Từ đường bộ đến hàng không vũ trụ: Ứng dụng của máy đo quang kế góc trong đèn ô tô và đèn tín hiệu giao thông

Tóm tắt
Hiệu suất quang học của đèn chuyên dụng trong lĩnh vực giao thông vận tải có liên quan trực tiếp đến sự an toàn của hoạt động xe cộ, vận tải đường sắt, hàng hải và hàng không vũ trụ. Cường độ sáng, độ rọi và các thông số phân bố ánh sáng không gian của đèn xe và đèn tín hiệu phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quy định trong nước và quốc tế. Máy đo quang kế góc cho đèn ô tô và đèn tín hiệu được phát triển đặc biệt cho đèn xe và các loại đèn liên quan đến giao thông vận tải. Máy sử dụng kiến ​​trúc đo CIE A-α và tuân theo nguyên tắc thử nghiệm mẫu quay hai trục với đầu dò quang học cố định, có thể thu thập các thông số quang học cốt lõi như phân bố cường độ sáng và độ rọi. LISUN Máy đo quang kế góc LSG-1950 dành cho đèn ô tô và đèn tín hiệu là một thiết bị tiêu biểu thuộc loại này. Nó phù hợp cho việc kiểm chứng nghiên cứu và phát triển, kiểm tra kiểu loại và kiểm tra trước khi xuất xưởng đối với đèn ô tô, đèn cảnh báo đặc biệt, đèn tín hiệu giao thông, đèn đường sắt, đèn hàng hải và đèn đặc biệt cho ngành hàng không vũ trụ. Bài báo này giới thiệu nguyên lý đo, thông số kỹ thuật phần cứng và các giải pháp mở rộng tùy chọn của máy đo quang kế góc dành cho đèn ô tô và đèn tín hiệu, phân loại các yêu cầu kiểm tra của các tiểu ngành giao thông vận tải khác nhau và cung cấp tài liệu tham khảo cho việc lựa chọn thiết bị của các phòng thí nghiệm chiếu sáng giao thông vận tải. 

Giới thiệu

Hầu hết các máy đo quang kế đa năng sử dụng hệ tọa độ C-γ hoặc B-β, chủ yếu hướng đến các sản phẩm chiếu sáng trong nhà và chiếu sáng ngoài trời. Tuy nhiên, các loại đèn giao thông đặc biệt như đèn pha ô tô, đèn cảnh báo xe, đèn tín hiệu giao thông và đèn báo vật cản hàng không được đánh giá theo hệ tọa độ cầu CIE A-α. Định nghĩa góc của hệ tọa độ này hoàn toàn phù hợp với các quy định về trắc quang của đèn xe, trong khi kiến ​​trúc tọa độ của máy đo quang kế thông thường không thể đáp ứng trực tiếp các yêu cầu thử nghiệm của ECE, FMVSS và các tiêu chuẩn đèn giao thông trong nước. Điều đó dẫn đến sự ra đời của Máy đo quang kế dành cho đèn ô tô và đèn tín hiệu, với bàn xoay cơ khí và thuật toán phần mềm được xây dựng hoàn toàn dựa trên hệ tọa độ CIE A-α. Trong các ngành công nghiệp ô tô, đường sắt, hàng hải và hàng không vũ trụ, dữ liệu phân bố trắc quang của đèn là điều kiện tiên quyết để chứng nhận sản phẩm. Nếu cường độ sáng, góc chiếu và giá trị độ rọi ở các góc phương vị khác nhau vượt quá giới hạn quy định, có thể xảy ra các nguy cơ an toàn tiềm ẩn như khoảng cách nhận biết không đủ và nhiễu chói. LISUN Máy đo quang kế LSG-1950 dành cho đèn xe hơi và đèn tín hiệu Có thể tái tạo quá trình quét toàn góc dưới hệ tọa độ A-α và thu thập dữ liệu trắc quang không gian đầy đủ để hỗ trợ quá trình lặp lại trong nghiên cứu và phát triển cũng như kiểm tra tuân thủ các sản phẩm đèn giao thông.

