Thiết bị đo cường độ ánh sáng dùng cho kiểm tra đường cong phân bố cường độ sáng 3D tự động.

Tóm tắt:

Cường độ sáng là thông số quang trắc cơ bản nhất của các sản phẩm chiếu sáng, và dụng cụ đo cường độ ánh sáng Đây là thiết bị kiểm tra không thể thiếu để đánh giá hiệu suất phân bố ánh sáng của đèn chiếu sáng, nghiên cứu và phát triển sản phẩm cũng như chứng nhận xuất khẩu. Thiết bị kiểm tra trắc quang thông thường thường gặp phải những hạn chế như góc kiểm tra không đầy đủ, khả năng thích ứng hạn chế với các loại đèn chiếu sáng và khoảng cách kiểm tra cố định. Bài báo này đề cập đến... LISUN LSG-6000 LM-79 Nghiên cứu này sử dụng hệ thống đo quang kế góc thẳng đứng làm đối tượng. Thiết bị đo cường độ ánh sáng này có khả năng tự động quét và thu thập đường cong phân bố cường độ ánh sáng 3D. Khoảng cách thử nghiệm có thể được thiết kế tùy chỉnh theo yêu cầu của khách hàng, đáp ứng nhu cầu thử nghiệm của nhiều nguồn sáng khác nhau như đèn LED, đèn trồng cây, đèn HID, chiếu sáng trong nhà và ngoài trời, đèn đường và đèn pha. Bài báo này trình bày chi tiết nguyên lý hoạt động, kiến ​​trúc phần cứng và các chỉ số kỹ thuật chính của thiết bị, so sánh khả năng thích ứng của các mô hình phụ khác nhau, phân loại các hệ thống tiêu chuẩn trong nước và quốc tế mà thiết bị tuân thủ, phân tích hiệu quả ứng dụng của thiết bị đo cường độ ánh sáng này trong các loại nguồn sáng khác nhau kết hợp với các kịch bản thử nghiệm thực tế, và cung cấp tài liệu tham khảo kỹ thuật cho việc lựa chọn thiết bị phòng thí nghiệm phân bố ánh sáng cho các doanh nghiệp chiếu sáng và các tổ chức thử nghiệm bên thứ ba.

Giới thiệu:

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ chiếu sáng bán dẫn, các sản phẩm đèn LED, đèn chiếu sáng cho cây trồng, đèn pha công suất cao và đèn đường phố đã được tung ra thị trường rộng rãi. Đèn chiếu sáng không còn chỉ tập trung vào quang thông và công suất. Sự phân bố cường độ ánh sáng trong không gian ba chiều quyết định trực tiếp hình dạng điểm sáng, phạm vi chiếu sáng, mức độ chói và độ đồng đều độ rọi, đây là cơ sở cốt lõi cho thiết kế quang học chiếu sáng, mô phỏng kỹ thuật và các tiêu chuẩn chứng nhận trong và ngoài nước như... LM-79-19, LM-79-24, EN13032-1 Và tiêu chuẩn CIE121 yêu cầu rõ ràng rằng các sản phẩm chiếu sáng trạng thái rắn cần có dữ liệu kiểm tra phân bố cường độ ánh sáng toàn không gian đầy đủ để tạo ra các tệp phân bố ánh sáng định dạng IES và LDT, có thể được nhập vào phần mềm mô phỏng chiếu sáng như Dialux để tính toán mô phỏng kỹ thuật.

Có nhiều loại thiết bị đo cường độ ánh sáng. Máy đo quang điểm đơn thông thường chỉ có thể đo cường độ ánh sáng theo một hướng duy nhất và không thể thu được phân bố ánh sáng ba chiều hoàn chỉnh. Máy đo quang kế xoay đèn truyền thống xoay đèn cần kiểm tra cùng với cơ cấu. Trong quá trình xoay các đèn có công suất cao và trọng lượng lớn, hiện tượng thay đổi nhiệt độ và lệch tư thế sẽ xảy ra, dẫn đến sai số khi kiểm tra. Bằng cách áp dụng kiến ​​trúc máy đo quang kế kiểu C loại 4 với “đèn cố định và đầu dò xoay”, LISUN LSG-6000 LM-79 Hệ thống đo quang kế góc thẳng đứng giải quyết những khó khăn nêu trên và thực hiện việc thu thập tự động các đường cong phân bố cường độ ánh sáng 3D. Khoảng cách thử nghiệm có thể được tùy chỉnh theo điều kiện phòng tối và yêu cầu tiêu chuẩn của khách hàng, bao gồm việc thử nghiệm nhiều loại nguồn sáng, và đã được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm kiểm tra ánh sáng trên toàn thế giới.

