SPRZEDAŻ KSIĄŻEK

W rozprawie autor postawił sobie za cel wykazanie możliwości zastosowania metody uporządkowanego śledzenia promieni świetlnych, wychodzących ze źródła światła, do przeprowadzenia analizy i syntezy właściwości świetlnych odbłyśników obrotowo-symetrycznych o dowolnym profilu. Wymagało to przeprowadzenia analizy wpływu parametrów obliczeniowych na dokładność uzyskiwanych wyników
oraz szybkość ich otrzymywania. Przy zastosowaniu opracowanej metody ciężar obliczeń przeniesiony jest na wyznaczanie wartości strumieni elementarnych i kierunków odbicia promieni. Chociaż zakładane rozmiary elementów powierzchni odbłyśnika są mniejsze niż w klasycznej metodzie strumieniowej i chociaż większa jest związana z tym liczba wykonywanych obliczeń, algorytmy obliczeniowe
są znacznie prostsze i szybsze. Po wykonaniu wstępnej dyskretyzacji powierzchni odbłyśnika i źródła światła, który to proces zależy od parametrów analizowanego układu, dalsze etapy są identyczne we wszystkich przypadkach. Obliczenie wartości wszystkich strumieni elementarnych oraz rozdzielenie tych strumieni, na podstawie kierunków odbicia ich promieni środkowych pomiędzy założone
elementarne kąty bryłowe, prowadzi do wyznaczenia od razu całej bryły fotometrycznej układu.
W prezentowanej metodzie, autor aproksymuje powierzchnię odbłyśników wykorzystując tylko elementy stożkowe. We wcześniej stosowanych algorytmach obliczeniowych, z takiej aproksymacji korzystano wyjątkowo i to tylko w oprawach ze źródłami światła o dużej powierzchni świecącej. W układach takich kształt odbłyśnika ma bowiem mniejszy wpływ na parametry świetlne oprawy.
W innych przypadkach aproksymacja elementami stożkowymi, prowadziła do uzyskania niejednorodnej bryły fotometrycznej oprawy lub niejednorodnego kształtu odbłyśnika. W pracy wykazano, że możliwa jest analiza dowolnego układu obrotowo-symetrycznego na podstawie dyskretyzacji jego powierzchni na elementy stożkowe o odpowiednio małym rozmiarze.
W kolejnych etapach pracy analizowano układy o coraz większym stopniu złożoności. Początkowo zakładano pomijalne wymiary źródła światła, lecz uwzględniano różne krzywe światłości źródeł światła. Dyskretyzacji podlega wtedy tylkopowierzchnia odbłyśnika, gdyż promienie, z którymi związane są elementarne strumienie świetlne, wysyłane są z jednego punktu. Następnie przeanalizowano układy z odbłyśnikami o powierzchni o odbiciu kierunkowo-rozproszonym z rozpraszaniem w ograniczonym kącie. W końcowym etapie uwzględniono w obliczeniach rzeczywiste wymiary źródeł światła: kołowych, walcowych i kulistych.
W wyniku badań stwierdzono również, że obliczenia układów bardziej złożonych można, w określonych przypadkach, zastępować trwającymi krócej obliczeniami układów prostszych. Odbłyśniki o odbiciu kierunkowo-rozproszonym i małym kącie rozpraszania mogą być rozpatrywane jako zwierciadlane. Rzeczywiste źródło światła może natomiast być zastąpione punktowym, gdy jego wymiary są odpowiednio małe w porównaniu z wymiarami odbłyśnika.
Wnioski z przeprowadzonych analiz wykorzystano podczas syntezy kształtów obrotowo-symetrycznych odbłyśników, realizujących krzywą światłości zapewniającą normatywną równomierność oświetlenia. Proponowana syntetyczna metoda wyznaczania kształtu odbłyśnika, w najogólniejszym zarysie, polega na porównywaniu strumienia świetlnego wysyłanego przez poszczególne elementy stożkowe
odbłyśnika ze strumieniem świetlnym wymaganym do zrealizowania założonego celu oświetleniowego. Praktyczna część pracy dotyczyła metodologii projektowania opraw oświetlenia ogólnego z diodami świecącymi LED o dużej mocy, które to zagadnienie pozostaje obecnie w centrum zainteresowania konstruktorów. Zaprojektowana oprawa o odbłyśniku zwierciadlanym spełniała wszystkie wymagania
normatywne. Praktycznie postanowiono jednak wykonać odbłyśniki z powierzchnią o odbiciu kierunkowo-rozproszonym. Wymagania normatywne dotyczące ograniczenia luminancji mówią bowiem o średniej wartości luminancji oprawy. Obawiano się zatem, że miejscowe odbicia zwierciadlane mogą powodować olśnienie obserwatorów. Wykonano modele odbłyśników o odbiciu kierunkowo-
-rozproszonym, o trzech różnych stopniach rozproszenia. Wyniki pomiarowe układów modelowych potwierdziły zarówno wystarczającą dokładność analiz prowadzonych z wykorzystaniem metody uporządkowanego śledzenia promieni, jak i przydatność prezentowanej metody w praktyce projektowej.

