Исследование характеристик портативного спектрометра, основанного на измерении светового люкса.

Резюме

Измерение освещенности в люксах Этот портативный спектрометр служит базовым измерительным прибором в светотехнике, оценке освещенности помещений, контроле качества светодиодных источников света и других областях. Традиционные одноканальные люксметры могут выдавать только значения в люксах и не позволяют одновременно получать вспомогательные параметры, такие как спектр, коррелированная цветовая температура и индекс цветопередачи, что может легко привести к ошибкам спектрального несоответствия. Портативный спектрометр объединяет технологию спектрального разделения и фотоэлектрическое детектирование. При измерении освещенности в люксах он собирает полную информацию о видимом спектре, обеспечивая баланс между портативностью и возможностью синхронного многопараметрического детектирования. LISUN LMS-6000 В качестве объекта исследования выбран портативный спектрометр. В данной статье описан принцип его работы по измерению освещенности в люксах и основные технические характеристики, проведено сравнение его характеристик с традиционными люксметрами, проанализированы преимущества применения данного прибора в сценариях измерения освещенности на месте, а также представлены рекомендации по обнаружению световой среды на месте и оценке качества источников света в инженерных целях.

1. Введение

В таких сценариях, как исследования и разработки осветительных приборов, оценка условий освещения в помещениях зданий, проверка дорожного освещения на месте и оценка освещения культурных ценностей в музеях, измерение освещенности в люксах является незаменимой процедурой тестирования. Обычные фотоэлектрические люксметры измеряют освещенность с помощью кремниевых фотоэлементов в сочетании с фильтрами, соответствующими фотопической функции яркости CIE. Они отличаются простой конструкцией и низкой стоимостью, но имеют существенные недостатки: когда спектр измеряемого источника света значительно отличается от спектра калибровочного источника света, возникает спектральное несоответствие, снижающее точность измерения освещенности в люксах. Кроме того, они не позволяют получить ключевые параметры цветности, включая кривую спектра источника света, коррелированную цветовую температуру и индекс цветопередачи. Качество освещения нельзя в полной мере оценить только по значениям освещенности в люксах.

В связи с широким распространением новых источников света, таких как светодиоды и OLED-дисплеи, для обнаружения на месте требуется синхронное получение фотометрических и цветовых данных за одно измерение. В таких условиях появились портативные спектрорадиометры (портативные спектрометры). Они рассеивают свет с помощью дифракционной решетки и собирают спектральную освещенность на разных длинах волн с помощью ПЗС-матриц. Значение в люксах рассчитывается путем интегрирования спектральной освещенности, взвешенной по стандартной фотопической функции светимости CIE, что обеспечивает интеграцию **измерения освещенности в люксах и спектрального анализа**. LISUN LMS-6000 Портативный спектрометр — это портативный оптический прибор, разработанный для проведения измерений на месте. Он отвечает требованиям лабораторного отбора проб и измерения освещенности в люксах на месте для инженерных проектов. Подробная информация о продукте: [https://www.lisungroup.cn/products/722.html](https://www.lisungroup.cn/products/722.html).

2. Принцип измерения светового люкса с помощью портативных спектрометров

Освещенность определяется как световой поток, получаемый на единицу площади, в единицах лк. Традиционные люксметры преобразуют фототок непосредственно в показания люкс. Измерение освещенности в люксах в портативных спектрометрах использует метод спектрального интегрирования. После попадания света в оптическое окно прибора он проходит через щель и рассеивается дифракционной решеткой на монохроматический свет различных длин волн. ПЗС-детектор собирает спектральную освещенность каждой длины волны в видимом диапазоне 380–780 нм. Встроенный алгоритм прибора выполняет взвешивание и интегрирование спектральной освещенности по длинам волн с использованием фотонной функции светимости CIE V(λ) и, наконец, вычисляет значение в люксах.

Преимущество этого метода измерения заключается в полной регистрации спектральной информации без спектральных несоответствий, вызванных фиксированными фильтрами. Для источников света различного спектра, таких как лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиоды, результаты измерения освещенности в люксах обладают более высокой надежностью. При этом показатели цветности, включая коррелированную цветовую температуру, координаты цветности, CRI и TM-30, могут выводиться синхронно, что позволяет осуществлять многопараметрическое измерение в одном тесте. LISUN LMS-6000 Используется линейный ПЗС-детектор с адаптивным регулируемым временем интегрирования, подходящий для измерения освещенности в люксах в условиях от низкой до высокой освещенности.

