Как да измерим интензитета на светлината – Изследване на пълното тестване на фотометрични параметри с помощта на LISUN LSG-1890B Високопрецизен гониофотометър (крива на разпределение на светлинния интензитет)

Резюме

Интензитетът на светлината служи като основен оптичен индикатор за осветителните продукти и как да се измери интензитетът на светлината полага основите за фотометрично тестване на осветителни тела, сертифициране на енергийната ефективност на продуктите и симулация на дизайна на осветлението. Вземайки предвид LISUN LSG-1890B Използвайки високопрецизен гониофотометър (крива на разпределение на светлинния интензитет) като тестов инструмент, тази статия разглежда основните принципи и стандартизирани работни процедури за измерване на светлинния интензитет. Тя обхваща изчерпателно методите за тестване на повече от десет фотометрични параметъра, включително данни за светлинния интензитет, разпределение на светлинния интензитет, зонален светлинен поток, ефективност на осветителното тяло, разпределение на яркостта, коефициент на използване, крива на ограничаване на яркостта, рейтинг на отблясъци UGR, индекс на енергийна ефективност EEI, крива на изолукс, крива на изокандела, ефективен ъгъл на лъча, максимално допустимо съотношение на разстояние между височините, съпоставяне на кривите на осветителното тяло с осветените площи, както и криви на ограничаване на яркостта. Приложени са таблици с измерени данни, за да се предоставят стандартизирани справки за фотометрично тестване на LED, HID и флуоресцентни осветителни тела в лаборатории. Този инструмент напълно отговаря на международните стандарти за тестване, включително CIE-70, LM-79-19 намлява EN13032-1.

1 Преглед на инструмента и основни принципи за измерване на интензитета на светлината

1.1 Основна конфигурация на LSG-1890B

- LSG-1890B е гониофотометър тип 1 по европейски стандарт, оборудван с фотометрична сонда с постоянна температура, серво мотори Mitsubishi от Япония и високопрецизни немски декодиращи устройства, осигуряващи точност на ъглово измерване от 0.1°. Фотометричната му сонда отговаря на изискванията за прецизност клас А по CIE. Поддържа двойни режими на тестване, включително C-γ с едно рамо и B-β с двойно рамо. Максималният размер на тестваните осветителни тела е Φ2000 мм × 600 мм с максимална товароносимост 60 кг, подходящ за пълна гама осветителни продукти, като например вътрешни LED панелни осветителни тела, улични лампи, прожектори и HID източници на светлина. Съвместимият китайско-английски софтуер за измерване и управление може да експортира общи формати, включително IES, LDT, CIE и Excel, които могат да бъдат директно свързани със софтуера за симулация на осветление Dialux.

1.2 Основни принципи за измерване на интензитета на светлината

Измерването на светлинния интензитет (единица: cd, кандела) следва закона за обратните квадрати на разстоянието: I=E×d2, където I се отнася до светлинния интензитет в тестваната посока, E е осветеността (lx), събрана от сондата с постоянна температура, а d представлява фиксираното тестово разстояние между сондата и светлинния център на осветителното тяло.
- LSG-1890B Приема структурата „фиксиран осветител + сканиране на пълносферна сонда“. При координатната система C-γ, ъгълът C се завърта хоризонтално на ±180°, а ъгълът γ се завърта вертикално на ±180°. Сондата събира стойности на осветеността точка по точка по сферичната повърхност, а софтуерът ги преобразува в 3D пространствена матрица на светлинния интензитет в реално време, за да завърши събирането на сурови данни за светлинния интензитет, което служи като основа за интегриране и изчисляване на всички производни фотометрични параметри. Сондата с постоянна температура елиминира грешките, причинени от отклонението на околната температура по време на събирането на светлинния интензитет, и гарантира стабилни данни по време на продължително сканиране.

