CN1821653A - 多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统 - Google Patents
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Abstract
一种多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，属于能源技术领域。本发明包括：采光装置、导光装置，采光装置由多个采光镜头组成，每个采光镜头由红外滤光片、可见光增透膜、双凸非球面透镜和镜头固定装置组成；导光装置由导光光纤束和导光部分固定装置构成，每一个采光镜头分别与导光装置中的一根光纤相连接；太阳光从采光镜头射入，首先经过红外滤光片，滤除红外光，然后经过可见光增透膜，加强可见光的透过率，再经过双凸非球面透镜，汇聚太阳光进入到光纤中，最后太阳光在输出端输出。本发明使得太阳光可以传输比单根聚合物光纤更远的距离，另外，通过加装红外线滤光片，可以采用PMMA塑料光纤，可以有效降低系统成本。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种能源技术领域的系统，具体的说，涉及的是一种多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统。
背景技术
在我国，这种需求照明较强的经济发达城市往往处于缺电地区，电力供应紧张；而且电能属于二次能源，在我国绝大多数电能是由煤炭、天然气、核能等不可再生资源发出的，发电过程往往不可避免的产生各种环境污染物。然而，太阳光是最典型、能量最强的自然光源，取之不尽，用之不竭。但到目前为止，人们对阳光的利用绝大多数都停留在使很少一部分，这种方式由于受限于建筑的设计与结构，对日光的利用率并不高，大部分日光资源随着日月交替而白白流逝了。不仅如此，如果提供相同的照度，天然光带来的热量比绝大多数人工光源的发热量都少。也就是说，如果用天然光代替人工光源照明，可大大减少空调负荷，有利于减少建筑物能耗。多光路光纤束的太阳光照明用采集传输系统所发出的光是自然光。自然光照明和人工照明相比，在亮度和光线质量上，前者均优于后者，而且没有日光灯的频闪和白炽灯的偏色，更适合人类办公和农作物的培养。太阳光不但具有比人工光更高的视觉功效，而且能够提供更为健康的光环境。长期不见日光或者长期在人工光环境下工作的人，容易发生季节性的情绪紊乱、慢性疲劳等病症。人与自然的和谐共存是人类永恒追求的信念，太阳光导入系统可以为人们提供清洁、健康的照明，它通过利用光纤的传导原理可以把太阳光引入到任何需要的地方，这一系统极大的拓展了人类的生产、生活空间，可以广泛的应用于建筑业、农作物培育养殖业、仓库存储业等行业。
经对现有技术的文献检索发现，张耀明等在《中国工程科学》第四卷第九期(2002年9月)上发表的《采集太阳光的照明系统研究》，该文中提出一种用菲涅耳透镜和单根聚合物光纤组成采集系统，其不足在于：效率较低和传输距离较短，只有15米，文中还介绍了国内外的同类装置，国外有采用石英光纤的系统，但是成本很高，石英光纤现在市场价格大约120元/米。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，使其能够大大提高效率，有效降低系统成本。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：采光装置、导光装置，所述的采光装置由多个采光镜头组成，每个采光镜头由红外滤光片、可见光增透膜、双凸非球面透镜和镜头固定装置组成。所述的导光装置由导光光纤束和导光部分固定装置构成。每一个采光镜头分别与导光装置中的一根光纤相连接。单个采光镜头并列在多镜头采光系统中。
太阳光从采光装置的采光镜头射入，然后经过导光装置，最后输出。太阳光首先经过红外滤光片，该器件滤除了太阳光中的红外光；然后太阳光经过可见光增透膜，在此处可见光的透过率得到加强；再经过双凸非球面透镜，此透镜起到汇聚太阳光的作用；然后太阳光进入到光纤中，此光纤起到传输太阳光的作用；最后太阳光在输出端输出，起到照明的作用。
所述的导光光纤束，由多根PMMA塑料光纤组成。一端是由多根PMMA塑料光纤组成的光缆，每根光纤之间以及圆形保护包层和光纤的空隙用填充物填充，光缆端被传入室内供照明使用。另一端是由光缆剥离掉保护包层分离出的多根PMMA塑料光纤，每一根分离出的PMMA塑料光纤的端头连接一个双凸非球面透镜采光装置。在导光光纤束的中间分离部分使用金属加固器件，加固分离点。
所述的双凸非球面透镜，收集太阳光并汇聚进单根PMMA塑料导光光纤中。双凸非球面透镜的大小保证了可以收集到足够的照明能量，双凸非球面透镜的大小和焦距等参数应与光纤的数值孔径相匹配。采用双凸非球面透镜可以使汇聚的光点较小，使得汇聚的太阳光容易进入光纤传输。双凸非球面透镜双面镀可见光增透膜，使得可见光透过率增大。
所述的双凸非球面透镜和滤红外光片之间装有垫圈，保护了各个镜片，并保证了系统有很好的散热性。
所述的镜头固定装置，起到安装、固定滤红外光片、双凸非球面透镜、和光纤的作用，并保证光纤端面位于镜头固定装置的焦点上。
