Przyrząd mierzący natężenie światła do automatycznego testu krzywej rozkładu natężenia światła 3D

Abstrakcyjny:

Natężenie światła jest najbardziej podstawowym parametrem fotometrycznym produktów oświetleniowych, a przyrząd mierzący natężenie światła jest niezbędnym sprzętem testowym do oceny wydajności rozsyłu światła opraw oświetleniowych, prac badawczo-rozwojowych nad produktami oraz certyfikacji eksportowej. Konwencjonalny sprzęt do badań fotometrycznych zazwyczaj ma ograniczenia, takie jak niepełne kąty testowe, ograniczona możliwość dostosowania do typów opraw oświetleniowych oraz stałe odległości testowe. W niniejszym artykule omówiono LISUN LSG-6000 LM-79 Pionowy system goniofotometru jako obiekt badań. Ten instrument mierzący natężenie światła może automatycznie wykonywać skanowanie i akwizycję trójwymiarowych krzywych rozkładu natężenia światła. Odległość testowa może być dostosowana do wymagań klienta i może spełniać wymagania testowe różnych źródeł światła, takich jak źródła światła LED, lampy do wzrostu roślin, źródła światła HID, oświetlenie wewnętrzne i zewnętrzne, oświetlenie uliczne i naświetlacze. Niniejszy artykuł omawia zasadę działania, architekturę sprzętową i kluczowe parametry techniczne instrumentu, porównuje adaptowalność różnych podmodeli, sortuje krajowe i międzynarodowe systemy norm, z którymi jest zgodny, analizuje wpływ zastosowania tego instrumentu mierzącego natężenie światła w różnych kategoriach źródeł światła w połączeniu z rzeczywistymi scenariuszami testowymi oraz zawiera odniesienia techniczne dotyczące doboru sprzętu do laboratoriów dystrybucji światła dla przedsiębiorstw oświetleniowych i zewnętrznych instytucji badawczych.

Wstęp:

Dzięki szybkiemu rozwojowi technologii oświetlenia półprzewodnikowego, diody LED, lampy wspomagające wzrost roślin, reflektory dużej mocy i produkty oświetlenia ulicznego zostały szeroko wprowadzone na rynek. Oprawy oświetleniowe nie koncentrują się już wyłącznie na strumieniu świetlnym i mocy. Trójwymiarowy przestrzenny rozkład natężenia światła bezpośrednio determinuje kształt plamki, zasięg oświetlenia, poziom olśnienia i równomierność oświetlenia, co stanowi podstawę projektowania układów optycznych oświetlenia, symulacji inżynieryjnych oraz certyfikacji krajowej i zagranicznej. Normy takie jak: LM-79-19, LM-79-24, EN13032-1 Normy CIE121 i CIE121 wyraźnie wymagają, aby produkty oświetleniowe w stanie stałym wymagały kompletnych danych testowych dotyczących rozkładu natężenia światła w całej przestrzeni w celu wygenerowania plików rozkładu światła w formacie IES i LDT, które można zaimportować do oprogramowania do symulacji oświetlenia, np. Dialux, w celu przeprowadzenia obliczeń symulacji inżynierskich.

Istnieje wiele rodzajów przyrządów mierzących natężenie światła. Zwykłe fotometry jednopunktowe mogą mierzyć natężenie światła tylko w jednym kierunku i nie są w stanie uzyskać pełnego, trójwymiarowego rozkładu światła. Tradycyjne goniofotometry z obrotową lampą obracają badaną oprawę oświetleniową wraz z mechanizmem. Podczas obrotu opraw oświetleniowych dużej mocy i o dużej masie występuje dryft temperaturowy i przesunięcie położenia, co powoduje błędy pomiarowe. Wykorzystując architekturę goniofotometru klasy 4 typu C, opartego na „stacjonarnej oprawie oświetleniowej i obrotowej sondzie”, LISUN LSG-6000 LM-79 Pionowy system goniofotometru rozwiązuje powyższe problemy i umożliwia automatyczne pozyskiwanie trójwymiarowych krzywych rozkładu natężenia światła. Odległość testową można dostosować do warunków panujących w ciemni klienta i standardowych wymagań, co umożliwia testowanie wielu rodzajów źródeł światła. System jest szeroko stosowany w laboratoriach zajmujących się detekcją oświetlenia na całym świecie.

