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<p>新的列车前照灯设计使用两个半圆形抛物面或杯形镀铝反光板,高效LED放置在两个反射器聚集在一起的平面中,每个反射器的强光束产生满足安全准则所需的光强度台湾大学的Wei-Lun Liang研究人员设计了一种新的基于LED的列车前照灯,它使用传统光源所需的前大灯所需能量的十分之一如果每天运行8小时,新设计的节电将减少温室气体二氧化碳每年约152公斤火车头灯不仅照亮了前方的轨道,它们在铁路运输中也发挥了重要作用因为火车很难停下来,所以必须能够远距离地看到前灯才能让人们看到或轨道上的车辆有足够的时间移动传统的火车头灯,使用白炽灯或halog灯泡很亮,足以满足安全规定,但效率不高,因为大部分能量为光提供的能量转化为热能而不是可见光研究所的微光学器件实验室的郭国洙领导的研究人员工程设计公司Lab H2 Inc与台湾国立台湾大学的光子学和光电子学联系,设计使用LED作为光源的机车头灯除了需要更少的能量外,LED也可以使用更长,更小更多比传统光源坚固“市场上出售的一些LED大灯产品设计有许多LED,其输出大部分重叠这些设计浪费了大量能源,”微光学器件实验室的Wei-Lun Liang说道</p><p>有助于设计新的火车前灯“我们的研究表明,通过专注于分配LED的最佳方式可以减少用电量能量相同“研究人员设计了一种使用两个半圆形抛物面镀铝反射器的火车前照灯,其中包含高效LED(a)每个LED在上部反射器中的位置如(b)所示(c)显示与LED相对应的照明模式1如图(b)所示,从上部反射器中的五个LED展示单个和组合的照明区域当两个反射器一起使用时,形成圆形照明图案Wei-Lun Liang,国立台湾大学光学学会期刊Applied Optics, Liang和Su报告了基于十个精确定位的高效LED的新型列车前照灯设计该设计使用总共2018瓦特来实现与使用几百瓦的白炽灯或卤素灯相同的光强度</p><p>新的前照灯也可以通过关闭一些LED以避免在火车通过平台时使乘客感到眩目,例如设计能源效率对于那些用于汽车的车型,火车头灯通常将光源与抛物面或杯形反射表面相结合,将发射的光聚焦成光束尽管LED是节能的最佳选择,但最节能的LED发出更小的能量光点由于这个原因,研究人员不得不将多个高效LED的小输出组合成一个更大的圆形输出,以创建一个足够大的光束用作列车前灯“将几个LED组合起来比使用更昂贵,消耗更多的电力</p><p>使用几个单独的LED,“梁说”因此,我们需要通过分析抛物面反射LED灯的方式来确定如何最好地定位所需的最低数量的高效LED以满足要求“研究人员的目标是大灯将提供美国联邦法规要求的亮度的125倍这些法规要求列车前灯的峰值强度至少为200,00 0坎德拉并照亮前大灯前方至少800英尺的人定位LED以节省能源并符合联邦指导方针带来了一些挑战研究人员必须小心重叠LED输出,以便产生大光束,但不能需要更多的LED,因此需要更多的能量</p><p>此外,LED必须放置得足够远,以便散热以防止电路损坏 定位LEDS为了创造出高效率的列车前照灯,研究人员使用了两个半圆形抛物面镀铝反射器</p><p>当一起使用时,来自每个反射器的强光束组合起来产生满足联邦指导所需的光强度</p><p>这种设计也简化了为LED供电所需的电路,因为它们可以安装在分开反射器的水平分隔器中为了确定LED在反射器中的位置,研究人员首先估算了每个LED的最佳位置,然后使用了一系列测试和模拟来完成 - 根据相应的照明模式调整每个LED的最终位置“其他科学家可以使用我们推导出的线性方程来确定LED在其他应用中的大致位置,”Liang说,“这可以大大缩短确定LED定位所需的时间在调整位置之前“研究人员指出前灯是典型的使用完整的抛物面反射器表面“我们相信这是第一个使用两个半抛物面反射器表面组合的设计,”梁说“通过系统分析设计来确定LED在反射器中的最佳位置,我们是能够最大限度地减少电力消耗,同时满足与交通安全相关的要求“研究人员正在努力将他们的设计转变为商业产品即使新设计表现出低功耗,它仍会产生一些废热在设计可以商业化之前研究人员将需要开发和测试新大灯的散热系统出版物:Wei-Lun Liang和Guo-Dung J Su,“使用双半抛物面镀铝反射器设计低功耗的高效列车前照灯”,应用光学,第57卷,第6期,1305-1314(2018)DOI:101364 / AO57001305资料来源:Joshua Miller,