度范围： 200C1000C 曲率半径 D5 波长范围： 380780nm 最大接受角 79 度 单根长 20M ， 3 0M ， 50M 带电变色反复使用耗电易坏 光强寿命光纤否是能省不一般长霓虹是否否费易较强短塑料霓虹是否能省一般 一般 一般上海铭华实业有限公司光纤照明技术浅议光纤照明是最近几年来一种新兴的照明方式。由于光纤自身所具有的一些独特物理特性，光纤照明被应用在室内装饰照明、局部效果照明、广告牌照明、建筑物室外公共区

8、域的引导性照明、室内外水下照明和建筑物轮廓及立面照明之中，并且已经取得了良好的照明效果。 关键词： 光纤照明 发光器 点发光光纤 侧面发光光纤 终端附件 无标题文档 一、光纤照明的特点 光纤照明具有以下显著的特点： 1.单个光源可具备多个发光特性相同的发光点； 2.光源易更换，也易于维修； 3.发光器可以放置在非专业人员难以接触的位置，因此具有防破坏性； 4.无紫外线、红外线光，可减少对某些物品如文物、纺织品的损坏； 5.发光点小型化，重量轻，易更换、安装，可以制成很小尺寸，放置在玻璃器皿或其他小物体内发光形成特殊的装饰照明效果； 6.无电磁干扰，可被应用在核磁共振室、雷达控制室等有电磁屏蔽要

9、求的特殊场所之内； 7.无电火花，无电击危险，可被应用于化工、石油、天然气平台、喷泉水池、游泳池等有火灾、爆炸性危险或潮湿多水的特殊场所； 8.可自动变换光色； 9.可重复使用，节省投资； 10.柔软易折不易碎，易被加工成各种不同的图案；系统发热低于一般照明系统，可降低空调系统的电能消耗。 二、光纤照明系统组成 1.系统配置 光纤照明系统可分成点发光（即末端发光）系统和线发光（即侧面发光）系统，其各自系统配置图如图1。 2.系统组成 （1）发光器 发光器装置包括光源、反射器、紫外线（UV）和红外线（IR）滤光器及旋转式玻璃色盘（选配件）。根据其内部所配光源不同，一般分成卤钨灯系列和金卤灯系列两

10、种。其中卤钨灯光源功率一般为50W或75W，输入电压为交流12V（装置自带电源变压器），适用于博物馆或展览馆等对温湿度及紫外线、红外线有特殊控制要求的场所；金卤灯光源功率一般为150W或200W，输入电压为交流220V，适用于建筑物轮廓照明及立面照明等光亮度要求较高的场所。根据防护等级的不同，发光器装置一般分成室内型和室外型两种。旋转式玻璃色盘最多可配成八种颜色自动变换。该装置可由计算机按设定程序变化控制，也可由音响系统输出的音频信号同步控制。该装置自带电源插头，适用的电源为交流220V，50Hz。 （2）发光导体 发光导体一般由塑料或玻璃纤维束或单根塑料纤维构成，考虑到传输过程中的光衰减，其

11、长度一般不超过30m。可通过系统串联解决。常见的发光导体有以下两种： 1.点发光光纤 光纤外覆非常薄的塑料或玻璃纤维涂层，防止光线外泻，其外有一层不透明的衬层和一层塑料、橡胶或金属丝制的耐热、抗紫外线保护套（用于保护和支撑光纤），分室内型及室外防水型两种，均需配有发光终端附件。 2.线发光光纤 光纤采用特殊结构，可通长发光，其外有一层透明的衬层和一层耐热、抗紫外线的PVC透明保护套，其外径规格有8mm、11mm及15mm三种，分室内标准型及室外防水型两种，均需配有不发光终端附件。 （3）终端附件 无论是点发光光纤还是线发光光纤的末端，均需配置终端附件。根据点发光光纤和线发光光纤的不同发光特点，

12、有如下两种类型的终端附件： 1.发光终端附件：配置在点发光光纤终端的各类反射式或直射式类似于灯具的发光附件，有筒灯型、配透镜型（可聚光或发散光）、地面专用型以及水下型终端。 2.不发光终端附件：配置在线发光光纤终端，为不透明密闭型封套。 三、典型应用 由于光纤照明所具有的许多特点，使得它的应用是广泛的，现根据不同的使用地点和使用效果对其典型应用进行分析说明。 1.电视会义桌面照明 采用末端发光系统，配置聚光透镜型发光终端附件由顶部垂直照射，在桌面形成点状光斑，透合与会人员读写而不影响幻灯投影讲解的进行（在一般照明灯具关闭或亮度调低的情况下）。 2.置于顶部较高、难于进行维护或无法承重的场所的效

