Профессиональная оценка освещения требует точного измерения распределения светового потока и формы светового луча, распределения интенсивности света, равномерности и направленности светового потока. В современных системах освещения общее количество люменов больше не является значимым фактором, и для обеспечения соответствия требованиям, визуального комфорта, энергоэффективности и гармоничного светового луча на практике используется точное угловое распределение света. Для этого используется датчик движения. гониофотометра Этот прибор может удовлетворить данное требование, поскольку способен регистрировать интенсивность света в нескольких угловых положениях, обеспечивая научно подтвержденные фотометрические результаты. Знание принципа работы гониофотометра также помогает лабораториям, производителям и сертификационным агентствам создавать надлежащие фотометрические модели.
Направленный свет особенно необходим в реальных условиях, например, в архитектурных пространствах, автомобильных фарах, осветительных системах на складах и аварийных выходах, а также в дорожной оптике. Поэтому системы с перемещенными детекторами являются наиболее приемлемым методом проектирования осветительных приборов.

Принцип направленного фотометрического обнаружения

В основе гониофотометра с подвижным детектором лежит принцип, согласно которому излучаемый свет на исследуемом устройстве геометрически отображается под контролируемыми углами. Затем этот детектор вращается вдоль известных заранее заданных направлений вращения, но на постоянном расстоянии от центра измерений. Запись интенсивности света производится в известных угловых координатах, которые часто задаются в системах координат Cg или AB.
Прибор не будет масштабировать яркость случайных точек, но каждое показание детектора будет давать точное трехмерное положение. Затем эти показания интерполируются в полные кривые распределения светимости или фотометрические файлы IES. Такой метод основан на особенностях работы светильника в реальных условиях, учитывающих пиковое значение луча, угол отсечки, фотометрическую асимметрию и рассеивание света.
Одно из требований — поддержание стабильной геометрии. Измерительные центры должны быть выровнены по оптическому эталону светильника. Даже малейшая погрешность в 2-3 мм при оценке углов изменит значения кандел и приведет к ошибочным измерениям. В высококачественных системах используются высокопрочные подшипники осей, поворотные энкодеры и предварительно сбалансированные системы крутящего момента для обеспечения механической точности.

Почему системы с подвижными детекторами превосходят другие системы при комплексной оптической оценке

Распределение света от крупных светильников, асимметричных источников света, уличных фонарей, прожекторов или автомобильных фар никогда не бывает равномерным при их оценке. Измерение с помощью гониофотометра с подвижным детектором может охватывать сотни и тысячи углов в зависимости от требований к разрешению. Увеличение интерполяционной ошибки и математической точности достигается за счет повышения численной плотности точек измерения.
Кроме того, распределение света также вынуждено изменяться при использовании оптических линз, отражателей, вторичных рассеивателей, противобликовых сеток и преломляющих покрытий. Сферы не могут быть использованы для учета этих характеристик, поскольку они усредняют излучаемый свет. Для принятия решений на инженерном уровне требуется направленное реагирование.

Архитектура движения и корреляция данных

Современные гониофотометры имеют вращающийся путь сканирования. В зависимости от типа измерений детектор может вращаться по горизонтали, вертикали или по комбинации двух осей. Значения интенсивности регистрируются в реальном времени вместе со значениями углового положения во время движения. Время постоянно имеет важное значение, поскольку выходная мощность лампы может изменяться из-за повышения температуры, особенно во время стабилизации светодиодов.
После получения исходных данных о силе света (кандела) виртуализация создает поверхности распределения, полярные диаграммы, зональные люмен-срезы и сетки интенсивности света. Эти наборы данных используются архитекторами и дизайнерами интерьеров в программах моделирования освещения.

Роль фотометрической стабильности и условий перед сжиганием

Для корректного измерения необходимо постоянное световое излучение. Светодиоды сильно меняют свои характеристики при включении электричества. Производители доводят тестовые лампы или модули до полной мощности, прежде чем световое излучение стабилизируется. В специализированных лабораториях стабилизируют существующие температуры, обеспечивают тепловое равновесие перехода и равномерность теплообмена, а затем поворачивают детектор.
Повышение температуры в светодиодах происходит неравномерно. Светодиоды используют преобразование люминофора, который при нагреве изменяет цвет. Нецелесообразно проводить преждевременные измерения и искажать номинальные значения.

Факторы, непосредственно влияющие на точность измерения направления.

