انفجار{0}لوله ال ای دی ضد انفجار: طراحی، مواد، عملکرد و کاربردهای محیطی خطرناک
با افزایش الزامات ایمنی صنعتی، لوله LED ضد انفجار{0}به عنوان یک راه حل روشنایی محوری برای محیطهای{1}پرخطر، ترکیبی از بهرهوری انرژی، طول عمر طولانی و حفاظت در برابر انفجار پدید آمده است. برخلاف لوله های فلورسنت معمولی، اندازه IEC T8 را دارد، بنابراین می توان آن را به راحتی جایگزین کرد. این محصول به طور گسترده در استخراج نفت، کارخانه های پتروشیمی، سکوهای دریایی و تاسیسات نظامی استفاده می شود، این محصول نیازهای ایمنی حیاتی را در مناطق خطرناک منطقه 1/2 با طبقه بندی گازهای انفجاری IIA، IIB و IIC برآورده می کند. این مقاله به اصل EEAT، ادغام دادههای آزمایشی معتبر، استانداردهای گواهینامه، و بینشهای طراحی فنی پایبند است تا طراحی ساختاری، انتخاب مواد، اعتبارسنجی عملکرد، و مزایای کاربرد لولههای LED ضد انفجار-را بررسی کند. این به عنوان یک منبع کامل برای مهندسین ایمنی، مدیران تأسیسات، و متخصصان خرید عمل میکند، از جمله اطلاعاتی در مورد-لولههای LED مقاوم در برابر انفجار{10}}مقاوم در برابر خوردگی،{11}}لولههای LED مقاوم در برابر انفجار لومن{12} و سایر انواع خاص.
الزامات اصلی ساختاری و طراحی مواد برای لولههای LED ضد انفجار{0} چیست؟
ایمنی و قابلیت اطمینان ضد انفجار-لوله های LEDبه طراحی ساختاری دقیق و انتخاب متریال با کارایی بالا{{0}، مطابق با استانداردهای جهانی ضد انفجار{1} (GB/T 3836.1-2021، GB/T 3836.2-2021، GB/T 3836.3-2021) بستگی دارد.
ساختار ضد انفجار مرکب{0}
محصول یکساختار ضد انفجار کامپوزیت Ex d eb II C Gb{0}}ادغام طرح های ضد شعله (Ex d) و افزایش ایمنی (Ex e):
محفظه ضد شعله:چراغ LEDحفره منبع به عنوان ضد شعله طراحی شده است، با اتصالات مهندسی شده دقیق-و کپسوله سازی برای مهار انفجارهای داخلی. تمام شکاف ها برای جلوگیری از انتشار شعله به اتمسفرهای انفجاری خارجی به حداقل می رسد.
ترمینال های ایمنی افزایش یافته است: پین های لامپ و اتصالات سیم کشی به عنوان افزایش ایمنی طبقه بندی می شوند که خطرات قوس و جرقه را در حین کارکرد عادی حذف می کند.
آب بندی و کپسوله سازی: واشرهای سیلیکونی از مهر و موم هوا بین بدنه لوله و رابط ها با طول چسبندگی بیشتر یا مساوی 10 میلی متر اطمینان می دهند. کپسوله رزین اپوکسی (طول بیشتر یا مساوی 20 میلی متر) روی سوراخ های سیم کشی و سوکت های پیچ اعمال می شود تا یکپارچگی{3}}ضد انفجار را افزایش دهد.
لوله LED ضد انفجار از اجزای کلیدی تشکیل شده است: بدنه لوله، اتصالات، زیرلایه LED، سینک حرارتی آلومینیومی، درایور جریان ثابت، واشرها و پین های لامپ. پروفیل آلومینیومی یکپارچه در داخل لوله به عنوان رسانه اتلاف حرارت اولیه عمل می کند و چالش مدیریت حرارتی در طرح های ضد انفجار مهر و موم شده را برطرف می کند.