13、果照明 将末端发光系统用于酒店大堂高大穹顶的满天星造型，配以发散光透镜型发光终端附件和旋转式玻璃色盘，可形成星星闪闪发光的动态效果，远非一般照明系统可比。 3.建筑物室外公共区域的引导性照明 采用落地管式（线发光）系统或埋地点陈指引式（末端发光）系统用于标志照明，同一般照明方式相比减少了光源维护的工作量，且无漏电危险。 4.室外喷泉水下照明 采用末端发光系统，配置水下型终端，用于室外喷泉水下照明，且可由音响系统输出的音频信号同步控制光亮输出和光色变换。其照明效果及安全性好于普通的低压水下照明系统，并易于维护，无漏电危险。 5.建筑物轮廓照明及立面照明 采用线发光系统与末端发光系统相结合的方式，

14、进行建筑物轮郭及立面照明。如香港中银大厦外立面圣诞节装饰照明系统，该系统图案新潮，色彩变化丰富。其施工方便，安装周期短，具有较强的时效性，且能够重复使用，节省投资。 6.建筑物室内局部照明 采用末端发光系统，配置聚光透镜型或发散光透镜型发光终端附件用于室内局部照明。如卢浮宫博物馆内对温湿度及紫外线、红外线有特殊控制要求的丝织品文物、绘画文物或印刷品文物的局部照明，均采用光纤照明系统。 7.建筑物广告牌照明 线发光光纤柔软易折不易碎,易被加工成各种不同的图案,无电击危险,无需高压变压器,可自动变换光色,并且施工安装方便,能够重复使用.因此,常被用于设置在建筑物上的广告牌照明.同传统的霓虹灯相比,

15、光纤照明具有明显的使且性能优势。 四、系统造价 目前光纤照明产品造价较高，点发光光纤价格约为700元/m800元/m，线发光光纤价格约为1700元/m1800元/m，发光器价格约为2.53.5万元。当然，这一价格仅供参考，其具体价格应以制造商的系统报价为准。 五、光纤照明产品的安装 1.发光器安装 一般发光器装置应被放置在方便操作、易于维修及外人不易接近的场所。室内型发光器可直接安装在电气竖井内的专用支架上，也可将其放置在带锁的配电箱内，靠墙明装或嵌墙暗装；室外型发光器可直接安装在室外专用支架上，也可将其放置在带锁的户外防雨箱内，靠墙或在角钢支架上安装。系统的金属保护外壳和金属安装配件均应与屋

16、面的防雷装置做可靠的电气连接。安装时还应视现场的实际情况为其配有可靠的电源插座。 2.光纤安装 点发光光纤的敷设类似于一般电缆，可穿PVC塑料管或沿塑制线槽敷设，通长应尽量平直，减少弯曲，以防止弯曲光损耗。若有弯曲，其拐弯半径应大于或等于其直径的12倍。 线发光光纤一般敷设在广告牌表面、建筑物表面或建筑物内墙表面，可采用卡钉或绑扎带固定，弯曲时拐弯半径应大于或等于其直径的20倍，进出建筑物表面时应做好防水处理。 3.点发光光纤与发光终端附件的连接 一般采用专用连接套件将点发光光纤与发光终端附件连接在一起。为了确保系统的光亮输出，安装时应保证发光终端附件接口端口干净，点发光光纤切口应平直干净，整

17、个连接过程应有防尘措施。 4.发光终端附件安装 基本同普通灯具的安装，在此不做赘述。综上所述，光纤照明的优势是显而易见的，但其价格较高。我们相信随着科学技术的发展和光纤照明产品的规模化生产的实现，其造价必将降至可以接受的范围，从而使光纤照明产品在更多领域有着更为广泛的应用，其独特的动态照明效果和物理特性将使建筑照明更加绚丽多彩。 参考文献 1.约瑟夫.R.尼斯利.用新技术照亮千禧年.电气施工与管理.1999，12. 2.飞利浦照明样本资料LBM光纤照明技术 德国LBM光纤照明技术有限公司诚征区域代理 德国LBM光纤照明技术有限公司成立于1989年，是世界上最早将光纤技术应用于装饰照明领域的厂商

