城市道路照明檢測(cè)儀器配置的規(guī)劃與實(shí)踐

1、城市道路照明檢測(cè)儀器配置的規(guī)劃與實(shí)踐趙明1，曹剛2，秦大為3（1.無錫市照明管理處，江蘇 無錫 214000； 2.鹽城師范學(xué)院物電院，江蘇 鹽城 224002； 3.鹽城師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心，江蘇 鹽城 224002）摘要 ：根據(jù)城市道路照明行業(yè)的特點(diǎn)和需要，本文系統(tǒng)地闡述了道路照明施工和管理工作常用的四大類檢測(cè)儀器的基本配置方案、專業(yè)檢測(cè)儀器配置的規(guī)劃與實(shí)踐。關(guān)鍵詞 ：城市照明、檢測(cè)儀器、配置方案The Planning and Practice of City Road Lighting Instrumentation ConfigurationZhao Ming, Cao Gang2，Qi

2、n Dawei3（1. The Lighting Management office of Wuxi city ,Wuxi Jiangsu 2140002.The Physics and electron institute of Yancheng Teachers, College,Yancheng Jiangsu 224002；3.Experiment administrative Center of Yancheng Teachers, College,Yancheng jiangsu 224002;） Abstract According to the characteristics

3、and needs of city road lighting industry,this paper describes the construction and management of road lighting four broad categories of testing instruments commonly used in the basic configuration, the planning and practice of professional instrumentation configuration.Keywords the lighting of city

4、Instrumentation Configuration9一、引言隨著我國城建事業(yè)的迅速發(fā)展，道路照明工程的施工、管理工作量也隨之增加，勢(shì)必需要依靠管理體系的科學(xué)化和技術(shù)進(jìn)步提供支撐。在城市道路照明技術(shù)領(lǐng)域，無論是施工質(zhì)量檢測(cè)，還是照明電器、設(shè)備的使用性能和安全性能的驗(yàn)收測(cè)試都是保證施工質(zhì)量、提高城市道路照明水平的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本文就此問題，將我們近年來從事城市照明檢測(cè)中心建設(shè)的儀器配置的規(guī)劃與實(shí)踐做一個(gè)簡要的介紹。二、檢測(cè)儀器的基本配置方案城市照明施工和管理常用的測(cè)試儀器一般分為四類，一類為光學(xué)測(cè)量儀器，有照度計(jì)、亮度計(jì)等，主要用于對(duì)新建成或改建后的道路路面的平均照度、照度均勻度、平均亮度

5、、亮度均勻度等光學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。二類為電參數(shù)測(cè)量儀器，有萬用表，鉗形電壓、電流、功率、功率因數(shù)多用表，示波器，電感電容表等，主要用于對(duì)路燈開關(guān)箱、燈泡、鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器等設(shè)備和器件的電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，三類為安全性能檢測(cè)儀器，主要有接地電阻測(cè)試儀、絕緣電阻測(cè)試儀、耐壓測(cè)試儀、紅外線測(cè)溫儀等，主要用于對(duì)電氣設(shè)備的接地電阻、絕緣電阻、介電強(qiáng)度以及電器元件溫升進(jìn)行測(cè)量。四類為其他測(cè)試儀器，有超聲波測(cè)厚儀、涂層測(cè)厚儀、激光測(cè)距儀等，主要用于對(duì)路燈燈桿、鋼管或塑料管道壁厚，燈桿桿距，燈具及架空線距地的高度進(jìn)行現(xiàn)場檢測(cè)驗(yàn)收。上述四大類儀器構(gòu)成了城市照明檢測(cè)儀器的基本配置。（一）、光學(xué)參數(shù)測(cè)量類1.照度計(jì)作

6、用：測(cè)量道路路面的平均照度、照度均勻度等。原理：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，在分界面上產(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，電流值從以勒克斯（Lx）為刻度的微安表上指示出來。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)高照度，也可以測(cè)低照度?，F(xiàn)以TES-1330型照度計(jì)為例，介紹其主要技術(shù)參數(shù)：· 儀器量程：20

