工业环境适用的LED照明方案
当为各种作业（包括物流、机器操作、控制柜、工作站和生产线）设计安全、高效且具成本效益的工业环境时，照明是一个关键要素。在越来越多的情况下，led 都能提供卓越的照明解决方案。相比传统荧光灯、金属卤化物、高压钠和其他照明技术，led灯具更加节能，降低了运营成本，而且使用寿命更长，减少了维护成本。工业灯具通常用于具有挑战性的环境中，除了支持职业安全和卫生之外，还可能需要具备侵入防护能力并达到指定的电能质量水平。若要平衡这些不同的要求，则会使灯具选择过程变得复杂。
本文将回顾相关的性能指标，包括亮度（流明）、功率（瓦特）、光效、照度（勒克斯）、区域流明分布、相关色温、显色指数、额定使用寿命以及工业灯具相关成本，并重点介绍 led 的这些指标。接着，本文会详细介绍环境考虑因素，包括侵入防护要求、总谐波失真和电能质量需求，以及危险环境的照明。最后，本文将介绍 bannerengineering 提供的具体解决方案；这些方案可用于电子标签拣货系统、叉车引导，以及工作站、机器照明和控制柜的一般照明
01性能指标
指定照明度是为特定应用选择最佳灯具的基础。其中有许多指标需要考虑，从灯具的工作效率到其模仿标准白光的程度。首先是单支蜡烛或烛光 (cd)。cd 是一个基本 si 单位，用来衡量特定光源（标准蜡烛）在特定方向上发出的可见光的发光强度。根据 cd 的概念，在比较灯具时要考虑的重要指标包括：
流明 (lm) – 光通量，等于 1 cd 的均匀点光源在单位实体角内发出的光，考虑所有方向的光输出。
瓦特 (w) – 电力消耗：对于直流电路，w= vdc x 安培数；对于交流电路，w = vrms x 安培数。
光效 (lm/w) – 光源产生可见光的效率水平。
照度 (lm/m2) – 照射到表面的人眼感知光线强度。
区域流明分布 – 灯具在离散垂直平面的区域内发出的流明分布。用于确定灯具的间距要求。
相关色温 (cct) – 黑体辐射源的温度，单位为开氏度 (k)，其色度与光源相等。白光的 cct 范围为 2700 k 至 6500 k。
显色指数 (cri) – 在参照理想光源或自然光源的情况下，光源忠实再现各种物体颜色的能力。cri 范围为 0 至 100。白炽灯泡的 cri 为 100，led 的 cri 从 80 至 90 以上。
随着照明技术的发展，指定最佳解决方案的过程也变得更加复杂。例如，led 的光效大大高于荧光灯和高强度放电 (hid) 灯的光效。荧光灯和 hid 在各个方向发光，而 led 有方向性。关键在于，这些指标对于 led 之间、荧光灯之间及其他同类光源之间的比较最为有用。为了比较不同的照明技术，用户往往需要对样品进行并排评估，以确定哪种最好。
除了产生的光线质量外，用户还需要注意为灯具供电的镇流器或驱动器的总谐波失真 (thd) 和功率因数 (pf)。thd可用于衡量电流进入电子功率转换器的失真程度。thd 越低，意味着建筑内配电网络的峰值电流越小，效率越高，并且对当地电力公司的需求减少。ieee 519-2014 是理解谐波以及在电力系统中应用谐波限制的有益参考。通常要求thd 为 20% 或更低。pf 是一个同样重要的指标。在同等输出功率下，低 pf 值的负载（镇流器或驱动器）比高 pf 值的负载消耗更多电流。pf 是一个介于 0 和 1 之间的无量纲数。镇流器和驱动器的 pf 值应至少为 0.9。
02使用寿命和成本考虑
led的使用寿命通常大于 25,000 小时，但其光效和亮度会随着其老化而下降。led 灯具的使用寿命是基于其下降到初始光输出的 70% 所需的小时数，称为 l70 参数。非 led 照明技术在某个时间点会出现灾难性故障；其使用寿命定义为 50% 的设备预计会失效的工作小时数。非 led 技术也会发生流明值随着老化而下降的现象。这种效应称为灯管流明降落 (lld)；对于不同的照明技术，此效应也有所不同（表 1）。
照明技术 额定使用寿命（小时） 额定使用寿命结束时的灯管流明降落 (lld)
卤素白炽灯 3,000 至 5,000 5%
线性荧光灯 15,000 至 45,000 10%
高压钠灯 15,000 至 40,000 30%
led 20,000 至 50,000+ 不适用
表 1：灯管流明降落和额定使用寿命的比较。（表格来源：banner engineering） 要比较照明技术的成本，用户需要考虑初始人工和设备成本，再加上灯具使用期内的能源、维护人工和设备成本。初始人工和设备成本可以通过提高能效和降低维护需求来克服，更持久和更高效的 led 可以显著节省使用寿命期间的成本。
图 ：基于 15 年使用寿命周期的照明成本比较。（图片来源：banner engineering）
03环境要求
