Test luksomierza w wieloparametrowym badaniu wydajności optycznej źródła światła: zastosowanie i analiza techniczna

Abstrakcja
W miarę jak technologia oświetleniowa rozwija się w kierunku inteligencji i specjalizacji, dokładne testowanie parametrów optycznych źródeł światła stało się kluczowym elementem oceny jakości oświetlenia, zapewnienia zdrowia wzroku i promowania standaryzacji w branży. Niniejszy artykuł omawia LISUN LMS-6000 seria test luksomierza Jako obiekt badań, systematycznie objaśnia się jego zalety techniczne i scenariusze zastosowań w testowaniu kluczowych parametrów optycznych, takich jak natężenie oświetlenia, współrzędne chromatyczności, skorelowana temperatura barwowa (CCT) i współczynnik oddawania barw (CRI). Analizując architekturę sprzętową, zasady testowania parametrów i zgodność z międzynarodowymi normami tej serii przyrządów, a także weryfikując dokładność ich działania za pomocą rzeczywistych tabel danych testowych, dostarcza ona wiarygodnych odniesień technicznych dla takich dziedzin, jak testowanie inżynierii oświetleniowej, badania i rozwój lamp oraz kontrola jakości, podkreślając niezastąpioną przydatność luksomierzy w scenariuszach szybkiego wykrywania na miejscu.

1. Wstęp
W nowoczesnym systemie oświetleniowym parametry optyczne źródeł światła nie tylko bezpośrednio wpływają na komfort widzenia i wydajność pracy, ale są również ściśle powiązane z kontrolą zanieczyszczenia światłem, oszczędnością energii oraz efektami zastosowań w specjalistycznych dziedzinach (takich jak oświetlenie zakładów produkcyjnych i oświetlenie medyczne). Chociaż tradycyjne spektrometry stacjonarne umożliwiają przeprowadzanie testów o wysokiej precyzji, ich ograniczenia wynikają z rozmiaru i mobilności, co utrudnia spełnienie wymagań szybkiej detekcji na miejscu. Test luksomierzem, z jego podstawowymi zaletami, takimi jak „miniaturyzacja, wysoka precyzja i praca w czasie rzeczywistym”, stał się ważnym narzędziem w dziedzinie detekcji oświetlenia.

LMS-6000 seria luksomierzy testowych opracowana przez LISUN Wykorzystuje on system spektroskopii tomografii komputerowej o długiej ogniskowej i asymetrii, obejmujący zakres długości fal 380–780 nm (niektóre modele rozszerzają go do 200–950 nm). Pozwala on na jednoczesne testowanie ponad 20 parametrów optycznych, takich jak natężenie oświetlenia, współrzędne chromatyczności, skorelowana temperatura barwowa (CCT) i współczynnik oddawania barw (CRI), i jest szeroko stosowany w takich zastosowaniach, jak wykrywanie lamp LED, eksploatacja i konserwacja oświetlenia miejskiego oraz badania i rozwój w laboratoriach. Niniejszy artykuł kompleksowo analizuje wartość techniczną tej serii luksomierzy w czterech wymiarach: zasady technicznej instrumentu, możliwości testowania podstawowych parametrów, praktycznych zastosowań oraz weryfikacji wydajności.

2. Architektura techniczna i zasada testowania LISUN LMS-6000 test luksomierza
2.1 Architektura sprzętu podstawowego
Podstawowa wydajność LISUN LMS-6000 Seria mierników luksów opiera się na zaawansowanej konstrukcji sprzętowej, która obejmuje głównie trzy moduły:
• System spektroskopowy: Zastosowano w nim technologię spektroskopii CT o długiej ogniskowej i asymetrii krzyżowej, która może skutecznie zmniejszyć zakłócenia światła rozproszonego (światło rozproszone < 0.015% przy 600 nm i < 0.03% przy 435 nm), zapewniając rozdzielczość długości fali ±0.2 nm i dokładność długości fali ±0.5 nm, co daje stabilną podstawę optyczną do testów wieloparametrowych.
• Moduł detekcji i przetwarzania danych: Wyposażony w detektor CCD o wysokiej czułości, połączony z akumulatorem litowo-jonowym o pojemności 4000 mAh (o ciągłym czasie pracy 20 godzin), może realizować elastyczną regulację czasu integracji od 0.1 ms do 5 s, dostosowując się do różnych scenariuszy natężenia światła (zakres testowania natężenia oświetlenia: 0.1-500 000 lx).
• Moduł interakcji człowiek-komputer i pamięci masowej: wyposażony jest w 5-calowy pojemnościowy ekran dotykowy IPS o wysokiej rozdzielczości (rozdzielczość: 480*854), obsługuje 8 GB przestrzeni dyskowej (możliwość przechowywania 5,000–100 000 raportów z testów) i jest kompatybilny z komunikacją komputerową systemów Win7-Win11, ułatwiając eksport danych i analizę wtórną.

