具备色温切换功能的LED路灯的制作方法

文档序号:14986797发布日期:2018-07-20 21:24阅读:147来源:国知局
本发明涉及照明装置
技术领域
,尤其涉及一种具备色温切换功能的led路灯。
背景技术
:现在led路灯使用越来越广泛,在节能减排和环保的现状下,使用led路灯是一种趋势。现有的led路灯主要包括灯壳、电源驱动板、led电路板、led灯以及透明灯罩。可是led路灯有一项天然的瓶颈需要解决:现有的led路灯所发出的都为色温为区间在5500-6000k的冷白光,相较于传统的高压钠灯路灯,其发光效率得到了非常大的提升。在天气情况良好的情况下,led路灯可以完全替代传统的高压钠灯路灯。然而,在一些特殊的天气情况下,比如雾雨天气来说,这种冷白光的照明效果会大大降低。由于冷白光的透雾性较差,从而会直接影响到雾雨天气的行车安全问题。技术实现要素:本发明旨在提供一种具备色温切换功能的led路灯,以解决上述提出问题。本发明的实施例中提供了一种具备色温切换功能的led路灯,包括光源和一色温切换组件,用以切换色温,所述色温切换组件包括:湿度传感器,用以检测周围的空气湿度;驱动装置,连接所述湿度传感器;色温调整片,连接所述驱动装置,用以调整所述光源所发出的光的色温;其中,在所述湿度传感器所检测得到的空气湿度大于一预设值的状态下,所述色温调整片通过所述驱动装置驱动至一第一位置,在所述第一位置下,所述色温调整片完全遮挡在所述光源之前,将光源所发出的光调整为色温在2000k-2700k的暖黄光;在所述湿度传感器所检测得到的空气湿度不超过所述预设值的状态下,所述色温调整片通过所述驱动装置驱动至一第二位置,所述色温调整片不遮挡所述光源所发出的光;所述湿度传感器为一种基于金属离子掺杂的氧化锆湿度传感器;所述湿度传感器为厚膜型,采用陶瓷基板为衬底,在该陶瓷基板上设有插指电极,插指电极上设有敏感薄膜,所述敏感薄膜为掺杂有ca、ba、ni的zro2薄膜。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。附图说明利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本发明的结构爆炸图;图2是本发明的的局部剖视图;图3是本发明的另一局部剖视图;图4是本发明的色温调整片位于第一位置的示意图;图5是本发明的色温调整片位于第二位置的示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。本发明的实施例涉及一种具备色温切换功能的led路灯,该led路灯主要包括光源和色温切换组件,结合图1-5。其中,该光源与现有的led灯类似,包括电源驱动板4、led电路板12、led灯11。led电路板12连接电源驱动板4以及led灯11,led灯11即可获取电能。在这里led灯11采用的是led灯杯。led灯杯是用led、恒流驱动器、光学透镜和金属或其他具有高热导系数的散热器外壳组合而成的新型照明灯具,采用手电筒聚光原理,抛物线曲面设计,能更有效的降低光损。该色温切换组件包括:湿度传感器5,驱动装置,色温调整片10,湿度传感器5和驱动装置都设置在电路板3上。根据湿度传感器5所检测得到的空气湿度,色温调整片10通过驱动装置进行驱动,在雾雨天气下(湿度传感器5所检测得到的空气湿度大于一预设的值),色温调整片10驱动至光源之前,从而遮挡光源,使光源所发出的光透过色温调整片10,转变成色温在2000k-2700k的暖黄光,可以有效提高透雾性,保证行车安全;而在空气湿度不超过这个预设的值时,色温调整片10不遮挡光源,光源所发出的光仍然为原始的冷白光。