工业照明灯具——包括低棚灯和高棚灯——旨在营造安全高效的工作环境。尽管工业照明在性能和效率方面面临着极高的挑战，但由于其通常需要长时间运行、承受相对较高的功率以及在严苛的运行条件下工作，因此工业照明系统的耐用性和可靠性往往优先于其他设计考量。随着LED技术在功率转换、光传输和光谱功率分布方面不断突破效率极限，构建能够在恶劣环境下稳定运行的照明系统仍然是一项挑战。工业照明灯具通常需要应对高湿度、腐蚀性气体、粉尘、振动、温度波动和不纯净电源等极端条件。只有当LED灯具能够在这些条件下正常工作时，才能真正发挥LED照明的优势。
LED照明系统的设计是一个多维度的工程过程，需要对产品的电气、热学、光学和机械特性进行周全的考量。前端的电气、热学和光学工程直接影响系统性能。由于商业和住宅照明市场的工作环境要求较低，因此对这类灯具的机械性能关注较少。然而，灯具的机械性能，即灯具在极端环境下的表现，对于工业场所的无故障运行至关重要。
工业照明灯具经常面临两种极端环境：高湿度和腐蚀性气体。这些极端环境常见于重工业场所、化工厂、食品加工厂、沿海地区或热带气候区，对灯具的可靠性构成持续威胁。机械工程设计上的任何疏忽都可能导致工业照明系统发生灾难性故障。
腐蚀是一种化学或电化学作用，它会侵蚀金属并使其发生阳极变化。腐蚀剂（引发反应的物质）会被还原或发生阴极变化。腐蚀会将金属转化为金属化合物，例如氧化物、氢氧化物或硫酸盐。所有腐蚀都发生在金属表面，在严重且长时间的腐蚀条件下，这种破坏性变化会持续进行，直至金属的完整性受到损害。腐蚀剂包括酸（硫酸、卤酸等）、碱和盐，大气和水是这些腐蚀剂最常见的两种介质。
工业环境中的大气可能含有大量腐蚀性化合物，例如金属氧化物、氯化物、硫酸盐和硫酸。氧气、水或高湿度会促进腐蚀过程，导致各种形式的腐蚀，包括全面腐蚀和局部腐蚀，例如电偶腐蚀、点蚀、丝状腐蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀。除了工业排放外，沿海或海洋环境中的大气也可能由于氯化钠（盐）和硫化物的存在而具有极强的腐蚀性。这些腐蚀性物质可以通过海浪飞沫、薄雾、浓雾或盛行风传播。此外，游泳池区域、洗衣房、冲洗作业场所、设有柴油燃烧设备的建筑物、某些空气处理设备和水处理设施等室内环境也会产生腐蚀性大气。
灯具的腐蚀行为受其所处外部环境的影响。工业灯具运行环境的主要参数包括湿度、温度、腐蚀性化学物质和离子、粉尘以及腐蚀性气体。高湿度是腐蚀最主要的诱因。湿度指的是空气中的水蒸气或水分。
空气中的水分以细小液滴的形式存在，这些液滴具有很强的溶解环境中其他物质的能力。水本身不具有腐蚀性，但当它与空气中的其他污染物（例如氯化物、硫酸盐、二氧化硫、碳和硝酸盐）结合时，就会产生腐蚀性。水具有电解质和导电性，因此可以增强这些污染物的腐蚀作用。水的腐蚀性取决于溶解的污染物和水中的氧气浓度。
工业污染物通常是腐蚀性物质，它们会通过潮气或水与灯具接触，导致金属严重腐蚀。由于盐溶液是电解质，含有微小盐水滴的海风会使沿海环境具有很强的腐蚀性。潮湿环境中的水分会通过冷凝和吸收作用沉积在灯具的金属外壳上。过高的相对湿度会加速水分的吸收。温度的剧烈变化会加速湿度引起的腐蚀。空气温度的变化会导致冷凝，当冷凝的水分蒸发时，腐蚀性物质就会沉积在金属表面。
LED是一种半导体器件，只有当其被正确集成到系统中时，才能实现比所有传统产品更长的使用寿命。LED照明系统的组成远比传统灯具复杂。为了维持光通量和颜色稳定性，实现可控的LED结温至关重要。必须提供严格的线路和负载调节，以确保LED在最佳电气条件下运行。定制的光学系统用于创建完全优化的LED照明系统，从而提供高效且精确控制的光分布。
