略谈LED光源在油田地面工程中的应用.doc

1、1略谈 LED 光源在油田地面工程中的应用摘要:LED 是一种半导体固体发光器件，其具备节能效果好、使用寿命长、安全系数高、不污染环境，响应速度快等优点。在诸多工程中使用 LED 光源的经验证明，LED 光源较其他光源在节能、显色及防眩光灯方面都有明显的优势，在油田地面工程中应该更加广泛地选用经济效益与社会效益具佳，在照明器具市场中占有主导地位的 LED 光源。 关键词: LED 光源、优势、油田、应用 中图分类号：TE34 文献标识码： A 由于现代新型节能意识深入人心，人们通过很多渠道对 LED 光源的很多优点有了一个大致的了解以及概念性的认识，比如在节能、环保、寿命、抗震能力、体积、驱动

2、、光束集中性能、响应速度等方面都有很强的优势，如今 LED 光源在很多工程项目，景观照明上都有着很广泛的应用，这是毋庸置疑的事实，以油田为例，目前很多的道路照明设施都选择应用 LED 光源，LED 光源在油田地面工程中的经济和社会效益方面都有很好的效益，在照明器具市场中占有主导的地位。 一、LED 的原理及分类 LED 实际上是发光的二极管，属于一种新型的高效的固体光源，本身具有节能性，环保性和长效性等特征，它的主要组成部分是一块可以电致发光的半导体材料，在这个材料的两端分别施加正向的电压，然后电流就会从 LED 的阳极方向流向阴极，最后半导体晶体就会根据电流的强2度发出由紫外线到红外线不同颜

3、色的光线，它发光的强度是由正负极流向的电流决定的、并且 LED 光源的发光原理和一些传统的光源发光原理是不相同的，比如 UHE、UHP 灯泡等，区别在于它在发光的过程中没有大量的热量产生，这也是它使用寿命能在 6 万小时以上的原因所在，作为半导体，一般在同样亮度照明的情况下，所耗电仅仅是普通白炽灯的1/10，一般节能灯的 1/2，但是尽管是这样，它的寿命却是它们的 100 倍，经过国家的半导体照明工程的大力推行和实施过程中，很多企业、大学和研究机构都在围绕半导体材料，LED 器件，配套的原材料等很多方面有了很大的研究突破。 但是半导体的白光照明技术还是不够成熟，还是存在很多技术上的问题需要解决

4、，比如在 LED 光源照明产品的质量上是否可靠稳定，是否科学合理都是需要进一步的探讨和研究。作为 LED 的主要材料发光二极管，它是由 PN 结芯片和电极加上光学系统组成，其中发光体即晶片的面积差不多只有 0.259mm 大小，在国际上有一种比较大的晶片 LED 面积可以达到 1.016mm，在晶片的发光整个过程中需要载流子的注入、复合辐射和光能的传输三个部分来完成、因为半导体晶片微小，需要在它的外面包裹一层洁净的环氧树脂物达到封装的目的。 如今高亮度的白光 LED 光源照明灯成为了 LED 照明光源市场中的主流，这种比较商业化的白光 LED 主要是由蓝光单晶片加上 YAG 黄色荧光粉共同作用

5、下产生白光，但是它只有二波长，在未来还有会以无机紫外光晶片和红蓝绿荧光粉混合产生的白光，它的出现将会取代市场上其它的 LED 型光源灯泡。 3二、LED 光源的优势比较 在很多的工程中使用 LED 光源的实例说明，和其他的光源在节能防眩光等很多方面都具有优势。 1、高压钠灯的色温相对是比较低的，只有 2000-2500K 左右，但是LED 的色温就比较高，最高可达到 4500K 左右，LED 灯的显色指数是比较高的，最高可达 80，在使用的时候，地面显色明亮，感觉上也比较舒适，但是对于高压钠灯来说，它的光线是发散的，导致很多光无法到达地面，显色指数也比较差，最高只有 LED 灯的 1l2，从实