18、之一。至1997年，LBM公司已经成为欧洲范围内光纤照明技术的领导者和市场代言人，产品遍布欧洲。 LBM公司产品种类齐全，技术领先，应用范围广泛：适用于室内外装饰照明；景观喷泉及水下照明；博物馆文物照明等不同领域。并且产品已加盟欧洲权威的Dialux照明设计软件，可以提供给您全面细致的技术支持。 LBM公司现委托欧友国际建筑公司为其在全中国范围内征召区域代理，详情请与欧友联系。真诚期待与您的合作！ 光纤照明作为一种特殊的传导光能的形式，近几年来在照明领域的应用越来越广泛。它可应用于高湿度、高温度场所、水下或水池边、甚至具有火险、爆炸性气体的场所等地，是一个安全的光源。光纤照明是一枝独秀的照明新

19、技术，具有其他照明方式不可替代的优势。随着这门技术的日趋成熟并获得更多的应用领域，以及工业专家们近期在创建通用术语、计算程序和测试方法上的成熟，都有助于减少对光纤照明在安装方面的忧虑。与此同时，新的和更多种复合丙烯类光纤材料可进一步简化现场的安装方法，它们的特点是极少受到环境的限制。综合所有这些情况，将必然促使光纤照明的需求增加。由各种各样的部件可组装成一套完整的光纤照明系统，这些部件包括发光器、光导体、端口、连接器、耦合器、套圈和灯具一、光纤照明系统包括那些1、光 源 单根光纤的尺寸和需要的照度等一般取决于所采用光源的瓦数和型式。对于理想的光纤照明灯是那种具有非常小的发光面积而光通量输出很高

20、的灯。光源后部的反射器和前部的透光镜有助于高效地把光传输入光纤。通常使用的灯包括20W至75W低压MR16灯和70W至250W金属卤化物（M-H）灯。MR16有钨丝的卤化物灯可通过细灯丝进行精确的光束控制。然而，有些新型紧凑式M-H灯也能提供同样精密的光束控制。 2、 发光器 将光纤照明系统用的光源装入外罩内的装置称为发光器。外罩用薄金属板耐冲击塑料制成。有时我们称发光器为投光器。发光器可配装滤光镜头滤除灯所发射出来的大部分红外线（IR）和紫外线（UV）能量。因而，光纤照明系统用于照射纺织品、绘画和食品是很理想的。由于光线是从灯传输至光纤的末端，发光器也可配装二色玻璃滤光盘以达到颜色的连续或固

21、定变化。另外，色盘的运动可用计算机处理以提供特殊效果。例如光的定时变化或象频闪的瞬间光。最后，为了给复杂的照明装置提高功率，也可将几台发光器前后直排连接或串联连接3、 光导体 用于将光从光源传输到灯具的材料被称为光导体。典型的光导体有塑料纤维束或玻璃纤维束，也称为辫束。光纤光导体的基本材料为纤芯和涂层。纤芯为传输光线的部件，涂层为薄薄的材料，具有低的折射率，牢固地涂在纤芯的外围。从浅角入射涂层的光束被反射回到纤芯。大部分光纤有第三层保护套。保护套有黑色、透明的或半透明的白色。对于末端发光的光纤使用黑色不透明的保护套。对于看上去象霓虹灯的侧面发光的光纤，或者对于类似于荧光灯的条形发光光纤，使用透

22、明或白色的保护套4 、光缆的纤维用三种材料制成 4.1、 粗纤芯塑料纤维直径达20mm的实心聚合物纤维，涂有薄的涂层，涂层材料的折射率较纤芯为低4.2 、细纤芯塑料纤维直径达2mm的实心聚合物纤维，涂有薄的涂层，涂层材料的折射率较纤芯为低。它可制成任何长度且能在现场切割。本质上，以上二种形式的塑料纤维使用条件是相似的，且有相同的环境限制4.3 、玻璃纤维束（GFB）用玻璃制成的圆形光导体，玻璃直径在0.002in与0.006in之间（约为头发的粗细）。玻璃纤维通常是末端发光型，它具有特有的优点，玻璃材料在整个使用期限间不会丧失它的透明度（变黄色）。如上所述，玻璃纤维束较塑料纤维束细得多。因此它