1. Nguyên lý hoạt động và các đặc điểm phần cứng của thiết bị đo cường độ ánh sáng — LSG-6000 WELFARE

LSG-6000 Máy đo quang kế thẳng đứng đầu dò xoay là một thiết bị đo toàn không gian dùng để đo cường độ ánh sáng. Cơ chế hoạt động cốt lõi như sau: nguồn sáng cần kiểm tra được giữ hoàn toàn cố định trong quá trình hoạt động; đầu dò và gương trường gần quay tròn quanh nguồn sáng, trong khi đầu dò và gương trường xa chuyển động đồng bộ. Đầu dò liên tục thu thập tín hiệu cường độ ánh sáng của nguồn sáng tại mỗi góc khối. Hệ thống thu thập dữ liệu trắc quang tại tất cả các điểm nút góc để xây dựng cơ sở dữ liệu cường độ ánh sáng ba chiều, tự động xuất ra các đường cong phân bố cường độ ánh sáng 3D và đồng thời tính toán đầy đủ các thông số trắc quang bao gồm quang thông vùng, hiệu suất phát sáng, chỉ số chói UGR, đường cong đẳng độ rọi và góc chùm tia hiệu dụng.

Các cấu hình phần cứng chính của thiết bị đo cường độ ánh sáng này:

1. Hệ thống truyền động: Sử dụng động cơ servo Mitsubishi được trang bị bộ giải mã của Đức để khởi động và dừng cơ học mượt mà không bị rung lắc, đảm bảo độ chính xác định vị góc cao; độ chính xác góc là 0.05° và độ phân giải góc đạt 0.001°, phạm vi góc quét γ là ±180° (0-360°), thực hiện kiểm tra quét toàn không gian không có góc chết.
2. Đầu dò quang trắc: Được trang bị tiêu chuẩn đầu dò quang trắc nhiệt độ không đổi loại L, tuân thủ tiêu chuẩn DIN5032-6 / CIE pub1.No.69 với f1′<1.5%; có thể tùy chọn thêm đầu dò UV chuyên dụng cho UVA, UVB, UVC để hoàn thiện thử nghiệm phân bố ánh sáng của các nguồn sáng cực tím.
3. Hiệu chuẩn định vị: Thiết bị hiệu chuẩn laser chéo giúp nhanh chóng hoàn thành việc định vị tâm quang học của nguồn sáng cần kiểm tra và giảm thiểu các sai số hệ thống do kẹp thủ công gây ra.
4. Mô-đun mở rộng LSG-6000CCDPhù hợp với LPCE-2 Là máy đo quang phổ CCD độ chính xác cao, nó có thể được nâng cấp thành máy đo góc phân bố bức xạ quang phổ không gian. Ngoài cường độ ánh sáng, nó còn có thể kiểm tra sự phân bố nhiệt độ màu tương quan không gian, PAR, PPF và các thông số phân bố không gian của PPFD cho chiếu sáng thực vật.
5. Phần mềm & Giao diện: Giao tiếp RS-485/USB, phần mềm song ngữ tương thích với hệ điều hành Win7-Win11; kết quả thử nghiệm có thể được xuất ra ở các định dạng tiêu chuẩn CIE, IES và LDT để kết nối trực tiếp với phần mềm mô phỏng chiếu sáng.

LM-79 Máy dò chuyển động Goniophotometer (Gương loại C) AL

2 LSG-6000 Thông số kỹ thuật dòng sản phẩm

Đối với các loại đèn có kích thước và trọng lượng khác nhau, thiết bị đo cường độ ánh sáng này được chia thành 4 phiên bản thông số kỹ thuật để phù hợp với các điều kiện khác nhau của phòng tối. Các thông số cốt lõi của mỗi mô hình được thể hiện trong Bảng 1.

Bảng 1. Các thông số của LSG-6000 Máy đo quang kế thẳng đứng Series

Trong khi đó, thiết bị này không có khoảng cách thử nghiệm cố định. Nó có thể được thiết kế riêng phù hợp với không gian phòng tối của khách hàng và các yêu cầu cụ thể. LM-79 và các tiêu chuẩn CIE về khoảng cách thử nghiệm để đáp ứng các yêu cầu của các tiêu chuẩn chứng nhận khác nhau.

