黄疸光疗仪LED光源光学参数的动态可调研究

为进一步增强新生儿黄疸光疗仪LED光源降解胆红素的效果,设计了一种能够实现多通道控制的黄疸光疗仪LED驱动电路,对四种不同峰值波长的单色LED灯进行独立脉宽调制调光(PWM调光),达到光照度可调、光谱可调的目的。提出以MAX16823驱动芯片及NE555定时器为核心元件组成的脉宽调制LED驱动电路,并分析了PWM调光的优势,通过Multisim10对该驱动电路进行仿真确保方案的可行性,再制作电路板驱动新生儿黄疸光疗仪LED光源,在距离光源中心55 cm处测量不同占空比下光照度和光谱变化。实验结果表明四种不同峰值波长的单色LED光照度调节范围分别为0~35 lx、0~61 lx、0~215 lx、0~337 lx,且在四种峰值波长单色LED同时发光的情况下,峰值波长变化范围在20 nm左右,半高宽变化范围在50 nm左右。

太阳能与市电智能互补的LED光催化器供电系统

为进一步提高能源利用率,实现无需储能设备的目的,以STM32单片机为控制核心,设计一种基于双Buck输入变换器原理的太阳能与市电智能互补供电系统,并且利用此供电系统经过RT8480驱动芯片给LED光催化器直接供电。通过实验验证,LED光催化器可稳定工作在太阳能单独供电、市电单独供电、太阳能与市电联合供电的三种供电系统模式下。此系统大大提高了能源利用率,同时,也免去了蓄电池带来的成本及对环境的污染,实现节能环保的目的。

新生儿黄疸治疗仪光源的光生物安全

为了研究不同黄疸治疗仪光源的发光光谱对新生儿产生紫外辐射、热辐射等潜在的光生物安全问题,本文利用光辐射安全测定系统OST-300对传统蓝光荧光灯、普通蓝光LED灯以及经简单遗传算法计算与拟合的蓝光LED灯进行了测试与对比分析。实验结果表明:传统蓝光荧光灯在315,330,365 nm的紫外光处有明显的波峰出现,且峰值波长在365 nm处较为明显;传统蓝光荧光灯在老化后其蓝光光谱光衰严重,且存在大量的红外光线;而基于简单遗传算法计算与拟合的蓝光LED发光光谱与体内胆红素的吸收光谱相吻合,能避免对新生儿的光辐射危害。因此,本文提出的蓝光LED是治疗新生儿黄疸的理想光源。

用于光催化反应器的双面出光LED光源设计

从光催化反应器的光源结构出发,采用波长为365 nm的紫外2835LED作为光源。使用基材为PMMA并分别掺入二氧化硅和氧化铝晶体颗粒的亚克力板作为纳米导光板。利用建模工具Solidworks及仿真工具Lighttools设计导光板双面出光模型,并进行仿真优化。仿真结果表明,当导光板尺寸为600 mm×300 mm×4 mm,采用氧化铝纳米晶粒的粒子数密度为3 450 mm^(-3),粒径为2 150 nm时,紫外光光耦合效率在70%以上,双面出光光照均匀度均在80%以上,符合光催化反应器光源的要求。

直下式LED黄疸灯的设计与制作

研制了一款可在接收面上实现平面光谱分布均匀的直下式LED黄疸灯。首先,按照LED数量从少到多的顺序,在同一基板上依次对4种单色LED进行排布,使其分别在同一出光面上形成大小相近且照度均匀的光斑,进而使出光面乃至接收面上实现平面光谱分布均匀。其次,对直下式LED黄疸灯仿真验证,结果表明其确实可在接收面上实现平面光谱分布均匀。最后,在出光面上分别放置扩散板和棱镜膜,对两款直下式LED黄疸灯样品进行实验测试。测试结果表明:相较而言,在出光面上放置增光膜的直下式LED黄疸灯样品可以使接收面具有较多的光能量。但无论出光面上放置的是棱镜膜还是扩散板,在600 mm×300 mm的接收面上,直下式LED黄疸灯都能实现99. 9%以上的平面光谱分布均匀度值以及74%以上的照度均匀度值,符合国家婴幼儿光疗设备安全标准。

不同黄疸治疗光源对体外血液中胆红素降解的影响

为提高新生儿黄疸病的光照治疗效果,通过光谱匹配技术,设计并研制了一种新生儿黄疸治疗光源;采用研制的特殊蓝光LED光源与市售蓝光LED光源、蓝光荧光光源以及白光光源对浓度为130.932μmol/L的体外胆红素标准液进行光照实验,光照时间分别是1,2,4,8h,以研究胆红素的降解情况。结果表明:蓝光LED光源与蓝光荧光光源对胆红素溶液均有显著的降解效果,且自制的特殊蓝光LED光源的降解效果最佳;光源光谱是影响新生儿黄疸病治疗效果的重要因素,特殊蓝光LED能够有效降低胆红素溶液的浓度。

超薄直下式LED平板灯的大角度透镜设计与仿真

基于能量守恒定律和网格划分法,设计了一款用于超薄直下式发光二极管(LED)平板灯的大角度透镜。以朗伯型发光LED在高度为96mm下的目标面照度分布作为期望照度分布,对大角度LED透镜进行反馈优化,使其在高度为25mm的目标面上就形成具有期望照度分布的光场。为探究优化后的大角度LED透镜对直下式LED平板灯的厚度减薄程度,将目标面高度分别设为20,25,30 mm,方形LED阵列的间距分别设为96,82,75mm,利用LightTools软件模拟分析了直下式LED平板灯的目标面照度均匀度。研究结果表明,当目标面高度为25mm、方形LED阵列的间距为82mm时,目标面上的照度均匀度最好,其值(照度最小值除以照度最大值)达至0.8756,符合国家LED室内照明应用技术要求。