所述的滤红外光片，滤除了入射太阳光中的红外光，使得入射到导光光纤中的阳光不至于过热而损坏光纤。
本发明中，单根PMMA塑料光纤。PMMA，俗称有机玻璃。PMMA塑料光纤的损耗在100dB/km以内，而且PMMA材料制造的光纤与传统的石英光纤相比较有着很多的优越性。如极其低廉的成本，较高的韧性，易于弯曲等等。本发明选用塑料光纤作为导光介质，PMMA在可见光范围内有着较低的传输损耗，可见光的透过率大概在97％/m左右。光纤束把采光装置采集的太阳光传导进室内进行照明，所选择的光纤束保证了输出的可见光可以达到照明的要求。
所述的导光部分固定装置起到安装、固定导光光纤束的作用。
本发明使得太阳光可以传输比单根聚合物光纤更远的距离，可超过100米。另外，本发明通过加装红外线滤光片，可采用PMMA塑料光纤，可以有效降低系统成本。
附图说明
图1是本发明多镜头的太阳光照明用采集传输系统结构示意图
图2为本发明多镜头系统中单镜头单光纤的结构示意图
图3是为本发明光能流通路径示意图
图4是为本发明各部分功能示意图
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：采光装置、导光装置。所述的采光装置由多个采光镜头组成，每个采光镜头由红外滤光片、可见光增透膜、双凸非球面透镜和镜头固定装置组成。所述的导光装置由导光光纤束和导光部分固定装置构成。图1用于说明本发明区别原有单镜头单光纤的太阳光照明用采集传输系统。
如图2所示，以单光路原理图的形式(实际上是多光路同时并列采集和传输)说明了太阳光通过本发明系统过滤、采光、汇聚和传输的流程。太阳光首先通过透镜最外层的滤红外光片滤除其中的红外线(用于避免传输部分采用的PMMA塑料光纤被红外线中的热量融化)，然后通过可见光增透膜(用于增加透镜的可见光部分的传透率)，接着通过双凸非球面透镜(用于把太阳光中的可见光部分汇聚于PMMA塑料光纤中，以便传输)，最后通过PMMA塑料光纤传输。
如图3所示，以太阳光的流通路径为角度，从另一侧面说明了本发明系统的工作流程。具体来说，本发明包括采光部分和导光部分，起到采集太阳光和将其传输给输出照明装置的作用。
如图4所示，本图以串联单个装置的功能为角度，从另一侧面说明了本发明系统的工作流程。
本发明使用时，将红外滤光片、可见光增透膜和双凸非球面透镜用采光部分的固定装置固定在楼顶阳光直射处。用滤红外光片去除了入射太阳光中的红外光，使得入射到导光光纤中的阳光不至于过热而损坏光纤。采用双凸非球面透镜可以使汇聚的光点较小，使得汇聚的太阳光容易进入光纤传输。把单根PMMA光纤的一端用连接固定装置接到一个双凸非球面透镜的焦点上以便高效采光。多根PMMA光纤的另一端汇聚成光纤束，以提高传输效率。PMMA光纤束可以通过已有换气通道(地下室)、中央空调通道(高档写字楼)或者另建专用通道(农作物培育养殖业、仓库存储业)接入授光用户的发光设备中，完成整个光能通道。
Claims (8)
1、一种多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，包括：采光装置、导光装置，其特征在于，所述的采光装置由多个采光镜头组成，每个采光镜头由红外滤光片、可见光增透膜、双凸非球面透镜和镜头固定装置组成；所述的导光装置由导光光纤束和导光部分固定装置构成，每一个采光镜头分别与导光装置中的一根光纤相连接；太阳光从采光装置的采光镜头射入，经过红外滤光片，滤除了太阳光中的红外光，然后经过可见光增透膜，加强可见光的透过率，再经过双凸非球面透镜，此透镜起到汇聚太阳光的作用，然后太阳光进入到光纤中，在输出端输出，起到照明的作用。
2、根据权利要求1所述的多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，其特征是，单个采光镜头并列在多镜头采光系统中。
3、根据权利要求1所述的多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，其特征是，所述的导光光纤束，一端是由多根PMMA塑料光纤组成的光缆，每根光纤之间以及圆形保护包层和光纤的空隙用填充物填充，光缆端传入室内供照明使用；另一端是由光缆剥离掉保护包层分离出的多根PMMA塑料光纤，每一根分离出的PMMA塑料光纤的端头连接一个双凸非球面透镜采光装置。
4、根据权利要求1或者3所述的多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，其特征是，在导光光纤束的中间分离部分使用金属加固器件，加固分离点。
5、根据权利要求1所述的多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，其特征是，所述的双凸非球面透镜，收集太阳光并汇聚进单根PMMA塑料导光光纤中，双凸非球面透镜的大小和焦距与光纤的数值孔径相匹配。
6、根据权利要求1或者5所述的多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，其特征是，所述的双凸非球面透镜和滤红外光片之间装有垫圈。
