Goniofotometar s rotacijskim rasvjetnim tijelom u odnosu na goniofotometar s pomičnim zrcalom: koji odgovara vašem laboratoriju

Sažetak
Mjerenje krivulje intenziteta svjetlosti temeljni je korak za procjenu optičkih performansi svjetiljke, certificiranje proizvoda i dizajn simulacije rasvjete. Prema strukturi mehaničkog gibanja, goniofotometri se uglavnom dijele na goniofotometar s rotacijskim svjetiljkama i goniofotometar s pokretnim zrcalom. Ove dvije vrste pokazuju očite razlike u logici mehaničkog gibanja, prilagodljivosti koordinatnog sustava i izvoru pogrešaka ispitivanja. Goniofotometar s rotacijskim svjetiljkom usvaja princip ispitivanja fiksne fotometrijske sonde s rotirajućom ispitnom svjetiljkom. Ispitivani uređaj može postići kontinuiranu rotaciju od -180° do +180° duž horizontalne i vertikalne osi, a njegov hardverski mehanizam podržava dva seta CIE-standardnih koordinatnih sustava mjerenja: C-γ (struktura s jednim krakom) i B-β (struktura s dva kraka). LISUN LSG‑1890B visokoprecizni goniofotometar je tipičan goniofotometar za rotacijske svjetiljke. U potpunosti je u skladu sa specifikacijama goniofotometra tipa 1 standarda CIE‑70, LM‑79‑19, EN13032‑1, odredba 6.1.1.3, te može dobiti fotometrijske parametre punog prostora za različite rasvjetne proizvode kao što su LED svjetiljke, HID izvori svjetlosti i fluorescentne žarulje. Ovaj rad ilustrira princip ispitivanja i hardverske karakteristike goniofotometra za rotacijske svjetiljke, uspoređuje primjenjive uvjete između goniofotometra za rotacijske svjetiljke i goniofotometra s pokretnim zrcalom te pruža reference za odabir instrumenata u laboratorijima za ispitivanje rasvjete.

Uvod

Za kontrolu kvalitete rasvjetnih proizvoda, fotometrijski parametri poput krivulje intenziteta svjetlosti, raspodjele intenziteta svjetlosti, zonskog svjetlosnog toka i vrijednosti UGR odsjaja izravno određuju praktične svjetlosne performanse rasvjetnih tijela, a ujedno su i obvezni podaci ispitivanja koje zahtijevaju domaći i međunarodni standardi za certifikaciju. Prema relativnom kretanju između uzorka i detektora, CIE 121 i EN13032‑1 klasificiraju goniofotometre u različite kategorije. Tip 1 odnosi se na goniofotometar s rotacijskim rasvjetnim tijelom, dok je tip 4 vertikalni goniofotometar s pomičnim zrcalom. Oba instrumenta mogu dobiti podatke o raspodjeli intenziteta svjetlosti u cijelom prostoru, no mehanički načini kretanja dovode do različitih sustavnih pogrešaka. Goniofotometar s rotacijskim rasvjetnim tijelom pokreće ispitno rasvjetno tijelo za dvoosnu rotaciju putem okretnog stola dok fotometrijska sonda ostaje nepomična. Promjenom položaja rasvjetnog tijela, sonda može snimiti optičke signale iz svih smjerova na sfernoj površini. Kod goniofotometara s pomičnim zrcalom, ispitno rasvjetno tijelo ostaje nepomično, a sonda zajedno s reflektirajućim zrcalom izvodi kružno skeniranje oko rasvjetnog tijela. Različite strukture nameću različite zahtjeve na stabilnost položaja gorenja ispitnog uzorka, odvođenje topline i dimenzije tamne komore. Laboratoriji trebaju odabrati odgovarajuću opremu na temelju portfelja proizvoda, standardnih predmeta i uvjeta na lokaciji. Kao reprezentativni model goniofotometra za rotacijsku svjetiljku, LSG‑1890B ima kompatibilnost dvostrukog koordinatnog sustava C‑γ i B‑β te se široko primjenjuje u scenarijima ispitivanja reflektora, projektorskih svjetiljki i konvencionalnih izvora svjetlosti s plinskim izbijanjem.