工业设施中使用的灯具需要能够承受危险条件。《美国国家电气规范》定义了三种类型的危险场所：
i 类 – 易燃气体或蒸气
ii 类 – 可燃性粉尘
iii 类 – 容易点燃的纤维或飞散物
美国联邦法规要求：“设备应以所批准的 40°c 工作环境温度为基础，标明类别、组别和工作温度或温度范围。”
侵入防护 (ip) 等级很重要，用两个数字表示。第一个数字指设备对固体异物（如灰尘）的耐受力，第二个数字指防水性。ip67 灯具具有防尘和防水功能，适用于诸多工业环境，并且可以承受短期浸水。ip68g 灯具提供额外的防护，防油水渗透的能力更强。
工业环境中经常出现振动和极端温度。一些照明技术所使用的细长灯丝、易碎元件和玻璃外壳可能特别容易受到振动的损害。led 没有易碎元件，对振动和冲击的耐受能力要强得多。虽然 led 在机械方面很坚固，但高环境温度往往会降低其光效和使用寿命。另一方面，与其他照明技术相比，led 更适合冷藏仓库和其他温度低至 -40°c 的设施。
04适用于电子标签拣货的灯具
电子标签拣货系统提供更高的效率、生产力和精度，可降低仓库拣选作业的成本。对于电子标签拣货设施，banner 提供 ez-light k50l 系列，包括 k50lgrasxpq。根据具体型号，k50l 灯具提供一个 led（绿光）、两个 led（绿光和红光）或三个 led（绿光、红光和黄光），并且都有抗振性。k50lgrasxpq 提供绿光和红光 led 照明，以及多种音调的声音警报。k50l 系列的特性包括：
易于安装，带有明亮的 led 指示灯和声音警报
坚固耐用，完全密封。符合 din 40050-9 标准，达到 ip67 或 ip69k，具体等级取决于型号
这些自足式灯具不需要外部控制器
抗射频干扰 (rfi) 和电磁干扰 (emi)
ip67 型号的声音警报强度可调节，可以是连续或间断的
安装灵活，输入从 12 vdc 至 30 vdc，具有反极性保护
05叉车引导灯具和传感器
叉车司机的视线可能会受到阻碍，在放置难以摆放的货物时需要多次下车。通过使用叉车引导灯具和传感器，可以提高物料搬运操作的效率。例如，banner 的 wls27pxrgbw285dsq 灯具属于 wls27 pro 系列，长 285 mm，提供 ip66、ip67 和 ip69k 环境等级，包含红光、绿光、蓝光和白光 led。
wls27pro 系列的所有灯具都能以不同的速度和模式显示多色动画，并能进行分段，因此非常适合叉车引导系统。wls27 pro 灯具在铝制框架中采用防碎的共聚物外壳，能够抗破损和抗冲击。ip69k等级使其能在恶劣的冲洗和户外环境中正常工作。该系列集成了定时器和计数器功能，能利用脉冲信号显示时间或数量信息，包括距离和位置。
wls27pro 灯具可与 q5x 多功能激光传感器相结合，实现叉车引导系统。q5x 的检测范围为 50 mm至 5 m。其他特性包括：
能可靠检测透明和反光物体、多色目标、金属光泽背景中的黑色目标、黑色背景中的黑色目标以及深色物体（<0.1% 反光的黑色目标）
双重示教模式同时测量光强度和距离
可 270 度旋转，以适应各种安装限制
可通过 io-link、远程示教、板载用户界面或可选的远程传感器显示屏进行编程
06通用照明选择
banner的 wlb32zc285pbqmb 是 285 mm 长的超亮 led 灯具，具有 750 lm 的均匀光输出和无眩光“光辉”。它来自 wlb32 系列，该系列包括长度为 285 至 1130 mm 的灯具，照明等级为 750 至 3000 lm。这些灯具设计用于工作站、机器照明、控制柜和生产线中。
wlb32灯条可以通过“菊花链”形成连续长度的照明，只需最少的接线，同时每个灯条保持独立工作。其他特性包括：
高/低/关 (high/low/off) 开关
防碎窗和金属外壳
使用磁性或角形支架或卡扣进行灵活安装
某些型号有护眼功能，可阻挡侧面眩光
某些型号带运动检测功能
结语
在确定工业照明解决方案时，需要考虑到各种性能、成本和环境因素。在越来越多的场景中，led 灯是极具吸引力的选择。与传统照明技术相比，led 灯具的照明灵活性和可靠性更好，能效更高，使用寿命更长，维护需求更少。因此，虽然 led 的初始安装成本可能高于其他照明技术，但 led 除了提供卓越的照明解决方案外，还能降低使用寿命成本。
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传真机的便利设施
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新唐科技W584A075介绍
眼纹识别/眼球识别/虹膜识别差哪儿了
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全球半导体最大消费市场,发展本土半导体行业势在必行
