分布光度计系统基础

基础培训（三）——分布光度计基础************杭州远方光电信息股份有限公司(股票代码:300306)分布光度计概念和作用分布光度计原理分布光度计的测量报告什么是分布光度计？分布光度计主要用于灯具及光源配光性能的测量，即灯具光源在空间不同方向的光度，色度量值分布。分布光度计大致包含两个部分：测角仪（goniometer）；光度计（photometer）（也可以是色度测试装置）；合称分布光度计（goniophotometer）。•分布光度计作用1.测试配光曲线，也就是是光度分布2.测试颜色分布3.准确测试灯具的总光通量4.为后端照明设计提供IES\LDT等标准格式文件•分布光度计基本测量原理由配光曲线定义可知，分布光度计应该测量如下两个量：空间方向光度（或色度）可以用探测器测试A方向的光强（或者色度），并建立空间坐标，记录α，β角度作为空间描述。描绘曲线，就得到了配光曲线。•分布光度计物理构成能够稳固吊挂或支撑灯具的机构至少存在一个光度探测器，且该探测器在不同的空间方向能自由活动能够准确记录探测器所在空间位置采用照度探测器，根据距离平方反比定律，便可得到光强，探测器旋转移动，可以得出不同方向光强值。距离平方反比定律，使得测量距离有一定的要求，具体可以参考国家标准GB/T9468-2008、GB/T7002-2008•探测器单元和要求I=E×L2•空间方向由于记录空间位置的需要，就需要一定类型的坐标系。通常情况下为方便描述空间，采用先将空间分解为平面，再将平面上分解为点。CIE推荐采用的坐标系共有三种：A-α•较适合交通灯，信号灯Β-β•较适合投光灯具C-γ•较适合道路灯具，室内灯具A-α坐标系B-β坐标系C-γ坐标系•分布光度计分类分布光度计分类方法比较多，这里我们采用不同的测量方式来分，大致可以看到三种结构的分布光度计：C方式测量B方式测量A方式测量分布光度计报告灯具报告内容大，信息量多，不同的灯具类型所出具的报告也均有不同，我们通过下面的内容对报告作一个基本的解读。灯具总光通量（环带光通和区域光通）灯具效率和灯具光效配光曲线图光强数据表格平面等照度曲线等光强曲线灯具总光通量(环带光通和区域光通)灯具总光通量反映灯具总的发光效应，在分布光度计中通常采用如下方法求得：200sin),(ddItot光强积分法由于该方法必须要长距测试（为了满足照度向光强的转换），且对于光度中心对准等都要求很高，所以实现时有定难度。所以在光通量基准测试时，采用了另一个方法：2002402)(sin),(),(ddErdErEdStotStot照度积分法这样的方法使得灯无需处于中心，并且测量距离没有严格要求。只要取样步长足够小；探测器具有良好的余弦修正；被测灯高度稳定就可以了。通过同样的方法，改变积分式中积分区域的范围可以得到环带光通，或光源局部区域的光通量(这里是以光强积分法作运算)不同情况下光通的计算区域灯具效率和灯具光效灯具效率(Luminaireefficiency)LOR灯具发出的总光通量与标准条件下灯具内的所有裸光源发出总光通量的比值。灯具的光效(Efficacyofaluminaire)lm/W灯具发出的总光通量与所消耗的电功率之比。单位：lm/W配光曲线图表征某一特征平面上光强和角度关系，并由之构成平滑的曲线叫做配光曲线。通常情况下有两种坐标系描述曲线，每根曲线描述了该平面上的光强分布情况，不同颜色的曲线表征不同的平面。绘图时，通常选取两个典型面的曲线作描述。极坐标系直角坐标系光强数据表格存放灯具各方向光强数据的表格。根据不同的数据表示方式，有三类表格，A-α，B-β，C-γ。典型的C-γ方式数据表格同时可以根据这三类坐标的转换，并通过适当的数学插值，可以任意的将一种数据表格转换成另外两种给定的方向角度想求的方向角度平面的经度角平面的纬度角A,αB,βtanB=tanα/conASinβ=sinAcosαA,αC,γtanC=tanα/sinAcosγ=cosAcosαB,βA,αtanA=tanβ/cosBSinα=sinBcosβB,βC,γtanC=sinBcotβcosγ=cosBcosβC,γA,αtanA=cosCtanγSinα=sinCsinγC,γB,βtanB=sinCtanγSinβ=cosCsinγ角度转换表平面等照度图道路灯具报告等光强曲线等照度曲线圆锥面配光曲线光通量利用系数曲线路灯的不舒适眩光SLI值等光强曲线，又可称为子午面配光曲线。路面等照度曲线路灯圆锥面光强曲线，最大光强处的圆锥面光强曲线(图为γ=57.0度)路灯利用系数曲线，表示路灯在路边与屋边的利用系数状况。