A Fiber Optic – Technikai témák

Száloptikai világítás

Bevezetés
Az optikai szál felhasználható fény továbbítására egy forrásból egy távoli helyre, megvilágítás és kommunikáció céljából. Valójában a szálak nem csak áteresztik a fényt, hanem maguk a szálak mentén is világítanak, így egy neonfénycsőhöz hasonlítanak. A száloptikai világításra számos alkalmazási terület létezik, amelyek általában a szál speciális tulajdonságainak, valamint egyedi jellemzőinek felhasználásán alapulnak.
 

Miért használjunk száloptikát világításhoz?
A szálas távvilágítás használata számos előnnyel jár, amelyek közül néhány fontosabb speciális típusú alkalmazásokhoz, mint mások.
Hőmentes világítás: Mivel a fényforrás távoli, a szál továbbítja a fényt, de elszigeteli a hőt a fényforrástól a megvilágítási ponttól, ami fontos szempont olyan kényes tárgyak megvilágításánál, mint például múzeumi kiállításokon, amelyeket a hő vagy az erős fény károsíthat.
Elektromos biztonság: A víz alatti világítást, például úszómedencékben és szökőkutakban, vagy veszélyes légkörben történő megvilágítást, biztonságosan meg lehet valósítani üvegszálas világítással, mivel a szál nem vezetőképes, és a fényforrás áramellátása biztonságos helyre helyezhető. Még sok lámpa is alacsony feszültségű.
Precíz spotvilágítás: Az optikai szálak kombinálhatók lencsékkel, hogy gondosan fókuszált fényt biztosítsanak a rendkívül kis helyeken, amelyek népszerűek a múzeumi kiállításokon és ékszerkiállításokon, vagy egyszerűen csak pontosan megvilágíthat egy meghatározott területet.
Tartósság: Az optikai szál világításhoz való használata sokkal tartósabb világítást tesz lehetővé. Az optikai szál – akár műanyag, akár üveg – egyszerre erős és rugalmas, sokkal tartósabb, mint a törékeny izzók.
A neon kinézete: A hosszában fényt kibocsátó szál, amelyet általában élkibocsátó szálnak neveznek, neoncsöveknek tűnik dekoratív világításhoz és táblákhoz. A szál könnyebben előállítható, és mivel műanyagból készült, kevésbé törékeny. Mivel a világítás távoli, elhelyezhető a szál egyik vagy mindkét végén, és a források biztonságosabbak lehetnek, mivel alacsony feszültségű források.
Változtasd a színt: A fehér fényforrással ellátott színes szűrők használatával a száloptikás világításnak sokféle színe lehet, és a szűrők automatizálásával tetszőleges előre programozott sorrendben változtathatja a színeket.
Egyszerűbb telepítés: A száloptikás világításhoz nincs szükség elektromos kábelek felszerelésére a fénykeresőhöz, majd egy vagy több izzóval rendelkező, terjedelmes világítótestek felszerelésére. Ehelyett egy szálat szerelnek fel a helyére, és rögzítik a helyére, esetleg egy kis fókuszáló lencse rögzítéssel, ami sokkal egyszerűbb folyamat. Gyakran több szál is használhat egyetlen fényforrást, ami még inkább leegyszerűsíti a telepítést.
Könnyű karbantartás: A nehezen hozzáférhető helyeken, például magas mennyezetben vagy kis helyiségekben történő világítás megnehezítheti a fényforrások cseréjét. Az optikai szál segítségével a forrás könnyen elérhető helyen, a szál pedig bármilyen távoli helyen lehet. A forrás megváltoztatása már nem jelent problémát.