3. Таблица основных параметров LISUN LMS-6000 Портативный спектрометр

Таблица 1. Основные оптические параметры и характеристики для измерения освещенности в люксах. LMS-6000 портативный спектрометр

Таблица 2. Сравнение производительности между LMS-6000 портативный спектрометр и традиционный люксметр

LMS-6000 Портативный ПЗС-спектрорадиометр

4. Применение LMS-6000 в сценариях измерения освещенности в люксах

Во-первых, проводится выборочная проверка светодиодной продукции на месте эксплуатации. В ходе заводской инспекции и приемки ламп требуется не только измерение освещенности в люксах, но и одновременная проверка соответствующей цветовой температуры и цветопередачи. LMS-6000 Позволяет проводить измерения непосредственно в сборочных цехах и на строительных площадках, сохранять спектральные кривые и данные об освещенности в режиме реального времени и экспортировать отчеты, избегая изменения параметров источника света, вызванного транспортировкой образцов для испытаний.

Во-вторых, проверка освещенности помещений. Приемлемость освещения в офисах, классах, больницах и других местах требует многоточечного измерения освещенности в люксах, а также оценки качества цветопередачи света. Благодаря портативности и длительному времени автономной работы, прибор позволяет проводить непрерывный многоточечный сбор данных на месте, что позволяет быстро определить, соответствует ли освещенность рабочих поверхностей национальным стандартам освещения.

В-третьих, проверка освещения в музеях и художественных галереях. Культурные ценности чувствительны к уровню освещенности в люксах и спектральному составу. Измерение освещенности в люксах требует одновременного контроля излучения в синей области спектра. При получении значений освещенности в люксах... LMS-6000 Можно проверить спектральное распределение для защиты экспонатов.

В-четвертых, обнаружение дорожного освещения на месте. Условия наружного освещения сложны и включают в себя смешанный естественный и искусственный свет, а также переменный спектральный состав. Традиционные люксметры дают большие погрешности. Метод измерения освещенности в люксах на основе спектральной интеграции LMS-6000 значительно снижает погрешность измерений, вызванную спектральным несоответствием.

5. Меры предосторожности при измерениях и анализ погрешностей

При проведении измерений освещенности в люксах с помощью LMS-6000Для обеспечения точности измерений следует избегать внешних помех. Во-первых, зонд должен быть направлен перпендикулярно измеряемому источнику света, чтобы предотвратить попадание рассеянного отраженного света в оптическое окно. Во-вторых, прибор следует регулярно калибровать с помощью стандартных источников света, поскольку длительная эксплуатация приведет к дрейфу отклика детектора. В-третьих, время интегрирования следует контролировать при сильном освещении, чтобы предотвратить насыщение ПЗС-матрицы; при слабом освещении время интегрирования можно увеличить для улучшения отношения сигнал/шум.

К основным источникам ошибок относятся рассеянный свет окружающей среды, отклонение угла зонда, температурный дрейф и отклонение калибровки стандартных источников света. По сравнению с традиционными люксметрами, портативные спектрометры имеют меньшие систематические ошибки при измерении освещенности в люксах при использовании источников света со сложным спектром, что является их основным преимуществом.

6. Заключение

Измерение освещенности в люксах Это основа оценки качества освещения, но одного показателя люкс недостаточно для полного описания характеристик источника света. LISUN LMS-6000 Портативный спектрометр обеспечивает высокоточное измерение освещенности в люксах посредством спектрального интегрирования и одновременно собирает полный спектр и параметры цветности. Он решает проблему несоответствия спектров, присущую традиционным люксметрам, и одновременно учитывает портативность и возможность многопараметрического измерения. Этот портативный спектрометр обладает значительными преимуществами в сценариях обнаружения на месте, таких как проверка качества светодиодных источников света, приемка освещения зданий и оценка освещения объектов культурного наследия. Поскольку стандарты тестирования освещения предъявляют более высокие требования к фотометрическим и цветовым параметрам, приборы для измерения освещенности в люксах на основе спектральных методов постепенно станут основным оборудованием в области обнаружения световой среды.