2.2 Zasada testowania parametrów rdzeniowych
Wieloparametrowe możliwości testowania luksomierza opierają się na zasadzie „radiometrii spektralnej”. Poprzez pomiar rozkładu mocy widmowej (SPD) źródła światła i połączenie go ze standardowymi wartościami trójchromatycznymi widma obserwatora, zalecanymi przez Międzynarodową Komisję Oświetleniową (CIE), oblicza się różne parametry optyczne:
• Natężenie oświetlenia (lx) i strumień świetlny – powiązane parametry (E(Fc), Ee (W/m²)): Natężenie oświetlenia oblicza się, całkując widmowy strumień promieniowania odbierany przez detektor. 1 lx równa się 1 lm strumienia świetlnego równomiernie rozłożonego na powierzchni 1 m²; E(Fc) to imperialna jednostka natężenia oświetlenia (1 Fc ≈ 10.764 lx), a Ee to natężenie napromienienia odzwierciedlające moc promieniowania odbieraną na jednostkę powierzchni.
• Współrzędne chromatyczności i skorelowana temperatura barwowa (CCT): Współrzędne chromatyczności (x, y) oblicza się na podstawie standardowego systemu chromatyczności CIE 1931 poprzez integrację rozkładu mocy widmowej i wartości trójchromatycznych; CCT jest określane na podstawie stopnia odchylenia między współrzędnymi chromatyczności a locus ciała doskonale czarnego. Zakres testowania CCT LMS-6000 Seria obejmuje zakres od 1500 K do 100 000 K z dokładnością ±0.6%, co pozwala na dokładne rozróżnianie różnych typów źródeł światła, takich jak chłodne białe światło i ciepłe białe światło.
• Wskaźnik oddawania barw (CRI) i parametry TM-30: Wskaźnik CRI (Ra) oblicza się, porównując efekty oddawania barw źródła światła i standardowego ciała doskonale czarnego/światła dziennego na 8 standardowych płytkach kolorów (zakres: 0–100, dokładność: ±(0.3% rd ± 0.3)); parametry TM-30 (wskaźnik gamy Rg, wskaźnik wierności Rf) są oparte na normie CIE TM-30-15, która ocenia zdolność źródła światła do odtwarzania kolorów rzeczywistych obiektów na podstawie 100 testowych płytek kolorów, które są kluczowymi wskaźnikami w przypadku zaawansowanych scenariuszy oświetleniowych (takich jak muzea i sale operacyjne).
• Parametry tolerancji kolorów i różnicy kolorów: Tolerancja kolorów odzwierciedla odchylenie między współrzędnymi chromatyczności źródła światła a współrzędnymi docelowymi (w jednostkach SDCM). LMS-6000 może wizualnie przedstawić stopień odchylenia za pomocą diagramu tolerancji kolorów; całkowita różnica kolorów (ΔE), różnica jasności, stopień czerwieni i zieleni (a*) oraz stopień żółci i błękitu (b*) są oparte na przestrzeni kolorów CIE LAB, która służy do oceny spójności kolorów różnych źródeł światła lub różnych partii tego samego źródła światła.

3. Możliwości testowania podstawowych parametrów i scenariusze zastosowań LISUN LMS-6000 test luksomierza
3.1 Zakres testowania parametrów modeli pełnoseryjnych
LISUN LMS-6000 Seria luksomierzy testowych obejmuje 12 modeli podzielonych na podkategorie, z zoptymalizowanymi zakresami testowania parametrów dla różnych potrzeb aplikacji. Wśród nich znajduje się model podstawowy LMS-6000 Obejmuje już ponad 20 podstawowych parametrów, a niektóre modele posiadają rozszerzone funkcje specjalne (takie jak testowanie UV, testowanie stroboskopowe i parametry oświetlenia roślin). Poniższa tabela przedstawia porównanie możliwości testowania parametrów modeli podstawowych z tej serii:

3.2 Analiza typowych scenariuszy zastosowań
Eksploatacja i konserwacja oświetlenia miejskiego (zgodnie z normą CJJ/T261-2017) Oświetlenie publiczne, takie jak drogi i place miejskie, musi spełniać wymagania, takie jak równomierność oświetlenia i gęstość mocy. LMS-6000 Za pomocą luksomierza można szybko sprawdzić średnie natężenie oświetlenia pasów ruchu pojazdów (10–30 lx) i równomierność chodników (≥0.3) na miejscu, a jednocześnie zarejestrować współczynnik CCT (aby uniknąć zmęczenia wzroku spowodowanego odchyleniem temperatury barwowej źródła światła). Na przykład, podczas kontroli lamp ulicznych LED na głównej drodze w ramach projektu miejskiego, stwierdzono, że niektóre lampy miały współczynnik CCT odbiegający od wartości projektowej (projektowanej 4000 K, w rzeczywistości zmierzonej 3500 K). LMS-6000i partie były wymieniane na czas, aby zapewnić jakość oświetlenia.