انتخاب مواد با کارایی بالا{{0}
انتخاب مواد، حفاظت در برابر انفجار، دوام و عملکرد نوری را در اولویت قرار می دهد:
|
جزء |
مواد |
ویژگی های کلیدی |
معیارهای عملکرد |
|---|---|---|---|
|
بدنه لوله |
کامپیوتر مبتنی بر BPA{0}}(پلی کربنات) |
مقاومت در برابر ضربه بالا، مقاوم در برابر شعله، پایداری حرارتی |
چگالی: 1.18-1.22 g/cm³; دمای عملیاتی: -45 درجه تا 135 درجه قدرت ضربه: 600-900 J/m |
|
بخش انتقال نور |
رایانه منتشرکننده نور |
توزیع نور یکنواخت، ضد-نور |
انتقال بزرگتر یا مساوی 85%؛ تابش خیره کننده را از طریق بازتاب منتشر کاهش می دهد |
|
بخش غیر انتقال دهنده- |
کامپیوتر غیر شفاف (با دی اکسید تیتانیوم) |
محافظ نور، پشتیبانی ساختاری |
تلفات شار نوری را به حداقل می رساند. استحکام مکانیکی را افزایش می دهد |
|
اتصال دهنده ها |
آلیاژ آلومینیوم اکسترود شده |
استحکام بالا، اتلاف گرما |
انتقال حرارت از سینک حرارتی آلومینیومی را تسهیل می کند. ماشینکاری آسان |
|
واشر |
لاستیک سیلیکونی |
آب بندی، مقاومت در برابر دما |
هوابندی را در محیط های شدید حفظ می کند و با PC و آلومینیوم سازگار است. |
جدول 1: معیارهای انتخاب مواد و عملکرد
مواد PC به دلیل خواص استثنایی که دارد برای بدنه لوله ترجیح داده می شود: فشار آب 2 مگاپاسکال را به مدت بیشتر یا برابر 10 ثانیه بدون نشتی یا تغییر شکل تحمل می کند، دمای شکننده ای برابر با -100 درجه دارد و 80٪ تنش داخلی را از بین می برد. مقاومت آن در برابر ضربه 250-300 برابر شیشه معمولی و 2 تا 20 برابر شیشه سکوریت شده است، در حالی که نیمی از وزن و غیرسمی بودن آن در هنگام سوختن برای ایمنی محیط خطرناک حیاتی است.
طراحی منبع نور LED و درایور
منبع نور LED: تراشههای با کیفیت بالا (بهعنوان مثال Hongli، CREE، Lumileds) انتخاب میشوند، با قدرت عملیاتی کمتر یا مساوی 70 درصد از توان نامی تراشه برای اطمینان از طول عمر. پارامترهای کلیدی عبارتند از: دمای رنگ 5700K±300K (قابل تنظیم 3500K-6500K)، دمای محل اتصال (Tj) بیشتر از یا مساوی 120 درجه، شاخص رندر رنگ (Ra) بیشتر یا مساوی 80، کارایی نوری بیشتر یا برابر با ظرفیت ضد مقاومت بزرگتر از 120 وات یا lm 2000 ولت زیرلایه آلومینیومی دارای رسانایی حرارتی بیشتر یا مساوی 1.5 W/(m·K) برای افزایش انتقال حرارت است.
درایور جریان ثابت: الزامات اصلی این است که ولتاژ خروجی در محدوده 10% ولتاژ ورودی ثابت بماند، راندمان تبدیل حداقل 85% باشد و دستگاه مطابق با استانداردهای UL 1310 (کلاس 2)، UL 60950 و UL 1012 باشد. دارای حفاظت ولتاژ 2.5 کیلوولت L-N، حفاظت در برابر جریان اضافی/کوتاه-مدار/باز{10}}مدار/حفاظت در برابر دمای بیش از حد، و شروع نرم/خاموش کردن نرم برای جلوگیری از آسیب LED در اثر جریان هجومی. اعوجاج هارمونیک کل (THD) کمتر یا مساوی 15% سازگاری شبکه را تضمین می کند.
چگونه می توان از مدیریت حرارتی و اعتبارسنجی عملکرد-لوله های LED مقاوم در برابر انفجار اطمینان حاصل کرد؟
مدیریت حرارتی برای لولههای الایدی{0}ضد انفجار بسیار مهم است، زیرا گرمای بیش از حد میتواند ایمنی و طول عمر را به خطر بیندازد. اعتبارسنجی دقیق عملکرد، انطباق با استانداردهای صنعت را تضمین می کند.
