本文關鍵詞：公路隧道太陽光直接增強照明系統(tǒng)的設計　出處：《陜西科技大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：為了有效消除公路隧道進出口的“黑洞效應”和“白洞效應”，最科學的方法就是在隧道基本照明的基礎上安裝增強照明系統(tǒng)。目前最常用的隧道增強照明系統(tǒng)是建立在電——光轉(zhuǎn)換技術的基礎上，利用自動化控制技術根據(jù)隧道外太陽光亮度實現(xiàn)對光源亮度的調(diào)節(jié)，進而在保證行車安全前提下實現(xiàn)電能的節(jié)約。又為了減排而專門研制的陽光輸送機是利用光纖實現(xiàn)太陽光的傳輸照明，是一種清潔無污染的照明系統(tǒng)，但其成本太高且長距離傳輸會導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上進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照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)既有效解決上述技術問題，且其本身具有自動滿足隧道增強照明亮度的自適應性。具體實現(xiàn)過程如下： 1)完成隧道增強照明系統(tǒng)的方案設計。太陽光直接增強照明系統(tǒng)是利用光路變換將增強平行太陽光傳輸至隧道進出口段路面，主要包括聚光器系統(tǒng)和導光裝置系統(tǒng)。聚光器由光軸重合且焦點相同的聚光鏡和調(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后經(jīng)調(diào)光鏡調(diào)節(jié)為增強型平行太陽光輸出，再經(jīng)過導光板以一定角度通過隧道上部拱形空間反射進隧道，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出口路面，從而在免用光導纖維情況下完成太陽光的高效率傳輸而實現(xiàn)照明功能，并且經(jīng)隧道上部拱形空間傳輸光路上因為塵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整個空間的亮度并且使得隧道內(nèi)亮度更加均勻。太陽光整個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有時無的變化，使得隧道內(nèi)部亮度會也隨著太陽光的有無和太陽光的強弱而變化，完全滿足了隧道增強照明系統(tǒng)的自適應性。 2)完成太陽光跟蹤系統(tǒng)的方案設計。本系統(tǒng)中受光體位置固定不動而太陽光入射方向時刻在變化，因此需要為聚光器和導光裝置配備相應的跟蹤裝置，其機械結(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動軌跡跟蹤方法為輔的跟蹤技術實現(xiàn)系統(tǒng)的二次跟蹤，從而實現(xiàn)太陽光直接增強照明系統(tǒng)的整體設計。 3)實現(xiàn)系統(tǒng)的軟硬件設計。硬件系統(tǒng)主要包括主控模塊、時鐘模塊、按鍵顯示模塊以及電機驅(qū)動模塊等；結(jié)合硬件設計原理利用C語言在MDK環(huán)境下實現(xiàn)對應用程序的編寫，經(jīng)過反復編譯調(diào)試完成系統(tǒng)的軟件設計。 通過上述設計解決了現(xiàn)有隧道增強照明系統(tǒng)的技術問題，實現(xiàn)了低成本、低能耗、高效率的隧道增強照明系統(tǒng)，同時也為太陽能在地下照明場所中的廣泛應用鋪平了道路。
[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 .

【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U453.7

【參考文獻】

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本文編號：1382874