1 Zasada działania i cechy sprzętowe przyrządu mierzącego natężenie światła — LSG-6000 Konfiguracja

LSG-6000 Goniofotometr pionowy z obrotową sondą to pełnoprzestrzenny przyrząd mierzący natężenie światła. Jego podstawowy mechanizm działania jest następujący: testowana oprawa oświetleniowa pozostaje całkowicie nieruchoma podczas pracy; sonda bliskiego pola i lustro obracają się po okręgu wokół testowanej oprawy, podczas gdy sonda dalekiego pola i lustro poruszają się synchronicznie. Sonda stale zbiera sygnały natężenia światła ze źródła światła pod każdym kątem bryłowym. System gromadzi dane fotometryczne we wszystkich węzłach kątowych, tworząc trójwymiarową bazę danych natężenia światła, automatycznie generuje trójwymiarowe krzywe rozkładu natężenia światła i jednocześnie oblicza pełne zestawy parametrów fotometrycznych, w tym regionalny strumień świetlny, skuteczność świetlną, współczynnik olśnienia UGR, krzywe izooświetlenia oraz efektywny kąt wiązki.

Kluczowe konfiguracje sprzętowe tego instrumentu mierzącego natężenie światła:

1. Układ napędowy: wykorzystuje serwosilniki Mitsubishi wyposażone w niemieckie dekodery, które umożliwiają płynny rozruch i zatrzymanie mechaniczne bez drgań, gwarantując wysoką dokładność pozycjonowania kątowego; dokładność kątowa wynosi 0.05°, a rozdzielczość kątowa sięga 0.001°. Zakres kąta skanowania γ wynosi ±180° (0–360°), co umożliwia test skanowania w całej przestrzeni bez martwego kąta.
2. Sonda fotometryczna: Standardowo wyposażona w sondę fotometryczną klasy L o stałej temperaturze, zgodną z normą DIN5032-6 / CIE pub1.No.69 z f1′<1.5%; opcjonalnie dostępne są sondy UV dedykowane UVA, UVB, UVC umożliwiające wykonanie kompleksowego testu rozkładu światła źródeł promieniowania ultrafioletowego.
3. Kalibracja pozycjonowania: Urządzenie do kalibracji laserowej krzyżowej umożliwia szybkie zakończenie optycznego pozycjonowania środka badanego źródła światła i ograniczenie błędów systematycznych spowodowanych ręcznym zaciskaniem.
4. Moduł rozszerzeń LSG-6000CCD:Dopasowane do LPCE-2 Wysokoprecyzyjny spektroradiometr CCD, który można rozbudować do goniofotometru do pomiaru przestrzennego rozkładu promieniowania. Oprócz pomiaru natężenia światła, umożliwia on również testowanie skorelowanego przestrzennie rozkładu temperatury barwowej, współczynnika PAR, współczynnika PPF oraz parametrów rozkładu przestrzennego PPFD dla oświetlenia roślin.
5. Oprogramowanie i interfejs: komunikacja RS-485/USB, oprogramowanie dwujęzyczne kompatybilne z systemami operacyjnymi Win7-Win11; wyniki testów można eksportować w standardowych formatach CIE, IES i LDT w celu bezpośredniego połączenia z oprogramowaniem do symulacji oświetlenia.

LM-79 Goniofotometr z ruchomym detektorem (lustro typu C) AL

2 LSG-6000 Parametry specyfikacji modelu serii

Ten przyrząd do pomiaru natężenia światła, przeznaczony do opraw o różnych rozmiarach i wadze, jest dostępny w 4 wersjach specyfikacji, aby dostosować się do różnych warunków panujących w ciemni. Podstawowe parametry każdego modelu przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1 Parametry LSG-6000 Seria pionowych goniofotometrów

Jednocześnie instrument nie ma ustalonej odległości testowej. Można go dostosować do indywidualnych potrzeb klienta, uwzględniając przestrzeń ciemni i wymagania. LM-79 i normy CIE dotyczące odległości testowej, aby spełnić wymagania różnych standardów certyfikacyjnych.