Kontrola jakości fabrycznej lamp LEDProducenci lamp mogą korzystać z LMS-6000 Przeprowadzanie testów próbkowania CRI i tolerancji barw dla każdej partii produktów. Na przykład, pewien producent żarówek LED wymaga CRI ≥ 80 i tolerancji barw ≤ 3 SDCM. Dzięki testom na miejscu za pomocą luksomierza, produkty niekwalifikowane (takie jak CRI = 75, tolerancja barw = 5 SDCM) mogą zostać szybko odrzucone, aby zapobiec ich wprowadzeniu na rynek. Ponadto, funkcja testowania stroboskopowego LMS-6000F może wykryć głębokość modulacji lamp (wymagana ≤ 30%), zapobiegając dyskomfortowi wizualnemu wywołanemu przez efekt stroboskopowy.

Specjalna optymalizacja oświetlenia roślinOświetlenie roślin wymaga precyzyjnej kontroli parametrów, takich jak PAR (400–700 nm) i PPFD (odpowiedni PPFD dla wzrostu sałaty wynosi 200–400 μmol/m²·s). LMS-6000P Luksomierz umożliwia pomiar PPFD i stosunku promieniowania czerwonego do niebieskiego (optymalnie 1:1.2) w czasie rzeczywistym, pomagając plantatorom dostosować wysokość i moc lamp w celu zwiększenia plonów. Pewna fabryka roślin zoptymalizowała parametry oświetlenia w obszarze sadzenia pomidorów za pomocą tego urządzenia, zwiększając plony o 15%.

4. Weryfikacja wydajności i zgodności ze standardami LISUN LMS-6000 test luksomierza
4.1 Dane weryfikujące dokładność
Aby sprawdzić dokładność testowania LMS-6000 Do testu za pomocą luksomierza wybrano standardowe źródło światła (CCT = 5000 K, CRI = 95) do powtarzanych testów, a wyniki przedstawiono w poniższej tabeli:

Z danych wynika, że ​​zmierzone odchylenie każdego parametru jest mniejsze od nominalnej dokładności przyrządu, co dowodzi, że LMS-6000 Test miernika luksów zapewnia stabilną i precyzyjną pracę.

4.2 Zgodność ze standardem
LISUN LMS-6000 Seria ściśle przestrzega międzynarodowych i krajowych norm, aby zagwarantować uniwersalność i uznawalność wyników testów:
• Badanie oddawania barw: Zgodne z CIE-13.3 „Metody pomiaru i określania właściwości oddawania barw źródeł światła” oraz CIE-177 „Oddawanie barw przez białe źródła światła LED”;
• Współrzędne temperatury barwowej i chromatyczności: zgodne z systemem chromatyczności CIE 1931 i systemem UCS CIE 1960;
• Zagrożenie światłem niebieskim: Zgodność z normą GB/T20145 „Fotobiologiczne bezpieczeństwo lamp i systemów lampowych” oraz CIE S009/E:2002;
• Badanie stroboskopowe: zgodność z „Zalecanymi praktykami modulacji prądu w diodach LED o wysokiej jasności w celu ograniczenia zagrożeń dla zdrowia widzów” IEEE.

LMS-6000 Przenośny spektroradiometr CCD

5. Wnioski i perspektywy
LISUN LMS-6000 seria test luksomierza rozwiązuje problem, jakim jest „trudność znalezienia równowagi między przenośnością a dokładnością” w tradycyjnym sprzęcie testowym, dzięki zaawansowanej technologii spektroskopowej, modułom detekcji o wysokiej precyzji oraz wszechstronnym możliwościom testowania parametrów, zapewniając niezawodne, szybkie rozwiązanie do detekcji na miejscu dla branży oświetleniowej. Jego wysoka precyzja w testowaniu kluczowych parametrów, takich jak natężenie oświetlenia, CCT i CRI, a także zakres parametrów specjalnych, takich jak TM-30, zagrożenie światłem niebieskim i oświetlenie roślin, pozwalają mu sprostać zróżnicowanym potrzebom, od oświetlenia ogólnego po specjalistyczne zastosowania.