摘要
配光曲线测试是灯具光学性能评价、产品认证以及照明仿真设计的基础环节,分布光度计按照运动结构主要分为旋转灯具式分布式光度计与移动镜式光度计两大类别,二者机械运动逻辑、坐标系适配能力、测试误差来源存在明显差异。旋转灯具式分布式光度计采用固定光度探头,被测灯具发生旋转的测试原理,被测灯具能够沿水平轴与垂直轴实现‑180°~+180°连续旋转,硬件机构同时支持C‑γ单臂结构和B‑β双臂结构两套CIE标准测量坐标系。力汕LSG‑1890B高精度分布光度计属于典型的旋转灯具式分布式光度计,设备完全满足CIE‑70、LM‑79‑19、EN13032‑1条款6.1.1.3分布光度计Type1相关规范,可完成LED灯具、HID光源、荧光灯等多种照明产品的全空间光度参数采集。本文围绕旋转灯具式分布式光度计的测试原理、硬件特性,对比旋转灯具式分布式光度计与移动镜式光度计的适用条件,为照明检测实验室仪器选型提供参考。
引言
在照明产品质量管控工作中,配光曲线、光强分布、区域光通量、眩光UGR等光度参数,直接决定灯具实际照明应用效果,也是国内外认证标准强制要求提交的测试数据。CIE 121、EN13032‑1等国际标准,依据被测样品与探测器的相对运动关系,把分布光度计划分为不同类型,Type1即为旋转灯具式分布式光度计,Type4属于移动镜立式分布光度计。两种设备都可以获取全空间光强分布数据,但机械运动方式带来不同的系统误差。旋转灯具式分布式光度计依靠转台带动被测灯具做双轴旋转,光度探头位置保持静止,依靠灯具姿态改变,使探头采集到球面各个方向的光信号;移动镜式光度计则保持被测灯具静止,探头与反射镜围绕灯具完成圆周扫描。不同结构对被测灯具的燃点姿态、散热稳定性、暗室空间尺寸有着不同要求,实验室需要结合被测产品类型、标准项目、场地条件来选择合适设备。LSG‑1890B作为旋转灯具式分布式光度计的代表机型,具备C‑γ、B‑β双坐标系兼容能力,在泛光灯、投光灯具、传统气体放电灯的测试场景得到广泛使用。
旋转灯具式分布式光度计工作原理与硬件特征
旋转灯具式分布式光度计核心工作原理为光度探头固定安装,被测灯具在双轴转台驱动下进行空间旋转。被测灯具可沿水平、垂直轴实现‑180°~+180°连续旋转,完整覆盖0‑360°全空间球面角度,没有扫描角度盲区。设备配备多功能夹具,硬件结构可以切换C‑γ(单臂结构)和B‑β(双臂结构)两种标准测量模式。C‑γ坐标系也就是C平面坐标系,多用于室内灯具、路灯等常规照明产品测试;B‑β坐标系适配泛光灯、体育场馆投光类灯具,是大功率投光产品光度测试的推荐坐标系。一套设备支持两套坐标系,无需额外购置多套测试装置,降低实验室设备投入成本。
力汕LSG‑1890B旋转灯具式分布式光度计搭载恒温光度探头,搭配日本三菱伺服电机与德国解码器,保障双轴旋转过程角度控制精度,LSG‑1890B角度精度可达0.1°,同系列LSG‑1800A角度精度为0.2°。光度探头默认配置CIE Class A等级,也可以选配Class L高精度探头,进一步降低光电采集环节带来的测量偏差。系统通过RS485或者USB接口与计算机通讯,中英文版操作软件兼容Win7至Win11操作系统,测试结果能够导出ies、ldt、cie、cib、tm4、cen、excel多种格式文件,输出文件可以直接导入DiaLux照明设计软件开展仿真计算。设备可测量参数包含光强数据、光强分布、区域光通量、灯具效率、利用系数、亮度限制曲线、眩光等级UGR、有效发光角度、EEI等完整光度指标,可选配件还可以实现亮度分布测试。除此之外,该旋转灯具式分布式光度计还能够选配UVA、UVB、UVC紫外专用探头,拓展紫外消毒灯具的光分布检测业务。