随着路边与屋边的距高比的增大利用系数增大，最后趋于饱和。路灯的不舒适眩光SLI值•道路照明中的眩光除涉及灯具外、还与灯具的布置安装高度等有关，SLI值只考察单个灯具的不舒适眩光。•灯具的SLI计算公式：注：其中I80为C0/180平面，γ=80°的光强值，I88为C0/180平面，γ=88°的光强值，F为76°闪亮面积(m2),C为色常数，与光源光谱有关。C1.29lgFII0.08lg)II1.3(lg3.31lgI13.84SLI88800.5888080室内灯具报告•上射光通比和CIE室内灯具分类介绍•室内灯具平面与空间等照度曲线•眩光•室内灯具最大允许安装距高比(S/MH)•室内灯具利用系数表格(CU、WEC、CCEC)•室内灯具UF利用系数表格•室内灯具概算曲线•室内灯具UGR表格(统一眩光值)上射(下射)光通比•灯具的总光通量分成上射光通量与下射光通量两部分。根据上射光通量与下射光通量，即可算出上射光通比与下射光通比。•一般投灯灯具没有上射光通量，GOSoft软件中的投光灯具报告中不显示这一指标。•道路灯具中，还分成上射路边光通量与上射屋边光通量，下射路边光通量与下射屋边光通量。CIE灯具分类根据上射光通量在灯具总光通量所占比例(ULR)，对灯具进行分类，即CIE灯具分类。在GOSoft软件中，只在室内灯具报告中才出现CIE灯具分类。ULR(%)CIE灯具分类0-10直接10-40半直接40-60一般扩散60-90半间接90-100间接平面与空间等照度图•表面上一点的照度是入射在包含该点的面元上的光通量dΦ除以该面元面积dA所得之商，单位为lx。根据发光强度分布数据先算出要考察平面或区域的照度，作出两维等照度曲线，直观地显示灯具所照射平面的照度分布状况。17mx17m大小的平面区域的等照度曲线，灯具安装高度为10m处)平面等照度图简化的平面等照度曲线，只显示四分之一的区域的平面等照度，图中安装高度1m，GOsoft软件只在室内灯具报告中提供该曲线平面等照度图空间等照度曲线，考察在灯具下10m至50m，距离45m的截面(C0平面)的照度分布状况。空间等照度图•眩光由于视野中的亮度分布或者亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察目标或细部的能力的视觉现象成为眩光。•不舒适眩光（DiscomfortGlare）眩光源不是特别亮，只使人感觉不舒适而不会直接干扰视觉能力。•失能眩光（disabilityglare）眩光源很亮时会产生是能眩光，失能眩光降低视觉对象的可见度，但不一定产生不舒适感觉的眩光。•直接眩光（Directglare）由光源直接产生的眩光。•非直接眩光（Indirectglare）尽管有些光源不能直接被观察者接收，但反射率较高或闪光的物体会产生亮斑，导致眩光。关于眩光安装距高比(S/MH)•最大允许安装距高比(S/MH)表示在照明设计布灯时，为了达到受照面的照度均匀性等要求，对安装距高比有一定的限制(即布灯间隔的限制)。使“最远点”En点的照度与灯下点照度E相同。一般常用计算方法分2灯法与4灯法。利用系数表格(CU)•利用系数即受照平面上所接收的光通量比例。•利用系数表格中列出了在指定的不同的房间室空比与反射率的条件下，单个灯具的光线在室内多次反射后,在工作面、墙面和天花板的利用系数值。•英国也有自己的利用系数数据表格(UF)，只是计算方法不一样.–ρcc房间的天花板反射率–ρw房间的墙壁反射率–ρfc房间的地板反射率–RCR室空比(roomcavityratio)、CCR、FCR描述了房间的形状特性。天花板利用系数(CCEC)工作面利用系数表格(CU)墙面利用系数(WEC)利用系数表格(CU,WEC,CCEC)UF利用系数表格UF利用系数是根据英国(CIBSETM5-1980)计算出的利用系数，现被欧洲各国采用。远方GOSoft软件中采用DINEN13032-22004年标准计算室内灯具概算曲线室内灯具概算曲线算出在指定房间条件下要达到一定的工作面的照度要求所需要的灯具个数(图30)。UGR表格(统一眩光值)•它是度量处于视觉环境中的照度装置发出的光对眼引起不舒适感主观反应的心理参量•UGR体现的是房间内规则布灯且密布时的不舒适眩光状态布灯方式,在计算UGR时布灯间距为：S=0.25H所列数据计算了灯具(指定的光源光通量)在不同布灯(交叉(crosswiseview)与向前(Endwiseview))、不同的房间大小(x=2H,y=2H等)、不同的房间反射比下的UGR值。谢谢大家！