Cómo medir la intensidad de la luz: investigación sobre pruebas de parámetros fotométricos completos utilizando LISUN LSG-1890B Goniómetro de alta precisión (Curva de distribución de intensidad luminosa)

Compendio

La intensidad de la luz sirve como indicador óptico principal de los productos de iluminación, y Cómo medir la intensidad de la luz sienta las bases para las pruebas fotométricas de luminarias, la certificación de eficiencia energética de productos y la simulación de diseño de iluminación. Tomando el LISUN LSG-1890B Utilizando el goniómetro de alta precisión (curva de distribución de intensidad luminosa) como instrumento de prueba, este documento detalla los principios subyacentes y los procedimientos operativos estandarizados para medir la intensidad de la luz. Cubre exhaustivamente los métodos de prueba de más de diez parámetros fotométricos, incluyendo datos de intensidad luminosa, distribución de intensidad luminosa, flujo luminoso zonal, eficiencia de la luminaria, distribución de luminancia, factor de utilización, curva límite de luminancia, índice de deslumbramiento UGR, índice de eficiencia energética EEI, curva isolux, curva isocandela, ángulo de haz efectivo, relación de altura de separación máxima permisible, coincidencia de curvas de luminarias con áreas de iluminación, así como curvas límite de luminancia. Se adjuntan tablas de datos medidos para proporcionar referencias estandarizadas para pruebas fotométricas de luminarias LED, HID y fluorescentes en laboratorios. Este instrumento cumple plenamente con las normas internacionales de prueba, incluyendo CIE-70, LM-79-19 y EN13032-1.

1. Descripción general del instrumento y principios básicos para la medición de la intensidad de la luz.

1.1 Configuración básica de LSG-1890B

El LSG-1890B Es un goniómetro tipo 1 estándar europeo equipado con una sonda fotométrica de temperatura constante, servomotores Mitsubishi de Japón y dispositivos de decodificación alemanes de alta precisión, que ofrece una precisión de medición angular de 0.1°. Su sonda fotométrica cumple con la precisión CIE Clase A. Admite dos modos de prueba, incluyendo C-γ de brazo único y B-β de doble brazo. El tamaño máximo de las luminarias probadas es de Φ2000 mm × 600 mm con una capacidad de carga máxima de 60 kg, adecuado para una amplia gama de productos de iluminación como paneles LED para interiores, farolas, proyectores y fuentes de luz HID. El software de medición y control chino-inglés correspondiente puede exportar formatos generales como IES, LDT, CIE y Excel, que se pueden conectar directamente al software de simulación de iluminación Dialux.

1.2 Principios básicos para medir la intensidad de la luz

La medición de la intensidad luminosa (unidad: cd, candela) sigue la ley del cuadrado inverso de la distancia: I=E×d2, donde I se refiere a la intensidad luminosa en la dirección probada, E es la iluminancia (lx) recogida por la sonda de temperatura constante y d representa la distancia de prueba fija entre la sonda y el centro luminoso de la luminaria.
El LSG-1890B Adopta la estructura de “luminaria fija + escaneo de sonda de esfera completa”. Bajo el sistema de coordenadas C-γ, el ángulo C gira horizontalmente ±180° y el ángulo γ gira verticalmente ±180°. La sonda recoge valores de iluminancia punto por punto a lo largo de la superficie esférica, y el software los convierte en una matriz de intensidad luminosa espacial 3D en tiempo real para completar la adquisición de datos brutos de intensidad de luz, que sirve de base para la integración y el cálculo de todos los parámetros fotométricos derivados. La sonda de temperatura constante elimina los errores causados ​​por la deriva de la temperatura ambiente durante la adquisición de la intensidad de luz y garantiza datos estables durante escaneos prolongados.