在本实施例中,驱动装置包括有马达6、马达支座7以及减速齿轮8,马达6设置在马达支座7上,色温调整片10包括色温调整片主体101以及位于色温调整片主体101一侧的齿条102,减速齿轮8齿合在齿条102与马达6之间,马达6通过减速齿轮8来带动齿条102,从而使色温调整片10移动,又可以防止色温调整片10移动速度过快而损坏。整个led路灯还包括灯壳2和透明灯罩9,在本实施例中,其内部被分成了两个空间,光源设置在其中的一个空间内,而色温调整片10可在这两个空间内来回移动,从而达到遮挡光源以及不遮挡光源的目的。如图4所示,在湿度传感器5所检测得到的空气湿度大于预设的值的情况下,色温调整片10被驱动至光源所在的空间内,完全遮挡住了光源,光源所发出的光通过色温调整片10调整色温后发出,可以有效提高雾雨天气下的透雾性;如图5所示,在空气湿度不超过预定的值的情况下,色温调整片10被驱动至另一空间内,不遮挡光源所发出的光,从而可以有效发挥led灯在正常天气条件下的发光效率。为了达到更好的调节效果,本发明所述的湿度传感器5为一种基于金属离子掺杂的氧化锆湿度传感器。目前,电阻式的湿度传感器中,其湿敏材料涉及陶瓷、半导体、有机高分子等材料,陶瓷材料因其多孔结构有利于水分子的吸附和释放,半导体材料可分为金属氧化物半导体和元素半导体。基于上述物质的湿度传感器还存在灵敏度不高、稳定性不好等缺点。其中,氧化锆是锆的一类氧化物,氧化锆与某些物质复合会在不同条件下对电、声、光、气、温度等展现敏感特性,复合的氧化锆被广泛用于气体传感器、温度传感器、压力传感器等领域。目前,将氧化锆纳米材料用于湿度传感器的技术方案不多。本发明所述湿度传感器为厚膜型,采用陶瓷基板为衬底,在该陶瓷基板上设有插指电极,插指电极上设有敏感薄膜,该敏感薄膜厚度为0.5mm,所述敏感薄膜为掺杂有ca、ba、ni的zro2薄膜。具体的,所述敏感薄膜形成过程为:将zro2纳米粒子与caco3颗粒混合,形成敏感材料a;将zro2纳米粒子与baco3颗粒混合,形成敏感材料b;将zro2纳米粒子与nio纳米粒子混合,形成敏感材料c;将上述得到的敏感材料a、b、c混合,置于研钵中,然后滴加适量去例子水,研磨12h后形成糊状,将该糊状混合物放在坩埚中,依次在470℃、950℃下分别煅烧50min、160min,然后将煅烧后混合物再次调成糊状,涂覆在带有插指电极的陶瓷基板上,干燥后形成所述的敏感薄膜。氧化锆是一种弱酸性氧化物,其化学性质比较稳定,对碱溶液以及许多酸溶液都具有足够的稳定性,经煅烧后的氧化锆由其稳定。zro2与其它物质复合会在不同条件下对电、声、光、气、温度和水汽等展开敏感特性,因此,复合的zro2被广泛用于电子陶瓷和功能陶瓷等领域中,主要有电压元件、滤波器、超声波振荡器、蜂鸣器及气体传感器、温度传感器等敏感元件,但是其在湿度传感器方面应用较少。目前基于zro2薄膜的湿度传感器已经被开发,如在zro2湿敏压片中掺入8mol%y2o3作稳定剂,同时在压片同一平面上印刷三个pt电极,将zro2湿敏压片在1500℃下煅烧后形成湿度传感器。然而,现有技术中,如上述的基于zro2薄膜的湿度传感器存在着灵敏度较低、响应恢复速度较慢、稳定性较差等缺点。