LSG-1950 Goniophotometer cho ô tô và đèn tín hiệu

Nguyên lý kiểm tra và đặc tính phần cứng của máy đo quang kế góc cho đèn ô tô và đèn tín hiệu

Máy đo quang kế góc cho đèn ô tô và đèn tín hiệu tuân theo nguyên lý thử nghiệm mẫu quay hai trục và đầu dò quang kế cố định. Đầu dò quang kế được giữ cố định và liên tục hướng về thiết bị cần thử nghiệm. Được điều khiển bởi bàn xoay, đèn thử nghiệm quay trong phạm vi -180°~+180° quanh trục ngang và trục dọc đồng thời. Bằng cách thay đổi tư thế của mẫu, đầu dò nhận ánh sáng phát ra từ mọi hướng trong không gian ba chiều và hoàn thành việc thu thập dữ liệu quang kế toàn không gian theo hệ tọa độ CIE A-α. Có sự khác biệt về định nghĩa góc giữa hệ tọa độ A-α và hệ tọa độ C-γ thông thường dùng cho chiếu sáng nói chung. Góc A biểu thị góc quay phương vị của mẫu quanh pháp tuyến tham chiếu, trong khi góc α biểu thị góc nghiêng của chùm tia. Hệ tọa độ này phù hợp với định dạng đầu ra dữ liệu của các tiêu chuẩn đèn như ECE-R65. FMVSS108 và GB25991. Dữ liệu thử nghiệm có thể được áp dụng trực tiếp cho việc đánh giá theo quy định mà không cần chuyển đổi tọa độ bổ sung.

LISUN Máy đo quang kế góc LSG-1950 dành cho đèn xe hơi và đèn tín hiệu đạt độ chính xác góc 0.01° và độ phân giải góc 0.001°. Khả năng điều chỉnh bước nhỏ đảm bảo độ chính xác đo cho vùng ranh giới chùm sáng và vùng đường cắt của đèn xe. Đầu dò quang kế được trang bị tiêu chuẩn với cấp độ CIE Class A. Người dùng có thể nâng cấp lên đầu dò độ chính xác cao Class L theo yêu cầu để giảm thiểu hơn nữa sai số hệ thống do chuyển đổi quang điện gây ra. Trong điều kiện nguồn sáng tiêu chuẩn, độ chính xác thử nghiệm danh nghĩa của thiết bị đạt 2%, và mức độ ánh sáng tán xạ của hệ thống thấp hơn 0.1%, giúp giảm thiểu sự nhiễu của ánh sáng tán xạ môi trường lên phép đo tín hiệu ánh sáng yếu. Phần mềm song ngữ Trung-Anh hỗ trợ tương thích với các hệ điều hành Win7, Win8, Win10 và Win11. Được tích hợp thuật toán xử lý dữ liệu cho hệ tọa độ A-α, phần mềm có thể xuất ra phân bố cường độ sáng và giá trị độ rọi ở mỗi góc và hoàn thành việc đánh giá tham số theo yêu cầu tiêu chuẩn. Các thông số kỹ thuật chính về cơ khí và hiệu năng được thể hiện trong bảng dưới đây.

Ngoài thử nghiệm trắc quang trạng thái ổn định, Goniophotometer dành cho đèn ô tô và đèn tín hiệu hỗ trợ hai giải pháp mở rộng tùy chọn quan trọng. Cấu hình tùy chọn đầu tiên có thể kết nối với PM400F Máy đo cường độ sáng nhấp nháy dùng để kiểm tra cường độ sáng hiệu dụng tức thời của đèn nhấp nháy xung, chẳng hạn như đèn cảnh báo nhấp nháy trên xe cộ và đèn báo vật cản hàng không, tuân thủ MH/T 6012‑1999, HB6490‑1991, ECE R65, SAE J595 và các tiêu chuẩn khác dành cho đèn nhấp nháy. Cấu hình tùy chọn thứ hai có thể được kết hợp với hệ thống kiểm tra quang trắc phản xạ ngược LS‑RF200. Hệ thống tích hợp này có khả năng kiểm tra các thành phần phản xạ ngược như vạch kẻ đường nổi, biển báo cảnh báo xe cộ, vạch phân làn và lớp phủ vạch kẻ đường, mở rộng khả năng kiểm tra trong phòng thí nghiệm đối với vật liệu phản xạ ngược giao thông và đáp ứng các tiêu chuẩn GB, ECE, SAE, FMVSS liên quan đến phản xạ ngược.