Visoko precizna rotirajuća svjetiljka goniofotometar LSG 1890B 

Princip rada i hardverske značajke goniofotometra s rotacijskom svjetiljkom

Osnovni princip rada goniofotometra s rotacijskim rasvjetnim tijelom je fiksna instalacija fotometrijske sonde, a ispitivano rasvjetno tijelo pokreće se prostornom rotacijom pomoću dvoosnog okretnog stola. Ispitivani uređaj može ostvariti kontinuiranu rotaciju od -180° do +180° duž horizontalne i vertikalne osi, pokrivajući cijeli sferni kut od 0-360° bez slijepe zone skeniranja. Opremljen višenamjenskim učvršćenjem, hardverska struktura može se prebacivati ​​između dva standardna načina mjerenja: C-γ (struktura s jednim krakom) i B-β (struktura s dva kraka). Koordinatni sustav C-γ, također poznat kao koordinatni sustav C-ravnine, uglavnom se koristi za unutarnje rasvjetne tijela, uličnu rasvjetu i proizvode opće rasvjete. Koordinatni sustav B-β prikladan je za reflektore i rasvjetna tijela za stadionske projektore te je preporučeni koordinatni sustav za fotometrijsko ispitivanje projekcijskih proizvoda velike snage. Podržavanje dva koordinatna sustava na jednoj jedinici eliminira dodatna ulaganja za dodatne ispitne uređaje i smanjuje troškove laboratorijske opreme.

LISUN Goniofotometar za rotacijsku svjetiljku LSG‑1890B opremljen je fotometrijskom sondom konstantne temperature, japanskim Mitsubishi servo motorom i njemačkim dekoderom kako bi se jamčila točnost kutne kontrole tijekom rotacije s dvije osi. Kutna točnost LSG‑1890B doseže 0.1°, a ekvivalent LSG‑1800A postiže 0.2°. Standardna fotometrijska sonda je CIE klase A, a visokoprecizna sonda klase L je opcionalna kako bi se dodatno smanjilo odstupanje mjerenja uzrokovano fotoelektričnom akvizicijom. Sustav komunicira s računalom putem RS485 ili USB sučelja. Dvojezični kinesko-engleski softver za rad kompatibilan je sa sustavima Windows 7 do Windows 11. Rezultati ispitivanja mogu se izvesti u više formata datoteka, uključujući IES, LDT, CIE, CIB, TM4, CEN i EXCEL. Izlazne datoteke mogu se izravno uvesti u DiaLux softver za simulaciju rasvjete radi izračuna simulacije. Mjerljivi parametri uključuju podatke o intenzitetu svjetlosti, raspodjelu intenziteta svjetlosti, zonski svjetlosni tok, učinkovitost svjetiljke, faktor iskorištenja, krivulju ograničenja luminancije, UGR ocjenu odsjaja, efektivni kut snopa, EEI i druge potpune fotometrijske pokazatelje. Dodatna oprema podržava ispitivanje raspodjele svjetlosti. Osim toga, ovaj goniofotometar za rotacijsku svjetiljku može se opremiti dodatnim ultraljubičastim sondama namjenskim za UVA, UVB i UVC zračenje kako bi se proširilo ispitivanje raspodjele svjetlosti za UV dezinfekcijske svjetiljke.

Usporedba glavnih parametara modela LISUN Rotacijska svjetiljka Goniophotometer

Za svjetiljke različitih veličina i težina, LISUN nudi dva modela goniofotometra s rotacijskim svjetiljkama: LSG‑1890B i LSG‑1800A. Oba modela imaju identičan princip kretanja jezgre i uglavnom se razlikuju po kutnoj točnosti, maksimalnoj vanjskoj dimenziji i nosivosti ispitnog uzorka. Osnovne specifikacije navedene su u donjoj tablici.

LSG‑1890B podržava ispitne uzorke većeg promjera i veće težine, pogodne za vanjske reflektore velike snage i velike projektorske svjetiljke. LSG‑1800A dizajniran je za LED svjetiljke srednje i male veličine i unutarnje rasvjetne elemente te se široko primjenjuje u laboratorijima malih i srednjih poduzeća s ograničenim proračunom. Oba modela u potpunosti podržavaju C‑γ koordinatne sustave s jednim krakom i B‑β koordinatne sustave s dva kraka te zadovoljavaju zahtjeve za opremu standarda CIE‑70, LM‑79‑19, IES‑LM‑75 i EN13032‑1 tip 1.