Hogyan működik a száloptikai világítás
A száloptikai világítás az optikai szálat „fénycsőként” használja, amely a fényt egy forrásból a szálon keresztül egy távoli helyre továbbítja. A fény kisugározhat a szál végéről, kis reflektorfény-effektust létrehozva (más néven "végi izzás"), vagy a szál külseje sugározható ki a szál hosszában, úgy néz ki, mint egy neoncső vagy fénycső (más néven "oldalsó izzás"). ).
A fényforrást általában "száloptikai megvilágítónak" nevezik, és erős fényforrásból és gyakran néhány optikából áll, amelyek hatékonyan fókuszálják a fényt a szálba. A forrásoknak világosnak kell lenniük, ezért általában kvarc halogén vagy xenon fémhalogén lámpákat használnak. A kisebb szálak is használhatnak LED-eket, amelyek nagyon hatékonyan kapcsolják össze a fényt szálakkal, de nem érik el a többi lámpa fényszintjét.
A világításhoz használt optikai szálak hasonlóak a kommunikációban használt szálakhoz, de fényátvitelre, nem pedig nagy sebességű jelek továbbítására vannak optimalizálva. A szálak a fényt áteresztő magból és egy optikai burkolatból állnak, amely a fényt a szál magjában tartja. Ellentétben a kommunikációs szálakkal, amelyek kis magokat használnak a sávszélesség maximalizálására, a világítószálak nagy, vékony burkolatú magokat használnak, hogy maximalizálják a megvilágítóból érkező fény és a szál összekapcsolását. Az oldalsó kibocsátó szálak durva határfelülettel rendelkeznek a mag és a burkolat között, hogy a fény egy részét kiszórják a magból a szál hosszában, így a neonfénycsövekhez hasonló konzisztens megvilágítású megjelenést hoznak létre.
A világítószálak készülhetnek üvegből, akárcsak a kommunikációs szálak, vagy műanyagból. Ha a szálak üvegből vannak, akkor általában nagyon kis átmérőjűek, és sok szálat egy köpenyes kábelben kötnek össze, hogy elegendő fényáteresztést biztosítsanak. Nagyobb átmérőjű műanyag szálakat is használnak, talán gyakrabban, mert olcsók és könnyebben felszerelhetők, de nagyobb a fényveszteségük, és nem bírják a meleg hőmérsékletet, ami néha korlátozza a forrásból érkező fényt.


A rostok fajtái

Végkibocsátó szál
A végkibocsátó szál általában egy lépcsős indexű, többmódusú szál, amelynek nagy átlátszó magja van, amely átereszti a fényt, és vékony átlátszó burkolat, amely a fényt a magban csapdába ejti a "teljes belső visszaverődés" nevű optikai folyamat során. A mag a vékony burkolathoz képest nagy, így hatékonyabban kapcsolja össze a fényt a megvilágítóból. A burkolat nem ereszti át a fényt, így a burkolatba kapcsolt fényt nem ereszti át a szál.
A végkibocsátó szálak általában műanyagból készülnek, mivel nagyobb méretben készíthetők, mint az üveg, és olcsóbbak és könnyebben telepíthetők. A műanyag optikai szál (POF) 0,1-20 mm átmérőjű méretben készül. Az üvegszálakat általában sokkal kisebb méretben készítik (szőrszál vékony, körülbelül 50-150 mikron vagy 0,05–0,15 mm), és kötegbe kötve nagyobb átmérőjű kábeleket készítenek.
A mag és a burkolat anyagának megválasztása határozza meg a forrásokból fogadott és a szál által továbbított fénysugarak szögét (úgynevezett módok), amelyet a numerikus apertúra (NA) nevű specifikáció határoz meg. A fény egy kúpban hagyja el a szálat, amely az NA méretét mutatja, a nagyobb NA pedig szélesebb kimenő megvilágítási kúppal. A magasabb NA szálak hatékonyabban kapcsolják össze a fényt a forrásokból, mivel a forrás által kibocsátott nagyobb szögben rögzítik a fényt. A tipikus szálak elfogadó kúpjai {{0}} fokosak, ami a 0 NA-nak felel meg.3-0.6. Amikor optikát használnak a szálból kibocsátott fény fókuszálására, a megfelelő optika kiválasztásához ismerni kell a szál NA-ját.
A végkibocsátó szálak jól áteresztik a fényt. Az üvegszálak hatékonyabbak az átvitelben, mivel az üveg átlátszóbb, mint a műanyag, de a szálak kötegekbe való tömörítésének nem megfelelő hatékonysága miatt a kötegekben lévő szálak közötti hézag miatt a megvilágító fény nagy része nem kapcsolódik a szálmagokhoz. Az üvegszálak azonban jobban tolerálhatják a megvilágító által keltett hőt, ami nagyobb megvilágító intenzitást tesz lehetővé, és több fényt biztosít a szál végéről.

Éleket kibocsátó szál

Az élkibocsátó szál alapvetően hasonló a végkibocsátó szálhoz, azzal a különbséggel, hogy a mag/burkolat határvonalát kissé hatástalannak tervezték. Ahelyett, hogy az összes fényt a magban csapdába ejtené, a határvonal durva, és némi fény szóródik a burkolatba, ahol láthatóvá válik. Gondos tervezéssel a szál sima fényű lehet, amely nagyon hasonlít egy neonfénycsőhöz. Kisebb élkibocsátó szálakat szőttek szalagokká, amelyek sávban bocsátanak ki fényt.
Mivel a fény nagy része a szál mentén kibocsátott élek miatt elveszik, a széleket kibocsátó szál nagy csillapítással rendelkezik. Ez korlátozhatja a használható élkibocsátó szál hosszát. Ez enyhíthető, ha a szálat mindkét végéről megvilágítja két megvilágító segítségével, vagy visszahurkolja a szálat ugyanahhoz a megvilágítóhoz, vagy fényvisszaverő végsapkák használatával a felesleges fényt visszaküldi a szál túlsó végéről.