LISUN旋转灯具式分布式光度计主要机型参数对比
针对不同尺寸、不同重量的被测灯具,力汕推出LSG‑1890B与LSG‑1800A两款旋转灯具式分布式光度计,两款机型核心运动原理一致,主要区别在于角度精度、被测样品最大外形尺寸与承载重量,基础参数如下表。
| LISUN型号 | 角度精度 | 被测灯最大尺寸(直径*厚度) | 最大承载重量 | 光度探头标配等级 |
|---|---|---|---|---|
| LSG‑1890B | 0.1° | Φ2000*600mm | 60Kg | CIE Class A,可选Class L |
| LSG‑1800A | 0.2° | Φ1600*600mm | 50Kg | CIE Class A,可选Class L |
LSG‑1890B可以支持更大直径以及更大重量的灯具样品,适合大功率户外泛光灯、大型投光灯具的检测工作;LSG‑1800A适合中小型LED灯具、室内照明灯具,在预算有限的中小型企业实验室较为常用。两款机型都完整支持C‑γ单臂和B‑β双臂两套坐标系,满足CIE‑70、LM‑79‑19、IES‑LM‑75、EN13032‑1 Type1的标准设备要求。
旋转灯具式分布式光度计与移动镜式光度计适用场景对比
旋转灯具式分布式光度计在测试过程中被测灯具会不断倾斜翻转,灯具燃点姿态持续改变。对于HID灯、荧光灯这类对燃点姿态不敏感的传统光源,姿态变化对光源光输出、温度几乎不会带来影响,测量结果稳定性良好。但是对于大功率LED灯具,LED模组的散热状态和重力姿态强相关,灯具持续翻转倾斜,会造成内部散热条件改变,芯片结温发生漂移,进而带来光通量、光强分布的测试误差,这也是Type1旋转灯具结构设备在大功率SSL固态照明测试中的主要局限。
移动镜式光度计,即LSG‑6000这类Type C立式分布光度计,被测灯具全程保持固定燃点姿态,探头和反光镜进行旋转扫描,LED灯具的散热工况不会被机械运动干扰,更适配LM‑79标准下大功率LED固态照明产品测试。不过移动镜式光度计设备整体高度更高,对暗室层高提出更高的建设条件。
在实际选型时,如果实验室以传统光源、投光灯、泛光灯为主,旋转灯具式分布式光度计是性价比很高的选择;若主要样品为大功率LED路灯、面板灯,对LED结温稳定性要求严苛,则优先考虑移动镜式光度计。部分综合第三方检测机构会同时配置两种类型分布光度计,针对不同品类灯具选用对应的测试设备,规避结构本身带来的系统误差。
结语
旋转灯具式分布式光度计作为符合EN13032‑1 Type1类别的经典配光测试设备,依靠固定探头、双轴旋转被测灯具的测试原理,依靠‑180°~+180°双轴连续旋转能力,同时兼容C‑γ单臂、B‑β双臂两套CIE标准坐标系。以LSG‑1890B为代表的旋转灯具式分布式光度计,参数指标覆盖绝大多数传统光源灯具、泛光投光灯具的光度检测需求,输出的配光文件可以满足国内外产品认证使用。但该设备存在固有局限,被测灯具姿态不断改变会影响对温度姿态敏感的大功率LED产品的测量准确度。移动镜式光度计可以规避灯具翻转带来的温度漂移,但对暗室空间有更高要求。实验室在采购分布光度计设备时,不能只关注仪器标称精度,还需要结合被测灯具光源类型、产品结构、相关标准条款要求以及暗室场地条件综合进行评估,以此选择最合适的测试设备,保障配光测试数据的可靠性。
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