如今，工业照明已成为企业的关键词，其目标是保证最佳的工作条件和高能效。内部照明策略必须遵循精确的标准，才能在各种情况下都获得完美的光照条件。
工业照明管理着企业中的光线，可以是功能性的，也可以是美观性的。功能性照明是保证安全和效率的必要条件，而美学照明则是营造积极、温馨氛围的必要条件。工业照明不仅仅包括向机器和仓库发射大量光线的系统。它的主要目的是在完全安全的情况下，按照国家和国际标准，为执行任务的人员提供最佳光线。糟糕的照明设计往往会将光线分散到天花板和墙壁上，导致整体光线不足。
拥有技术先进的设备，却没有同样高质量的光线来有效照亮机器和所有工作区域，最终只会适得其反。仓库通常狭窄压抑，但有了充足的照明，就能提高安全性，同时降低事故和受伤的风险。一般来说，光线不足的环境对工人来说很危险，因为他们很难看清物体和障碍物。同时，效率也会较低，因为他们可能会浪费时间寻找物体或材料。即使是光线过强的环境也同样危险，因为它会造成眩光和对眼睛压力。此外，它还会增加能源成本，降低货物存储效率。
良好的工业照明需要评估许多特性，而这些特性不仅限于所需的勒克斯(照度)大小。一般来说，它必须包含以下参数：
灯具必须让工人看得见，并且有专门的研究对照射到物体表面的勒克斯和光温的正确水平进行规范。不正确或不合规的数值很容易降低公司的生产力。降低能耗也是当今的必要条件，特别是对于大规模生产的公司而言。在这种情况下，有效的解决方案包括智能照明，它可以在不需要照明时将光线减至最低。
过去，企业忽视了高效照明系统的生产价值，认为不值得关注，但最近的研究证明，最佳照明有助于保证理想的工作条件。如图1所示，正确照明的应用方法目前由该领域的专家执行，他们会评估数百个参数，并确定所检查设施的每个角落(包括内部和外部)的正确光照度。
这一过程并没有就此结束，从短期和长期来看，还需要进行其他不可或缺的参数研究，即与能耗、可靠性、系统寿命，尤其是系统维护相关的参数研究。幸运的是，近几十年来，LED照明的成本已大幅降低，甚至超过65%，投资摊销迅速，使用寿命更长，效率更高，工作温度更低，维护需求也更少，但仍需要向前迈出许多步伐。精心选择的LED照明，并配备专门设计的光学系统，可显著提高视觉舒适度，确保工人的身心健康和注意力集中，工作区也会更加温馨舒适。
图1：大型工业仓库的照明工作室。
出色的照明策略不能仅靠灯光来实现，还必须与光学校正系统相结合。仅仅使用高效的LED灯不足以达到最佳效果。光学系统的使用有助于提高对光线的控制水平，从而在正确的位置达到理想的照明水平(见图2)。
光学技术可以实现多种目标，如优化光点数量的变化、减少灯具数量以获得更集中的照明、消除眩光效应以及优化周边解决方案。多样化的分布使我们能够获得原本无法获得的特殊光照条件，即使在最不同的角落也能找到光源。此外，在单一解决方案中适当组合不同的光学器件，也有助于获得相当实用的效果和高性能。
配备一系列透镜(甚至是超大透镜)的适当模块可将光强度提高数万倍，从而在工业规模上实现出色的效果。许多面板都在同一系统中包含许多不同几何形状的光学核心，系统中通常还具有特殊的多透镜阵列和模块透镜。此外，由于采取了适当的措施和特殊的光学器件，眩光效应确实降到了最低，因此这种照明非常适合需要保持高度关注和安全的环境。
通过优化设计和采用专业光学器件，可以用较少的光点获得相同的照明效果，从而简化安装并降低成本。消耗和效率的另一个决定因素是光的分布。当所有可能的色散都被消除时，光的分布就达到了最佳状态。在这种情况下，必须使用特殊的光学器件，以极高的效率将光线只适当地引导到需要的地方，从而将消耗降到最低，并根据实际需要分配光线。因此，光学器件能够获得精确、可控的光分布，并具有适当的显色性和无闪烁性。设备中的光学器件可以影响显色性，增强色彩和形状。
图2：照明系统必须与出色的光学技术相结合，以提高发光效率。(来源：Fiat)
功能性照明是一种照明系统，其目的是从操作和安全角度出发，尽可能使工作环境舒适。无论内部或外部位置如何，它们都必须确保员工能够快速进入预先设定的区域。工人的视觉舒适度甚至必须收到法律保护。LED照明具有众多优势，其中包括超过10万小时的使用寿命，这意味着与荧光灯或白炽灯相比，LED灯的更换频率要低得多。这不仅节省了维护成本，还降低了对环境的影响。
高显色性有助于清楚地看到物体的颜色，从而提高生产率(见图3)。这些都是不容小觑的细节。此外，还必须降低能耗，以节省能源成本并减少对环境的影响。最后但并非最不重要的一点是，LED灯能以更少的热量提供更多的光线，从而减少冷却需求和相关成本。通过正确的灯具分布，可以提高目视检查和安全性，减少事故，并通过改善光线分布提高员工满意度。LED灯可与通信协议连接，实现智能照明。例如，只有在检测到运动传感器的存在时，设施中的灯才能打开，从而提高节能效果。
得益于电子技术的不断发展，智能照明管理系统也日益普及，可调光LED灯可根据需要调节发光功率，进一步提高节能效果。由于几乎不需要维护，我们可以避免因更换灯具而中断生产，从而大大提高了生产率。遗憾的是，LED照明系统的弱点是电源而不是灯具本身，即使是最好的设备，其使用寿命也是有限的。
图3：灯光设计师依赖于光的色温。
通过适当的商店照明，公司可以在顾客数量和营业额方面有所作为，而且从所有意图和目的来看，这也是是一种营销元素。如今，超市、糕点店、珠宝店、服装店、餐馆等的照明项目比以往任何时候都多。好的灯光能将顾客的注意力集中在橱窗、墙壁和商品上，并引导他们沿着走廊或楼梯前行，让他们感到兴奋，使整个购物点的参观过程更加温馨。事实上，商店的橱窗和招牌必须以最佳方式吸引公众。
这些类型的灯光取决于要照明的空间和所需的效果。最重要的特性之一是灯光的色温。由专业灯光设计师进行的多项研究表明，选择适当灯光色温会对购买体验产生积极或消极的影响，使人感到愉快或焦虑。将聚光灯放置在战略位置无疑可以突出某些产品，而灯光的颜色在展示商品方面起着至关重要的作用。参观商业区必须是一种令人愉快和兴奋的体验，灯光必须鼓励顾客停留，最终目的是增加购买量。
选择高效、安全的工业照明是未来的关键点之一。目前，与传统的白炽灯或荧光灯相比，LED照明具有众多优势。它可以提高能源效率，降低能源成本和二氧化碳排放量。此外，其使用寿命更长，光质更好，还能提高工业环境中的能见度和安全性，重要的是使用不含污染化学材料的系统。如今，工业照明产品必须具备照明系统法规要求的认证，以保证符合法律规定的安全和性能要求。
（原文刊登于EDN姊妹网站EEWeb，参考链接：Industrial Lighting，由Franklin Zhao编译。）
本文为《电子技术设计》2024年3月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
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