移动设备多功能化催生芯片整合天线
什么是智能制造_智能制造5大关键技术详解
关于ADC的噪声系数问题
死磕三星S8！LG G6全面曝光 性能彪悍 外观欠讲究
基于单片机的智能小区监控系统的设计
为什么对与工程师来说经常会有明显的效率差异？
珞石科技如何成为全球轻型机器人的市场领导者？
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01性能指标
指定照明度是为特定应用选择最佳灯具的基础。其中有许多指标需要考虑，从灯具的工作效率到其模仿标准白光的程度。首先是单支蜡烛或烛光 (cd)。cd 是一个基本 si 单位，用来衡量特定光源（标准蜡烛）在特定方向上发出的可见光的发光强度。根据 cd 的概念，在比较灯具时要考虑的重要指标包括：
流明 (lm) – 光通量，等于 1 cd 的均匀点光源在单位实体角内发出的光，考虑所有方向的光输出。
瓦特 (w) – 电力消耗：对于直流电路，w= vdc x 安培数；对于交流电路，w = vrms x 安培数。
光效 (lm/w) – 光源产生可见光的效率水平。
照度 (lm/m2) – 照射到表面的人眼感知光线强度。
区域流明分布 – 灯具在离散垂直平面的区域内发出的流明分布。用于确定灯具的间距要求。
相关色温 (cct) – 黑体辐射源的温度，单位为开氏度 (k)，其色度与光源相等。白光的 cct 范围为 2700 k 至 6500 k。
显色指数 (cri) – 在参照理想光源或自然光源的情况下，光源忠实再现各种物体颜色的能力。cri 范围为 0 至 100。白炽灯泡的 cri 为 100，led 的 cri 从 80 至 90 以上。
随着照明技术的发展，指定最佳解决方案的过程也变得更加复杂。例如，led 的光效大大高于荧光灯和高强度放电 (hid) 灯的光效。荧光灯和 hid 在各个方向发光，而 led 有方向性。关键在于，这些指标对于 led 之间、荧光灯之间及其他同类光源之间的比较最为有用。为了比较不同的照明技术，用户往往需要对样品进行并排评估，以确定哪种最好。
除了产生的光线质量外，用户还需要注意为灯具供电的镇流器或驱动器的总谐波失真 (thd) 和功率因数 (pf)。thd可用于衡量电流进入电子功率转换器的失真程度。thd 越低，意味着建筑内配电网络的峰值电流越小，效率越高，并且对当地电力公司的需求减少。ieee 519-2014 是理解谐波以及在电力系统中应用谐波限制的有益参考。通常要求thd 为 20% 或更低。pf 是一个同样重要的指标。在同等输出功率下，低 pf 值的负载（镇流器或驱动器）比高 pf 值的负载消耗更多电流。pf 是一个介于 0 和 1 之间的无量纲数。镇流器和驱动器的 pf 值应至少为 0.9。
02使用寿命和成本考虑
led的使用寿命通常大于 25,000 小时，但其光效和亮度会随着其老化而下降。led 灯具的使用寿命是基于其下降到初始光输出的 70% 所需的小时数，称为 l70 参数。非 led 照明技术在某个时间点会出现灾难性故障；其使用寿命定义为 50% 的设备预计会失效的工作小时数。非 led 技术也会发生流明值随着老化而下降的现象。这种效应称为灯管流明降落 (lld)；对于不同的照明技术，此效应也有所不同（表 1）。
照明技术 额定使用寿命（小时） 额定使用寿命结束时的灯管流明降落 (lld)
卤素白炽灯 3,000 至 5,000 5%
线性荧光灯 15,000 至 45,000 10%
高压钠灯 15,000 至 40,000 30%
led 20,000 至 50,000+ 不适用
表 1：灯管流明降落和额定使用寿命的比较。（表格来源：banner engineering） 要比较照明技术的成本，用户需要考虑初始人工和设备成本，再加上灯具使用期内的能源、维护人工和设备成本。初始人工和设备成本可以通过提高能效和降低维护需求来克服，更持久和更高效的 led 可以显著节省使用寿命期间的成本。
图 ：基于 15 年使用寿命周期的照明成本比较。（图片来源：banner engineering）
03环境要求
工业设施中使用的灯具需要能够承受危险条件。《美国国家电气规范》定义了三种类型的危险场所：
i 类 – 易燃气体或蒸气
ii 类 – 可燃性粉尘
iii 类 – 容易点燃的纤维或飞散物
美国联邦法规要求：“设备应以所批准的 40°c 工作环境温度为基础，标明类别、组别和工作温度或温度范围。”
侵入防护 (ip) 等级很重要，用两个数字表示。第一个数字指设备对固体异物（如灰尘）的耐受力，第二个数字指防水性。ip67 灯具具有防尘和防水功能，适用于诸多工业环境，并且可以承受短期浸水。ip68g 灯具提供额外的防护，防油水渗透的能力更强。
