CN207109640U - 用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合，由空心微壳和荧光粉组成，其中空心微壳由玻璃或石英制成；空心微壳为白色透明圆球，并由两个大小一致的半球构成，这两个半球之间留有间距，而两个半球通过中心轴连接在一起，且两个半球的内腔彼此独立；荧光粉为粉体结构，并分别在每一个半球内密闭封装有一种发射波长的荧光粉，且两个半球内的荧光粉发射波长不同。本实用新型的荧光粉为粉体结构，并分别封装在微球结构的空心微壳两个半球内，这种结构形式就能很好地保护荧光粉，不仅能有效防止荧光粉失效，而且还能使荧光粉最大程度地吸收光能和发出可见光，可运用在一般的市区公路、高速公路、桥梁和隧道内。

Description

用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合

技术领域

本实用新型属于交通领域，尤其涉及一种用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合。

背景技术

随着社会的发展，交通越来越重要，然而行车安全却是一个不得不重视的问题，每年全国发生的交通事故导致大量人员伤亡和财产损失。同时，由于夜间视线差，所以夜间发生安全事故的概率又大幅高于白天，且下雨天的夜间更容易发生交通事故。为了避免夜间发生交通事故，一般在公路(特别是高速公路)、桥梁或隧道两旁会设置起提示作用的警示灯，这些警示灯通过主动发光的方式达到提示效果。然而，警示灯需要耗电，不仅需要搭设供电线路，而且需要长期消耗电能，还需要定期更换和维护，成本高。

后来，又出现了三种代替警示灯的安全行车提示方式：第一种是黄黑相间的塑料带，当车辆通过时大灯照向前方的塑料带上，从而使塑料带反光，进而提示公路或隧道的宽度。这种提示方式的优点是成本低，也不需要耗电，更不需要大量维修，缺点是塑料带反射的光线一般是黄光，这种黄光比较刺眼，容易造成驾驶员视觉疲劳。

第二种是在路面上铺设金属反光标，当车辆大灯照到金属反光标上的时候，金属反光标会照亮路面，这种方式的优缺点和塑料带相同。

第三种是采用荧光粉，这种方式在两边的护栏上涂有荧光粉涂层，并在荧光粉涂层表面设有一层耐磨层。荧光粉涂层白天吸收太光能，夜晚主动发出可见光，从而达到安全提示的作用。这种方式的优点是不需要耗电，使用和维护成本低，发出的光线为可见光，且成本比警示灯低廉，但由于设置耐磨层所以成本比塑料带和反光标高；缺点是耐磨层风吹日晒后，耐磨层会老化脱落，这样就会暴露出荧光粉涂层，而荧光粉涂层表面粗糙度较大，遇到灰尘沉积以后就容易大幅影响荧光粉涂层的吸收光能和发光效率；并且，荧光粉涂层遇水或者液体以后就不会发生，这样就完全失效了。另外，即使耐磨层不磨损，现有的荧光粉涂层固定涂覆在护栏上，只有表面的荧光粉能够有效吸收光能，所以为了避免浪费材料，只能将荧光粉涂层做得比较薄，而这样是否能够整夜都发光也是一个很大的问题；并且，固定的荧光粉涂层发出的可见光也是固定的，示宽的警示效果也比较有限，如果发出的可见光是运动的，警示效果会更好，也更加不容易导致视觉疲劳，而现有的固定式荧光粉涂层根本无法实现。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种不容易失效、成本低廉、发光效率高的荧光粉球体，该荧光粉玻璃球能够用于公路、桥梁或隧道行车安全提示，降低交通事故的发生概率。

本实用新型的技术方案如下：一种用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合，其特征在于：由空心微壳和荧光粉组成，其中空心微壳由玻璃或石英制成；所述空心微壳为白色透明圆球，并由两个大小一致的半球构成，这两个半球之间留有间距，而两个半球通过中心轴连接在一起，且两个半球的内腔彼此独立；所述空心微壳的外径为0.5-1.5mm，其壁厚≤0.5mm；所述荧光粉为粉体结构，并分别在每一个半球内密闭封装有一种发射波长的荧光粉，且两个半球内的荧光粉发射波长不同。

在上述技术方案中，本案中的荧光粉(2)摒弃了现有结构中的涂层结构，改为自由状态的粉体结构，并且将这些自由状态的荧光粉(2)密闭地封装在空心微壳(1)的两个半球内，这样就在荧光粉(2)外面形成全方位的保护壳体。并且，空心微壳(1)由玻璃或石英制成，取材方便，价格低廉，缺点是制造相对复杂。并且，玻璃或石英结构强度高，而空心微壳(1)的外径为0.5-1.5mm，其壁厚≤0.5mm，这实际上形成一种微球结构，这样就能从整体上进一步使空心微壳(1)具有非常高的结构强度，不易损坏，从而能够很有效地保护内部的荧光粉(2)，可靠地将荧光粉与灰尘和雨水、外界液体隔开，从而防止荧光粉(2)遇到灰尘后降低发光效率，并且避免荧光粉(2)遇到雨水或者液体，进而防止荧光粉(2)失效。