7、、200、2000、20000Lx ；· 準(zhǔn) 確 度：±3% ；· 重復(fù)測(cè)試：±2% ；· 取樣率：2.0次/秒 ；· 供電電源：單個(gè)9V電池 ；· 尺寸：135（L）×75(W)×33(H)mm 。2.亮度計(jì) 作用：測(cè)量道路路面的平均亮度、亮度均勻度等。原理：數(shù)字式亮度計(jì)采用數(shù)字V(l)傳感器，以全數(shù)字亮度信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)替代模擬信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)。改變了以模擬信號(hào)檢測(cè)方法為基礎(chǔ)的亮度計(jì)，由于應(yīng)用了數(shù)字技術(shù)，該儀器不產(chǎn)生零點(diǎn)漂移。當(dāng)光線照射到數(shù)字V(l)傳感器上時(shí)，其產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)傳輸給CPU處理，處理完之后通過L

8、CD液晶顯示，還可通過RS-232接口通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行定標(biāo)，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示：圖2現(xiàn)以XYL-型全數(shù)字亮度計(jì)為例，介紹其主要技術(shù)參數(shù)：· 亮度范圍：0.1100,000 cd/m2 ；· 儀器精度：優(yōu)于±5% ；· 分辨率：0.001 cd/m2 ；· 重復(fù)性：0.001 cd/m2 ；· 刷新頻率：3次/s（1 cd/m2），1次/2s（<1 cd/m2） ；· 供電電源：單個(gè)9V電池 ；· 尺寸：135(L)×72(W)×33(H)mm 。（二）、電參數(shù)測(cè)量類1.鉗形電

9、壓、電流、功率、功率因數(shù)多用表作用：測(cè)量路燈開關(guān)箱路燈干線或單燈的電壓、電流、功率、功率因數(shù)以及諧波分析等。原理：通過鉗形探頭測(cè)出電流信號(hào)，紅黑表棒測(cè)出電壓信號(hào)，將兩個(gè)信號(hào)輸送到微處理器中，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，相位分析、計(jì)算即可轉(zhuǎn)換成電壓、電流、功率、功率因數(shù)、波形信號(hào)，最后輸送至顯示器件，即完成了測(cè)量?，F(xiàn)以Fluke 43B多用表為例，介紹其主要技術(shù)參數(shù)：· 電壓量程（自動(dòng)）：5V、500V、1250V ；· 電流量程（自動(dòng)）：50A、500kA、1250kA ；· 功率因數(shù)范圍：0.21.0 ；· 諧波范圍：53th ；· 頻率范圍：50 Hz

10、15kHz ；· 尺寸：271（L）×112（W）×46(H)mm 。2.示波器作用：測(cè)量電子觸發(fā)器的觸發(fā)脈沖電壓、波形以及電子鎮(zhèn)流器的輸出頻率、波形等參數(shù)。原理：被測(cè)的電信號(hào)經(jīng)過增益控制和增益頻率補(bǔ)償，無畸變地縮放成儀器輸入端允許的信號(hào)幅度范圍，采樣器的采樣及其A/D變換實(shí)現(xiàn)信號(hào)的數(shù)字化并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，最后寫入到顯示器的刷新存儲(chǔ)器中，并通過顯示屏顯示，其結(jié)構(gòu)原理如圖3所示：圖3現(xiàn)以ADS-1022C數(shù)字式示波器為例，介紹其主要技術(shù)參數(shù)：· 實(shí)時(shí)采樣率：500MSa/S ；· 水平掃描范圍：25nS/DIV50S/DIV ；· 垂直

11、靈敏度：2mV5V/div ；· 帶寬：25MHz ；· 具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 ；· 尺寸：305(L)×133(W)×154(H)mm 。3.電感電容表作用：測(cè)量電感鎮(zhèn)流器的電感量、單燈補(bǔ)償電容的電容量等。原理：通過多諧振蕩器把被測(cè)元件Lx/Cx轉(zhuǎn)換成與元件參數(shù)成正比的脈寬。然后把這具有特定脈寬的矩形作為門控信號(hào)，在脈寬時(shí)間內(nèi)對(duì)一個(gè)已知周期的標(biāo)準(zhǔn)脈沖計(jì)數(shù)通過顯示器就可以把脈寬（實(shí)際上是元件參數(shù)）顯示出來?，F(xiàn)以VICTOR6243電感電容表為例，介紹其主要技術(shù)參數(shù)：· 電感量程：2mH、20mH、200mH、2H、20H ；·