7、根据权利要求1所述的多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，其特征是，所述的镜头固定装置，用于安装、固定滤红外光片、双凸非球面透镜、和光纤，并保证光纤端面位于镜头固定装置的焦点上。
8、根据权利要求1所述的多镜头光纤束的太阳光照明用采集传输系统，其特征是，所述的导光部分固定装置，用于安装、固定导光光纤束。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101216606B (zh) * | 2008-01-07 | 2011-06-08 | 岑松原 | 一种分光比可调的白光分束器 |
| CN102486284A (zh) * | 2010-12-03 | 2012-06-06 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 一种新型太阳能照明装置 |
| CN103486533A (zh) * | 2013-08-28 | 2014-01-01 | 成都谱视科技有限公司 | 一种太阳光光纤导入装置 |
| CN103486532A (zh) * | 2013-08-28 | 2014-01-01 | 成都谱视科技有限公司 | 基于可见光滤光片的太阳光导入装置 |
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Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4511755A (en) * | 1982-05-17 | 1985-04-16 | Kei Mori | Solar ray collection apparatus |
| JPH01200209A (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-11 | Takashi Mori | 太陽光収集装置 |
| JPH02197005A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-03 | Takashi Mori | 太陽光照明装置 |
| CN2105973U (zh) * | 1991-08-09 | 1992-06-03 | 吴活玲 | 动物太阳能红外线理疗器 |
| JP2000321525A (ja) * | 1999-05-14 | 2000-11-24 | Hitachi Cable Ltd | 太陽光集光装置 |
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-
2006
- 2006-03-23 CN CNB2006100249715A patent/CN100439793C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101216606B (zh) * | 2008-01-07 | 2011-06-08 | 岑松原 | 一种分光比可调的白光分束器 |
| CN102486284A (zh) * | 2010-12-03 | 2012-06-06 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 一种新型太阳能照明装置 |
| CN103486533A (zh) * | 2013-08-28 | 2014-01-01 | 成都谱视科技有限公司 | 一种太阳光光纤导入装置 |
| CN103486532A (zh) * | 2013-08-28 | 2014-01-01 | 成都谱视科技有限公司 | 基于可见光滤光片的太阳光导入装置 |
| CN103486532B (zh) * | 2013-08-28 | 2015-01-21 | 成都谱视科技有限公司 | 基于可见光滤光片的太阳光导入装置 |
| CN107504451A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-12-22 | 西安理工大学 | 一种无源自然光全向采集装置及采集方法 |
| CN107504451B (zh) * | 2017-07-05 | 2020-05-22 | 西安理工大学 | 一种无源自然光全向采集装置及采集方法 |
| CN112649903A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-13 | 厦门天马微电子有限公司 | 复合膜组及其制备方法、采光装置和显示装置 |
| CN112649903B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-07-01 | 厦门天马微电子有限公司 | 复合膜组及其制备方法、采光装置和显示装置 |
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