道路照明的照度測(cè)量

1、道路照明的照度測(cè)量Measure the road lighting shines on the degree一、照度計(jì)（一）、照度計(jì)的構(gòu)造測(cè)量照度的儀器是照度計(jì)，或稱勒克斯計(jì)。照度計(jì)通常是由硒光電池或硅光電池和微安表組成，見(jiàn)圖1。硒光電池是把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的光電元件。當(dāng)光線射到硒光電池表面時(shí)，入射光透過(guò)金屬薄膜4到達(dá)半導(dǎo)體硒層2和金屬薄膜4的分界面上，在界面上產(chǎn)生光電效應(yīng)。產(chǎn)生電位差的大小與光電池受光表面上的照度有一定的比例關(guān)系。這時(shí)如果接上外電路，就會(huì)有電流通過(guò)，電流值從以勒克斯（Lx）為刻度的微安表上指示出來(lái)。光電流的大小取決于入射光的強(qiáng)弱和回路中的電阻。照度計(jì)有變檔裝置，因此可以測(cè)

2、高照度，也可以測(cè)低照度。（二）、照度計(jì)的技術(shù)要求照度計(jì)的質(zhì)量由以下四個(gè)方面的因素決定：(1)光譜響應(yīng)；(2)余弦響應(yīng)；(3)響應(yīng)的線性；(4)對(duì)溫度的敏感性。1光譜響應(yīng) 硒光電池或硅光電池的基本光譜響應(yīng)不同于人的視覺(jué)系統(tǒng)的光譜響應(yīng)。如果光電池不加修正而直接使用，在測(cè)量光譜能量分布不同的光源，特別是測(cè)量具有非連續(xù)光譜的氣體放電燈產(chǎn)生的照度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。所以，為了獲得精確的照度測(cè)量，必須把光電池的光譜響應(yīng)修正到人的視覺(jué)系統(tǒng)的光譜響應(yīng)以CIE“平均人眼”的光視效率y()數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)。這種修正可以是直接采用在光電池上加濾光片的方法，也可以間接采用在不同光源下校準(zhǔn)光電池提供修正系數(shù)的方法。精密的

3、照度計(jì)都是給光電池匹配一個(gè)合適顏色的玻璃濾光片，構(gòu)成顏色修正光電池。顏色修正光電池的光譜靈敏度與y()曲線的相符程度越好，照度計(jì)的精度就越高。具有顏色修正的光電池可以用于所有光源下的照度測(cè)量。2余弦響應(yīng)照度計(jì)對(duì)光以不同的方向入射到光電池的響應(yīng)叫做光的斜入射響應(yīng)或余弦響應(yīng)。具體地說(shuō)，當(dāng)光線以傾斜方向照射光電池時(shí)，光電流輸出應(yīng)當(dāng)符合余弦法則，即這時(shí)的照度應(yīng)等于光線垂直入射時(shí)的法線照度與入射角余弦的乘積。但是，由于光電池表面的鏡面反射作用以及固定光電池部件的遮擋，在光線入射角大時(shí)，會(huì)從光電池表面反射和遮擋掉一部分光線，從而使光電流小于上面所說(shuō)的正確值。為了修正這一誤差，通常在光電池上外加一個(gè)用均勻漫

4、射材料制成的余弦校正器。3響應(yīng)的線性在測(cè)量范圍內(nèi)，照度計(jì)的讀數(shù)應(yīng)與投射到光電池受光表面上的光通成正比，也就是說(shuō)，照度計(jì)的示值應(yīng)該與光電池受光面上的照度值成線性關(guān)系。照度計(jì)響應(yīng)的線性主要由光電池輸出連接線路的電阻和受光量決定，照度越高，阻值越大，引起的非線性越嚴(yán)重。4對(duì)溫度的敏感性照度計(jì)對(duì)溫度改變的敏感性也受到光電池所連接的電路內(nèi)阻的影響，如果內(nèi)阻大而溫度過(guò)高，則會(huì)引起測(cè)量誤差。硒光電池比硅光電池對(duì)溫度更敏感。如果將硒光電池連續(xù)曝光在50oC以上，那么，它將會(huì)受到持久的損害。光電池應(yīng)當(dāng)在環(huán)境溫度為25左右使用，照度計(jì)的使用說(shuō)明書(shū)上都列有該照度計(jì)對(duì)溫度的適應(yīng)范圍?？偟膩?lái)說(shuō)，一個(gè)好的照度計(jì)應(yīng)該有顏色