سیستم مدیریت حرارتی
در محفظههای ضد انفجار{0} مهر و موم شده، انتقال حرارت عمدتاً از طریق رسانایی انجام میشود. سیستم مدیریت حرارتی سه مسیر کلیدی را دنبال می کند:
تولید گرما: تراشه های LED در حین کار حرارت تولید می کنند که از طریق رسانایی به بستر آلومینیومی منتقل می شود.
اتلاف حرارت: بستر آلومینیومی گرما را به پروفیل آلومینیومی یکپارچه داخل لوله و سپس از طریق همرفت طبیعی به محیط خارجی منتقل می کند.
اقدامات بهینه سازی: طراحان طول شعاعی بین بستر LED و پروفیل آلومینیومی را به حداقل میرسانند، سطح مقطع{0}}در جهت جریان گرما را افزایش میدهند و برای کاهش مقاومت حرارتی، موادی با هدایت حرارتی{{2} بالا انتخاب میکنند.
آزمایشات دما بر روی 12 لوله LED ضد انفجار (6 لامپ، 2×18 وات در هر دستگاه) با ورودی 253 ولت به مدت 6 ساعت (تغییر دما کمتر یا مساوی 1K/h) انجام شد. نتایج تایید میکنند که همه اجزاء زیر حداکثر دمای نامی خود (به عنوان مثال، محرک جریان ثابت Tc کمتر یا مساوی 85 درجه) حتی در دمای محیط 45 درجه کار میکنند.
جدول 2 داده های آزمایش افزایش دما را نشان می دهد:
|
لامپ شماره |
سطح رابط (درجه) |
درایور جریان ثابت Tc (درجه) |
سطح بازتابنده (درجه) |
دمای محیط (درجه) |
|---|---|---|---|---|
|
1# (2×18W) |
36.6 |
48.5 |
32.1 |
28 |
|
2# (2×18W) |
36.4 |
48.3 |
31.5 |
28 |
|
3# (2×18W) |
37.2 |
46.8 |
30.2 |
28 |
|
4# (2×18W) |
38.2 |
46.9 |
32.5 |
28 |
|
5# (2×18W) |
36.8 |
44.3 |
32.0 |
28 |
|
6# (2×18W) |
37.4 |
46.7 |
31.7 |
28 |
جدول 2: نتایج تست افزایش دما
اعتبار سنجی عملکرد جامع
ده لوله ال ای دی ضد انفجار نمونه اولیه 18 وات{1}} تحت آزمایش های دقیق برای تأیید قابلیت اطمینان قرار گرفتند و همه نتایج مطابق با استانداردها بودند:
|
مورد آزمایشی |
الزامات |
تجهیزات تست |
نتیجه |
|---|---|---|---|
|
پارامترهای فوتوالکتریک |
شار نوری، کارایی، دمای رنگ، Ra، توان، ضریب توان را اندازه گیری کنید |
یکپارچه سازی سیستم تست کره |
پاس |
|
تشخیص EMI |
مطابق با GB/T 17743-2021؛ اعوجاج هارمونیک کل کمتر یا مساوی 10٪ (GB 17625.1-2022) |
گیرنده تست EMI |
پاس |
|
راندمان تبدیل |
بزرگتر یا مساوی 85% |
تستر پارامتر فوتوالکتریک |
پاس |
|
حفاظت از ولتاژ |
L{0}}N 2.5 کیلو ولت |
میز تست سرج |
پاس |
|
محافظت غیر عادی |
حفاظت از مدار{0}}مدار کوتاه/باز-. بهبودی پس از آزمایش 1 ساعته |
تستر پارامتر فوتوالکتریک |
پاس |
|
مقاومت در برابر حرارت-بالا |
75 درجه، 75% RH برای ساعت؛ عملکرد عادی پس از خنک شدن |
اتاقک دما و رطوبت ثابت |
پاس |
|
شوک چرخه دما |
-40 درجه (1 ساعت) ↔ +85 درجه (1 ساعت)، 5 چرخه؛ سوئیچینگ برق معمولی |
محفظه دمای بالا-پایین |
پاس |
|
مقاومت عایق |
بزرگتر یا مساوی 2MΩ |
تستر مقاومت عایق |
پاس |
|
ولتاژ مقاومت فرکانس برق |
AC 1500V، حداقل؛ جریان نشتی < 5 میلی آمپر |
تستر ولتاژ مقاوم |
پاس |
جدول 3: نتایج اعتبارسنجی عملکرد
مزایای برنامه و{0}}مزایای صرفه جویی در مصرف انرژی چیستلولههای LED ضد انفجار{0}?