3 zgodne krajowe i międzynarodowe systemy norm

Ten przyrząd mierzący natężenie światła jest w pełni zgodny z wieloma międzynarodowymi i krajowymi normami testów fotometrycznych, stanowiąc ważną podstawę sprzętową do certyfikacji eksportowej produktów:

1. Normy północnoamerykańskie: LM-79-19, LM-79-24 *Metoda pomiaru wielkości fotometrycznych i elektrycznych produktów oświetleniowych w stanie stałym*, podstawowe warunki testowe certyfikacji ENERGY STAR produktów oświetleniowych LED;
2. Normy Europejskie: EN13032-1 Klauzula 6.1.1.3 dotycząca wymagań dla goniofotometrów klasy 4, (UE) 2019/2015;
3. Międzynarodowe specyfikacje CIE: CIE S025, CIE-121 *Fotometria opraw oświetleniowych i goniofotometria*;
4. Inne normy międzynarodowe: SASO2902 Standard saudyjski, IS16106 Standard indyjski;
5. Normy krajowe: GB/T24824, GB/T9468, GB/T22907 i inne normy krajowe dotyczące pomiarów fotometrycznych opraw oświetleniowych.

Przetestowane dane dotyczące rozkładu natężenia światła 3D i pliki rozkładu światła mogą być wykorzystywane w raportach krajowych, zewnętrznych instytucji badawczych, a także w testach zgodności produktów na rynkach Bliskiego Wschodu, Europy, Ameryki i Azji Południowo-Wschodniej.

4 Test wielozadaniowego źródła światła Zastosowanie przyrządu mierzącego natężenie światła LSG-6000

4.1 Badanie źródeł światła LED i opraw oświetleniowych do wnętrz

Downlighty LED, panele oświetleniowe, reflektory i inne oprawy oświetleniowe do zastosowań wewnętrznych wymagają pomiaru parametrów takich jak rozkład natężenia światła, współczynnik olśnienia UGR, strumień świetlny w górę/w dół oraz efektywny kąt wiązki. Ten przyrząd mierzący natężenie światła automatycznie skanuje, aby uzyskać kompletne, trójwymiarowe krzywe rozkładu natężenia światła. Dane dotyczące natężenia światła mogą być wykorzystane do obliczenia wykresów izooświetlenia i krzywych granicznych luminancji, aby ocenić, czy olśnienie opraw wewnętrznych przekracza normę, co pomaga personelowi badawczo-rozwojowemu w optymalizacji struktury optycznej reflektorów i soczewek. Wyeksportowane pliki LDT i IES można zaimportować do oprogramowania Dialux w celu przeprowadzenia symulacji oświetlenia wewnętrznego w biurach i salach lekcyjnych.

4.2 Test światła wspomagającego wzrost roślin

Oświetlenie roślin stawia rygorystyczne wymagania dotyczące promieniowania fotosyntetycznie czynnego (PAR), PPF i przestrzennego rozkładu PPFD. LSG-6000CCD Instrument mierzący natężenie światła, wyposażony w moduł spektralny CCD, może nie tylko testować trójwymiarowy rozkład natężenia światła widzialnego, ale także bezpośrednio testować rozkład przestrzenny parametrów fotosyntezy i eksportować standardowe pliki rozkładu światła do symulacji schematów oświetlenia w szklarniach i fabrykach roślin. Rozwiązuje on wadę zwykłych fotometrów, które mierzą jedynie całkowity PPF, ale nie potrafią określić rozkładu przestrzennego.

4.3 Test źródła światła HID

Lampy metalohalogenkowe, wysokoprężne lampy sodowe i inne źródła światła HID charakteryzują się dużą mocą i wysoką generacją ciepła. Podczas testu tego urządzenia źródło światła pozostaje nieruchome, dzięki czemu położenie termiczne oprawy nie zostanie zakłócone przez obrót mechaniczny, co eliminuje błędy przesunięcia termicznego spowodowane obrotem w tradycyjnych urządzeniach obrotowych i precyzyjnie rejestruje rozkład natężenia światła w całej przestrzeni z wysokowydajnych źródeł światła wyładowczych, spełniając tym samym wymagania testowe tradycyjnych opraw oświetleniowych do zastosowań przemysłowych i górniczych.