需要特别说明的是，本案中空心微壳(1)的外径为0.5-1.5mm，其壁厚≤0.5mm，也有特别考虑，具体理由如下：1、空心微壳(1)的结构为微球结构，结构强度非常高；2、空心微壳(1)的尺寸小，这样就导致空心微壳(1)的表面积相对较大，从而增大荧光粉(2)与光线的接触面积，提高荧光粉(2)的吸光效率；3、在玻璃球的制造工艺中，小尺寸的空心微壳(1)反而比大尺寸的空心微壳(1)更容易制造，这样就能有效降低空心微壳(1)的加工难度和制造成本。

同时，空心微壳(1)为白色透明圆球，表面粗糙度低，这样不仅便于荧光粉(2)透过空心微壳(1)吸收光能或者发出光线，而且空心微壳(1)表面不易附着灰尘，这样又能进一步提高荧光粉(2)吸收或者发出光线的效率，而且用高压水也可以轻易地冲洗掉空心微壳(1)外表面附着的少量灰尘，而不用担心损坏空心微壳(1)。另外，空心微壳(1)为白色透明圆球，而荧光粉(2)为粉体结构，这两个技术特征有机配合，能使荧光粉(2)从各个方向吸收光能；与传统的荧光粉涂层相比，本案中粉体结构的荧光粉吸收光能的效率大幅提高，两种结构形式吸收光能的方式具有实质性区别。再者，本案的空心微壳(1)由两个大小一致的半球构成，这两个半球之间留有间距，而两个半球通过中心轴连接在一起，且两个半球的内腔彼此独立。中心轴的作用不仅是将两个半球连接在一起，而且使用时可以在中心轴外面套有一个卡环，卡环与中心轴转动配合，这样就能使本实用新型在自然风或车辆引起的风作用下转动，这样就会使两个半球内的荧光粉充分地、自由地翻转，从而让空心微壳(1)中所有的荧光粉更加充分地吸收光能，进而吸收足够的能量。晚上吹风或者汽车通过引起风时，风也会吹动本实用新型，从而让本案发出可见光的同时，还会转动，从而达到动态地提示效果，这种动态提示方式不仅比静态提示更加醒目，而且也不容易引起视觉疲劳，这样又能进一步地降低交通事故的发生概率，一举两得。更进一步地，在每一个半球内密闭封装有一种发射波长的荧光粉，且两个半球内的荧光粉发射波长不同，这样就会使两个半球内荧光粉发出的可见光颜色不同，这个色差与动态的警示功能有机结合，可以更进一步增加动态警示的效果，大家一举三得的效果。综上可见，设置中心轴这一技术看似简单，却是在特定场合下所做的特殊设计，取得了显著的技术效果和具有明显的实质性特点，因此这一设计也具有创造性。

在本案中，每个所述半球内的荧光粉总体积占对应空心微壳内腔体积的1/3-2/3。

需要特别说明的是，假若荧光粉(2)的体积过少，这样虽然会在一定程度上提高单位体积的荧光粉(2)吸收光能和发光效率，但会影响总的发光量；相反地，假若荧光粉(2)的体积过多，这样虽然会在一定程度上提高荧光粉(2)总的发光量，保证能够整晚发光，但是荧光粉单位体积的吸收光能和发光效率也会大幅降低，这样又会降低荧光粉的利用率，从而变相地造成部分荧光粉浪费。另外，荧光粉(2)的体积过多，也会阻碍荧光粉(2)在空心微壳(1)的半球内自由移动。

综上所述，荧光粉(2)的体积就显得尤其重要，本案中每个所述半球内的荧光粉总体积占对应空心微壳内腔体积的1/3-2/3，是经过反复权衡后作出的设计，很好地兼顾了单位体积荧光粉的吸收光能和发光效率以及总的发光量，有效地、兼容性地解决了相互矛盾的技术问题，可见这一设计不属于常规技术选择，也不容易被本领域技术人员所想到。

作为本案重要的优选设计，一个所述半球内的荧光粉发射波长为500-560纳米，另外一个所述半球内的荧光粉发射波长为605-700纳米。

在上述结构中，发射波长为500-560纳米的荧光粉发出的可见光为绿光，发射波长为605-700纳米的荧光粉发出的可见光为红光，红光的穿透力强、醒目、刺眼，而绿光穿透力较弱、柔和，不易让驾驶员产生视觉疲劳，这两种色差很大的可见光搭配在一起，很好地兼顾了穿透力、醒目和避免视觉疲劳，能更进一步提高警示效果，并且本案晃动时这两种颜色的可见光搭配在一起警示效果更加明显。

