基于煤矿井下的眩光防治与新型矿用防眩照明灯

康金明

(沈阳广角成套电器股份有限公司，辽宁 沈阳 110045)

1 引言

眩光是一种产生不舒适感，或降低观看主要目标的能力，或两者兼有的不良视觉环境。由视野中不适宜的亮度分布、悬殊的亮度差，或在空间中或时间上极端的对比引起。根据对视觉影响的不同，分为不舒适眩光和失能眩光。前者只有不舒适感觉但不影响可见度，而后者则影响可见度。然而，这并不意味着一个产生不舒适感觉的光源不会影响可见度，往往二者兼而有之。本文结合眩光产生的原因，从直接眩光的防治、灯具的选用和布置、环境亮度比几个方面对眩光的防治进行总结。

2 煤矿井下出现眩光的情况及治理

2.1 直接眩光的防治

我们预防直接眩光，其实就是限制视野内光源或灯具的亮度。主要通过三种方式来实现:

一是在满足照明要求的前提下，减小灯具的功率，避免高亮度照明。

二是避免裸露光源的高亮度照明。我们可以在煤矿井下照明中多采用间接照明的手法。利用材质对光的漫反射和漫透射的特性对光进行重新分配，产生柔和自然的扩散光的效果。例如把灯泡外罩上一个乳白色的磨砂玻璃灯罩，我们就可以得到柔和的漫射光。

三是减小灯光的发光面积。这里所说的发光面积，并不是指灯具或光源的大小，而是指同样的光源，随着光源亮度的增加，光源的发光面积会增大，随之而来的就是愈加强烈的眩光。因此在选择使用高亮度裸露光源进行照明的时候，可以把高亮度、大发光面灯光和发光面分割成细小的部分，那么光束也就相对分散，既不容易产生眩光又可以得到良好的照明表现效果。

2.2 灯具的选用和布置

减少直接眩光，除了需要避免高亮度照明，还应该对灯具的位置和选型加以考虑。所以我们为布置在有可能产生直接眩光区域内的灯具选型时，需考虑采用一些带有遮光附件的矿用灯具，从而达到增大灯具截光角，达到减少眩光的目的。例如格栅、遮光板、遮光罩等。格栅主要是将光源和反射器的可见度降低。遮光板可以根据具体的环境状况现场调整投光角度，较好地控制灯具侧面和前方出射的光线，适用于大多数宽光束和中等光束的泛光灯具。遮光罩可以将沿四边出射的光线截断，有效遮蔽各方向的光照。这种方式很好地控制了光源的可见性，使灯具的照射范围具有较强的方向性，适用于窄光束的聚射灯具。例如多槽遮光罩和蜂巢式防眩光罩在加强眩光控制的同时，还能避免机械损伤的危险。

此外，选择具有合理配光、低出光口亮度的灯具也是解决问题的方法。

2.3 设计合理的环境亮度比

在眼睛适应了较亮的光照条件下，即使是高亮度的光源，眩光也变得不那么明显了。这是因为眼睛适应的亮度受视野内所有区域的影响，背景亮度不同，所产生对比的强弱的不同，会产生视错觉。在现实中最直观的例子就是晚上我们眼睛不能直视的汽车大灯，在白天看的时候，就不会觉得有任何刺眼的感觉。这是因为白天的环境亮度增加，环境亮度比降低，人眼适应了高亮度环境的原因。

也就是说，设计时单个的光源亮度值是不重要的，关键是空间的光的分布以及和环境的对比的关系。所以在煤矿井下照明中应该尽量避免同一空间内过大的环境亮度比，通过改变环境亮度比，来满足照明设计的不同目的。一般来说，任务或目标比环境略为明亮，如2∶1～3∶1是比较适宜的环境亮度差。10∶1的亮度比，能让视觉中心清晰可见并与相邻表面之间产生的强烈的过渡。20∶1的亮度比，会让人感觉到不太舒服。40∶1以上的亮度比，在煤矿井下照明不允许出现。

3 新型矿用隔爆兼本质安全型LED防眩照明灯

针对煤矿井下的照明环境，我公司研发出了一款新型矿用灯具－隔爆兼本质安全型LED照明灯，它突破了以往的传统防爆照明灯具的特点，有了质的飞跃，是防爆电器行业的又一重大突破。

(1)该灯壳体采用铸铝合金制造而成，有外形新颖美观，便于安装的特点。因采用隔爆兼本质安全型的灯具形式，除去了传统隔爆式照明灯具的玻璃管及灯网，而采用防静电透明灯罩，大大减轻了灯具本身的重量，且便于灯具的日常维护与清洁。如图1所示。

图1 矿用隔爆兼本质安全型LED照明灯

(2)采用本质安全型电源，最高输出电压:DC17V，单路工作电流:600mA，单路最大输出电流700mA。电源电压在额定电压的75% ～110%范围内波动时，照明灯应能正常工作。光源采用被全球公认为一代环保高科技产品的LED光源，它不像白炽灯那样浪费热量，不像荧光灯那样因消耗高能量而产生有毒气体，也不像霓虹灯那样要求高电压而容易损坏，并增强了灯具本身的性能。

(3)该灯在散热功能上，因采用隔爆兼本安防爆，该防爆形式(无火花型)最安全，而是散热片直接裸露在外，采用LED光源板直接与散热片相连接，使得光源有效散热，解决了LED光衰问题，使用寿命达3万小时以上，众所周知矿用LED照明产品的散热问题一直是防爆行业难以攻克的难题，而该灯的出现将大大解决这一难题。

(4)在防眩处理上，该灯的功率为20W，亮度适中。采用防眩光灯罩，利用材质对光的漫反射和漫透射的特性对光进行重新分配，产生柔和自然的扩散光的效果。防眩灯罩还将光分割成细小的部分，光束随之分散，既不容易产生眩光又可以得到良好的照明表现效果。

4 结束语

随着现代社会的发展，煤矿井下环境作为工作场所，其照明质量的优劣越来越被人们所关注和重视。人们对煤矿井下照明的要求也不再满足于简单照亮空间，而是朝着更科学、更人性、更和谐等方面发展，防爆照明灯具设计已从量向质的方向进行着价值的转换。设计中对眩光的防治能满足人们日渐提高的对于煤矿井下空间品质的完美要求，紧贴生活中的细节，创造工作的便利、舒适和高效。保护煤矿井下矿工们的视力和健康，体现以人为本的设计理念。