Світлоповертальний елемент для дорожніх катафотів

1. Світлоповертальний елемент для дорожніх катафотів, який складається з утворюючої пластини з прозорого для світла матеріалу, на внутрішній поверхні якої сформовано рельєф в вигляді груп кутових відбивачів із трьох взаємно перпендикулярних граней, який відрізняється тим, що утворююча пластина, на якій сформовано групи кутових відбивачів, має клиноподібну форму з кутом 530°. 2. Світлоповертальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що кут клина утворюючої пластини клиноподібної форми дорівнює куту заломлення променя світла в матеріалі пластини. C2 2 (19) 1 3 86995 4 рюючої поверхні, а інша розміщується під гострим коефіцієнту активної апертури ka світлоповерталькутом а до неї (α=10-30°). Для таких асиметричних ного елементу при великих кутах освітлення. елементів коефіцієнт активної апертури (ефективЗазначена задача вирішується таким чином, на поверхня) ka, що визначається відношенням що необхідні для світлоповертання групи кутових робочої зони світлоповертального елемента до відбивачів із трьох взаємно перпендикулярних загальної площі його поверхні, може досягати граней створюються на внутрішній поверхні плас100%. Подібні елементи дозволяють створити дотини з прозорого для світла матеріалу, яка зроброжні катафоти, які є максимально ефективними лена в вигляді клину та має спеціальне рифлення при великих кутах освітлення φ0. на зовнішній поверхні. Недоліком аналогу [1] є низька технологічність Світлоповертальний елемент, згідно з цим випри здійсненні операції металізації поверхонь мікнаходом, розроблено на основі результатів дослірокубів, яка необхідна для забезпечення належноджень процесу світлоповертання. Для симетричго коефіцієнту відбиття, та операції відокремлення ного світлоповертального елементу, у якому групи від матриці-штампу елементів з мікрорельєфом кутових відбивачів створюються шляхом нанесенпри виготовленні світлоповертальних елементів, ня мікропризмового рельєфу на внутрішню повервнаслідок того, що одна з робочих граней мікрокухню утворюючої пластини, типова залежність коебів рельєфу вертикальна до утворюючої поверхні фіцієнту світлоповертання kc від кута освітлення елементу. В результаті цього при відокремленні φ0 наведена на фіг. 1 (крива 1). Оптимальними є відбитку від матриці виникають значні внутрішні умови освітлення, коли промінь світла падає на напруження, які сприяють деформаціям та пошкоутворюючу поверхню під кутом φ0=0°. В цьому дженням робочих поверхонь, що веде до відповідвипадку ефективність світлоповертання є максиного значного зменшення коефіцієнту світлоповемальною. Зі збільшенням кута освітлення φ0 відртання kc. бувається зниження коефіцієнту світлоповертання Інша конструкція дорожніх катафотів базуєтьkc, яке досить значне при великих кутах освітленся на використанні мікрокубічної симетричної струня. Це пов'язано з відповідним зменшенням коектури [2], обрана як прототип, в якої світлоповерфіцієнту активної апертури ka. На фіг. 1 (крива 2) тальна поверхня з груп кутових відбивачів, наведений графік ефективної поверхні ka симетутворюється трьома серіями заглиблень мікрореричного елементу [3], нормований на відповідний льєфу. В традиційному варіанті зазначені серії коефіцієнт світлоповертання в залежності від кута заглиблень розміщуються під кутом 60° відносно освітлення φ0. Існує відповідна кореляція цих двох одна одної, створюючи симетричні усічені мікротефункцій і зменшення світлоповертання з ростом траедри, при цьому кут між гранями α=70°32'. Маккута освітлення φ0 пов'язано з не оптимальними симальний коефіцієнт активної апертури ka для умовами освітлення груп кутових відбивачів при них становить близько 0,67 при освітленні такого великих значеннях кута φ0. Різниця кривих 1 та 2 елементу нормально до утворюючої пластини (фіг. 1) пояснюється тим, що крива 2 фактично (φ0=0°). При цьому пучок світла падає на робочі представляє собою теоретичну залежність ефекграні мікрокубів під оптимальним кутом 35°16', тивної поверхні ka=f(φ0), розраховану для одиничякий вимірюється між кожною із граней та нормалного симетричного усіченого тетраедра у випадку, лю до утворюючої пластини. Будемо називати цей коли кут освітлення φ0 відносно осі елементу змінапрямок віссю світлоповертального елементу. нюється в площині, перпендикулярній одному з Подібний, так званий "симетричний" світлоповерребер тетраедра. Крива 1 відноситься до експетальний елемент досить технологічний з точки риментальне отриманого коефіцієнту світлоповерзору здійснення процесу металізації та тиражутання kc, який обумовлений відбиттям світла від вання відбитків методом гарячого пресування або декількох тисяч мікротетраедрів рельєфу з одинилиття під тиском. ці поверхні світлоповертального елементу і на Істотним недоліком прототипу [2] є помітне який також впливають процеси інтерференції світзниження коефіцієнту активної апертури ka світлола на мікрорельєфі та розсіювання світла на деповертального елементу при відхиленні напрямку фектах поверхні. Тому функція kc=f(φ0) (фіг. 1, криосвітлення від осі елементу. Наприклад, при освіва 1) в позитивній та негативній областях зміни тленні світлоповертальної поверхні під кутом кута освітлення φ0 виявляється симетричною відφ0=30°, коефіцієнт активної апертури ka становить носно кута φ0, а теоретична функція (фіг. 1, крива лише 0,25 [3], внаслідок