Ứng dụng đa ngành và tuân thủ tiêu chuẩn

Máy đo quang kế góc cho đèn ô tô và đèn tín hiệu đáp ứng các yêu cầu kiểm tra đèn trong các lĩnh vực vận tải đường bộ, đường sắt, vận tải biển và hàng không vũ trụ. Đối với ngành công nghiệp xe cơ giới đường bộ, thiết bị này được sử dụng để kiểm tra đèn pha LED ô tô, đèn cảnh báo xe chuyên dụng, đèn tín hiệu ngoại thất xe buýt và đèn giao thông, tuân thủ các tiêu chuẩn đèn xe cơ giới trong nước và quốc tế. GB13954, GB25991, ECE‑R65 và FMVSS108Trong lĩnh vực đường sắt, thiết bị này thực hiện kiểm tra phân bố quang trắc cho các loại đèn báo tín hiệu tàu và đèn cảnh báo bên ngoài toa xe để đánh giá khoảng cách nhận diện chùm tia tín hiệu và tác động chói mắt lên người xung quanh. Đối với ngành hàng hải, thiết bị này tiến hành đo quang trắc đèn tín hiệu hàng hải tàu để đảm bảo nhận diện tín hiệu đáng tin cậy trong điều hướng ban đêm. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, với thiết bị đo độ rọi nhanh, nó thực hiện kiểm tra cường độ sáng tức thời cho đèn báo vật cản hàng không, đèn định vị máy bay và đèn chống va chạm, đáp ứng các thông số kỹ thuật của sản phẩm hàng không dân dụng và hàng không.

Từ góc độ nghiên cứu và phát triển sản phẩm, các kỹ sư quang học có thể thu được dữ liệu phân bố trắc quang A-α thông qua máy đo quang kế góc (Goniophotometer) dành cho đèn ô tô và đèn tín hiệu để đánh giá hiệu suất thiết kế quang học của thấu kính và gương phản xạ đèn xe, điều chỉnh ranh giới cắt chùm tia và tránh chói mắt khi xe gặp nhau. Đối với kiểm tra chất lượng tại nhà máy, có thể tiến hành thử nghiệm lấy mẫu theo lô để đảm bảo tính nhất quán về hiệu suất quang học của đèn sản xuất hàng loạt. Các phòng thí nghiệm kiểm định bên thứ ba sử dụng thiết bị này để thử nghiệm và chứng nhận đèn giao thông theo yêu cầu và tạo ra các báo cáo trắc quang phù hợp với các định dạng quy định.

Kết luận

Các máy đo quang kế góc thông thường được thiết kế cho chiếu sáng dân dụng nói chung và không thể đáp ứng trực tiếp các yêu cầu đo lường của quy định về đèn giao thông. Với kiến ​​trúc đo lường CIE A-α làm cốt lõi, Máy đo quang kế góc dành cho đèn ô tô và đèn tín hiệu sử dụng cấu trúc cơ khí gồm mẫu quay hai trục và đầu dò quang học cố định để thu thập chính xác các chỉ số quang học quan trọng, bao gồm phân bố cường độ sáng và độ rọi của đèn xe và đèn tín hiệu. Được thể hiện bởi Máy đo quang kế LSG-1950 dành cho đèn xe hơi và đèn tín hiệu Sản phẩm có độ chính xác định vị góc cao và khả năng kiểm soát ánh sáng tán xạ tuyệt vời. Các phụ kiện tùy chọn có thể mở rộng chức năng kiểm tra cho các nguồn sáng nhấp nháy và vật liệu phản xạ ngược, bao gồm các sản phẩm chiếu sáng giao thông cho xe cơ giới đường cao tốc, đường sắt, tàu thủy và hàng không vũ trụ. Khi lựa chọn thiết bị cho phòng thí nghiệm chiếu sáng giao thông, ngoài độ chính xác góc và quang trắc, người dùng cũng nên kiểm tra khả năng hỗ trợ phần mềm gốc cho hệ tọa độ CIE A-α cũng như khả năng tương thích của các mô-đun tùy chọn để kiểm tra ánh sáng nhấp nháy và phản xạ ngược. Bằng cách này, có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu nghiên cứu và phát triển cũng như kiểm tra chứng nhận cho các loại đèn giao thông khác nhau và đảm bảo an toàn khi sử dụng các sản phẩm chiếu sáng giao thông.