Como medir a intensidade da luz – Pesquisa sobre testes completos de parâmetros fotométricos usando LISUN LSG-1890B Goniofotômetro de alta precisão (curva de distribuição da intensidade luminosa)

Sumário

A intensidade da luz serve como o principal indicador óptico dos produtos de iluminação, e como medir a intensidade da luz Estabelece as bases para testes fotométricos de luminárias, certificação de eficiência energética de produtos e simulação de projetos de iluminação. LISUN LSG-1890B Utilizando um goniofotômetro de alta precisão (curva de distribuição de intensidade luminosa) como instrumento de teste, este artigo detalha os princípios subjacentes e os procedimentos operacionais padronizados para a medição da intensidade luminosa. Abrange de forma abrangente os métodos de teste de mais de dez parâmetros fotométricos, incluindo dados de intensidade luminosa, distribuição de intensidade luminosa, fluxo luminoso zonal, eficiência da luminária, distribuição de luminância, fator de utilização, curva limite de luminância, índice de ofuscamento UGR, índice de eficiência energética EEI, curva isolux, curva isocandela, ângulo de feixe efetivo, relação máxima de altura de espaçamento permitida, correspondência das curvas da luminária com as áreas de iluminação, bem como curvas limite de luminância. Tabelas de dados medidos são anexadas para fornecer referências padronizadas para testes fotométricos de luminárias LED, HID e fluorescentes em laboratórios. Este instrumento está em total conformidade com as normas internacionais de teste, incluindo CIE-70, LM-79-19 e EN13032-1.

1 Visão geral do instrumento e princípios básicos da medição da intensidade da luz

1.1 Configuração principal de LSG-1890B

O LSG-1890B É um goniofotômetro Tipo 1, padrão europeu, equipado com uma sonda fotométrica de temperatura constante, servomotores Mitsubishi do Japão e dispositivos de decodificação alemães de alta precisão, oferecendo precisão de medição angular de 0.1°. Sua sonda fotométrica atende à precisão Classe A da CIE. Suporta dois modos de teste: braço único C-γ e braço duplo B-β. O tamanho máximo das luminárias testadas é Φ2000mm × 600mm, com capacidade máxima de carga de 60kg, adequado para uma ampla gama de produtos de iluminação, como painéis de LED para interiores, postes de iluminação pública, projetores e fontes de luz HID. O software de medição e controle, em chinês e inglês, permite a exportação em formatos comuns, incluindo IES, LDT, CIE e Excel, podendo ser conectado diretamente ao software de simulação de iluminação Dialux.

1.2 Princípios básicos de como medir a intensidade da luz

A medição da intensidade luminosa (unidade: cd, candela) segue a lei do inverso do quadrado da distância: I=E×d2, onde I se refere à intensidade luminosa na direção testada, E é a iluminância (lx) coletada pela sonda de temperatura constante e d representa a distância fixa de teste entre a sonda e o centro luminoso da luminária.
O LSG-1890B Adota a estrutura de “luminária fixa + varredura por sonda de esfera completa”. No sistema de coordenadas C-γ, o ângulo C gira horizontalmente ±180° e o ângulo γ gira verticalmente ±180°. A sonda coleta valores de iluminância ponto a ponto ao longo da superfície esférica, e o software os converte em uma matriz de intensidade luminosa espacial 3D em tempo real para completar a aquisição de dados brutos de intensidade de luz, que serve como base para a integração e o cálculo de todos os parâmetros fotométricos derivados. A sonda de temperatura constante elimina erros causados ​​pela variação da temperatura ambiente durante a coleta da intensidade de luz e garante dados estáveis ​​durante varreduras de longa duração.

