Obecne systemy oświetlenia LED nie mają już bezpośrednich wartości mocy i jasności w drukowanych paczkach lub opakowaniach. Użytkownicy końcowi potrzebują rzeczywistych parametrów oświetlenia, tj. szerokości wiązki, równomierności oświetlenia obiektu oraz tego, przy jakim natężeniu prądu światło pozostaje stałe. Wartości te są przedmiotem pomiarów laboratoryjnych przeprowadzanych za pomocą specjalistycznego urządzenia zwanego… goniofotometr, który mierzy natężenie światła w serii kątowych orientacji aparatu pomiarowego. Obrotowy układ, w przeciwieństwie do statycznych kul całkujących, odbiera kierunkowy profil wyjściowy i odzyskuje pełny rozkład kątowy.
Optyka, odbłyśniki, dyfuzory, soczewki i asymetryczna geometria formowania wiązki to niektóre z powszechnie stosowanych elementów optycznych w oprawach LED. Ze względu na zastosowanie w nowoczesnym oświetleniu: oświetleniu drogowym, oświetleniu scenicznym, oświetleniu elewacji budynków architektonicznych, oświetleniu przemysłowych miejsc pracy, kierunkowy system pomiarowy oferuje rzeczywiste dane dotyczące wydajności wykraczające poza etykiety luminancji.

Dlaczego pomiar kierunkowy jest konieczny

Cechy rozsyłu światła definiują prawidłowe działanie oprawy LED w warunkach rzeczywistych. Gdy lampa generuje duży strumień świetlny, ale skupia jego większość w małym stożku, rozpraszanie światła w innych kierunkach jest bardzo duże. Przykładem jest oświetlenie uliczne, które powinno oświetlać sąsiednie obszary, aby zredukować ciemne obszary między punktami świetlnymi. Oświetlenie wykonywanych zadań w obiekcie powinno być równomierne. Pomiar tej wydajności na podstawie jednego odczytu z przodu nie pozwala na uzyskanie pełnej charakterystyki wyjściowej.
W goniofotometrze oprawa oświetleniowa jest obracana o wiele pozycji kątowych, a natężenie promieniowania jest mierzone w każdym położeniu kątowym. Uzyskana informacja będzie stanowić krzywą rozkładu natężenia. Rozproszenie fotometryczne, rozbieżność wiązki i wydajność strefowa są badane za pomocą LISUN za pomocą tej krzywej.

Główny mechanizm działania goniofotometru LED

System goniofotometryczny System goniofotometryczny mierzy światło emitowane przez badany obiekt pod różnymi kątami, bazując na obrocie mechanicznym. Zasadniczo można go podzielić na dwa systemy: z obrotowym lustrem i z ruchomym detektorem. W przypadku oprawy obrotowej dioda LED obraca się.
Niezależnie od wybranej konfiguracji, instrument rejestruje natężenie światła w danym zakresie kątowym. Detektor jest regulowany proporcjonalnie do rzeczywistej energii widzialnej, a nie do percepcji olśnienia. Po wykonaniu pomiaru, pomiar jest interpolowany, generując ciągły wykres za pomocą oprogramowania. Wykres ten umożliwia konwersję danych natężenia, które są kierunkowe na strumień świetlny, jako wartości całkowite.

Matematyczna rekonstrukcja całkowitego strumienia

Do określenia całkowitego strumienia świetlnego, a nie jego rzeczywistych wartości, wykorzystuje się wartości kierunkowe. Proces ten uwzględnia natężenia w obszarze pomiaru. Gdy natężenie nie zmienia się wraz z kątem, ogólne obliczenie strumienia staje się przewidywalne. Większość opraw oświetleniowych różni się jednak znacznie między środkiem a krawędziami. Pojedynczy obszar może wytworzyć trzykrotnie więcej energii niż inny.
Lokalne zmiany natężenia goniofotometru są rejestrowane i szacowane jako część strumienia kompozytowego. Ten zrekonstruowany strumień jest szczególnie przydatny w oprawach oświetleniowych opartych na elementach kształtujących odbłyśnik, modułach LED COB z wtórną optyką kolimacyjną oraz częściowo dostosowanych modułach oświetleniowych do sklepów detalicznych.