本发明技术方案中,创造性的在zro2薄膜中掺杂有ca、ba、ni,经过煅烧后,使得其与各掺杂元素形成共熔体,改变了材料的微结构,取得了意料不到的技术效果,使得该湿度传感器的灵敏度大大提高,并缩短了响应恢复时间。上面所述的zro2纳米粒子为购买的商用zro2,具体为单斜zro2,粒径为50nm。在敏感材料a中,caco3颗粒为超细碳酸钙,粒径为80nm,所述zro2纳米粒子与caco3颗粒的质量比为4:3。纳米碳酸钙是化学合成碳酸钙的粒径在1~100nm范围内的产品,纳米碳酸钙无臭、无味、无毒,在大气中稳定,是一种功能型填充材料,目前,纳米碳酸钙被广泛用于橡胶、塑料、造纸、涂料等领域;在橡胶中,纳米碳酸钙可以增加体积,改善橡胶的加工性能,比如增加伸长率、撕裂性能、压缩形变等;在塑料中,纳米碳酸钙可以提高塑料的尺寸稳定性,提高塑料的强度和刚性,改善塑料的加工性能。目前,将纳米碳酸钙与湿敏材料,特别是氧化锆材料结合的技术方案不多,本发明中,创造性的将纳米碳酸钙与zro2纳米粒子混合,经过煅烧,形成共熔体,钙离子能够部分的替代锆离子,产生了意料不到的增大灵敏度的技术效果,同时,纳米碳酸钙释放的气体能够使得敏感薄膜形成疏松多孔的结构,有利于增大水汽与敏感薄膜的接触面积,进而增大敏感薄膜的灵敏度。在敏感材料b中,baco3颗粒为超细碳酸钡,粒径为200nm,所述zro2纳米粒子与baco3颗粒的质量比为7:2。碳酸钡是一种重要的基本化工原料,目前被广泛用于建材、冶金、电子和化工等领域;在电子行业,碳酸钡对x射线具有具有较强的屏蔽能力,在玻璃和陶瓷行业,碳酸钡作为焙烧添加剂,能增加可浇筑性。本发明技术方案中,还将碳酸钡纳米颗粒与纳米氧化锆混合作为湿敏材料,经过煅烧,形成共熔体,钡离子能够部分的替代锆离子,产生了意料不到的增大灵敏度的技术效果。在敏感材料c中,nio纳米颗粒粒径为20nm,所述zro2纳米粒子与nio纳米颗粒的质量比为13:5。具体的,所述的插指电极中为pt电极,pt电极线条宽为0.12mm,指间距为0.15mm,插指电极厚度为0.1~0.2mm。实施例1所述湿度传感器的制备过程为:步骤1,清洗,将带有插指电极的陶瓷衬底用乙醇浸泡2h,然后超声清洗20min,再用去例子水冲洗数遍,烘干备用;步骤2,涂覆敏感材料:将zro2纳米粒子与caco3颗粒混合,形成敏感材料a;将zro2纳米粒子与baco3颗粒混合,形成敏感材料b;将zro2纳米粒子与nio纳米粒子混合,形成敏感材料c;将上述得到的敏感材料a、b、c混合,置于研钵中,然后滴加适量去例子水,研磨12h后形成糊状,将该糊状混合物放在坩埚中,依次在470℃、950℃下分别煅烧50min、160min,然后将煅烧后混合物再次调成糊状,涂覆在带有插指电极的陶瓷基板上,形成敏感薄膜;步骤3,干燥,老化:将涂有敏感薄膜的陶瓷衬底在90℃下干燥5h,干燥后,在100%相对湿度环境下,载交流电压2v,频率为1khz条件下老化24h,得到所述的湿度传感器。本实施例中,所述的敏感薄膜厚度为0.5mm;在敏感材料a中,caco3颗粒为超细碳酸钙,粒径为80nm,所述zro2纳米粒子与caco3颗粒的质量比为4:3;在敏感材料b中,baco3颗粒为超细碳酸钡,粒径为200nm,所述zro2纳米粒子与baco3颗粒的质量比为7:2;在敏感材料c中,nio纳米颗粒粒径为20nm,所述zro2纳米粒子与nio纳米颗粒的质量比为13:5。