чого помітне знижується 2) істотно несиметрична. коефіцієнт світлоповертання kc. Для кута φ0=60°, Для розрахунків кута φ1, під яким промінь світякий реалізується для дорожніх катафотів, елела падає на поверхню мікрорельєфу всередині мент [2], взагалі не може використовуватися, тому світлоповертального елементу, якщо його зовнішщо для цього випадку коефіцієнт kc=0. ня поверхня освітлюється під кутом φ0>0°, можна Ще одним загальним недоліком будь-якого ісвикористати відомий закон заломлення світла нуючого світлоповертального елементу, поверхня Снелліуса [4]: якого встановлюється під кутом φ0 до напрямку n0sinφ0=n1sin освітлення потоком Ф0, є падіння ефективності де n0 та n1 - показники заломлення світла зовні світлоповертання внаслідок відбиття частини пота всередині елементу. Для випадку, коли мікротоку світла від цієї поверхні та зменшення освітрельєф контактує безпосередньо з повітрям, для лення одиничної площини поверхні при незмінноякого n0=1,0, з закону заломлення світла можна му потоці Ф0. отримати, що φ1=sin-1(sіnφ0/n1). Саме це співвідЗадачею винаходу є підвищення ефективності ношення визначає кутову величину відхилення світлоповертання та досягнення максимального променя світла від оптимального напрямку φ0=0°. 5 86995 6 В одному з варіантів світлоповертального лень 24 трикутного профілю (фіг. 2.2), при цьому елементу, згідно з цим виноходом, для створення кожне з трикутних заглиблень має один і той же оптимальних умов освітлення елементу, мікрорекут клина θ. Мікрорельєф формується на першій льєф створюється на пластині клиноподібної фограні заглиблень, а друга грань розміщується перрми, при цьому напрямок клину відповідним обрапендикулярно до першої, щоб уникнути екранузом орієнтований відносно напрямку заглиблень вання освітлення мікрорельєфу. Цей варіант консмікрорельєфу. На фіг. 2.1 схематично зображено трукції дозволяє зменшити витрати матеріалу на світлоповертальний елемент симетричного типу з виготовлення запропонованого світлоповертальмікропризмовим рельєфом 22, який сформований ного елементу та підвищити технологічність прона пластині 21 клиновидної форми. Кут клину θ цесу виготовлення, наприклад, методом лиття під розраховується таким чином, щоб його величина тиском або високотемпературним пресуванням. дорівнювала куту заломлення променю світла φ1 в Кут θ серії трикутних заглиблень 24 визначається матеріалі пластини при освітленні її зовнішньої аналогічно куту суцільної клиноподібної утворююповерхні 23 під кутом φ0. В цьому випадку буде чої пластини 21. Оптимальний шаг серії зазначевідновлено оптимальні умови освітлення і промінь них заглиблень W визначається індивідуально і після заломлення в матеріалі пластини 21 буде залежно від товщини утворюючої пластини станопопадати на мікрорельєф 22 строго вздовж осі вить 5-20 мм в одному з варіантів пристрою, згідно світлоповертального елементу. з цим винаходом. Будемо розглядати випадок, коли кут освітВ іншому варіанті світлоповертального елемелення поверхні 23 змінюється в площині, що співнту, згідно з цим винаходом, утворююча пластина падає з напрямком осі світлоповертального еле21, на якій формується мікрорельєф 22, має спементу, перпендикулярно до однієї з трьох серій ціальне рифлення 25 на своїй зовнішній поверхні заглиблень мікрорельєфу. Цей випадок практично 23 (фіг. 3) з метою підвищення ефективності світреалізується, коли дорожній катафот розміщується лоповертання. При освітленні поверхні з прозорона полотні автошляху, наприклад, горизонтально го матеріалу з показником заломлення n1 потоком відносно до полотна автошляху, а одне з заглибФ0 під кутом φ0 до нормалі до поверхні, усередину лень орієнтоване перпендикулярно напрямку руху пластини пройде лише частина потоку Ф(φ0)=Фо[1транспорту. В цьому випадку для компенсації від-kr(φ0)]. Це обумовлено відбиттям частини потоку хилення кута освітлення відносно осі світлоповерсвітла від зовнішньої поверхні з коефіцієнтом відтального елементу в вертикальному напрямку, биття kr(φ0), який розраховується за формулами клиноподібний елемент з мікрорельєфом розміщуФренелю [4]. Крім того, з ростом кута освітлення ється таким чином, що клин встановлюється осноφ0 при незмінному потоці Ф0 знижується ефективвою вниз. ність світлоповертання в напрямку джерела світла Найчастіше, мікропризмовий рельєф утворювнаслідок того, що зменшується освітленість одиється на пластині, виготовленій з полікарбонатів, ничної площини S0 поверхні, яка змінюється за для яких величина n1=1,585. В цьому разі кут клизаконом S(φ0)=S0cosφ0. Тому коефіцієнт світлопона θ=φ 1=sin-1(sinφ0/1,585) і для розглянутого вище вертання kc буде визначатися лише частиною повипадку φ0=60° кут θ=33,120 градуса. Кут φ0=45° току Ф0(φ0)=Ф0cosφ0[1-kr(φ0)] від загального потоку відповідає куту заломлення φ1=26,495 градуса, а Ф0. Графік потоку Ф0(φ0) залежно від кута освіткут освітлення φ0=29° буде оптимальним для маклення φ0 наведений на фіг. 4. Для кута φ0=30° досимального світлоповертання при θφ 1=17,811 = ля потоку Ф0(φ0)/Ф0=0,82, тобто витрати становградуса. лять 18 %. Але при кутах освітлення φ0, більших Враховуючи, що зменшення світлоповертання 55-60°, зменшення світлового потоку Ф0(φ0)/Ф0 перевищує 50-55 %, тобто витрати збільшуються внаслідок зниження коефіцієнту активної апертури майже в 3 рази. Відповідним чином зменшується і ka не істотне для кутів освітлення φ0