Określanie kąta wiązki i rozproszenia kątowego

Kąt rozsyłu światła to punkt, w którym natężenie światła zmniejsza się o połowę. Wielu producentów diod LED oznacza swoje oprawy jako rozsył 30°, 60° lub 120°. Kąta tego nie da się określić wizualnie i trzeba go bardzo dokładnie wykrywać przy nieznacznie zmieniających się kątach.
Natężenie światła maleje powoli wraz z osią środkową. Przyrząd goniofotometryczny określa punkty, w których natężenie światła jest mniejsze niż 50% maksymalnego poziomu natężenia. Przykładami mogą być oprawy oświetleniowe na jezdniach, gdzie kąty nachylenia wzdłuż jezdni są zazwyczaj strome w porównaniu z ich szerokością.

Integracja z odczytami mierników oświetlenia

Po utworzeniu danych profilu kątowego, inżynierowie dysponują skalibrowanym miernikiem natężenia oświetlenia, którego używają do potwierdzenia wartości na powierzchniach. Pozwala to na potwierdzenie nie tylko emitowanej mocy, ale także zapewnionego oświetlenia. Goniofotometria wyjaśnia zachowanie emisji, a pomiar powierzchni potwierdza jej użycie.
Światłomierze dadzą odczyty luksów przy rzeczywistych odległościach montażu. Taka korelacja wykazała wydajność systemu, uwzględniając straty optyczne związane z wysokością montażu, dyfuzją soczewek, rozpraszaniem w powietrzu i odbiciem powierzchni.

Dlaczego jednorodność wiązki ma znaczenie w praktyce

Oświetlenie powierzchniowe jest nieciągłe, gdy natężenie światła zmienia się gwałtownie, zmieniając kąty padania światła. W obiektach przemysłowych wymagane jest równomierne rozmieszczenie, aby wyeliminować cienie wokół miejsc montażu. Delikatne gradienty krawędzi są również bardziej atrakcyjne dla projektantów oświetlenia architektonicznego, ponieważ zapobiegają efektowi „zawieszenia”.
Standardowe pliki fotometryczne w formacie IES lub LDT generowane są przez goniofotometr. Pliki te stanowią matematyczną definicję rozkładu przestrzennego i są reprezentowane przez oprogramowanie w celu symulacji układu oświetlenia na długo przed jego zainstalowaniem. Wykonawcy instalują oprawy oświetleniowe wirtualnie, analizują ich zasięg i ustalają odstępy między nimi.

Rysunek: Goniofotometr

Kalibracja i konserwacja wzorców odniesienia

Kalibracja zapewnia dokładność pomiarów w procesie pomiarowym. Czujniki ulegają uszkodzeniu z upływem czasu z powodu starzenia się fotodiod, ciepła i kurzu. Pomiary nieznanych opraw oświetleniowych można przetestować nawet po kalibracji, aby upewnić się, że osiągnięto prawidłową linię bazową.
Kalibracja polega na uwzględnieniu światła rozproszonego w otoczeniu komory pomiarowej. Prawidłowo zaprojektowana komora goniofotometryczna wyklucza zewnętrzne źródła oświetlenia, dzięki czemu pomiary czujników odzwierciedlają jedynie rzeczywistą wydajność opraw oświetleniowych.

