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全新一代光源和灯具光强分布测量设备本港台直

发布时间: 2019-11-08

  全新一代光源和灯具光强分布测量设备_信息与通信_工程科技_专业资料。光度计的原理

  全新一代光源和灯具光强分布测量设备 李倩郭志军 胡红英 (杭州远方光电信息有限公司) 摘要 光源或灯具的配光性能(光强分布)是评价其质量的重要性能指标。本文 重点分析了光强分布测量的几种方法和设备,分析认为远方公司的GO-R3000 2M2D双镜双探分布光度计克服了光源或灯具在光强测量中易受燃点状态、灯具 运动性、杂散光、环境温度变化的影响等问题,可实现最高精度测试,且测量 范围宽,适宜于各种光源和灯具的测量。 关键词光强 配光曲线分布光度计 高精度动态范围 1概述 光源或灯具的配光性能(光强分布)是评价其质量的重要性能指标,准确测量光强 分布也是准确获得光源或灯具的光效、效率的有效方法。光效的高低直接决定了光源或 灯具的节能效果,所以精确地测量光强分布对于光源或灯具的研发和生产,提高光源或 灯具的品质十分重要,对“绿色照明’’的实施也有着重要影响。 2光源和灯具光强分布测量的基本原理 2.1各种光源的发光特性 由于发光机制不同,各种光源及其灯具的发光受外部和内部环境因素的影响也不 同。对于气体放电灯,如各种荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯以及高压和低压钠灯而 言,在不同的姿态下燃点,灯管内的气体以及未被汽化的固体分布也不同,因此作光强 分布测量时要特别注意灯的燃点姿态必须与指定的姿态相一致:其次某些光源如荧光灯 对环境温度很敏感,典型的例子是在静止的空气环境中,当环境温度为25℃时,40W荧 光灯的光输出量大,当环境温度低于15℃时,灯的光输出随温度的降低很快减少,温度 高于最佳温度时,光输出也要减少;另外周围的空气对流也会影响光源和灯具的光强的 测量,下表列出了各种光源或灯具的主要敏感因素,测量电压、环境和其它方面的要求。 59 表1各种光源发光的敏感因素和测量要求 类型 自炽灯/钨丝 灯 敏感因素 允许电压 波动范围 0.1% 环境温度 20。C’27。C间,j1:作时 允许波动(4-3"C 备注 供电电压 环境温度,空气流 动和燃点姿态 燃点姿态 建议使Jfj四线灯头 荧光灯 高压汞灯 O.5% 25±1℃ 应避免灯周闱产生 气流 0.2% 20"C’27"C间,工作时 允许波动<4-3"C 使川不同的灯在所 金卤灯 燃点姿态 tT作历史 0.2% 20℃’27"C间,:工:作时 允许波动<4-3"C 需燃点姿态上老 炼,在热状态时禁 I}=移动该种灯 低压钠灯 燃点姿态 0.2% 20"(2’27"C间,]:作时 允许波动<4-3℃ 20"C’27"(2间,:J:作时 允许波动<±3℃ 热状态时禁I卜移 动,即使在冷却后 也必须轻拿轻放 高压钠灯 外部环境温度 0.2% 2.2光强分布测量的基本原理及方法 光强分布亦称配光性能,是指光源或灯具在不同的空间方向上的光强大小,也就是 光强随角度的分布曲线。光强分布曲线通常通过分布光度计在暗室中进行测量来获得。 以光源或灯具的光度中心为中心,光度探头在一定的距离下绕中心转动,通过测量 照度和被测光源与光度探头之间的距离,即可测量得到灯具的光强分布曲线 光强分布曲线的测量原理示意图 光强度由照度平方反比关系计算: ,p,伊)=d2 S(e,伊) 60 其中,J,p,伊)是光源或灯具在(p,缈)方向上的发光强度,d为测量距离,本港台直播网秒,缈为角度。 上式成立的条件是测量距离d足够大,能把被测光源或灯具近似看作点光源。一般 要求测量距离为光源或灯具最大发光口面的10倍,对于光束较窄的光源或灯具的测量 距离要求更高。 3现有各种类型分布光度计及其优缺点 被测光源或灯具的工作稳定性、测量距离、角度和光照度是光强分布测量的四大要 素,即保证被测灯稳定工作、选择最合适的测量距离,保证被测光源或灯具与光度探头 相对转动的角度精度和保证光度的准确测量、即可实现精确的灯具光强分布曲线)卧式分布光度计 按图1所示,探测器绕被测光源或灯具转动,如测量距离大于3米,就需要至少6 米高度的暗室,照这种方法,30米的测量距离根本就不可能实现。