12、電容量程：2nF，20nF，200nF，2uF，20uF，200uF，1000uF ；· 電阻量程： 200，2k，20k，200 k，2M，20M ；· 尺寸：185(L)×91(W)×49(H)mm 。 (三)、安全性能測(cè)量類1.耐壓試驗(yàn)儀作用：檢測(cè)路燈開關(guān)箱、燈具、鎮(zhèn)流器等設(shè)備的絕緣材料所能承受的耐壓能力。原理：耐壓測(cè)試儀主要是由交（直）流高壓電源，定時(shí)控制器，檢測(cè)電路，指示電路和報(bào)警電路組成，基本工作原理是：將耐壓測(cè)試儀產(chǎn)生的按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)電壓（如1.5kv）施加在電氣設(shè)備的帶電體與外殼之間，將其所產(chǎn)生的漏電流與規(guī)定漏電流比較，若檢測(cè)出的漏電流

13、小于規(guī)定漏電流，則儀器通過測(cè)試，當(dāng)檢測(cè)出的漏電流大于規(guī)定漏電流時(shí)，試驗(yàn)電壓瞬時(shí)切斷，儀器發(fā)出聲光報(bào)警，從而確定被測(cè)電氣設(shè)備的介電強(qiáng)度。 現(xiàn)以CS2672D為例，介紹其主要技術(shù)參數(shù)：電壓測(cè)試范圍：05kv ；漏電流測(cè)試范圍：0.32/120mA ;報(bào)警值預(yù)設(shè)范圍：0.32/120mA ;時(shí)間測(cè)試范圍：199s ；體積：375（L）×190(W)×280(H)mm 。2.數(shù)字接地電阻測(cè)試儀作用：測(cè)量電氣設(shè)備的接地電阻。原理：數(shù)字接地電阻測(cè)量儀采用先進(jìn)的中大規(guī)模集成電路，應(yīng)用DC/AC變換技術(shù)將機(jī)內(nèi)的直流電源轉(zhuǎn)換為交流的低頻恒流。工作原理是采用三點(diǎn)式電壓落差法。其測(cè)量手

14、段是在被測(cè)地線接地樁（稱為X）一側(cè)地上打入兩根輔助測(cè)試樁，要求這兩根測(cè)試樁位于被測(cè)地樁的同一側(cè)，三者基本在一條直線上，距被測(cè)地樁較近的一根輔助測(cè)試樁（稱為Y）距離被測(cè)地樁20 米左右，距被測(cè)地樁較遠(yuǎn)的一根輔助測(cè)試樁（稱為Z）距離被測(cè)地樁40米左右。按下測(cè)試鍵，此時(shí)在被測(cè)地樁X和輔助地樁Y之間可獲得一電壓，儀表通過測(cè)量該電流和電壓值，即可計(jì)算出被測(cè)接地樁的地阻。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖4所示：接地電阻接地電壓信號(hào)接地電流信號(hào)數(shù)字顯示電源圖4現(xiàn)以TES-1605型數(shù)字接地電阻測(cè)試儀為例，介紹其主要技術(shù)參數(shù)：· 儀器量程：20，200，2000 ；· 準(zhǔn)確度：±3% ；

15、3; 解析度：0.01 ；· 供電電源：5號(hào)電池（6節(jié)） ；· 尺寸：165(L)×100(W)×57(H)mm 。3.紅外測(cè)溫儀作用：非接觸式、安全、方便地測(cè)出電氣設(shè)備的溫度和溫升。原理：通過發(fā)出激光束起指向作用，然后接受所指的被測(cè)物體表面輻射的紅外線能量，并由其內(nèi)部電路分析處理、運(yùn)算后顯示出被測(cè)物體的表面溫度數(shù)值。紅外線測(cè)溫儀構(gòu)造主要是由光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。其結(jié)構(gòu)原理如圖5所示： 圖5現(xiàn)以CENTER 352紅外線測(cè)溫儀為例，介紹其主要技術(shù)參數(shù)：· 測(cè)量范圍：-20500，-4932 ；· 準(zhǔn)確度