Megvilágítók, források típusai

A megvilágító tartalmazza a szál fényforrását, valamint optikát és szűrőket, amelyeket úgy terveztek, hogy a kívánt mennyiségű és típusú megvilágítást biztosítsák. Míg a szálba kapcsolt fény mennyisége az elsődleges szempont a megvilágító kiválasztásakor, sok más tényező is szerepet játszik, ami arra késztette a piacot, hogy sokféle forrást kínáljon.
A szálhoz vagy szálakhoz kapcsolt teljesítmény, mivel sok forrás egynél több szálat tartalmaz, általában meghatározza a használt fényforrás típusát. A kvarc halogén lámpákat számos világítóberendezésben használják. Ezek a kivetítők spotlámpáiként vagy lámpáiként kifejlesztett források alacsony és váltakozó feszültségű változatban is kaphatók, széles teljesítményválasztékkal. A kvarc halogén lámpák általában egybe vannak építve reflektorokkal, amelyek egyszerűbbé teszik a fény szálakká történő fókuszálását. Új, nagy teljesítményű, de nagyfeszültségű Xenon fémhalogén lámpákat vezettek be, amelyek nagyobb hatékonyságot nyújtanak.
Az alacsonyabb fogyasztású rendszerek képesek voltak nagyobb hatásfokú, de korlátozott teljesítményű LED-eket használni. Az új LED-ek világosabbá és még hatékonyabbá válnak, így a LED-ek több rendszer életképes forrásaivá válnak.
A megvilágítók nem csupán lámpákat vagy LED-eket tartalmaznak. A lámpáknak szükségük lehet reflektorokra, ha nincsenek beépítve a lámpába, valamint lencsékre, amelyek a fényt a szálba fókuszálják. A nagy teljesítményű források infravörös (IR) szűrőkkel rendelkezhetnek, amelyek csökkentik a szál melegedését, és ultraibolya (UV) szűrőket, hogy megakadályozzák a szálak károsodását a hosszú távú expozíció során.
A lámpákhoz vagy LED-ekhez áramforrásokra lesz szükség, beleértve a fényerő-szabályozást is, ha szükséges. Mivel a legtöbb lámpa sok hőt termel, ventilátoros szellőztetést terveznek sok megvilágítóba.
A lámpák könnyen szűrhetők, hogy színes fényt biztosítsanak a szálban. A mozgatható szűrők használata, általában egy kis elektromos motorral hajtott kerékben, lehetővé teszi a fény színének a kiválasztott sorrendben történő megváltoztatását.
A megvilágítók összetettsége megakadályozza, hogy a legtöbb felhasználó elkészítse a sajátját, de számos gyártó kínál különféle, különféle száltípusokra és alkalmazásokra optimalizált modelleket. Ezekkel a gyártókkal való együttműködés a legjobb módja a megfelelő megvilágító és kompatibilis szálak kiválasztásának.
A száloptikás passzív világítást tetőre szerelt napkollektorokkal végzik, amelyek szálon keresztül juttatják a napfényt az épületek helyiségeibe vagy a hajók fedélzetei alá.

End-Emitter rögzítők
Normális esetben a fény egy végkibocsátó szálból egy fénykúpban lép ki, amelyet a szál numerikus apertúrája határoz meg. Bizonyos esetekben ez elegendő a megvilágításhoz. Néha azonban kívánatos a fényt egy kisebb pontra fókuszálni, formázott megvilágított helyet létrehozni, vagy a fényt úgy szórni, hogy egy normál izzóhoz hasonlítson. Rendelkezésre állnak olyan lencsés végszerelvények, amelyek szükség szerint képesek fókuszálni a fényt, de ezeket a használt szállal való kompatibilitás érdekében kell kiválasztani.
Dekoratív lámpatestek is rendelkezésre állnak, amelyek vonzó lámpatestet hozhatnak létre a fény számára, nem csak egy szál végén. A gyártók sok különböző típusú lámpatestet kínálnak, akárcsak a hagyományos világítótesteket.