为了实现较长的测量 距离,人们设计了卧式分布光度计,原理如图2所示 \、、.、财神爷高手论坛资料37只AH股溢价超,j 探删器 图2 卧室分布光度计的原理示意图 光度探头保持不动,而光源或灯具围绕自身的光度中心自转,卧式分布光度计结构 简单,可以实现较大的测量距离。然而,在卧式分布光度计中,光源或灯具要绕自身转 动,它的燃点状态时刻变化,且周边空气的对流也不可避免地存在,这些会导致诸如荧 光灯等受燃点姿态变化影响较大的光源或灯具的发光产生波动,影响测量精度,这种影 响可能会达到百分之几的水平,严重的会超过百分之十。 (2)中心旋转反光镜式分布光度计 6l 图3中心旋转反射镜分布光度计 直u图3所耶.戡分柿光度讨中反光镜处1’转z由中心,在删最时反光镜和转臂饶毫轴 同步旋转,而被测光源在灯臂的带动F绕=}[Ij助轴反向同步‘7反光镜转动:该力寨中的被 测光源看卜去比较稳定,但足它要吐?一个柏当人的空问范围内运动,这给被测光源带来 的振动午¨冲.1,无町避免,I仃且由J_L流和刷H4运动m山变向加进度等刚素的必然存在, 光源或灯具的稳定燃点状忐的较难保持,在较快的测量速度F,灯的不稳定1.作带来的 测量误差可能超过5%。 (3)删阁运动反光镜式分布光度计 {;L一≠一 川卢 图4圆周运动反射镜分布光度计 如图4所求,酸类分布光度讨使被测光源处j一作圆周运动的反光镜的旋转轴}:,反 光镜绕被测光源旋转,把光源所发出的光反射到探测器上;它解决r中心旋转反光镜式 分布光度计中被测光源的振动和冲击问题,但其自身又存在自身无法克服的问题:根据 cIf:70一1987的要求,入射到探测器的主光线。内,这就需要很长 的暗室空间,而由于光度计灵敏度的限制,在很K的距离F较难测量发光较弱的光{【5f: 另外该分布光度计巾的光束斜入射探测器,因此探测器的张角要足够大,以接收不同方 向时的入射光束,这样会引入更多的杂散光,从而影口向测试精度。 (4)全新一代2M2D般镜双探分布光度计 鉴j上述分和光度计的系列自身无法克服的问题,远方公司堆1。多年对反光镜式 分布光艘¨的研制和创新,创造性地提出了取镜取探分句光度训,如陶5所小。包括曲 个丝座,第一基鹰上包括两个自山度的旋转, 足转臂以及转恃上的町旋转反光镜H 和第一探测器D,和第一探洲器1)绕分却光度¨的主轴(Y轴)旋转,一是安装在村鹊 L的被测光源或灯只绕垂“rl轴的自转轴(c轴)旌转,筇丛鹰l发霄【0】刈捕肇 序的划定反光镜M。,…定反光镜m的巾心轴与分如光『皇¨的}撸mm合。 剌 鸯… _同 \…. 图5 “再 剜 2M2D双镜双探分布光度计 米f1被洲光源或¨具的光束被艟转反光镜M反射后进入圳定反光镜M。,固定反光镜 M.义把被删光束反射到筇探测器D。以此方,℃,分m光艘汁可以丈现在此远场¥--"t F ffj r;;精度的测量。使第i搽测器D:。I作.米自被测光源的光束直搂进入探测器1),。以此 办式,分枷斗.度计町以实现最-铀精度的近场测节和对小光源或低J℃强光源的最新精度删 量。 4双镜双探分布光度计无可比拟的原理性优越性 艘镜积探分布光度汁从原理上解决了以往所打分粕光度计所存在的H其“身无法 解决的问题,它无需岛成术,印町实耽最高精度和其它乃而的最好的‘陆能。 (1)绝对稳定 被洲光源或灯只杠测鞋过程巾保持静lE状各,通过埘准干¨渊饩分靠光度训,被测光 源或灯具工作在最佳的稳定状态,这样的绝对稳定保证了光源或削县小受外界㈨桑1 扰.稳定发光。 (2)小存在机械同步问题 职镜职探分南光『!{:计巧妙地把#}川个日…度旋转的接收探测器和旋转反光镜啦 肖1存附个川r1_等【,使反射和接收保持原珊肚的必然刚步,这最新技术成功避免了 其它旋转反光镜式分布光度计中所不可能避免的两转轴转动存在的同步误差问题和同 步引起的振动问题。 (3)节约空间 双镜双探分布光度计利用两次反射折返光路,充分利用了暗室空间,因此所要求的 暗室尺度比其它旋转反光镜式分布光度计大为降低。 (4)极低杂散光 整个系统在相对开阔的空间中运行,使得非测量光束的光线能够传播到远离测量光 路的地方,避免了光线在狭窄的空fnJ内杂散光容易反射到测光探测器的情况。 (5)最快的测量速度 测量时绕被测光源的旋转仅需单个驱动机构,这种最简单的驱动方式使双镜双探分 布光度计在同样的精度下拥有最快的测量速度。 (6)极宽的动态范围: 可靠和简便的机载双探测器设计,可实现最宽的测量动态范围和最高灵敏度的探测 能力;利用这一优势,只要一台2M2D双镜双探分布光度计就可以测量各种类型的光源 和灯具。 (7)最高的角度精度 由于仅需驱动一个轴来完成绕被测灯的转动,这种简单的驱动方式使双镜双探分布 光度计实现最高的角度精度成为可能。 5 GO-R3000 2M2D双镜双探分布光度计的技术指标 远方公司基于多年分布光度计的研发和生产经验,采用精密的机械设计和微电子线 路、控制器和测控软件等,创造出了GO-R3000 2M2D双镜双探分布光度计。 表2是GO—R3000 2M2D双镜双探分布光度计(标准型)的技术指标。 表2 GO-R3000 2M2D双镜双探分布光度计(标准型)的技术指标 Class 1。,fI’<1.5% 光度探义精度 光度精度 光度 /Class A,fI。<2.5% 1%(相对丁.NIM标准灯) 1×10—5/1×10—4/1×10—3lx 1×10—5/1×10叫/o.001 lx~20000lx 4.0x 10一/4.0×10一/4.0×10~cd~1.8×107cd 光度探测能力 照度测量范围 光强度测餐范用 杂散光 旋转范围 C角 0.05%(在良好畦}:窭条rl:卜.) 0。~360。 角度精度 角度控制分辨率 0.1。/o.05。(世界最高精度) 0.00工。 旋转范围 ¥焦 一180 o~180。 角度精度 角度控铡分辨率 运转速度 0.1。/o。05。(世界最离精度) 0.00圭 l/12~1/2 rpm可调 1600mm 50kg 4.5m 4。5m 8m-18m 4380mm 2000kg 1.5kW 最人可测 样矗矗规格 推荐暗室 尺寸 尺寸 重遮 高度 宽度 长度 高度 转套参数 重鬃 功率 6 GO-R3000 2M2D双镜双探分布光度计实测结果 远方公司分别用不同类型的分布光度计对同一只格栅灯进行了测试。香港最快开奖现场直播,测试在格栅灯 稳定惹进行,通过监测该格栅灯的功率变化来考核灯吴的稳定性,实验结巢如下表3所 示。 表3不同类型的分布光度计对同一只格栅灯的测试结果 Go-R3000 2M2D般镜 卧式分布光度计 中心旋转反光镜分布 光度计(相同速度) 双探分布光度计 功率变化 <0.1% <0.3% <l篱 <0。3% <1% 光度测量精度 图7是用GO-R3000 2M2D双镜双探分布光度计对格栅灯测试后的部分测试报告。 l●● 砸欺 一一 <3% 平均蠢繁-,¨..1_鼙 65 ●口5…∞…∞…∞…%……Ⅻ…‘ 5……m…∞…口一…一…2 ?】5…_…m…………∞…¨… I口m一…Ⅱ………m…w…%f ?o o “ 、l …■…0一z…………一一…a ……~…m,∞…2…%l“l一…‘ ’l 日 N 口 图7格栅灯配光曲线结论 本文根据光源和灯具的电学和光学性质,介绍了光源或灯具光强分向的,苛耥度测量 方法和驶箍,不难看出,远方公司的GO R3000 2M2I)敝镜双探分柿光度计创造性地兜』l|;! 了光源和灯具光强分靠测量中的各利,问题,保证了光源或射具在测曼过程中稳定一J爿… 州、境的稳定,和杂敞光的良好拄,儿戕捌测器的没H疗案使删量范【1;】板宽.适J_|{_J各 种分布光源和削具的高精度测量。希掣本文埘光源及灯其生产厂家、高德地图北京交通委合作 共同启动北京MaaS平台香,政府质榆椰门、研 究机构在进行光效高精度测量Ht具有一定的参考价值。 参考文献 7】]{I E 70I 98 7 The r!]CIE 84 1989 The mc…remon/of mttIsu J rnIc】1 absol u…/mi¨¨…i1I I el_si/y d sI【…1I T o… L of】¨¨【】n“^rll_x 。副cIE 12l 199B The photomet ry and Ronio;Jhotomc Lry of Lmi…i es 全新一代光源和灯具光强分布测量设备 作者: 作者单位: 李倩, 郭志军, 胡红英 杭州远方光电信息有限公司 本文链接:



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