5、修正和余弦響應(yīng)、響應(yīng)的線性、不受環(huán)境溫度的影響。 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB570085室內(nèi)照明測(cè)量方法的規(guī)定，照度測(cè)量宜采用精度為二級(jí)以上的照度計(jì)(指針式或數(shù)字式)，并按JJG24581光照度計(jì)檢定規(guī)程進(jìn)行檢定。JJG24581規(guī)程按示值誤差對(duì)照度計(jì)精度的分級(jí)如表l所示。表1二、道路照明的照度測(cè)量1測(cè)量地段的選擇和布點(diǎn)方法 (1)測(cè)量地段的選擇：選擇測(cè)量地段時(shí)，應(yīng)從燈具的間距、高度、懸挑、仰角等的安裝規(guī)整性及光源的一致性等方面選擇有代表性的路段。照度測(cè)量的范圍，在縱方向(沿道路走向)應(yīng)包括同一側(cè)的兩個(gè)燈桿之間的區(qū)域；而在橫方向，單側(cè)布燈時(shí)應(yīng)為整個(gè)路寬；雙側(cè)交錯(cuò)布燈、對(duì)稱布燈或中心布燈時(shí)可為1/2路寬。

6、(2)布點(diǎn)方法：布點(diǎn)方法有四點(diǎn)法和中心法兩種。1)四點(diǎn)法：把同一側(cè)兩燈柱間的測(cè)量路段分成若干個(gè)大小相等的矩形網(wǎng)格，把測(cè)點(diǎn)設(shè)置在每個(gè)矩形網(wǎng)格的四角，圖 6 為四點(diǎn)法布點(diǎn)時(shí)的測(cè)點(diǎn)布置圖。圖6 雙車(chē)道道路采用四點(diǎn)法布點(diǎn)時(shí)的測(cè)點(diǎn)布置圖2)中心法：把同一側(cè)兩燈柱間的測(cè)量路段劃分成若干個(gè)大小相等的矩形網(wǎng)格，把測(cè)點(diǎn)設(shè)在網(wǎng)格中心。 當(dāng)路面照度均勻度比較差或?qū)y(cè)量精度要求比較高時(shí)，劃分的網(wǎng)格數(shù)應(yīng)多一些，即測(cè)點(diǎn)布得密一些。當(dāng)兩燈柱的間距S50m時(shí)，通常沿道路縱方向把間距S分成十等分；當(dāng)S50m時(shí)，按每一網(wǎng)格邊長(zhǎng)5m的原則進(jìn)行等間距劃分，而在道路橫方向把每條車(chē)道二等分(四點(diǎn)法)或三等分(中心法)。當(dāng)路面照度均勻度比

7、較好或?qū)y(cè)量精確度要求比較低時(shí)，則在道路的橫方向可取車(chē)道的寬度作為網(wǎng)格的寬度而不需要再劃分。2道路水平平均照度及其均勻度的計(jì)算(1)水平平均照度的計(jì)算。1)按四點(diǎn)法布點(diǎn)的計(jì)算：若M為縱方向劃分的網(wǎng)格數(shù)，N為橫方向劃分的網(wǎng)格數(shù)，則 MN為總網(wǎng)格數(shù)。根據(jù)每個(gè)網(wǎng)格四個(gè)角上四個(gè)測(cè)點(diǎn)的照度平均值Eav可代表該網(wǎng)格的假定照度值，則Eav的計(jì)算式為：式中 E 圖 6 測(cè)量區(qū)四個(gè)角處測(cè)點(diǎn)的照度； E 圖 6 除四個(gè)角處四條外邊上測(cè)點(diǎn)的照度； E 圖 6 測(cè)量區(qū)四個(gè)外邊以內(nèi)測(cè)點(diǎn)的照度。2)按中心布點(diǎn)法計(jì)算：按中心布點(diǎn)法測(cè)量照度時(shí)，路面平均照度按式(2)計(jì)算。 （2）式中： Eav 路面的平均照度，Lx;Ei 每

8、個(gè)測(cè)量點(diǎn)的照度值，Lx;n測(cè)點(diǎn)數(shù)。測(cè)點(diǎn)數(shù)越多，得到的平均值越精確，不過(guò)也相應(yīng)地增加了工作量。(3)照度均勻度的計(jì)算。路面照度均勻度U是路面上最小照度Emin與平均照度Eav之比，即（3）Eav按式(1)或(2)計(jì)算，Emin為測(cè)點(diǎn)中照度最低點(diǎn)的測(cè)量值在規(guī)則布點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)上測(cè)得的照度中找出。三、測(cè)量條件、方法和測(cè)量記錄(一)測(cè)量條件及測(cè)量方法1、測(cè)量條件(1)根據(jù)需要，點(diǎn)燃必要的光源，排除其他無(wú)關(guān)光源的影響。(2)測(cè)量照度時(shí)應(yīng)待光源的光輸出穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)量。因此，測(cè)量開(kāi)始前，若是白熾燈，需燃點(diǎn)5min；若是熒光燈，需燃點(diǎn)15min；若是高強(qiáng)氣體放電燈，則需燃點(diǎn)30min。對(duì)于新安裝的照明系統(tǒng)，宜在燃