Goniofotómetro de luminaria de rotación de alta precisión LSG 1890B AL1

2 Procedimientos operativos estandarizados para medir la intensidad de la luz con LSG-1890B

2.1 Preparación previa a la prueba

1. Precalentamiento del equipo y calibración del sistema: Precaliente el instrumento durante 30 minutos después de su puesta en marcha y realice una calibración absoluta de la sonda de temperatura constante con una lámpara de intensidad luminosa estándar para eliminar la desviación en la respuesta de la sonda. Apague completamente la sala oscura y retire los residuos reflectantes del recorrido de la luz, manteniendo la temperatura ambiente a 23 ℃ ± 2 ℃.
2. Instalación y posicionamiento de la luminaria: Fije la luminaria con un soporte multifuncional, calibre la coincidencia del centro luminoso de la luminaria con el origen de la plataforma giratoria mediante un alineador láser e instale la luminaria según su posición de uso real. Conecte un medidor de potencia de alta precisión de forma sincronizada para recopilar los parámetros eléctricos.
3. Estabilización térmica de la muestra: Encienda la luminaria a la tensión nominal y comience el escaneo cuando la fluctuación del flujo luminoso sea inferior al 0.5 % cada 10 minutos. El período de estabilización térmica para luminarias LED no debe ser inferior a 30 minutos.
4. Configuración de parámetros del software: Seleccione el modo de prueba C-γ, establezca los pasos angulares como γ=2°, C=5°, marque todos los módulos de cálculo de parámetros (luminancia, UGR, EEI, factor de utilización, etc.) y configure los formatos de exportación de datos.

2.2 Escaneo de intensidad luminosa de esfera completa (Paso fundamental: Cómo medir la intensidad de la luz)

1. El servomecanismo del instrumento impulsa la sonda de temperatura constante para que escanee automáticamente a lo largo de la trayectoria esférica. Cuando se alcanza cada grupo de coordenadas (C, γ), la sonda recoge la iluminancia E en esa dirección.
2. El software genera el valor de intensidad luminosa de ese ángulo en tiempo real mediante la fórmula I=E×d2 y lo almacena como una tabla de datos de intensidad luminosa sin procesar.
3. Una vez completado el escaneo de esfera completa, el sistema calcula automáticamente parámetros derivados como el flujo luminoso zonal, la eficiencia de la luminaria y las curvas de isocandelas mediante algoritmos de integración de ángulo sólido esférico basados ​​en todas las matrices de intensidad luminosa.
4. Una sonda PHOTO-VIS-L alemana de alta precisión de clase L puede configurarse opcionalmente para mejorar la precisión de la medición de la intensidad luminosa en LED de baja potencia y fuentes de luz de precisión. Las sondas UVA/UVB/UVC permiten ampliar las pruebas de distribución de intensidad luminosa para fuentes de luz ultravioleta.

2.3 Procesamiento posterior y generación de informes

Tras el escaneo, el software traza automáticamente curvas de distribución de intensidad luminosa, diagramas de isolux y diagramas de isocandelas, genera indicadores como el deslumbramiento UGR, la eficiencia energética EEI, la relación espaciamiento-altura y el factor de utilización, y puede exportar datos brutos de intensidad luminosa a Excel y archivos de intensidad luminosa estándar IES.

3 métodos de prueba para series completas de parámetros fotométricos (basados ​​en datos brutos de intensidad de luz medida)

Todos los parámetros se calculan en función de los datos de intensidad luminosa medidos en toda la esfera. La lógica de prueba de cada parámetro se muestra a continuación:

1. Datos de intensidad luminosa y distribución de intensidad luminosa: Genera directamente valores cd correspondientes a cada ángulo (C, γ) para formar una matriz de distribución de intensidad luminosa 3D y generar curvas de intensidad luminosa en coordenadas polares.
2. Flujo luminoso zonal: Integre la intensidad luminosa dentro de intervalos de ángulo sólido especificados (hemisferio superior/hemisferio inferior/intervalo de ángulo del haz) para obtener el flujo luminoso zonal correspondiente (lm).
3. Eficiencia de la luminaria: Flujo luminoso zonal dividido por la potencia eléctrica de entrada de la luminaria, unidad: lm/W.
4. Distribución de luminancia (opcional): Coincidencia con la sonda de luminancia de imagen para convertir la intensidad luminosa de los ángulos correspondientes en una matriz de luminancia de la superficie de la luminaria.
5. Factor de utilización: Calcule la tasa de utilización de la luz de la iluminación interior haciendo coincidir la distribución espacial de la intensidad luminosa con las proporciones de espacio de las diferentes áreas.
6. Curva límite de luminancia: Extraiga los datos de luminancia en ángulos de observación de 45° a 90° y dibuje las curvas límite antirreflejo.
7. Clasificación de deslumbramiento UGR: Calcula automáticamente el valor de deslumbramiento unificado utilizando la intensidad luminosa dentro del ángulo de visión de observación, el ángulo sólido de la fuente de luz y la luminancia del fondo de acuerdo con la norma CIE 117.
8. Curva Isolux y relación de altura de separación máxima permitida: Tomando el plano del suelo como superficie receptora, calcule la distribución de la iluminancia del suelo mediante la superposición de la intensidad luminosa de la esfera completa y deduzca la relación de altura de separación máxima permitida para la instalación de luminarias.
9. Adaptación de las curvas de las luminarias a las áreas de iluminación: Simular la cobertura de la iluminancia del suelo bajo diferentes alturas de instalación para que coincida con escenarios de aplicación como la iluminación de carreteras y oficinas.
10. Curva de isocandela: Se forman superficies curvas equivalentes uniendo ángulos con valores de intensidad luminosa espacial iguales.
11. Ángulo de haz efectivo: La diferencia entre dos ángulos γ laterales que corresponden al 50% de la intensidad luminosa máxima.
12. Índice de eficiencia energética EEI: Calcule el índice de clasificación de eficiencia energética comparando la eficacia luminosa con luminarias de referencia estándar según la Directiva ErP 2019/2015 de la UE.

4 Tabla de datos de muestra medidos LSG-1890B

Se selecciona un proyector LED de 100 W como muestra de prueba y se escanean los datos fotométricos principales mediante LISUN LSG-1890B están enlistados debajo:

Extracto de la distribución de intensidad luminosa (datos típicos de intensidad luminosa del ángulo γ en el plano C=0°):

5 Ventajas del instrumento y su valor en aplicaciones industriales

1. Alta precisión en la medición de la intensidad de la luz: la precisión angular de 0.1° más la sonda de temperatura constante CIE Clase A reduce significativamente el error de recolección de intensidad de luz en ángulos pequeños en comparación con LSG-1800A (0.2°), cumpliendo con los requisitos de prueba para LED de alta gama y productos ópticos de precisión.
2. Cobertura estándar integral: Compatible simultáneamente con las normas globales CIE, las normas norteamericanas IES, las normas europeas EN y las directivas europeas ErP, y puede emitir informes de pruebas de intensidad luminosa necesarios para las certificaciones globales.
3. Amplia adaptabilidad a diversas fuentes de luz: Se puede probar con luz visible, fuentes de luz ultravioleta UVA/UVB/UVC, incluyendo lámparas de desinfección, fuentes de luz de curado y todas las categorías de iluminación exterior.
4. Valor práctico para la ingeniería: Un solo escaneo completa los 15 parámetros fotométricos sin necesidad de repetir las pruebas en múltiples instrumentos, lo que reduce considerablemente los ciclos de pruebas de laboratorio. Los archivos IES exportados se pueden aplicar directamente al diseño de simulación de iluminación para carreteras, aulas y fábricas.

Conclusión 6

Cómo medir la intensidad de la luz es el paso fundamental en las pruebas de rendimiento óptico de las luminarias. Equipado con una sonda de temperatura constante y un sistema de escaneo servo de alta precisión, el LISUN LSG-1890B El goniómetro de alta precisión recopila con exactitud datos de intensidad luminosa en toda la esfera, basándose en la ley de la distancia inversa al cuadrado. Sus algoritmos estándar integrados permiten calcular simultáneamente un conjunto completo de parámetros fotométricos, incluyendo la distribución de intensidad luminosa, el flujo luminoso, la eficiencia de la luminaria, el UGR, el EEI, las curvas isolux y otros. Este instrumento cuenta con procedimientos operativos estandarizados y datos trazables, satisfaciendo plenamente las exigencias de las pruebas de productos de iluminación, la I+D y la certificación de eficiencia energética a nivel mundial. Se convierte en el instrumento de prueba principal para que los laboratorios realicen una detección fotométrica integral del rendimiento.