6、际的效果上来看，LED灯比高压钠灯要好很多，并且它的寿命很长，不需要经常性的更换灯泡，从这方面来讲极大的减少了维护费用。 2、市场上的无极灯很多人对它的认识很少，并且它的普及率相对比较低，只有极少的企业在对无极灯做投入研发，但是由于社会、市场对它的认知少，需求量少，并且市场上没有很多和无极灯光源配套的灯具产品，并且它的价格偏高，从这点上来看,LED 光源的颜色上，配套设备上，更换费用上都有较强的优势。 3、在 LED 光源灯散热方面，LED 虽然是非常节能，但是它也需要进行热量的传输，和白炽灯具是一样的，需要在发光的同时将部分能量转化为光，另一部分的能量转化为热量的一个过程，因为 LED 灯具

7、有点状发光的特点，所以在极小的区域里面产生了很多的热量是无法及时的散发出去的，导致 PE 结晶体的温度急速升高，芯片和树脂老化，影响 LED的使用寿命和发光能力。 4、理论上来讲 LED 的寿命是 10 万 h 以上，但是在实际的使用中，4它并没有用到 10 万小时，其中的原因就是 LED 灯存在色衰的问题，当LED 灯的亮度只有原来的 30%的时候就被判定不能在使用了，很多因素都会影响它色衰的问题产生，比如当温度过高的时候，例如温度达到 85，光通量就会下降一半，其次就是 LED 芯片本身的光减和荧光粉或者是绝缘胶和荧光胶水引起的光衰，最后就是 LED 支架的影响，支架一般都是铜或者是铁做成

8、，它们的热导率不相同，若是导热性比较好，能加速灯具温度的卜降，对光衰的影响也会减小。 5、实际上 LED 的发光和自然光是不完全相同的，自然光有极强的黄色光谱，但是 LED 的白光是蓝光的成分比较多，在视觉上不是特别自然，引起眩光的情况比较多。 6、因为 LED 灯具的价格还是比传统的灯具要高，所以给它的推进和普及产生了一个很大的影响，在普及应用上也是一个很大的障碍。 四、简单以某环山路隧道 LED 照明系统投入使用了解 该隧道原来设计使用的光源 250W、110W 高压钠灯各 70 个，24 小时照明不间断，而钠灯泡寿命只有 3 到 5 个月，维修、更换频率较高，给市政设施养护带来了一定的负

9、担。为了提高隧道内车辆、行人的安全性，市政养管处确定采用国家专利产品 LED 隧道灯来替换原设计使用光源，该灯寿命可以达到 5 年以上，单灯功 100W，却可以达到与 250W 钠灯相同的照度，耗能仅为其 40%。新型 LED 灯的使用，既节省了电能，又降低了维修频率，减少了人力、机械的投入，是一举两得的好事情。 五、LED 的应用发展趋势 5当前我国的 LED 的应用领域从最初很简单的电器指示灯发展到特别照明的或者是军用领域，这些的新兴领域中，但是都不是很成熟，较为成熟的领域就是路灯照明，景观照明，汽车照明，LCD 背光方面上。 城市的路灯是口常生活必须和常见的照明灯具，不但有着装饰的作用还

10、有照明的功能，但是路灯的耗电量是相当大的，线缆本身的耗电和路灯的耗电对节能来说是一个很重要的领域、采用 LED 灯作为路灯第一是比较传统的路灯可以节能 700Ic，损失较少，寿命长，安全，环保，还可进行远程控制。LED 结构上比较坚固耐用，不容易受到震动的影响，所以它在汽车照明上很有应用的空间，它本身的特点非常适合在这个比较特殊的环境下使用。 总之，LED 光源在应用上还是存在很多的问题，但是相信随着技术的进步和成熟，LED 光源的应用中存在的问题都会得到解决，让 LED 将会在更多地方面以及工程中加以应用，在油田地面工程的广泛的应用，不但可以增加经济效益，社会效益、还能对 LED 光源的推广和应用创造出更多的机会和提供一个良好的环境。 参考文献： 1.周志敏.纪爱华.LED 照明与工程设计.M.北京:人民邮电出版.2010. 2.陈元灯.LED 制造技术与应用.M.北京:电力工业出版.2012.