لولههای الایدی ضد انفجار{0}}مزایای متمایزی نسبت به لامپهای فلورسنت سنتی دارند، به ویژه در بهرهوری انرژی و هزینه چرخه عمر.
بهسازی مستقیم و برنامه همه کاره
این محصول با اندازه لوله های فلورسنت استاندارد T8 مطابقت دارد و به آن اجازه می دهد بدون تغییر وسایل فعلی یا اضافه کردن بالاست با لوله های فلورسنت معمولی تعویض شود. این دستگاه با چراغهای ضد انفجار (مانند وسایل LED تمام پلاستیکی HRY91-Q) کار میکند که دارای سوئیچهای ایمنی (که با باز شدن درپوش برق را قطع میکنند) و دریچههایی برای یکسان کردن فشار در داخل و خارج و جلوگیری از تجمع رطوبت. مناسب برای مناطق خطرناک منطقه 1/2، به طور گسترده در پالایشگاه های نفت، کارخانه های پتروشیمی، سکوهای دریایی، تاسیسات نظامی و انبارهای سوخت استفاده می شود.
مزایای انرژی-صرفه جویی و طولانی مدت-
مقایسه عملکرد بین{0}لولههای LED ضد انفجار و لامپهای فلورسنت سنتی T8 صرفهجویی قابل توجهی در مصرف انرژی را تأیید میکند:
|
محصول |
منبع نور |
قدرت امتیازی |
جریان عملیاتی (220 ولت) |
ضریب قدرت |
شار نور موثر (lm) |
طول عمر (ساعت) |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
لامپ فلورسنت سنتی |
لوله های فلورسنت 36W×2 T8 |
72W |
0.33A |
0.95 |
3000 |
10,000 |
|
لامپ LED ضد انفجار{0} |
18W×2 انفجار{2}}لوله های LED مقاوم |
36W |
0.18A |
0.95 |
3100 |
50,000 |
جدول 4: مقایسه صرفه جویی در انرژی
با شار نوری مشابه، لوله ال ای دی ضد انفجار- مصرف برق را تا 50% کاهش می دهد و 55% صرفه جویی در مصرف انرژی حاصل می کند. طول عمر 50000-ساعت آن (5 برابر لوله های فلورسنت) فرکانس نگهداری و هزینه های حیاتی را برای محیط های خطرناک که دسترسی به تجهیزات چالش برانگیز است به حداقل می رساند.
مسائل و راه حل های رایج صنعت برایلولههای LED ضد انفجار{0}
مسائل رایج
آب بندی یا کپسوله سازی نامناسب می تواند عملکرد ضد انفجار{0}}لوله های LED را کاهش دهد.
گرمای بیش از حد ناشی از اتلاف گرما مسدود شده یا طراحی حرارتی نامناسب.
افزایش ولتاژ یا جریان هجومی می تواند منجر به خرابی LED شود.
ممکن است مسائل ناسازگاری با طبقه بندی مناطق خطرناک یا گروه های گاز وجود داشته باشد.
راه حل ها
برای اطمینان از آب بندی مناسب، از واشرهای سیلیکونی با فشرده سازی کافی استفاده کنید و طول چسب/کپسولاسیون (بیشتر یا مساوی 10 میلی متر/20 میلی متر) را بررسی کنید. مهر و موم ها را هر سه ماه یکبار برای سایش بررسی کنید. برای گرمای بیش از حد، سطوح دفع گرما را تمیز نگه دارید، از نصب در فضاهای بسته خودداری کنید و اطمینان حاصل کنید که بستر آلومینیومی محکم به هیت سینک چسبیده است. با انتخاب درایورهایی با حفاظت نوسان 2.5 کیلوولت و نصب برقگیرهای اضافی در شبکه های برق ناپایدار، در برابر نوسانات محافظت کنید. با تأیید اینکه درایورها دارای عملکرد شروع نرم هستند، از آسیب جریان هجومی جلوگیری کنید. برای جلوگیری از ناسازگاری، علامت ضد انفجار{8} (Ex d eb II C Gb) را تأیید کنید و از مطابقت با منطقه هدف (1/2) و الزامات گروه گاز (IIA/IIB/IIC) اطمینان حاصل کنید. همیشه از محصولات تأیید شده با گواهیهای معتبر ضد انفجار استفاده کنید و از دستورالعملهای «بدون باز شدن پوشش در هنگام برق» پیروی کنید. برای محیطهای مستعد به خوردگی{14}، اتصالات آلومینیومی با پوششهای ضد خوردگی و مواد رایانه شخصی مقاوم در برابر مواد شیمیایی را انتخاب کنید.