9、點(diǎn)lOOh(氣體放電燈)和lOh(白熾燈)后再測(cè)量其照度。2、測(cè)量方法(1)測(cè)量時(shí)，照度計(jì)先用大量程檔數(shù)，然后根據(jù)指示值的大小逐漸找到合適的檔數(shù)，原 則上不允許指示值在最大量程1/10范圍內(nèi)讀數(shù)。(2)照度示值穩(wěn)定后再讀數(shù)。數(shù)字式照度計(jì)顯示的讀數(shù)，最后一位有時(shí)不穩(wěn)定，應(yīng)該記錄出現(xiàn)次數(shù)較多的數(shù)字。(3)測(cè)量人員宜著深色服裝，防止測(cè)量人員、圍觀者的身影對(duì)接收器的影響。(4)在測(cè)量中宜使電源電壓保持穩(wěn)定，在額定電壓下測(cè)量；如果做不到，應(yīng)測(cè)量電源電壓，當(dāng)與額定電壓不符時(shí)，應(yīng)按電壓偏差對(duì)光通量的變化予以修正。(5)為提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，一個(gè)測(cè)點(diǎn)可取23次讀數(shù)，然后取其平均值。 (二)記錄內(nèi)容1、測(cè)量結(jié)果應(yīng)

10、記人事先準(zhǔn)備好的表格。2、道路照明的測(cè)量記錄道路照明測(cè)量記錄內(nèi)容如下：(1)測(cè)量日期、時(shí)間、氣候條件、測(cè)量人員姓名；(2)測(cè)量部位(包括城市、街道、路段名稱)；(3)光源和燈具的型號(hào)和規(guī)格；(4)燈具安裝方式、間距、高度、仰角、懸挑長(zhǎng)度；(5)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)條件(包括環(huán)境條件、供電條件等)；(6)光源和燈具的使用時(shí)間、最近一次清洗日期；(7)標(biāo)有尺寸的照度測(cè)點(diǎn)布置圖；(8)各測(cè)點(diǎn)的照度測(cè)量值；(9)平均照度及照度均勻度計(jì)算結(jié)果。(10)照度計(jì)型號(hào)、編號(hào)、檢定日期；四、一種新型的道路照明的照度測(cè)量方案從本文所闡述的常規(guī)的道路照明的照度測(cè)量方案中可以看出，無(wú)論是采用四點(diǎn)法還是采用中心法來(lái)靠人工進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)

11、量，均存在被測(cè)點(diǎn)數(shù)多、數(shù)據(jù)測(cè)量記錄、處理工作量大的缺點(diǎn)，而且對(duì)已通車(chē)的道路來(lái)說(shuō)進(jìn)行測(cè)量還存在交通安全問(wèn)題，為此本文在常規(guī)的道路照明的照度測(cè)量方法的基礎(chǔ)上提出了一種新型的照度測(cè)量方法，經(jīng)實(shí)踐證明是切實(shí)可行的。本方案是將具有記憶和存貯功能的TES1333型照度記安置在高檔電動(dòng)遙控的履帶式玩具裝甲車(chē)（以下簡(jiǎn)稱為測(cè)試小車(chē)）上，該測(cè)試小車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)受站在路邊的測(cè)量者手中的遙控器和測(cè)試小車(chē)內(nèi)安置的以可編程控制器為主體的的自動(dòng)控制系統(tǒng)控制，當(dāng)車(chē)內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，裝甲車(chē)將按照事先設(shè)定的動(dòng)作程序沿如圖8所示的箭頭方向完成行走程序，并采用四點(diǎn)法在每個(gè)矩形網(wǎng)格的四角處自動(dòng)完成照度測(cè)量和記錄，存貯任務(wù)，待全部程序結(jié)束后，測(cè)試小車(chē)在遙控器的操縱下自動(dòng)返回測(cè)量者所在位置。遙控器的另一作用是在車(chē)內(nèi)控制系統(tǒng)失靈的情況下，由測(cè)量者手動(dòng)遙