作为重要的优选设计，所述中心轴的直径是空心微壳外径的15％-20％。

在上述结构中，若中心轴的直径与空心微壳外径的之间的比值过小，虽然会降低制造难度，但是会有效降低结构强度，并且会增加本案晃动时的不稳定性；若中心轴的直径与空心微壳外径的之间的比值过大，虽然会有效提高结构强度，并且会增加本案晃动时的稳定性，但是又会降低制造难度。综上可见，有机地、协调性地解决这两个相互矛盾的问题比较棘手，本案中选择的比例适中，很好地兼顾了两个方面的需求，既不属于常规技术选择，又不容易被本领域技术人员所容易想到。

所述空心微壳的外径为1mm，且空心微壳的壁厚为0.25mm，这样的外径和壁厚能有效地降低制造难度，并很好地兼顾结构强度。

有益效果：本实用新型的荧光粉为粉体结构，并分别封装在微球结构的空心微壳两个半球内，这种结构形式就能很好地保护荧光粉，不仅能有效防止荧光粉失效，而且还能使荧光粉最大程度地吸收光能和发出可见光；并且，本案的中心轴可以使本实用新型随风转动或者晃动，这样不仅更好地提高荧光粉吸收光能的效率，而且发出的可见光会转动或者晃动，这样就会起到动态的警示效果，不仅警示效果更加醒目，而且能够更好地防止驾驶员视觉疲劳，更加有效地降低交通事故的发生概率；另外，两个半球内的荧光粉发射波长不相同，这样就会发出两种不同的可见光，从而进一步提高警示效果，更进一步降低交通事故的发生概率，可运用在一般的市区公路、高速公路、桥梁和隧道内。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2为图1的横截面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1、2所示，一种用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合，该微壳组合由空心微壳1和荧光粉2组成，其中空心微壳1由玻璃或石英烧制而成。空心微壳1为白色透明圆球，并由两个大小一致的半球1a构成。两个半球之间留有间距，两个半球内侧之间的间距L为0.1-0.2mm，若间距L过大也会影响稳定性，若间距L过小则不便于放入卡环。两个半球1a通过实心的中心轴1b连接在一起，且两个半球1a的内腔彼此独立。并且，中心轴1b的直径是空心微壳1外径的15％-20％，并可以进一步优选为18％。

如图1、2所示，空心微壳1的外径R为0.5-1.5mm，并可进一步优选为0.8、1mm、1.2和1.4mm。空心微壳1的壁厚≤0.5mm，并可进一步优选为0.1、0.25、0.35和0.45mm。荧光粉2(附图中为示意图)为自由的粉体结构，并分别在每一个半球1a内密闭封装有一种发射波长的荧光粉2，且空心微壳1未损坏状态下，荧光粉2不能漏到空心微壳1外面。另外，两个半球1a内的荧光粉2发射波长不同。每个半球1a内的荧光粉2总体积占对应空心微壳1内腔体积的1/3-2/3,并可以进一步优选为2/5、1/2或者3/5。

需要说明的是，荧光粉2通过外购得到，其发出的光线为可见光，且荧光粉2的发射波长为400-700纳米，其中发射波长为500-560纳米的荧光粉发出的可见光为绿光，发射波长为605-700纳米的荧光粉发出的可见光为红光，发射波长为580-595纳米的荧光粉发出的可见光为黄光。并且，绿光容易被人眼接受，也不容易产生视觉疲劳，故本实施例中一个半球1a内的荧光粉2发射波长为500-560纳米，另外一个半球1a内的荧光粉2发射波长为605-700纳米。当然，在具体实施时，也可以一个半球1a内的荧光粉2发射波长为500-560纳米，另外一个半球1a内的荧光粉2发射波长为580-595纳米。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合，其特征在于：由空心微壳(1)和荧光粉(2)组成，其中空心微壳(1)由玻璃或石英制成；所述空心微壳(1)为白色透明圆球，并由两个大小一致的半球(1a)构成，这两个半球之间留有间距，而两个半球(1a)通过中心轴(1b)连接在一起，且两个半球(1a)的内腔彼此独立；所述空心微壳(1)的外径(R)为0.5-1.5mm，其壁厚≤0.5mm；所述荧光粉(2)为粉体结构，并分别在每一个半球(1a)内密闭封装有一种发射波长的荧光粉(2)，且两个半球(1a)内的荧光粉(2)发射波长不同。

2.根据权利要求1所述用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合，其特征在于：每个所述半球(1a)内的荧光粉(2)总体积占对应空心微壳(1)内腔体积的1/3-2/3。

3.根据权利要求1所述的用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合，其特征在于：一个所述半球(1a)内的荧光粉(2)发射波长为500-560纳米，另外一个所述半球(1a)内的荧光粉(2)发射波长为605-700纳米。

4.根据权利要求1所述用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合，其特征在于：所述中心轴(1b)的直径是空心微壳(1)外径的15％-20％。

5.根据权利要求1所述用于公路、桥梁或隧道行车安全提示的荧光粉微壳组合，其特征在于：所述空心微壳(1)的外径(R)为1mm，且空心微壳(1)的壁厚为0.25mm。