中心議題：

• LED透霧性研究

解決方案：

• 在任意濃度下，黃色LED的透過率最大，其次是紅色LED
• 較差透霧性的可見光成分是藍光和綠光

可見光在雪花、雨(yu)滴(di)和(he)霧(wu)滴(di)中(zhong)傳(chuan)播(bo)時(shi)
，由(you)於(yu)散(san)射(she)和(he)吸(xi)收(shou)等(deng)作(zuo)用(yong)，使(shi)其(qi)可(ke)見(jian)性(xing)受(shou)到(dao)很(hen)大(da)影(ying)響(xiang)。一(yi)些(xie)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)曾(zeng)做(zuo)過(guo)相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)，並(bing)給(gei)出(chu)了(le)一(yi)些(xie)可(ke)見(jian)光(guang)在(zai)這(zhe)些(xie)嚴(yan)峻(jun)天(tian)氣(qi)條(tiao)件(jian)下(xia)傳(chuan)播(bo)的(de)特(te)性(xing)和(he)結(jie)論(lun)。
　　
對於可見光在霧的環境中傳播，BobsyAriefKURNIAWAN測量了在不同霧濃度和霧滴大小條件下
，人眼對LED亮liang度du的de響xiang應ying。他ta采cai用yong了le紅hong黃huang藍lan綠lv四si種zhong顏yan色se光guang，以yi及ji他ta們men每mei兩liang種zhong顏yan色se之zhi間jian的de顏yan色se
，構gou成cheng了le十shi二er種zhong顏yan色se光guang進jin行xing實shi驗yan

，並bing得de出chu了le紅hong黃huang光guang和he紅hong藍lan光guang穿chuan過guo霧wu時shi亮liang度du最zui高gao。同tong時shi
，藍lan光guang在zai濃nong霧wu中zhong的de可ke見jian性xing最zui差cha。而er在zai下xia雨yu和he下xia雪xue的de環huan境jing中zhong
，研yan究jiu大da多duo集ji中zhong在zai對dui黃huang光guang和he白bai光guang的de選xuan擇ze上shang。人ren們men通tong常chang認ren為wei黃huang光guang比bi白bai光guang好hao，因yin為wei在zai相xiang同tong亮liang度du下xia黃huang光guang帶dai來lai的de眩xuan光guang沒mei有you白bai光guang嚴yan重zhong。這zhe個ge常chang識shi性xing的de認ren識shi被beiJohnD.Bullough’s的研究證實了。他得出了在相同光強下，黃光比白光受到反向散射的影響小，因而眩光小的結論[2,3]。
　　
作為對可見光在惡劣天氣條件下傳播特性的初步研究，本文所述實驗主要關注可見光在霧中的傳播情況。與BobsyAriefKURNIAWAN的實驗不同

，本實驗采用了四種單色LED作為光源，這就避免了Bobsy的方法中可能出現的同色異譜現象。實驗采用加濕器產生霧，測量四種單色LED在不同霧濃度下的照度衰減。霧的濃度由一個白色LED在(zai)相(xiang)應(ying)濃(nong)度(du)下(xia)的(de)照(zhao)度(du)衰(shuai)減(jian)值(zhi)來(lai)描(miao)述(shu)。通(tong)過(guo)照(zhao)度(du)衰(shuai)減(jian)曲(qu)線(xian)得(de)到(dao)了(le)具(ju)有(you)最(zui)佳(jia)透(tou)霧(wu)能(neng)力(li)的(de)單(dan)色(se)可(ke)見(jian)光(guang)。本(ben)實(shi)驗(yan)從(cong)量(liang)化(hua)的(de)角(jiao)度(du)分(fen)析(xi)了(le)單(dan)色(se)可(ke)見(jian)光(guang)對(dui)霧(wu)的(de)穿(chuan)透(tou)特(te)性(xing)。實(shi)驗(yan)結(jie)論(lun)對(dui)道(dao)路(lu)照(zhao)明(ming)設(she)備(bei)的(de)選(xuan)擇(ze)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)指(zhi)導(dao)意(yi)義(yi)。
　　
實驗方法
　　
1實驗裝置