将LED集成到系统中时，第一步是仔细评估应用环境和运行应力条件。当LED灯具用于可能暴露于高湿度、工业污染物或沿海大气环境中时，必须从设计阶段就考虑腐蚀和防护措施，以防止对热系统、电气系统、光学系统以及LED本身产生不利影响。
LED芯片必须经过封装才能用于实际应用。封装具有多重作用：它使LED芯片能够与印刷电路板进行电气和热连接；能够将GaN基LED发出的蓝光或紫外光下转换以产生白光；并保护LED芯片免受环境影响。目前，大多数中功率LED和所有高功率LED封装都使用硅胶作为荧光粉封装的基质。尽管硅胶封装材料具有诸多优点，但其高透湿性和高透气性也带来了严峻的挑战。
在化学品浓度高或潮湿的环境中，直接使用未经防护处理的LED会导致LED过早失效。氧气和腐蚀性气体可以扩散到硅胶封装层中，引发腐蚀。例如，硫化氢会与镀银引线框架表面反应生成硫化银。这会导致光输出降低，极端情况下，腐蚀甚至会导致接触不良。封装内的水分不仅会加剧腐蚀，还会降低界面粘合强度。界面粘合强度降低和湿机械应力是导致LED封装分层的主要原因。
LED灯具的其他部件也可能受到腐蚀和潮气侵蚀。LED产品本质上是一个电子系统，它利用印刷电路板来构建LED组件和驱动电路。高湿度会导致电路表面更容易凝结水汽，从而降低表面绝缘电阻，增加电路短路的风险。溶解在水中的腐蚀性物质会导致金属电路走线和印刷电路板的各层发生腐蚀。
散热器是LED热管理系统中最关键的组件。为了促进对流散热，它通常兼作暴露在外的灯具外壳。散热器常用的材料是铝。虽然铝表面会迅速形成一层薄薄的非晶态氧化铝，使其比其他金属更耐腐蚀，但铝及其合金仍然容易受到多种腐蚀。含硫和含氮电解液与氯化物环境的结合会加速铝制散热器的腐蚀。
在空气中存在盐分或工业污染物的环境中，LED灯具的铝制外壳（散热器）需要采取有效的防腐蚀措施。LED灯具的光学系统也会受到极端环境的影响。长期暴露在高湿度环境中会导致光学透镜起雾，从而造成光通量衰减。当暴露于含有腐蚀性化学物质的环境中时，由聚碳酸酯或丙烯酸树脂制成的光学元件会丧失其光学特性和机械性能。
由于湿度在腐蚀和潮湿引起的失效过程中都起着重要作用，工业照明灯具必须可靠地防止水、湿气和低表面张力液体（例如清洁液）的渗入。安装在高湿度和腐蚀性环境中的高棚和低棚LED灯具必须达到至少IP65的防护等级。这些灯具具有最高的防尘等级，并且所有侧面（包括驱动电路和控制电路单独安装时的电气外壳）都具有防喷溅功能。
根据应用的不同，防潮等级最高可达 IPX8（可防止持续浸没）或 IPX9K（可防止蒸汽喷射清洗）。外壳通常采用一体式硅胶垫圈密封。必须注意防止内部出现真空或压力积聚，以免因温度快速/极端变化而导致硅胶垫圈受力过大。在密封外壳中安装通风口可以平衡压力差，减少冷凝，同时阻挡水和污染物。
铝制外壳的防腐蚀是通过表面处理实现的。主要的表面处理方法是施加电化学（阳极氧化）或化学（铬酸盐化）转化膜，从而在腐蚀性环境和铝表面之间形成一道屏障。这些处理方法可以增强涂层与铝表面的附着力，并减缓有机涂层下方的腐蚀。
有机涂层常用于铝基材上，以提供耐用、耐刮擦和耐化学腐蚀的表面，从而增强防腐蚀性能并兼具装饰作用。这种有机涂层通常为粉末状涂料，以三缩水甘油异氰脲酸酯 (TGIC) 聚酯为粘合剂。铝制外壳的耐腐蚀性能通过在实验室加速试验中进行评估，该试验采用化学改性盐雾溶液。
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