Spis treści

Wykaz ważniejszych oznaczeń

1. Wprowadzenie

2. Metody obliczeniowe układów świetlno-optycznych opraw oświetleniowych
2.1. Metody strumieniowe obliczeń układów świetlno-optycznych
2.1.1. Metoda strumieniowa – klasyczna
2.1.2. Metoda uporządkowanego śledzenia strumieni elementarnych
2.1.3. Metoda Monte Carlo losowego śledzenia strumieni elementarnych
2.2. Metody luminancyjne obliczeń układów świetlno-optycznych
2.2.1. Metoda testu promienia odwrotnego
2.2.2. Metoda odbić elementarnych

3. Analiza układów obrotowo-symetrycznych
3.1. Analityczne wyznaczanie krzywej światłości odbłyśnika obrotowo-symetrycznego z punktowym źródłem światła
3.1.1. Odbłyśnik stożkowy
3.1.2. Odbłyśniki o profilu krzywej stożkowej
3.2. Metoda strumieniowa obliczeń świetlnych obrotowo-symetrycznych odbłyśników zwierciadlanych ze źródłem światła o pomijalnych rozmiarach
3.2.1. Zwierciadło płaskie
3.2.2. Odbłyśniki stożkowe
3.2.3. Odbłyśniki elipsoidalne i hiperboloidalne
3.3. Metoda strumieniowa obliczeń świetlnych odbłyśników obrotowo-symetrycznych o odbiciu kierunkowo-rozproszonym ze źródłem światła o pomijalnych rozmiarach
3.3.1. Odbłyśnik paraboloidalny
3.3.2. Odbłyśniki elipsoidalne
3.4. Metoda strumieniowa obliczeń świetlnych zwierciadlanych odbłyśników obrotowo-symetrycznych ze źródłem światła o skończonych wymiarach
3.4.1. Zwierciadło płaskie
3.4.2. Odbłyśniki elipsoidalne i hiperboloidalne

4. Synteza kształtu odbłyśników obrotowo-symetrycznych
4.1. Analityczna synteza profilu zwierciadlanych odbłyśników obrotowo-symetrycznych z punktowym źródłem światła
4.2. Metoda strumieniowa syntezy profilu zwierciadlanych odbłyśników obrotowo-symetrycznych z punktowym źródłem światła
4.3. Projektowanie odbłyśników opraw z diodą LED o dużej mocy
4.3.1. Krzywa światłości oprawy z diodą LED o dużej mocy
4.3.2. Synteza odbłyśników zwierciadlanych opraw z diodami LED do równomiernego oświetlenia powierzchni roboczej
4.3.3. Synteza odbłyśników zwierciadlanych opraw z diodami LED realizujących złożoną krzywą światłości
4.3.4. Synteza odbłyśników o odbiciu kierunkowo-rozproszonym realizujących złożoną krzywą światłości
4.3.5. Pomiary modeli opraw realizujących złożoną krzywą światłości

5. Podsumowanie

Streszczenie
Abstract
Literatura