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道路照明中中间视觉对LED路灯取代高压钠灯的有利因素

有人提出“由于LED比钠灯显色指数高”,也有人提出“是钠灯色温低,LED色温高的原因”。其实这些说法都是不全面的,因为显色指数和色温都是色度学参数,与发光效率这一广度学参数无关,而当提出中间视觉条件是LED路灯节能之重要原因时,又有人提出异议:“人眼视觉特征不是LED爬高的杆”。

中间视觉由人眼视网膜的生理构造决定

视网膜是视觉的光学过程和电生理的接口。当光线通过透镜会聚到视网膜背面的感受细胞时,视觉过程就开始了。感受细胞根据其形状,可分为柱状细胞核锥状细胞。感受细胞的光敏色素就如探测器,能有效地把光能转换成神经脉冲,从而启动视觉过程。

柱状细胞比锥状细胞的光敏感性更强,它能在很低的亮度条件下起感觉作用,所以对暗视觉起重要作用。但在较强的照明情况下,它对光的响应趋于饱和,因此对明视觉作用很小。一个锥状细胞可能会有三种不同色素中的任何一种,这三种色素能对不同的、部分重叠的波带产生光响应。正是由于这三种不同色素中的不同效应,人们才能分辨出不同的颜色。锥状细胞主要对明视觉起感觉作用。

道路照明工程的设计应重点考虑中间视觉

国际照明委员会(CIE)在大量研究工作的基础上推荐了明视觉光谱光效率函数和暗视觉光谱光效率函数。目前所有光度参数的测量仪表的探测器都是按明视觉光谱光效率函数修正的。明视觉函数曲线与暗视觉函数曲线有两个很大的不同。前者最大值为683lm/W,在555nm处。后者移至507nm,移动了48nm,最大值高了,达到1700lm/W,增加了2.49倍。在0.01~10cd/m2范围就称为中间视觉,相应的道路照明也应按中间视觉条件下的实际流明效率、光通量、光照度、亮度等来进行评估。认识了这一问题的重要性,国际照明委员会成立了中间视觉专门委员会,加强和推进有关中间视觉的研究。

中间视觉条件有利于LED路灯的推广应用

通过研究证明,钠灯发光是黄光,波长较长的部分,当环境亮度向中间视觉过渡时,有效光效约从120lm/W下降为约80lm/W。而发光二极管由于是全光谱光源,它虽然在长波的黄红色部分也有少量下降,但蓝绿部分的大幅度上升,使总的有效光效有比较明显的上升,从而比之钠灯在发光效率方面表现出节能优势。能说明:1.LED路灯比高压钠灯节能;2.随着LED的光效赶上和超过钠灯时,节能效果还将大幅度提高;3.用明视觉函数修正的照度计测试结果得出相反结论,这说明了要用中间视觉函数来分析这一现象的必要性。

以上事实说明了中间视觉条件有利于LED路灯的推广应用,是LED路灯逐步取代高压钠灯的主要因素,是LED路灯取胜的重要因素。

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