23、与塑料纤维不同，不能在现场切割，玻璃纤维束一般由工厂切割并装配好。5、 光纤端口或总套圈 这是在一束光纤范围内，安装在光缆上的连接器，用它插到发光器上使光亮输出最大。制造商可在发货前将线束装配好（叫做装端口），或者为适应变化的情况，也可在现场装配。6 、连接器、耦合器和套圈 使用这些器件将一个系统的各个部件作机械上或光学上的连接。用连接器将一条光纤固定到端口或灯具上，将一条光纤对准装配到发光器上或二条光纤互相之间的对接则用耦合器。套圈是一个终端器件，用于保护光纤的正确定位。套圈通常与特定的光纤一起由工厂设计加工，因此只要简便地将套圈插入灯具的连接套内即可7、 灯具 由于光纤照明灯具品种繁多，很

24、难了解使用哪一种。然而，大部分灯具都有特定的应用范围，包括7.1 、下射型灯具一般由塑料模压或铸铝制成，且有多种设计和成品上市供应。制造商通常在灯具罩内装一个不可调的透光镜以提供若干种聚集的光束。由于它们的轻便性及小尺寸，几乎能在任何地方都可使用下射型灯具。7.2、 墙灯和重点照明灯具人们经常把这种灯具称之为眼球，为易于对准目标，这些灯具用一个灯座来调整。不少灯具装一个可调的透光镜，使光线可在窄光束至宽光束范围内进行焦距的调节。在多数情况下在橱窗或展区内使用带有各种光束形状的重点照明灯具。7.3 、景观和室外照明灯具照射景观、人行道或花园的各式各样设计的灯具已得到应用。不少人在景观型灯具上采用

25、装饰件。7.4 、水下照明灯具因光纤没有电气元件，使它成为游泳池、旋流池、喷泉和类似场所照明的理想选择方案。7.5、 特殊照明灯具配有轮廓清晰的透明玻璃、彩色玻璃或磨砂玻璃的、花色齐全的小型灯具，可构成细小的光点-设在天棚上或别的地方，可起到装饰作用。7.6 、定制的灯具因为光纤照明没有任何电气方面的限制，所以可将光纤束安装在各种物体上，包括家具，扶拦和艺术品上。光纤照明系统部件如何安装光纤照明系统几乎能在任何地方安装。对于所有型式的灯具，在光源的周围都必须具有足够的空间以散发灯所产生的热量。很多发光器采用内部风扇形成空气循环。用弹簧夹、螺丝或胶黏剂将众多的末端发光的灯具固定就位。由于安装方便

26、因而适合在展区或橱窗使用这些灯具。如果使用安装导轨，制造商可将它切割成所需的长度，更便于工地使用。每个灯具在导轨上可定位销入或滑到想要的位置。应确保光纤束的弯曲程度没有超过制造商的规定。大体上，玻璃纤维的弯曲可达光导体直径的10倍。如将玻璃纤维的弯曲超过90o，则单根纤维可能折断，于是减少了光的输出。细的光缆可装配在几乎任何现有建筑物的天棚或墙内。对于有历史意义的建筑物，当不能穿透建筑材料时，用光纤照明的很理想的。可用光纤照明翻新改造原先的灯具。重新创造有历史性的色彩和照度水平。Cree公司，一间LED照明元件的领先商，宣布广州一间多芯片半导体照明技术有限公司安装基于Cree公司获奖XLamp

27、 XR-E LED的节能和太阳能驱动的街灯。Cree公司的XR-E LED在350 mA下可达到80流明光通量，每瓦70流明并创造了LED性能的新等级。XLamp XR-E LED是亮度和光效上领先的产品。 Multi-Cell公司的总经理Peng Zhoulong表示，通过使用Cree公司XR-E LED在MZSLB-130街灯，我们已经大大提高了这些产品的性能。Cree公司的XR-E LED具有亮度高和高光效还具有出色的稳定性。它的封装设计对大规模生产安装线特别好，提供一个简单化的生产过程。Cree公司的XLamp power LED总经理兼副总裁Norbert Hiller表示，LED照明的革命提供全球节能具有重要作用。特别是在能源紧张的地方，对LED街灯的需求也不断快速增长，Cree公司能够帮助推动光和功率的革命而感到骄傲。关于Cree公司Cree是一家先进的半导体公司，主要利用其在碳化硅以及氮化镓原料技术方面的专业优势，生产新型的活性半导体。产品包括蓝光及绿光发光二极管(LED)、无线电频RF)、微波设备以及电源开关设备，同时还在研发紫外线激光器近似体。Cree深知科技、技术及创新的重要性，对其员工的想法、资源及能力都给予了极高的重视。Cree相关产品在固态照明、电源开关、无线构造以及光学存储等方面都有巨大的应用潜力。