• Точность позиционирования детекторов при движении по двум осям.
• Фиксированное расстояние между детекторами и образцами.
• Разрешение по кодированному углу
• Коррекция атмосферного ослабления.
• Повторяемость цикла движения.
• Это время термостабилизации светильника.
• Коррекция спектральной характеристики детектора.

Логика фотометрической калибровки

Калибровка обеспечивает постоянное соответствие выходного сигнала детектора и известных эталонов световой интенсивности. Коррекция базовой линии обеспечивается использованием стандартных ламп, фотометрические значения которых можно отследить. Стекло, в котором расположен детектор, помещается в центр вращения, а калибруемая лампа перемещается между фиксированными точками. В случае расхождений между измеренной интенсивностью и официальными значениями, коэффициенты масштабирования изменяют матрицу измерений.
Циклы калибровки подтверждают:
• Линейность детектора
• Геометрическое выравнивание
• Спектральное взвешивание
• Компенсация рассеянного света
Правильная калибровка гарантирует соответствие IES LM-79 и международные стандарты тестирования CIE 121.
Гониофотометры также компенсируют дрейф энергии при длительном сканировании, поскольку светодиодные модули со временем могут терять свои свойства.

Рисунок: Гониофотометр

Управление оптическим рассеянием и характеризация поверхности

Свет не распространяется прямолинейно, и на краях вторичных отражателей, рассеивателя и боковой эмиссии происходит рассеяние. При угловом сканировании проявляется влияние этих областей рассеяния на фотометрическую огибающую. Корректность прибора основана на его способности количественно оценивать вторичную дисперсию.
В гониофотометре с подвижным детектором высокоскоростная дискретизация применяется для измерения высокоскоростных оптических изменений. Угловые области рассеяния могут быть пропущены системами с низким разрешением, что приводит к ложным пикам или углам отсечки.
Инженеры экспортируют файлы IES или LDT, которые отображают распределение интенсивности после проведения точного оптического анализа. Эти файлы загружаются в программы для расчета карт равномерности освещения, расстояния между дорогами, поведения отражательной способности внутри помещений и значений бликов.
Таблица: Типичные диапазоны углового разрешения сканирования, используемые в гониофотометрии.

Механическая устойчивость при вращении

На результаты измерений влияют инерция системы, качество подшипников и жесткость конструкции. Даже малейшее микроперемещение или вибрация обнаруживаются и изменяют выравнивание детектора и значение показаний. Это особенно важно при использовании длинных креплений, в которых центр оптического излучения находится слишком далеко от монтажных кронштейнов.
Используются инструменты профессионального уровня:
• Усиленные стальные рычаги
• Вращение оси микроподшипника
• Сбалансированные крепления для ламп.
• Точно закодированные механизмы движения
Они также обеспечивают стабильность геометрии измерения даже при выполнении больших поворотов.

Программная интерпретация необработанных фотометрических данных

Фотометры предназначены не для построения схем освещения, а для измерения светового потока. Исходные данные преобразуются в программный сигнал для получения следующих результатов:
• Кривые зависимости силы света от угла среза
• Многоплоскостные полярные профили
• Яркие многоквадрантные визуализации.
• Таблицы зональных просветов
• Асимметричная компоновка балок
• Файлы распределения света
Большинство лабораторий экспортируют результаты измерений в инструменты на основе IES, программы проектирования дорожного освещения, системы оценки освещения тоннелей и архитектурные модели для предоставления отчетов о соответствии требованиям. LISUN Компания поставляет инструментальные платформы, которые включают в себя интерфейс аналитических модулей, позволяющий осуществлять визуализацию напрямую без внешнего программирования.

Заключение

Для проведения точного фотометрического анализа необходимы не только значения светового потока; требуется угловое разрешение характеристик. Эту возможность обеспечивает подвижный детектор. гониофотометра Этот метод измеряет направленную интенсивность путем вращения в заданном направлении. Геометрическая согласованность и калибровка детектора, термостабилизация и контролируемое разрешение сканирования обеспечивают точность.
Благодаря хорошему пониманию принципа работы гониофотометра, лаборатории получают стабильные наборы данных, которые облегчают принятие инженерных решений в реальных условиях. При правильно разработанных циклах измерений и точном оснащении приборами, такими как LISUN В настоящее время производители комплексов располагают направленными фотометрическими данными о фактической доле производительности светильников, а не утвержденными данными об оптическом производстве.