3 Hệ thống tuân thủ các tiêu chuẩn trong nước và quốc tế

Thiết bị đo cường độ ánh sáng này hoàn toàn tuân thủ nhiều tiêu chuẩn kiểm định trắc quang quốc tế và trong nước, đóng vai trò là nền tảng phần cứng quan trọng cho việc chứng nhận xuất khẩu sản phẩm:

1. Tiêu chuẩn Bắc Mỹ: LM-79-19, LM-79-24 *Phương pháp đo các đại lượng quang học và điện học của sản phẩm chiếu sáng trạng thái rắn*, các điều kiện thử nghiệm cốt lõi để chứng nhận ENERGY STAR cho sản phẩm chiếu sáng LED;
2. Tiêu chuẩn Châu Âu: EN13032-1 Điều khoản 6.1.1.3 về các yêu cầu đối với máy đo quang kế loại 4, (EU)2019/2015;
3. Thông số kỹ thuật quốc tế CIE: CIE S025, CIE-121 *Đo quang học của đèn chiếu sáng và đo góc quang học*;
4. Các tiêu chuẩn quốc tế khác: SASO2902 Saudi Standard, IS16106 Tiêu chuẩn Ấn Độ;
5. Tiêu chuẩn trong nước: GB/T24824, GB/T9468, GB/T22907 và các tiêu chuẩn quốc gia khác liên quan đến đo lường quang trắc của đèn chiếu sáng.

Dữ liệu phân bố cường độ ánh sáng 3D và các tệp phân bố ánh sáng đã được kiểm nghiệm có thể được sử dụng cho các báo cáo từ các tổ chức kiểm nghiệm bên thứ ba trong nước, cũng như kiểm nghiệm tuân thủ sản phẩm cho các thị trường ở Trung Đông, Châu Âu, Châu Mỹ và Đông Nam Á.

4. Ứng dụng thử nghiệm nguồn sáng đa dạng: Ứng dụng của thiết bị đo cường độ ánh sáng. LSG-6000

4.1 Thử nghiệm nguồn sáng LED và đèn chiếu sáng trong nhà

Đèn LED âm trần, đèn panel, đèn chiếu điểm và các thiết bị chiếu sáng trong nhà khác cần thu thập các thông số như phân bố cường độ ánh sáng, giá trị chói UGR, quang thông hướng lên/hướng xuống và góc chiếu hiệu dụng. Thiết bị đo cường độ ánh sáng này tự động quét để thu được đường cong phân bố cường độ ánh sáng 3D hoàn chỉnh. Dữ liệu cường độ ánh sáng có thể được sử dụng để tính toán biểu đồ đẳng độ rọi và đường cong giới hạn độ chói nhằm đánh giá xem độ chói của đèn chiếu sáng trong nhà có vượt quá tiêu chuẩn hay không, giúp các nhà nghiên cứu và phát triển tối ưu hóa cấu trúc quang học của gương phản xạ và thấu kính. Các tệp LDT và IES được xuất ra có thể được nhập vào phần mềm Dialux để hoàn thành tính toán mô phỏng chiếu sáng trong nhà cho văn phòng và phòng học.

4.2 Thử nghiệm ánh sáng thúc đẩy sự phát triển của cây trồng

Việc chiếu sáng cho cây trồng có những yêu cầu nghiêm ngặt về bức xạ hoạt động quang hợp (PAR), PPF và sự phân bố PPFD trong không gian. LSG-6000CCD Thiết bị đo cường độ ánh sáng được trang bị mô-đun quang phổ CCD không chỉ có thể kiểm tra sự phân bố ba chiều của cường độ ánh sáng nhìn thấy mà còn trực tiếp kiểm tra sự phân bố không gian của các thông số quang hợp và xuất các tệp phân bố ánh sáng tiêu chuẩn để mô phỏng sơ đồ chiếu sáng trong nhà kính và nhà máy trồng cây. Nó giải quyết nhược điểm của các máy đo quang thông thường chỉ có thể đo tổng PPF mà không thể thu được sự phân bố không gian.

4.3 Thử nghiệm nguồn sáng HID

Đèn halogen kim loại, đèn natri cao áp và các nguồn sáng HID khác có công suất cao và sinh nhiệt lớn. Trong quá trình thử nghiệm với thiết bị này, nguồn sáng được giữ cố định, do đó trạng thái nhiệt của đèn sẽ không bị ảnh hưởng bởi sự quay cơ học, loại bỏ các lỗi lệch nhiệt do quay trong các thiết bị bàn xoay truyền thống, và thu thập chính xác sự phân bố cường độ ánh sáng toàn không gian của các nguồn sáng phóng điện khí công suất cao để đáp ứng các yêu cầu thử nghiệm của đèn chiếu sáng công nghiệp và đèn khai thác mỏ truyền thống.