4.4 Badanie oświetlenia ulicznego, reflektorów i innego oświetlenia zewnętrznego

Oświetlenie uliczne i reflektory kwadratowe charakteryzują się szerokim zakresem kąta padania światła. Do obliczenia maksymalnego dopuszczalnego stosunku wysokości do odstępu i równomierności oświetlenia nawierzchni drogi wymagane są kompletne dane 3D dotyczące natężenia oświetlenia. Wersja bardzo duża LSG-6000L może obsługiwać duże, mocne lampy uliczne i reflektory. Odległość testową można dostosować na żądanie, możliwe jest zmierzenie natężenia światła w całej przestrzeni, a pliki rozkładu światła można eksportować do symulacji inżynierii oświetlenia drogowego, spełniając jednocześnie wymagania detekcji związane z metodą pomiarową LB/T001 dla zintegrowanych lamp ulicznych LED.

5. Wyjście parametrów testu i wartość danych

Jako profesjonalny przyrząd mierzący natężenie światła, LSG-6000 może obliczyć i wyprowadzić pełny zestaw parametrów fotometrycznych w oparciu o surowe dane rozkładu natężenia światła 3D: natężenie światła, rozkład natężenia światła, regionalny strumień świetlny, skuteczność świetlna, rozkład luminancji (opcjonalnie), współczynnik wykorzystania, krzywa graniczna luminancji, wskaźnik olśnienia UGR, maksymalny dopuszczalny stosunek wysokości do odstępu, wykres izololuminancji, strumień świetlny w górę i w dół, krzywa izololuminancji, krzywa izolokandeli, efektywny kąt wiązki, EEI itp.

Surowe dane dotyczące natężenia światła stanowią podstawę wszystkich wyprowadzonych parametrów. Trójwymiarowa krzywa rozkładu natężenia światła intuicyjnie pokazuje natężenie światła we wszystkich kierunkach oprawy. Pracownicy działu badawczo-rozwojowego mogą szybko zlokalizować defekty w projekcie optycznym. Standardowe pliki umożliwiają połączenie danych testowych z oprogramowaniem do projektowania oświetlenia, tworząc kompletny łańcuch „test produktu – symulacja optyczna – aplikacja inżynierska”.

Wnioski 6

przyrząd mierzący natężenie światła jest kluczowym sprzętem do kontroli jakości produktów oświetleniowych, badań i rozwoju w dziedzinie optyki oraz certyfikacji krajowej i zagranicznej. LISUN LSG-6000 LM-79 Pionowy system goniofotometru wykorzystuje architekturę obrotu sondy typu C. Badana oprawa pozostaje nieruchoma, aby wyeliminować błędy temperatury i położenia spowodowane obrotem. System może automatycznie przeprowadzać testy trójwymiarowych krzywych rozkładu natężenia światła z możliwością dostosowania odległości testowych do potrzeb klienta. Obsługuje wiele typów opraw, w tym źródła światła LED, lampy do wzrostu roślin, źródła światła HID, oświetlenie wewnętrzne i zewnętrzne, oświetlenie uliczne i naświetlacze. Charakteryzuje się wysoką precyzją pomiaru wielokątowego i obsługuje test UV oraz rozszerzanie widma przestrzennego, w pełni spełniając wymagania normy. LM-79, CIE, EN, GB oraz inne krajowe i międzynarodowe systemy norm.

LSG-6000 Dostępny jest w wielu wersjach, w tym S, Standard, B i L, aby dostosować się do różnych rozmiarów i ciężarów opraw oświetleniowych oraz ciemni. Nadaje się zarówno do zewnętrznych laboratoriów testowych, jak i działów kontroli jakości R&D w przedsiębiorstwach oświetleniowych. W związku ze stale rosnącymi wymaganiami dotyczącymi przestrzennego rozkładu światła w produktach oświetleniowych, przyrząd mierzący natężenie światła z automatycznym pomiarem rozkładu natężenia światła w 3D i konfigurowalną odległością testową stanie się standardową konfiguracją w laboratoriach oświetleniowych. Możliwe jest prowadzenie dalszych badań nad powtarzalnością pomiarów i analizą niepewności sprzętu w różnych warunkach środowiskowych w celu optymalizacji procesu testowego i zwiększenia wiarygodności danych testowych dotyczących rozkładu światła.