Fig.1Systemsetupoftheexperimentinsideview

如圖1所示
，1為光源，四隻單色LED均為1W；2為霧氣箱
，長30cm
，寬37cm，高32cm，內表麵塗黑

；3為加濕器，通過22個檔位產生不同度的霧
；4為連通管，將加濕器產生的霧通入霧氣箱；5為探頭，正對著光源；6為照度計，用來采集照度值。

2實驗條件
　　
為(wei)防(fang)止(zhi)外(wai)界(jie)光(guang)對(dui)實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)，整(zheng)個(ge)實(shi)驗(yan)在(zai)暗(an)室(shi)中(zhong)進(jin)行(xing)。同(tong)時(shi)，實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)門(men)窗(chuang)均(jun)緊(jin)閉(bi)，以(yi)防(fang)止(zhi)外(wai)界(jie)氣(qi)流(liu)對(dui)實(shi)驗(yan)的(de)幹(gan)擾(rao)。實(shi)驗(yan)室(shi)保(bao)持(chi)恒(heng)溫(wen)25℃。
　　
該實驗最為重要的部分是在實驗室中對霧進行模擬。由於實驗對霧的要求是具有均勻性、wendingxing
，bingqienenggoujiaofangbianditiaojienongdu，yincigaishiyanbunengwutianzaishiwaijinxing
，bixuzaishiyanshirengongzaowu。shiyancaiyongjiashiqipenchudewuzhuangshuiqilaimoniziranjiezhongdewu。daduoshuwudiquyangfahuodedeziranjiezhongcunzaidewu
，qilizizhijingdefanweishi4~10μm。而采用離心式加濕器可打出直徑為5μm[4]的de細xi霧wu，恰qia在zai天tian然ran霧wu粒li子zi大da小xiao的de範fan圍wei之zhi內nei。另ling外wai
，采cai用yong離li心xin式shi加jia濕shi器qi可ke避bi免mian蒸zheng汽qi式shi加jia濕shi器qi打da出chu的de高gao溫wen水shui霧wu可ke能neng對dui照zhao度du計ji探tan頭tou產chan生sheng的de影ying響xiang。
　　
通過光譜儀采集得到實驗所用四種單色LED的特征參量峰值波長和半波寬，依次為：紅色LED（λp=625nm，FWHM=50nm）
、黃色LED（λp=594nm，FWHM=13nm）、綠色LED（λp=514nm，FWHM=45nm）
、藍色LED（λp=459nm，FWHM=22nm）。實驗在不同霧濃度下測量各單色LED的透過照度。

3實驗過程
　　
本實驗通過加濕器的六個檔位（0檔、10檔、12檔、14檔
、16檔和18檔）產生不同濃度的霧，霧濃度隨著檔位的上升而上升。
　　
首先，在無霧的條件下點亮紅色LED，通過照度計測得此時的照度值作為初始照度。在某一特定檔位下，開啟加濕器兩分鍾。關閉加濕器10秒後，霧在透霧箱內已基本均勻分布，測得此時的照度值作為紅色LEDzaicinongduxiadetouguozhaodu。touguozhaoduyuchushizhaodudebizhijiweitouguolv。dengdaiyiduanshijian，dangtouwuxiangneidewuqisanquhou，gaibianjiashiqidangweibingzhongfushangshushiyan。meizhongyansedeLED都重複上述過程。取三次實驗的平均值作為最後結果。
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4霧濃度的表征
　　
本實驗中，霧的濃度通過一個白色LED（λp=492nm,Tc=6000K）在相應檔位霧濃度下的透過率來定義。也就是說，白色LED的透過率數值表征了對應霧環境的濃度值。白色LED的透過率采用了與其他四種單色LED透過率相同的方法獲得。在0檔（無霧）、10檔、12檔、14檔

、16檔和18檔的白光透過率如表1所示。
　　
表1不同檔位下白光LED的透過率
　　
Table.1TransmissionfactorofwhiteLEDunderdifferentlevels

