本文關(guān)鍵詞：公路隧道太陽光直接增強(qiáng)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)　出處：《陜西科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：為了有效消除公路隧道進(jìn)出口的“黑洞效應(yīng)”和“白洞效應(yīng)”，最科學(xué)的方法就是在隧道基本照明的基礎(chǔ)上安裝增強(qiáng)照明系統(tǒng)。目前最常用的隧道增強(qiáng)照明系統(tǒng)是建立在電——光轉(zhuǎn)換技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用自動(dòng)化控制技術(shù)根據(jù)隧道外太陽光亮度實(shí)現(xiàn)對(duì)光源亮度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而在保證行車安全前提下實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約。又為了減排而專門研制的陽光輸送機(jī)是利用光纖實(shí)現(xiàn)太陽光的傳輸照明，是一種清潔無污染的照明系統(tǒng)，但其成本太高且長(zhǎng)距離傳輸會(huì)導(dǎo)致傳輸效率大幅度下降。為了在保證太陽能高效率利用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低成本并提高傳輸效率，本文提出了一種新型的公路隧道太陽光直接增強(qiáng)照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)既有效解決上述技術(shù)問題，且其本身具有自動(dòng)滿足隧道增強(qiáng)照明亮度的自適應(yīng)性。具體實(shí)現(xiàn)過程如下： 1)完成隧道增強(qiáng)照明系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。太陽光直接增強(qiáng)照明系統(tǒng)是利用光路變換將增強(qiáng)平行太陽光傳輸至隧道進(jìn)出口段路面，主要包括聚光器系統(tǒng)和導(dǎo)光裝置系統(tǒng)。聚光器由光軸重合且焦點(diǎn)相同的聚光鏡和調(diào)光鏡組成，二者距離為焦距之和。聚光鏡將垂直入射的太陽光亮度增強(qiáng)后經(jīng)調(diào)光鏡調(diào)節(jié)為增強(qiáng)型平行太陽光輸出，再經(jīng)過導(dǎo)光板以一定角度通過隧道上部拱形空間反射進(jìn)隧道，而后由安裝在隧道頂部不同高度和不同深度的反光板將其反射至隧道進(jìn)出口路面，從而在免用光導(dǎo)纖維情況下完成太陽光的高效率傳輸而實(shí)現(xiàn)照明功能，并且經(jīng)隧道上部拱形空間傳輸光路上因?yàn)閴m埃散射所損失的那部分太陽光也都變換成散射光亮而增強(qiáng)整個(gè)空間的亮度并且使得隧道內(nèi)亮度更加均勻。太陽光整個(gè)傳輸過程只是光路變換，傳輸介質(zhì)只有空氣，從而大大降低了系統(tǒng)成本，提到了傳輸效率。此外，本系統(tǒng)正好利用了太陽光時(shí)有時(shí)無的變化，使得隧道內(nèi)部亮度會(huì)也隨著太陽光的有無和太陽光的強(qiáng)弱而變化，完全滿足了隧道增強(qiáng)照明系統(tǒng)的自適應(yīng)性。 2)完成太陽光跟蹤系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)中受光體位置固定不動(dòng)而太陽光入射方向時(shí)刻在變化，因此需要為聚光器和導(dǎo)光裝置配備相應(yīng)的跟蹤裝置，其機(jī)械結(jié)構(gòu)分別為極軸式跟蹤結(jié)構(gòu)和雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)，，并采用以光電跟蹤方法為主視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤方法為輔的跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的二次跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)太陽光直接增強(qiáng)照明系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。 3)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)主要包括主控模塊、時(shí)鐘模塊、按鍵顯示模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等；結(jié)合硬件設(shè)計(jì)原理利用C語言在MDK環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用程序的編寫，經(jīng)過反復(fù)編譯調(diào)試完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。 通過上述設(shè)計(jì)解決了現(xiàn)有隧道增強(qiáng)照明系統(tǒng)的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了低成本、低能耗、高效率的隧道增強(qiáng)照明系統(tǒng)，同時(shí)也為太陽能在地下照明場(chǎng)所中的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。
[Abstract]:In order to effectively eliminate the " black hole effect " and " white hole effect " of the import and export of the highway tunnel , the most scientific method is to install the enhanced lighting system on the basis of the basic lighting of the tunnel . The most commonly used tunnel - enhanced lighting system is a kind of clean and pollution - free lighting system . The invention relates to a solar direct - enhanced illumination system , which comprises a condenser system and a light guiding device system , wherein the condenser is composed of a condenser system and a light guiding device system ; 2 ) the design of the sunlight tracking system is completed , the light guide position in the system is fixed and the sunlight incidence direction time is changed , so that a corresponding tracking device is provided for the condenser and the light guide device , and the mechanical structure of the solar tracking system is respectively a polar shaft type tracking structure and a double - axis tracking structure , and the secondary tracking of the system is realized by adopting a tracking technology which is auxiliary by the photoelectric tracking method as the main visual day moving track tracking method , thereby realizing the overall design of the sunlight direct - enhanced illumination system . 3 ) the hardware and software design of the system is realized , the hardware system mainly comprises a main control module , a clock module , a key display module and a motor drive module ; Through the design , the technical problem of the existing tunnel - enhanced illumination system is solved , the tunnel - enhanced lighting system with low cost , low energy consumption and high efficiency is realized , and meanwhile , the road is paved for the widespread application of solar energy in underground lighting places .

【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U453.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1382874