实施例2所述湿度传感器的制备过程为:步骤1,清洗,将带有插指电极的陶瓷衬底用乙醇浸泡2h,然后超声清洗20min,再用去例子水冲洗数遍,烘干备用;步骤2,涂覆敏感材料:将zro2纳米粒子与caco3颗粒混合,形成敏感材料a;将zro2纳米粒子与baco3颗粒混合,形成敏感材料b;将zro2纳米粒子与nio纳米粒子混合,形成敏感材料c;将上述得到的敏感材料a、b、c混合,置于研钵中,然后滴加适量去例子水,研磨12h后形成糊状,将该糊状混合物放在坩埚中,依次在470℃、950℃下分别煅烧50min、160min,然后将煅烧后混合物再次调成糊状,涂覆在带有插指电极的陶瓷基板上,形成敏感薄膜;步骤3,干燥,老化:将涂有敏感薄膜的陶瓷衬底在90℃下干燥5h,干燥后,在100%相对湿度环境下,载交流电压2v,频率为1khz条件下老化24h,得到所述的湿度传感器。本实施例中,所述的敏感薄膜厚度为0.9mm;在敏感材料a中,caco3颗粒为超细碳酸钙,粒径为80nm,所述zro2纳米粒子与caco3颗粒的质量比为4:3;在敏感材料b中,baco3颗粒为超细碳酸钡,粒径为200nm,所述zro2纳米粒子与baco3颗粒的质量比为7:2;在敏感材料c中,nio纳米颗粒粒径为20nm,所述zro2纳米粒子与nio纳米颗粒的质量比为13:5。实施例3所述湿度传感器的制备过程为:步骤1,清洗,将带有插指电极的陶瓷衬底用乙醇浸泡2h,然后超声清洗20min,再用去例子水冲洗数遍,烘干备用;步骤2,涂覆敏感材料:将zro2纳米粒子与caco3颗粒混合,形成敏感材料a;将zro2纳米粒子与baco3颗粒混合,形成敏感材料b;将zro2纳米粒子与nio纳米粒子混合,形成敏感材料c;将上述得到的敏感材料a、b、c混合,置于研钵中,然后滴加适量去例子水,研磨12h后形成糊状,将该糊状混合物放在坩埚中,依次在470℃、950℃下分别煅烧50min、160min,然后将煅烧后混合物再次调成糊状,涂覆在带有插指电极的陶瓷基板上,形成敏感薄膜;步骤3,干燥,老化:将涂有敏感薄膜的陶瓷衬底在90℃下干燥5h,干燥后,在100%相对湿度环境下,载交流电压2v,频率为1khz条件下老化24h,得到所述的湿度传感器。本实施例中,所述的敏感薄膜厚度为0.5mm;在敏感材料a中,caco3颗粒为超细碳酸钙,粒径为80nm,所述zro2纳米粒子与caco3颗粒的质量比为4:1;在敏感材料b中,baco3颗粒为超细碳酸钡,粒径为200nm,所述zro2纳米粒子与baco3颗粒的质量比为7:2;在敏感材料c中,nio纳米颗粒粒径为20nm,所述zro2纳米粒子与nio纳米颗粒的质量比为13:5。将本发明所述的湿度传感器在湿敏元件测试系统中测量:对于各实施例得到的湿度传感器,如下表1为在相同的测量条件(25℃、20hz)下,得到的灵敏度、响应恢复时间及稳定性数据;其中,稳定性为在相同条件下,重复测量1000次后的灵敏度的变化量(%)。表1各实施例得到的湿度传感器的敏感特性灵敏度kω·(%rh)-1响应时间s恢复时间s稳定性%实施例134062274实施例21083322697实施例3674152369从上可以看到,通过调整敏感薄膜厚度与掺杂比例,实施例1中得到的湿度传感器在灵敏度、响应恢复时间、稳定性方面具有优势,取得了意料不到的技术效果。以上所述仅为本发明的较佳方式,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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