Goniofotômetro de luminária de rotação de alta precisão LSG 1890B AL1

2 Procedimentos Operacionais Padronizados para Medição da Intensidade da Luz com LSG-1890B

2.1 Preparação para o pré-teste

1. Pré-aquecimento do equipamento e calibração do sistema: Pré-aqueça o instrumento por 30 minutos após a inicialização e realize a calibração absoluta na sonda de temperatura constante com uma lâmpada de intensidade luminosa padrão para eliminar o desvio de resposta da sonda. Escureça completamente a câmara escura e remova os detritos refletores do caminho da luz, mantendo a temperatura ambiente em 23℃±2℃.
2. Instalação e posicionamento da luminária: Fixe a luminária com um suporte multifuncional, calibre a coincidência do centro luminoso da luminária com a origem da plataforma giratória por meio de um alinhador a laser e instale a luminária de acordo com sua posição de uso real. Conecte um medidor de potência de alta precisão simultaneamente para coletar os parâmetros elétricos.
3. Estabilização térmica da amostra: Ligue a luminária na tensão nominal e inicie a varredura após a flutuação do fluxo luminoso ser inferior a 0.5% a cada 10 minutos. O período de estabilização térmica para luminárias LED não deve ser inferior a 30 minutos.
4. Configuração dos parâmetros do software: Selecione o modo de teste C-γ, defina os passos angulares como γ=2°, C=5°, verifique todos os módulos de cálculo de parâmetros (luminância, UGR, EEI, fator de utilização, etc.) e defina os formatos de exportação de dados.

2.2 Varredura da intensidade luminosa em toda a esfera (Etapa principal: Como medir a intensidade da luz)

1. O servomecanismo do instrumento aciona a sonda de temperatura constante para realizar uma varredura automática ao longo da trajetória esférica. Ao atingir cada grupo de coordenadas (C, γ), a sonda coleta a iluminância E nessa direção.
2. O software gera o valor da intensidade luminosa desse ângulo em tempo real através da fórmula I=E×d2 e o armazena como uma tabela de dados brutos de intensidade luminosa.
3. Após a conclusão da varredura da esfera completa, o sistema calcula automaticamente parâmetros derivados, como fluxo luminoso zonal, eficiência da luminária e curvas de isocandela, por meio de algoritmos de integração de ângulo sólido esférico baseados em todas as matrizes de intensidade luminosa.
4. Uma sonda PHOTO-VIS-L de alta precisão Classe L alemã pode ser configurada opcionalmente para melhorar a precisão da medição da intensidade luminosa de LEDs de baixa potência e fontes de luz de precisão. As sondas UVA/UVB/UVC podem expandir o teste de distribuição da intensidade luminosa para fontes de luz ultravioleta.

2.3 Pós-processamento e geração de relatórios

Após a digitalização, o software plota automaticamente curvas de distribuição da intensidade luminosa, diagramas de isolux e diagramas de isocandela, gera indicadores como ofuscamento UGR, eficiência energética EEI, relação espaçamento-altura e fator de utilização, e pode exportar dados brutos de intensidade luminosa em Excel e arquivos de intensidade luminosa padrão IES.

3 Métodos de Teste para Séries Completas de Parâmetros Fotométricos (Baseados em Dados Brutos de Intensidade Luminosa Medida)

Todos os parâmetros são calculados com base em dados de intensidade luminosa medidos em toda a esfera. A lógica de teste de cada parâmetro é mostrada a seguir:

1. Dados de intensidade luminosa e distribuição de intensidade luminosa: Fornece diretamente os valores de cd correspondentes a cada ângulo (C, γ) para formar uma matriz de distribuição de intensidade luminosa 3D e gerar curvas de intensidade luminosa em coordenadas polares.
2. Fluxo luminoso zonal: Integre a intensidade luminosa dentro de intervalos de ângulo sólido especificados (hemisfério superior/hemisfério inferior/intervalo de ângulo do feixe) para obter o fluxo luminoso zonal correspondente (lm).
3. Eficiência da luminária: Fluxo luminoso zonal dividido pela potência elétrica de entrada da luminária, unidade: lm/W.
4. Distribuição de luminância (opcional): Combine com a sonda de luminância de imagem para converter a intensidade luminosa dos ângulos correspondentes em uma matriz de luminância da superfície da luminária.
5. Fator de utilização: Calcule a taxa de utilização da iluminação interna, relacionando a distribuição espacial da intensidade luminosa com as proporções do espaço em diferentes ambientes.
6. Curva limite de luminância: Extraia os dados de luminância em ângulos de observação de 45° a 90° e trace as curvas limite antirreflexo.
7. Classificação de ofuscamento UGR: Calcula automaticamente o valor de ofuscamento unificado usando a intensidade luminosa dentro do ângulo de visão de observação, o ângulo sólido da fonte de luz e a luminância de fundo, de acordo com o padrão CIE 117.
8. Curva Isolux e relação máxima de altura de espaçamento permitida: Considerando o plano do solo como a superfície receptora, calcule a distribuição da iluminância do solo por meio da superposição da intensidade luminosa de toda a esfera e deduza a relação máxima de altura de espaçamento permitida para a instalação da luminária.
9. Correspondência das curvas das luminárias com as áreas de iluminação: Simulação da cobertura de iluminância no solo em diferentes alturas de instalação para corresponder a cenários de aplicação, como iluminação de ruas e escritórios.
10. Curva isocandela: Forma superfícies curvas equivalentes conectando ângulos com valores de intensidade luminosa espacial iguais.
11. Ângulo efetivo do feixe: A diferença entre dois ângulos γ laterais correspondentes a 50% da intensidade luminosa máxima.
12. Índice de eficiência energética EEI: Calcula o índice de classificação de eficiência energética comparando a eficácia luminosa com luminárias de referência padrão de acordo com a Diretiva ErP da UE 2019/2015.

4. Tabela de Dados de Amostra Medidos LSG-1890B

Um projetor LED de 100 W foi selecionado como amostra de teste, e os dados fotométricos principais foram coletados por LISUN LSG-1890B estão listados abaixo:

Trecho da distribuição da intensidade luminosa (dados típicos de intensidade luminosa em ângulo γ no plano C=0°):

5 Vantagens do Instrumento e Valor de Aplicação Industrial

1. Alta precisão na medição da intensidade luminosa: a precisão angular de 0.1° e a sonda de temperatura constante Classe A da CIE reduzem significativamente o erro de coleta da intensidade luminosa em ângulos pequenos em comparação com LSG-1800A (0.2°), atendendo aos requisitos de teste para LEDs de alta qualidade e produtos ópticos de precisão.
2. Cobertura abrangente de padrões: Compatível simultaneamente com as diretivas globais CIE, norte-americanas IES, europeias EN e EU ErP, e capaz de emitir relatórios de teste de intensidade luminosa exigidos para certificações globais.
3. Ampla adaptabilidade a diversas fontes de luz: Testável para luz visível, fontes de luz ultravioleta UVA/UVB/UVC, abrangendo lâmpadas de desinfecção, fontes de luz de cura e todas as categorias de iluminação externa.
4. Valor prático em engenharia: Uma única digitalização completa todos os 15 parâmetros fotométricos sem a necessidade de testes repetidos em múltiplos instrumentos, reduzindo significativamente os ciclos de testes em laboratório. Os arquivos IES exportados podem ser aplicados diretamente ao projeto de simulação de iluminação para estradas, salas de aula e fábricas.

Conclusão 6

Como medir a intensidade da luz é a etapa fundamental nos testes de desempenho óptico de luminárias. Equipado com uma sonda de temperatura constante e um sistema de varredura servo de alta precisão, o LISUN LSG-1890B O goniofotômetro de alta precisão coleta com exatidão dados brutos de intensidade luminosa de toda a esfera, com base na lei do inverso do quadrado da distância. Algoritmos padrão integrados calculam simultaneamente um conjunto completo de parâmetros fotométricos, incluindo distribuição de intensidade luminosa, fluxo luminoso, eficiência da luminária, UGR, EEI, curvas isolux e muito mais. Este instrumento apresenta procedimentos operacionais padronizados e dados rastreáveis, atendendo plenamente às demandas globais de testes de produtos de iluminação, P&D e certificação de eficiência energética. Ele serve como instrumento de teste essencial para laboratórios realizarem a detecção de desempenho fotométrico em todas as dimensões.