مراجع معتبر
اداره استاندارد جمهوری خلق چین این استاندارد را در سال 2021 منتشر کرد.GB/T 3836.1-2021: اتمسفرهای انفجاری - قسمت 1 الزامات کلی برای تجهیزات را تشریح می کند. https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=5072E6644446540225644456E656E496E666F
اداره استاندارد جمهوری خلق چین. (2021).GB/T 3836.2-2021: اتمسفرهای انفجاری - قسمت 2: تجهیزات محافظت شده توسط محفظه های ضد شعله "d."https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=5072E6644446540225644456E656E496E666F
این سند توسط اداره استاندارد جمهوری خلق چین در سال 2021 منتشر شد.GB/T 3836.3-2021: اتمسفرهای انفجاری - قسمت 3: تجهیزات محافظت شده توسط افزایش ایمنی "e."https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=5072E6644446540225644456E656E496E666F
آزمایشگاه های بیمه گری (UL). (2022).UL 1310: استاندارد برای ایمنی واحدهای برق جدا از کلاس 8. https://standardscatalog.ul.com/standards/en/standard_1310_0
آزمایشگاه های بیمه گری (UL). (2021).UL 60950-1: استاندارد ایمنی تجهیزات فناوری اطلاعات. https://standardscatalog.ul.com/standards/fa/standard_60950_1_0
وانگ، ال (2012). تجزیه و تحلیل بازار پلی کربنات.صنایع شیمیایی, 30(8), 33-37.
لی، پی (2008). تجزیه و تحلیل حرارتی و طراحی اتلاف حرارت چراغ های LED.لوازم برقی روشنایی چین, 12, 17-19.
یادداشت ها
انفجار{0}لوله ال ای دی ضد انفجار: دستگاه روشنایی که برای محیط های خطرناک طراحی شده است تا از اشتعال گازها، گرد و غبار یا بخارات قابل اشتعال از طریق طرح های ساختاری و مواد تخصصی جلوگیری کند.
ساختار ضد انفجار ترکیبی- (Ex d eb II C Gb) دو نوع ویژگی ایمنی را ترکیب می کند، ضد شعله (Ex d) و ایمنی افزایش یافته (Ex e) که آن را برای مناطق با
PC (پلی کربنات): پلیمری با کارایی بالا- با مقاومت در برابر ضربه، پایداری حرارتی و خواص نوری عالی که به طور گسترده در محفظههای روشنایی ضد انفجار استفاده میشود.
درایور جریان ثابت: یک قطعه الکترونیکی که خروجی جریان ثابت را برای LED ها حفظ می کند، که برای عملکرد ثابت و طول عمر در محیط های سخت بسیار مهم است.
رسانایی حرارتی: ویژگی ماده ای است که بازده انتقال حرارت را با مقادیر بالاتر (مثلاً بزرگتر یا مساوی 1.5 W/(m·K) برای زیرلایه های آلومینیومی) اندازه گیری می کند که اتلاف گرما را افزایش می دهد.
THD (تغییر هارمونیک کل): اندازه گیری اعوجاج شکل موج جریان، با کمتر یا مساوی 15% که سازگاری با شبکه های برق و حداقل تداخل را تضمین می کند.
طبقه بندی منطقه: فرکانس حضور اتمسفر انفجاری (منطقه 1: پیوسته/مکرر؛ منطقه 2: گاه به گاه) را بر اساس استانداردهای IEC/GB تعریف می کند.
آیا می خواهید من یک را ایجاد کنممنطقه خطرناک-چک لیست انتخاب محصول خاصبرای-لوله های LED ضد انفجار یا ایجاد یکتجزیه و تحلیل هزینه چرخه عمر 10 سالهآیا آنها را با لامپ های فلورسنت ضد انفجار{0} سنتی مقایسه می کنید؟
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.
ایمیل:bwzm15@benweilighting.com