Megvilágítási szintek
Mivel egy terület vagy tárgy megvilágítása az oka a száloptika használatának, a megvilágítási szintek a legfontosabbak. A különféle szálak és megvilágítók közötti közvetlen összehasonlítás a számos rendelkezésre álló lehetőség miatt nehézkes lehet. Még a színekre rendkívül érzékeny emberi szem érzékelése is szerepet játszik.
A végkibocsátó szálak könnyebben kalibrálhatók, mivel a kimenő teljesítmény könnyen mérhető a szál végétől megfelelő távolságban lábgyertyában kalibrált fénymérőkkel. A széleket kibocsátó szálakat nehezebb kalibrálni, mivel szórt mintázatúak, és érzékelhető kontrasztjuk a környezeti megvilágítástól függ.
Szemléltető jellegű, ha megvizsgáljuk a különböző opciók által biztosított megvilágításban szerepet játszó tényezőket.

Kapcsolt teljesítmény
Az optikai szálba kapcsolt teljesítmény a fényforrás intenzitásának, a szál végére történő fókuszálás hatékonyságának, a benne lévő szűrőknek (IR, UV és/vagy színnek), a szál végfelületének és a keresztnek a függvénye. - a szál metszeti területe. A nagyobb szálak nyilvánvalóan több energiát biztosítanak. A szál átmérőjének megkétszerezése négyszeresére növeli a keresztmetszeti területet (2 négyzet), így a csatolt teljesítménynek négyszeresnek kell lennie. Hasonlóképpen, a szálkötegek nagyobb tömítési sűrűsége növeli a csatolt teljesítményt. Még a szálvégek tisztasága is fontos, mivel a por és szennyeződés jelentős fényt nyel el.

Fiber Attenuation
A szálban a szórás és abszorpció miatti veszteségek csökkentik a kimeneti teljesítményt, és mivel a szál csillapítása hullámhosszfüggő, a kibocsátott fény színe megváltozik. A hosszabb szálak azt jelentik, hogy a fény enyhén vöröses lesz.


Száloptikai világítási rendszerek tervezése
Úgy tűnik, hogy a száloptikai világítás nem felel meg az ipari szabványoknak, így minden termék és alkalmazás szabadalmaztatott.
Mivel nagyon sokféle száloptikás világítási rendszer létezik, nehéz általánosítani a rendszerek tervezését. Azonban minden tervezési projekt néhány általános elemmel kezdődik: mit világítanak meg, milyen fényt kívánnak (intenzitás, megvilágítási minta, szín, változatosság stb.), hol jelenik meg a fény és hová kerül a megvilágító. . Ha a tervező új a száloptikás világítás terén, erősen ajánlott tapasztalt tervezővel és kivitelezővel való konzultáció. Terveket, száloptikai világítási alkatrészeket és gyártókat tudnak majd ajánlani. Nemcsak az üvegszálas világítási rendszert, hanem a rendszer tápellátását és vezérlőjét is segíteni kell nekik.
Ha nem áll rendelkezésre tapasztalt vállalkozó, a gyártó és a forgalmazó webhelyein többet megtudhat arról, hogy milyen alkalmazások lehetségesek, milyen összetevők érhetők el, és milyen gyorsan kell megvalósítani azokat. Megtekintheti az alkatrészek vásárlásának és saját összeszerelésének, vagy a telepítésre kész komplett rendszer vásárlásának lehetőségeit is.

Száloptikai világítási rendszerek telepítése
A száloptikai világítási rendszerek telepítése magában foglalja a kábelek, megvilágítók és lámpatestek felszerelését. A legtöbb alkalmazás egyedi, és sok speciális gyakorlatot igényel a használt összetevőkkel kapcsolatban. Azokkal a gyártókkal való együttműködés, akik nem csak az alkatrészeket fejlesztették ki, hanem a beszerelési eszközöket és gyakorlatokat is, a legjobb módja annak, hogy biztosítsa a megfelelő telepítést. Ha az alkalmazás új típusú, nagyon fontos kísérletezni annak megállapítására, hogy megfelelően fog-e működni, mielőtt elkötelezné magát a tényleges munka mellett.
A száloptikás világítási rendszerek tervezésére vonatkozó fenti tanácsok itt is érvényesek, mivel a tapasztalatot semmi sem pótolja. Úgy tűnik, hogy minden világításszereléshez hozzáértő villanyszerelőnek képesnek kell lennie száloptikás világítási rendszer telepítésére, különösen azért, mert jártas a kábelek, világítótestek, valamint az elektromos áramellátás és a vezérlők telepítésében.
 

Közel 10 éve szakosodtunk az optikai kábelek üzletágára, és hosszú távú partnerségünkkel számos jól ismert ügyfelet szereztünk szerte a világon. Ha felkeltette érdeklődését termékeink, kérem vegye fel velem a kapcsolatot.