Prueba con goniofotómetro Es el método más común para lograr la caracterización fotométrica tridimensional completa de luminarias y fuentes de luz. A diferencia de las mediciones simplificadas, que solo informan el flujo luminoso total o la iluminancia promedio, este método ofrece la ventaja de medir la distribución de la luz en el espacio en todos los ángulos relevantes. En el caso de los sistemas de iluminación modernos con ópticas complejas, haces asimétricos y distribuciones que dependen de la aplicación, para validar el diseño, la simulación e incluso cumplir con la normativa, es necesario medir la intensidad de la luz en tres dimensiones. Los datos obtenidos solo evalúan si reflejan fielmente el rendimiento en condiciones reales o si son simplemente un artefacto de laboratorio mediante procedimientos de prueba adecuados.

Configuración del sistema de goniofotómetro y selección de geometría

Un goniofotómetro define la intensidad luminosa girando la luminaria o el detector sobre ejes angulares específicos, pero a una distancia específica entre la luminaria y el receptor. La geometría adoptada define la viabilidad de la distribución espacial del sistema. Los sistemas de tipo C se utilizan con mayor frecuencia como iluminación general, gracias a la rotación de la luminaria sobre dos ejes ortogonales y al detector fijo. Este diseño facilita la creación de condiciones de campo lejano y facilita la interpretación de los datos de la mayoría de las luminarias de interiores, exteriores y viales.
La alineación mecánica del sistema debe realizarse antes de probarlo. El centro fotométrico de la luminaria debe coincidir con el centro de rotación del goniofotómetro. La desalineación causa errores angulares que distorsionan la distribución de la intensidad, especialmente en ópticas de haz pequeño. Los accesorios de montaje deben ser resistentes y reproducibles para garantizar que los resultados entre las muestras no varíen al reposicionarse. Los sistemas profesionales proporcionados por el proveedor suelen incluir accesorios de montaje personalizables y ayudas de alineación para minimizar la incertidumbre en la configuración.

Preparación de la luminaria y requisitos de estabilización

Para lograr una caracterización fotométrica 3D precisa, el etiquetado requiere que la luminaria funcione en condiciones eléctricas y térmicas constantes. Las fuentes de luz (LED) y las fuentes de descarga presentan cambios en su potencia durante el calentamiento, por lo que el experimento se basa en un período de estabilización hasta que la luz se alcance el estado estacionario. Este tiempo depende del diseño de los controladores de masa térmica y del disipador de calor, pero no de la conjetura.
Se debe realizar un monitoreo constante de los parámetros eléctricos de entrada. La tensión, la corriente, la potencia y la frecuencia deben estar en buen estado y no deben exceder la tolerancia durante la prueba. Cualquier variación tiene un impacto directo en la intensidad luminosa y puede inducir efectos angulares si la salida cambia durante el escaneo. Luminarias de alta potencia. Se pueden utilizar sensores térmicos en ciertos puntos de temperatura de la carcasa para verificar la estabilidad antes y durante la medición.
Las condiciones del laboratorio fotométrico también incluyen las condiciones ambientales. Los detectores se ven afectados por la diferencia de temperatura en el flujo de aire y las reflexiones. Las pruebas deben realizarse en condiciones de oscuridad controlada, donde la temperatura ambiente sea constante y el movimiento del aire sea mínimo para evitar el efecto de enfriamiento que podría alterar la cantidad de luz producida durante un escaneo prolongado.

Estrategia de escaneo angular y adquisición de datos

El procedimiento de escaneo angular es el componente central de las pruebas con goniofotómetro. El sistema deberá cubrir los ángulos vertical y horizontal, y se utilizará una cuadrícula específica para lograr la cobertura tridimensional requerida. La resolución angular debe ser lo suficientemente alta como para resolver los gradientes de intensidad agudos que se forman en un reflector o lente de la óptica secundaria.
La velocidad de escaneo también afecta la calidad de los datos. Una rotación muy rápida puede provocar un retraso en el detector durante la rotación o vibraciones mecánicas cuando los escaneos muy lentos prolongan demasiado la prueba, además de deriva térmica. Los procesos optimizados logran un equilibrio entre la velocidad y la estabilidad de las resoluciones. Los sistemas de escaneo actuales cuentan con patrones de escaneo programables que concentran una mayor resolución en áreas con cambios rápidos de intensidad, a expensas de pasos más gruesos en otras áreas, para así reducir el tiempo total.
El detector debe estar lo suficientemente espaciado como para cumplir con la condición de campo lejano. Esto también hará que la distribución angular sea independiente de la distancia. La distancia necesaria variará según el tamaño luminoso máximo de la fuente y el diseño óptico. Garantizar la conformidad con el campo lejano es un paso esencial, ya que las mediciones a corto plazo de esta curvatura de campo anulan cualquier correlación con los archivos fotométricos normales.