Znaczenie w certyfikacji efektywności energetycznej

Polityka energetyczna koncentruje się na wartości lumenów na wat, a nie na mocy. Wysokowydajna oprawa oświetleniowa o kątowym rozsyle światła może być technicznie wydajna, ale słabo oświetlać obszary. Istnieje rzeczywisty współczynnik wykorzystania, który jest widoczny na podstawie rozkładu fotometrycznego.
Efektywność energetyczna jest potwierdzona wytycznymi dotyczącymi wartości kierunkowych. W przypadku gdy pomiary goniofotometryczne wykazują zbyt dużą utratę mocy na obwodzie wiązki, należy skorygować deklaracje produktu. Niektóre certyfikaty zazwyczaj wymagają fotometrycznego potwierdzenia równomiernego rozkładu na określonych wysokościach montażu.

Klasyfikacja jakości LED i przepływy pracy produkcyjne

Wyniki goniofotometryczne wykorzystano w procesach kategoryzacji jakości do opracowania nowych opraw. Krzywe rozkładu między partiami są porównywane między producentami, co pozwala na ocenę stabilności w poszczególnych seriach produkcyjnych. Rozrzut kątowy jest również zmieniany przez najmniejsze zmiany kątowe położenia soczewki LED lub konstrukcji reflektora.
Zakupy o podobnej mocy optycznej są umieszczane w systemach binowania, które są zasilane zebranymi danymi. Moduły o rozproszeniu kątowym o tej samej efektywności elektrycznej są rozdzielane według docelowych zastosowań.

Wydajność oświetlenia na odległość

Zachowanie wiązki zmienia się w zależności od odległości. Lampa o strumieniu świetlnym 2000 lumenów może generować niewielkie, skupione światło w bliskiej odległości, ale słabe w dalekich odległościach. Z kolei oprawy o wąskiej wiązce zapewniają użyteczne światło na duże odległości, choć w bliskiej odległości wydają się mniej jasne.
Konwersję potwierdza miernik natężenia oświetlenia. Ponieważ goniofotometr definiuje kształt kątowy, użyteczność pola jest mierzona za pomocą pomiarów luksów. Oba zestawy wyników są korelowane przez inżynierów w specyfikacjach urządzeń komercyjnych.

Wniosek

Nowoczesny goniofotometr Służy do pomiaru strumienia świetlnego i kąta rozsyłu wiązki poprzez pomiar natężenia kierunkowego w krokach kątowych. Pozwala matematycznie budować kompletne profile oświetlenia i jest dobrym predyktorem zachowania sprzętu w rzeczywistych zastosowaniach. Testy fotometryczne są kompletne, a nie częściowe, poprzez ocenę rotacyjną, pełny pomiar oświetlenia powierzchni za pomocą miernika natężenia oświetlenia oraz pełną kalibrację.
Narzędzie to jest nadal niezbędne w rozwoju opraw LED, planowaniu dróg i budynków, modelowaniu architektonicznym, testowaniu efektywności energetycznej i certyfikacji produktów. Prawidłowa charakterystyka kątowa gwarantuje projektantom wiedzę zarówno na temat mocy emitowanej, jak i natężenia oświetlenia użytkowego, co pozwala na jego skuteczne wykorzystanie w rzeczywistych systemach oświetleniowych.

Lisun Firma Instruments Limited została znaleziona przez LISUN GROUP w 2003 roku. LISUN system jakości został ściśle certyfikowany przez ISO9001: 2015. Jako członek CIE, LISUN produkty są projektowane w oparciu o normy CIE, IEC i inne normy międzynarodowe lub krajowe. Wszystkie produkty przeszły certyfikat CE i zostały uwierzytelnione przez zewnętrzne laboratorium.

Naszymi głównymi produktami są Goniofotometr, Integracja Kuli, Spektroradiometr, Generator przepięć, Pistolety do symulatorów ESD, Odbiornik EMI, Sprzęt testowy EMC, Tester bezpieczeństwa elektrycznego, izba środowiska, izba Temperatura, Komora klimatyczna, Komora termiczna, Test w komorze solnej, Komora do badania pyłu, Wodoodporny test, Test RoHS (EDXRF), Test świecącego drutu oraz Test płomienia igłowego.

Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz wsparcia.
Dział techniczny: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dział sprzedaży: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997