4.4 Kiểm tra đèn đường, đèn pha và các thiết bị chiếu sáng ngoài trời khác

Đèn đường phố và đèn pha quảng trường có phạm vi góc chiếu sáng rộng. Cần có dữ liệu cường độ ánh sáng 3D đầy đủ để tính toán tỷ lệ chiều cao-khoảng cách tối đa cho phép và độ đồng đều chiếu sáng mặt đường. Phiên bản cực lớn LSG-6000L có thể tích hợp các đèn đường và đèn pha công suất lớn, kích thước cao. Khoảng cách thử nghiệm có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu, cường độ ánh sáng toàn không gian có thể được thu thập và các tệp phân bố ánh sáng có thể được xuất để mô phỏng kỹ thuật chiếu sáng đường phố, đồng thời đáp ứng các yêu cầu phát hiện liên quan đến phương pháp đo LB/T001 dành cho đèn đường LED tích hợp.

5. Thông số kiểm tra đầu ra và giá trị dữ liệu

Là một thiết bị chuyên nghiệp dùng để đo cường độ ánh sáng, LSG-6000 Có thể tính toán và xuất ra đầy đủ các thông số trắc quang dựa trên dữ liệu thô về phân bố cường độ ánh sáng 3D: cường độ sáng, phân bố cường độ sáng, quang thông vùng, hiệu suất phát sáng, phân bố độ chói (tùy chọn), hệ số sử dụng, đường cong giới hạn độ chói, chỉ số chói UGR, tỷ lệ chiều cao-khoảng cách tối đa cho phép, biểu đồ đẳng độ chiếu sáng, quang thông hướng lên và hướng xuống, đường cong đẳng độ chiếu sáng, đường cong đẳng candela, góc chùm tia hiệu dụng, EEI, v.v.

Dữ liệu cường độ ánh sáng thô là nền tảng của tất cả các thông số được suy ra. Đường cong phân bố cường độ ánh sáng 3D hiển thị trực quan cường độ sáng theo mọi hướng của đèn. Nhân viên R&D có thể nhanh chóng xác định các lỗi trong thiết kế quang học. Các tệp định dạng tiêu chuẩn hóa cho phép kết nối dữ liệu giữa dữ liệu thử nghiệm và phần mềm thiết kế chiếu sáng, tạo thành một chuỗi hoàn chỉnh “thử nghiệm sản phẩm – mô phỏng quang học – ứng dụng kỹ thuật”.

Kết luận 6

dụng cụ đo cường độ ánh sáng Đây là thiết bị quan trọng cho việc kiểm soát chất lượng sản phẩm chiếu sáng, nghiên cứu và phát triển quang học cũng như chứng nhận trong và ngoài nước. LISUN LSG-6000 LM-79 Hệ thống đo quang kế góc thẳng đứng sử dụng kiến ​​trúc xoay đầu dò kiểu C. Thiết bị chiếu sáng cần kiểm tra được giữ nguyên vị trí để loại bỏ các lỗi về nhiệt độ và tư thế do xoay gây ra. Hệ thống có thể tự động thực hiện các phép đo đường cong phân bố cường độ ánh sáng 3D với khoảng cách kiểm tra có thể tùy chỉnh cho khách hàng. Hệ thống hỗ trợ nhiều loại thiết bị chiếu sáng, bao gồm nguồn sáng LED, đèn chiếu sáng cho cây trồng, nguồn sáng HID, chiếu sáng trong nhà và ngoài trời, đèn đường và đèn pha. Hệ thống có độ chính xác đa góc cao và hỗ trợ kiểm tra tia cực tím và mở rộng phổ không gian, hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn. LM-79, CIE, EN, GB và các hệ thống tiêu chuẩn trong nước và quốc tế khác.

LSG-6000 Thiết bị có nhiều phiên bản bao gồm S, Standard, B và L để phù hợp với các kích thước, trọng lượng đèn chiếu sáng và vị trí phòng tối khác nhau. Nó phù hợp cho cả các phòng thí nghiệm kiểm định bên thứ ba và các bộ phận kiểm tra chất lượng R&D của các doanh nghiệp chiếu sáng. Với yêu cầu ngày càng cao về hiệu suất phân bố ánh sáng không gian của các sản phẩm chiếu sáng, thiết bị đo cường độ ánh sáng với khả năng tự động thu thập phân bố cường độ ánh sáng 3D và khoảng cách thử nghiệm có thể tùy chỉnh sẽ trở thành cấu hình chủ đạo trong các phòng thí nghiệm chiếu sáng. Nghiên cứu sâu hơn có thể được thực hiện về độ lặp lại phép đo và phân tích độ không chắc chắn của thiết bị trong các điều kiện môi trường khác nhau để tối ưu hóa quy trình thử nghiệm và nâng cao độ tin cậy của dữ liệu thử nghiệm phân bố ánh sáng.