工业环境中经常出现振动和极端温度。一些照明技术所使用的细长灯丝、易碎元件和玻璃外壳可能特别容易受到振动的损害。led 没有易碎元件，对振动和冲击的耐受能力要强得多。虽然 led 在机械方面很坚固，但高环境温度往往会降低其光效和使用寿命。另一方面，与其他照明技术相比，led 更适合冷藏仓库和其他温度低至 -40°c 的设施。
04适用于电子标签拣货的灯具
电子标签拣货系统提供更高的效率、生产力和精度，可降低仓库拣选作业的成本。对于电子标签拣货设施，banner 提供 ez-light k50l 系列，包括 k50lgrasxpq。根据具体型号，k50l 灯具提供一个 led（绿光）、两个 led（绿光和红光）或三个 led（绿光、红光和黄光），并且都有抗振性。k50lgrasxpq 提供绿光和红光 led 照明，以及多种音调的声音警报。k50l 系列的特性包括：
易于安装，带有明亮的 led 指示灯和声音警报
坚固耐用，完全密封。符合 din 40050-9 标准，达到 ip67 或 ip69k，具体等级取决于型号
这些自足式灯具不需要外部控制器
抗射频干扰 (rfi) 和电磁干扰 (emi)
ip67 型号的声音警报强度可调节，可以是连续或间断的
安装灵活，输入从 12 vdc 至 30 vdc，具有反极性保护
05叉车引导灯具和传感器
叉车司机的视线可能会受到阻碍，在放置难以摆放的货物时需要多次下车。通过使用叉车引导灯具和传感器，可以提高物料搬运操作的效率。例如，banner 的 wls27pxrgbw285dsq 灯具属于 wls27 pro 系列，长 285 mm，提供 ip66、ip67 和 ip69k 环境等级，包含红光、绿光、蓝光和白光 led。
wls27pro 系列的所有灯具都能以不同的速度和模式显示多色动画，并能进行分段，因此非常适合叉车引导系统。wls27 pro 灯具在铝制框架中采用防碎的共聚物外壳，能够抗破损和抗冲击。ip69k等级使其能在恶劣的冲洗和户外环境中正常工作。该系列集成了定时器和计数器功能，能利用脉冲信号显示时间或数量信息，包括距离和位置。
wls27pro 灯具可与 q5x 多功能激光传感器相结合，实现叉车引导系统。q5x 的检测范围为 50 mm至 5 m。其他特性包括：
能可靠检测透明和反光物体、多色目标、金属光泽背景中的黑色目标、黑色背景中的黑色目标以及深色物体（<0.1% 反光的黑色目标）
双重示教模式同时测量光强度和距离
可 270 度旋转，以适应各种安装限制
可通过 io-link、远程示教、板载用户界面或可选的远程传感器显示屏进行编程
06通用照明选择
banner的 wlb32zc285pbqmb 是 285 mm 长的超亮 led 灯具，具有 750 lm 的均匀光输出和无眩光“光辉”。它来自 wlb32 系列，该系列包括长度为 285 至 1130 mm 的灯具，照明等级为 750 至 3000 lm。这些灯具设计用于工作站、机器照明、控制柜和生产线中。
wlb32灯条可以通过“菊花链”形成连续长度的照明，只需最少的接线，同时每个灯条保持独立工作。其他特性包括：
高/低/关 (high/low/off) 开关
防碎窗和金属外壳
使用磁性或角形支架或卡扣进行灵活安装
某些型号有护眼功能，可阻挡侧面眩光
某些型号带运动检测功能
结语
在确定工业照明解决方案时，需要考虑到各种性能、成本和环境因素。在越来越多的场景中，led 灯是极具吸引力的选择。与传统照明技术相比，led 灯具的照明灵活性和可靠性更好，能效更高，使用寿命更长，维护需求更少。因此，虽然 led 的初始安装成本可能高于其他照明技术，但 led 除了提供卓越的照明解决方案外，还能降低使用寿命成本。
植保无人机加速迈入下半场 有效助推了传统农业的升级转型
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dfrobotLED直流电流表50A红色简介
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新唐科技W584A075介绍
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全球半导体最大消费市场,发展本土半导体行业势在必行
移动设备多功能化催生芯片整合天线
什么是智能制造_智能制造5大关键技术详解
关于ADC的噪声系数问题
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基于单片机的智能小区监控系统的设计
为什么对与工程师来说经常会有明显的效率差异？
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