相應地，霧在0檔（無霧）
、10檔

、12檔、14檔、16檔和18檔的濃度可描述為100%，75.9%
，51.2%，22.8%，10.1%，5.9%。

實驗結果
　　　
得到了在100%，75.9%，51.2%，22.8%，10.1%
，5.9%霧濃度下，四種單色LED的透過率。取三次重複實驗的平均值，如表2所示。
　　
表2四種單色LED在不同霧濃度下透過率
　　
Table.2MeansoftransmissionfactorsoffourmonochromeLEDs


基於表2

，可以得到隨著霧濃度變化，四種單色LED透過率變化的曲線。如圖2。

圖2不同霧濃度下單色光透過率曲線
Fig.2Curvesoffogtransmissionfactorsthroughdifferentfogdensities
　　
圖2中，橫坐標為用白色LED的透過率表示的霧濃度
，縱坐標為四種單色LED的透過率。從圖2可以得出，隨著霧濃度的上升，四種單色LED的透過率逐漸下降。在任意濃度下，黃色LED的透過率最大，其次是紅色LED。藍色和綠色LED的透過率較低。
　　
本實驗測量了四種單色LED在不同霧濃度下的穿透情況，得出了隨著霧濃度的上升，單色LED的(de)透(tou)霧(wu)性(xing)能(neng)也(ye)下(xia)降(jiang)，但(dan)下(xia)降(jiang)程(cheng)度(du)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong)。四(si)種(zhong)單(dan)色(se)光(guang)在(zai)任(ren)意(yi)濃(nong)度(du)下(xia)，黃(huang)光(guang)的(de)透(tou)霧(wu)性(xing)能(neng)最(zui)好(hao)，其(qi)次(ci)是(shi)紅(hong)光(guang)。透(tou)霧(wu)性(xing)最(zui)差(cha)的(de)是(shi)綠(lv)光(guang)和(he)藍(lan)光(guang)。
　　
此ci結jie論lun進jin一yi步bu驗yan證zheng了le之zhi前qian的de相xiang關guan研yan究jiu結jie果guo
，即ji黃huang光guang成cheng分fen具ju有you較jiao好hao的de透tou霧wu性xing。同tong時shi，本ben實shi驗yan得de出chu具ju有you較jiao差cha透tou霧wu性xing的de可ke見jian光guang成cheng分fen是shi藍lan光guang和he綠lv光guang

，這zhe個ge結jie論lun與yuBobsyAriefKURNIAWAN的結論稍有不同。造成結論不同的原因之一可能是由於兩個實驗所用藍光的光譜不同。
　　
zaiwudehuanjingzhong
，kejianguangtouguolvdexiajiangshiduibijiangdidejieguo。renmennenggoukandaoshiwu
，bingbushijiyushiwubenshendejueduiliangdu
，ershijiyushiwuyuzhouweihuanjingdeduibi。wudecunzaijiangdilezhezhongduibidechengdu
，erwudenongduyuegao，zhezhongduibidechengdujiuyuedi。yinci，renmenzaiwuzhongjiubunamerongyikanqingchuzhouweishiwu。
　　
本ben實shi驗yan僅jin是shi對dui可ke見jian光guang在zai惡e劣lie天tian氣qi條tiao件jian下xia透tou過guo情qing況kuang的de初chu步bu研yan究jiu。盡jin管guan通tong過guo加jia濕shi器qi造zao出chu的de霧wu，在zai成cheng分fen和he霧wu滴di大da小xiao以yi及ji空kong間jian分fen布bu上shang與yu自zi然ran中zhong的de霧wu不bu盡jin相xiang同tong，但dan仍reng能neng一yi定ding程cheng度du上shang反fan映ying出chu單dan色se光guang在zai大da量liang水shui汽qi凝ning結jie環huan境jing中zhong的de透tou過guo情qing況kuang，如ru下xia雨yu或huo濕shi度du很hen大da的de環huan境jing。進jin一yi步bu的de研yan究jiu將jiang集ji中zhong在zai下xia雪xue和he下xia雨yu的de條tiao件jian下xia，以yi期qi研yan究jiu結jie論lun對dui道dao路lu照zhao明ming設she備bei的de選xuan擇ze起qi到dao一yi定ding的de指zhi導dao意yi義yi，從cong而er提ti高gao惡e劣lie天tian氣qi條tiao件jian下xia道dao路lu交jiao通tong安an全quan。