Consideraciones espectrales y efectos dependientes del color

Aunque la mayoría de los goniofotómetros registran la intensidad luminosa, es común combinar espectrorradiómetros para registrar datos espectrales en ángulos específicos. Esto se ha vuelto esencial para las luminarias LED, ya que el cambio de color en el haz puede influir en la comodidad visual y la practicidad de su uso. En diseños multichip o configuraciones de haz estrecho, el cambio de color angular en el haz no es evidente en la medición del flujo total, pero sí en las caracterizaciones 3D.
Los datos espectrales permiten obtener parámetros colorimétricos, como las coordenadas de cromaticidad y temperatura de color correlacionadas, y medidas de reproducción cromática de la apariencia de la imagen en función del ángulo. Esta información, combinada con la medición de la intensidad luminosa, proporciona una descripción más detallada del comportamiento de las luminarias, especialmente en la iluminación arquitectónica y vial, donde la luz fuera del eje representa una proporción considerable de la calidad percibida.

Generación y validación de archivos de procesamiento de datos

Los datos goniofotométricos sin procesar deben convertirse a los formatos estandarizados para su uso práctico. Los valores de sensibilidad y posición angular del detector se corrigen y se combinan en un archivo fotométrico como IES y EULUMDAT. Los diseñadores de iluminación utilizan estos archivos para simular el efecto de la iluminancia y el deslumbramiento en instalaciones reales.
La validación es un procedimiento necesario. Las pruebas cruzadas de las mediciones de flujo de esferas integradoras sirven para verificar que, al utilizar la distribución de intensidad medida, la suma total del flujo luminoso sea constante. Las principales diferencias que indican errores se deben a problemas de ajuste durante la configuración o a problemas con los detectores. La repetibilidad también puede determinarse repitiendo algunos de los cortes angulares seleccionados o realizando escaneos bidireccionales.
Los resultados finales deben respaldarse con un análisis de incertidumbre. La calibración del detector, la resolución angular, la alineación, la repetibilidad y la estabilidad eléctrica son algunos de los factores que contribuyen. El registro de la incertidumbre permite al usuario evaluar su fiabilidad y también permite presentar informes de cumplimiento.

Figura: Prueba del goniofotómetro

Interpretación de informes y relevancia de la aplicación

El último paso de las pruebas con goniofotómetro es la interpretación. Los datos fotométricos 3D representan el comportamiento de corte de las formas del haz y la posición de las intensidades máximas, lo cual influye directamente en el rendimiento de la aplicación. En la iluminación vial, identifica la uniformidad y el deslumbramiento. En la iluminación interior, influye en los criterios de espaciamiento y en el confort visual. En ópticas especializadas, demuestra que se cumple el propósito del diseño.
Se debe proporcionar un informe conciso de las condiciones de prueba, incluyendo el montaje de las orientaciones del tiempo de estabilización de la entrada eléctrica y las condiciones ambientales. Se utilizan diagramas polares y mapas de calor de intensidad para transmitir gráficamente información tridimensional compleja a personas no expertas. La presencia de datos sin procesar con archivos procesados ​​garantiza la trazabilidad y permite su posterior análisis cuando cambien las normas.

Conclusión

La caracterización fotométrica de objetos tridimensionales requiere un conjunto de prueba de goniofotómetro y no equipos. Los datos de las mediciones de intensidad lumínica requieren gran precisión, así como la estabilización térmica y eléctrica del escaneo y una validación rigurosa para generar datos precisos de intensidad lumínica. Al emplear estos procedimientos en sistemas y accesorios bien desarrollados como los que ofrece LISUN Los laboratorios son capaces de proporcionar datos fotométricos que constituyen una prueba fiel del funcionamiento del mundo real y que pueden promover e infundir seguridad en la certificación y la innovación del diseño de iluminación.