Usporedba scenarija primjene između goniofotometra s rotacijskom svjetiljkom i goniofotometra s pomičnim zrcalom

Tijekom ispitivanja na goniofotometru s rotacijskim rasvjetnim tijelom, ispitno rasvjetno tijelo se stalno naginje i okreće s kontinuirano promjenjivim položajem gorenja. Kod konvencionalnih izvora svjetlosti poput HID žarulja i fluorescentnih žarulja koje nisu osjetljive na položaj gorenja, promjena položaja jedva utječe na svjetlosni izlaz i temperaturu, te se mogu dobiti stabilni rezultati mjerenja. Ipak, kod snažnih LED rasvjetnih tijela, rasipanje topline LED modula snažno je povezano s položajem pod utjecajem gravitacije. Kontinuirano naginjanje i okretanje rasvjetnih tijela promijenit će unutarnje uvjete rasipanja topline i uzrokovati pomak temperature spoja čipa, što dodatno dovodi do odstupanja svjetlosnog toka i raspodjele svjetlosnog intenziteta tijekom ispitivanja. Ovo je glavno ograničenje strukture rotirajućeg rasvjetnog tijela tipa 1 pri ispitivanju snažnih SSL poluvodičkih rasvjetnih tijela.

Goniofotometar s pomičnim zrcalom, kao što je vertikalni goniofotometar LSG‑6000 tip 4, održava fiksni položaj gorenja ispitivane svjetiljke tijekom cijelog ciklusa ispitivanja. Sonda i reflektirajuće zrcalo izvode rotacijsko skeniranje, tako da toplinsko stanje LED svjetiljke neće biti poremećeno mehaničkim kretanjem. Ova vrsta je prikladnija za ispitivanje snažnih LED rasvjetnih proizvoda u čvrstom stanju prema standardu LM‑79. Međutim, goniofotometar s pomičnim zrcalom zahtijeva veću ukupnu visinu opreme i nameće strože konstrukcijske zahtjeve na visinu stropa tamne komore.

Za praktičan odabir instrumenta, ako laboratorij uglavnom ispituje tradicionalne izvore svjetlosti, projektore i reflektore, goniofotometar s rotacijskim rasvjetnim tijelima isplativa je opcija. Ako su glavni uzorci snažne LED ulične rasvjete, panelne rasvjete sa strogim zahtjevima za stabilnost temperature LED spoja, prednost treba dati goniofotometru s pomičnim zrcalom. Neki sveobuhvatni neovisni ispitni laboratoriji koriste obje vrste goniofotometara i odabiru odgovarajuću ispitnu opremu za različite kategorije rasvjetnih tijela kako bi se izbjegle sustavne pogreške uzrokovane mehaničkom strukturom.

Zaključak

Kao klasični instrument za ispitivanje distribucije svjetlosti u skladu s EN13032‑1 tip 1, goniofotometar s rotacijskim rasvjetnim tijelom primjenjuje princip fiksne sonde s rotirajućim ispitnim rasvjetnim tijelom s dvije osi. S mogućnošću kontinuirane rotacije s dvije osi od ‑180°~+180°, podržava dva CIE-standardna koordinatna sustava, uključujući C‑γ strukturu s jednim krakom i B‑β strukturu s dva kraka. Predstavljen s LSG‑1890B Goniofotometar s rotacijskim rasvjetnim tijelom pokriva zahtjeve fotometrijskog ispitivanja za većinu tradicionalnih rasvjetnih tijela, reflektora i projektorskih žarulja, a izlazne fotometrijske datoteke mogu se koristiti za globalnu certifikaciju proizvoda. Ipak, ima inherentno ograničenje: kontinuirana promjena položaja ispitnog rasvjetnog tijela može smanjiti točnost mjerenja za LED proizvode velike snage osjetljive na temperaturu i položaj. Goniofotometar s pomičnim zrcalom može eliminirati temperaturni pomak uzrokovan okretanjem rasvjetnog tijela, ali zahtijeva veći prostor u tamnoj komori. Prilikom kupnje goniofotometra, laboratoriji se ne bi trebali usredotočiti samo na nominalnu točnost instrumenta, već i provesti sveobuhvatnu procjenu uzimajući u obzir vrste rasvjetnih tijela, strukture proizvoda, relevantne standardne odredbe i uvjete na lokaciji u tamnoj komori, kako bi odabrali najprikladniju ispitnu opremu i jamčili pouzdanost podataka ispitivanja distribucije svjetlosti.