Гониофотометър за високопрецизен ротационен осветител LSG 1890B AL1

2 Стандартизирани оперативни процедури за измерване на интензитета на светлината с LSG-1890B

2.1 Подготовка преди теста

1. Предварително загряване на оборудването и калибриране на системата: Загрейте инструмента за 30 минути след стартиране и извършете абсолютно калибриране на сондата с постоянна температура със стандартна лампа със светлинен интензитет, за да елиминирате отклонението в реакцията на сондата. Направете пълно затъмнение на тъмната стая и отстранете отразяващите частици по пътя на светлината, като поддържате температурата на околната среда на 23℃±2℃.
2. Монтаж и позициониране на осветителното тяло: Фиксирайте осветителното тяло с многофункционално осветително тяло, калибрирайте съвпадението на светлинния център на осветителното тяло и началото на въртящата се повърхност чрез лазерен подравняващ уред и инсталирайте осветителното тяло според действителната му позиция за употреба. Свържете синхронно високопрецизен измервателен уред за мощност, за да събирате електрически параметри.
3. Пример за термична стабилизация: Включете осветителното тяло на номинално напрежение и започнете сканирането, след като колебанието на светлинния поток стане по-малко от 0.5% за 10 минути. Периодът на термична стабилизация за LED осветителни тела не трябва да бъде по-малък от 30 минути.
4. Настройка на софтуерните параметри: Изберете тестовия режим C-γ, задайте ъглови стъпки като γ=2°, C=5°, проверете пълните модули за изчисление на параметрите (яркост, UGR, EEI, коефициент на използване и др.) и задайте формати за експортиране на данни.

2.2 Пълносферно сканиране на светлинния интензитет (основна стъпка: Как да измерим интензитета на светлината)

1. Серво механизмът на инструмента задвижва сондата за постоянна температура, за да сканира автоматично по сферичната траектория. Когато се достигне всяка група от координати (C, γ), сондата събира осветеност E в тази посока.
2. Софтуерът извежда стойността на светлинния интензитет за този ъгъл в реално време чрез формулата I=E×d2 и я съхранява като таблица с данни за светлинния интензитет.
3. След завършване на пълносферното сканиране, системата автоматично изчислява производни параметри като зонален светлинен поток, ефективност на осветителното тяло и изоканделни криви чрез алгоритми за сферично интегриране на пространствен ъгъл, базирани на всички матрици на светлинния интензитет.
4. Немска високопрецизна сонда PHOTO-VIS-L клас L може да бъде конфигурирана по избор, за да подобри точността на измерване на интензитета на светлината за нискоенергийни светодиоди и прецизни източници на светлина. UVA/UVB/UVC сондите могат да разширят теста за разпределение на интензитета на светлината за ултравиолетови източници на светлина.

2.3 Последваща обработка и генериране на отчети

След сканиране, софтуерът автоматично изобразява криви на разпределение на светлинния интензитет, изолукс диаграми и изоканделни диаграми, извежда индикатори, включително UGR отблясъци, енергийна ефективност EEI, съотношение разстояние-височина и коефициент на използване, и може да експортира сурови данни за светлинния интензитет в Excel и стандартни файлове за светлинен интензитет в IES.

3 метода за тестване на пълна серия от фотометрични параметри (базирани на сурови данни за измерен интензитет на светлината)

Всички параметри се изчисляват въз основа на данни за измерения интензитет на светлината в пълна сфера. Логиката на тестване на всеки параметър е показана, както следва:

1. Данни за светлинния интензитет и разпределение на светлинния интензитет: Директно извеждане на cd стойности, съответстващи на всеки ъгъл (C, γ), за да се формира 3D матрица на разпределение на светлинния интензитет и да се генерират криви на светлинния интензитет в полярни координати.
2. Зонален светлинен поток: Интегрирайте светлинния интензитет в рамките на определени интервали от пространствени ъгли (горна полусфера/долна полусфера/интервал на ъгъла на лъча), за да получите съответния зонален светлинен поток (lm).
3. Ефективност на осветителя: Зонален светлинен поток, разделен на входната електрическа мощност на осветителя, единица: lm/W.
4. Разпределение на яркостта (по избор): Свържете със сонда за изобразяване на яркост, за да преобразувате светлинния интензитет на съответните ъгли в матрица на яркостта на повърхността на осветителното тяло.
5. Коефициент на използване: Изчислете коефициента на използване на светлината на вътрешното осветление, като съпоставите пространственото разпределение на светлинния интензитет със съотношенията на площите на помещенията в различните пространства.
6. Крива на ограничаване на яркостта: Извличане на данни за яркостта при ъгли на наблюдение от 45° до 90° и начертаване на криви на ограничаване на защитата от отблясъци.
7. UGR рейтинг на отблясъците: Изчислете унифицираната стойност на отблясъците автоматично, като използвате интензитета на светлината в рамките на ъгъла на наблюдение, пространствения ъгъл на светлинния източник и фоновата яркост в съответствие със стандарта CIE 117.
8. Крива на изолукса и максимално допустимо съотношение разстояние-височина: Вземете заземената равнина като приемаща повърхност, изчислете разпределението на осветеността на земята чрез суперпозиция на светлинния интензитет на пълната сфера и изведете максимално допустимото съотношение разстояние-височина за монтаж на осветително тяло.
9. Съпоставяне на кривите на осветителните тела с осветените зони: Симулирайте покритието на осветеността на земята при различни височини на монтаж, за да съответствате на сценарии на приложение, като например улично и офис осветление.
10. Изокандела крива: Образувайте еквивалентни извити повърхности чрез свързване на ъгли с равни пространствени стойности на светлинния интензитет.
11. Ефективен ъгъл на лъча: Разликата между два странични γ ъгъла, съответстваща на 50% от максималния светлинен интензитет.
12. Индекс на енергийна ефективност EEI: Изчислете индекса на класификация на енергийната ефективност, като сравните светлинната ефективност със стандартни референтни осветителни тела съгласно Директивата на ЕС 2019/2015 ErP.

4 Таблица с данни от измерените проби LSG-1890B

За тестова проба е избран 100W LED прожектор и основните фотометрични данни са сканирани от LISUN LSG-1890B са изброени по-долу:

Извадка от разпределението на светлинния интензитет (типични данни за светлинния интензитет под ъгъл γ в равнина C=0°):

5 предимства на инструмента и стойност за индустриално приложение

1. Висока прецизност при измерване на интензитета на светлината: ъглова точност от 0.1° плюс сонда за постоянна температура клас А по CIE значително намаляват грешката при събиране на интензитета на светлината при малки ъгли в сравнение с LSG-1800A (0.2°), отговарящ на изискванията за тестване на висок клас светодиоди и прецизни оптични продукти.
2. Пълно стандартно покритие: Съвместим едновременно с глобалните директиви CIE, северноамериканските IES, европейските EN и EU ErP и може да издава протоколи от изпитвания на светлинния интензитет, необходими за глобални сертификати.
3. Широка адаптивност за различни източници на светлина: Тества се за видима светлина, UVA/UVB/UVC ултравиолетови източници на светлина, обхваща дезинфекционни лампи, източници на светлина за втвърдяване и пълни категории външно осветление.
4. Практическа инженерна стойност: Едно единствено сканиране завършва всичките 15 фотометрични параметъра без многократно тестване на множество инструменти, което значително съкращава циклите на лабораторни тестове. Експортираните IES файлове могат да се прилагат директно за проектиране на симулации на осветление за пътища, класни стаи и фабрики.

6 Заключение

Как да измерим интензитета на светлината е основната стъпка в тестването на оптичните характеристики на осветителните тела. Оборудван със сонда за постоянна температура и високопрецизна серво сканираща система, LISUN LSG-1890B Високопрецизният гониофотометър събира прецизно данни за интензитета на светлината в пълна сфера, базирани на закона за обратното квадратично разстояние. Вградените стандартни алгоритми могат едновременно да изчислят пълен набор от фотометрични параметри, включително разпределение на интензитета на светлината, светлинен поток, ефективност на осветителното тяло, UGR, EEI, изолукс криви и други. Този инструмент разполага със стандартизирани работни процедури и проследими данни, напълно отговарящи на изискванията за глобално тестване на осветителни продукти, научноизследователска и развойна дейност и сертифициране за енергийна ефективност. Той служи като основен инструмент за тестване на лабораториите, за да реализират пълноразмерно фотометрично откриване на производителността.