16、：±2（4）或±2%讀值 ；· 解析度：0.1/0.2 ；· 重復(fù)率：±1%讀值或1%（） ；· 反應(yīng)時(shí)間：0.5秒 ；· 供電電源：單個(gè)9V電池 ；· 尺寸：157.5（L）×115(W)×36(H)mm 。由于萬用表、鉗形電流表、兆歐表等測(cè)量儀器原理簡單，一般單位均具備，限于文章篇幅在這就不一一介紹了。（四）、其他測(cè)量類1.超聲波測(cè)厚儀作用：測(cè)量路燈燈桿、地埋鋼管的厚度。原理：探頭發(fā)射的超聲波脈沖到達(dá)被測(cè)物體并在物體中傳播，到達(dá)二種材料分界面時(shí)被反射回探頭，通過精確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)

17、間來確定被測(cè)材料的厚度。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖6所示：圖6現(xiàn)以TT110超聲波測(cè)厚儀為例，簡要介紹其特性：· 顯示最小單位：0.1mm ；· 厚度測(cè)量范圍：020cm ；· 測(cè)量誤差：±(1%H+0.1)mm，H 為被測(cè)物實(shí)際厚度 ；· 聲速：5900m/s（可調(diào)節(jié)） ；· 供電電源：5電池（2節(jié)） ；· 尺寸：126(L)×68(W)×23(H) mm 。2.磁感應(yīng)式涂層測(cè)厚儀作用：測(cè)量路燈燈桿、路燈控制箱體的噴塑、油漆、鍍鋅等涂層厚度。原理：當(dāng)測(cè)頭與覆蓋層接觸時(shí)，測(cè)頭和磁性金屬基體構(gòu)成一閉合磁路，由于非磁性

18、覆蓋層的存在，使磁路磁阻變化，覆層越厚，則磁阻越大，通過測(cè)量其變化可計(jì)算出覆蓋層的厚度。現(xiàn)以TT220涂層測(cè)厚儀為例，簡要介紹其特性：· 測(cè)量范圍：01250um ；· 分辨率：1 um ；· 使用環(huán)境：溫度：040 濕度：20%75%無強(qiáng)磁場環(huán)境 ；· 供電電源：鎳鎘電池 3.6 V（2節(jié)）；· 尺寸：150（L）×55.5(W)×23(H)mm 。 3.激光測(cè)距儀作用：快速測(cè)量燈桿之間的距離，燈具離地面的高度等。原理：如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則A、B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示。 D=c

19、t/2 式中：D測(cè)站點(diǎn)A、B兩點(diǎn)間距離； 由上式可知，要測(cè)量A、B距離實(shí)際上是要測(cè)量光傳播的時(shí)間t，根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同，激光測(cè)距儀通?？煞譃槊}沖式和相位式兩種測(cè)量形式。 常用的相位式激光測(cè)距儀是用無線電波段的頻率，對(duì)激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測(cè)定調(diào)制光往返測(cè)線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測(cè)定出光經(jīng)往返測(cè)線所需的時(shí)間，如圖7所示。圖7現(xiàn)以A3激光測(cè)距儀為例，簡要介紹其特性：· 測(cè)量精度：±1.5mm ；· 測(cè)量范圍：0.05m至100m ；· 供電電源：7號(hào)電池（2節(jié)） ；· 尺寸：135（L）

20、×45(W)×31(H)mm 。三、專業(yè)儀器配置針對(duì)一些城市規(guī)模大、建設(shè)資金寬裕并確有需要的市政路燈管理部門，可根據(jù)需要在基本檢測(cè)儀器的基礎(chǔ)上配置如下專業(yè)檢測(cè)儀器。（一）、光源光譜分析系統(tǒng)（積分球系統(tǒng)）1.作用：可檢測(cè)高壓鈉燈，低壓鈉燈，金鹵燈，高壓汞燈，LED燈源，無極燈，節(jié)能燈，熒光燈，白熾燈，鹵鎢燈等光源的光通量、發(fā)光效率、光譜輻射功率、顯色指標(biāo)、色溫等10余種技術(shù)參數(shù)。2.建議規(guī)格與型號(hào)：一般用戶選用PM-S80型，積分球直徑為1.5m的光譜分析系統(tǒng)即可滿足檢測(cè)工作需要。（二）、燈具配光曲線測(cè)試系統(tǒng)（臥式分布光度測(cè)試系統(tǒng)）1.作用：檢測(cè)普通路燈燈具，LED燈具，室內(nèi)

21、外各種常規(guī)燈具的空間光強(qiáng)分布曲線、等照度分布曲線、任意截面上的光照分布曲線、區(qū)域光通量、總光通量、有效光通量、效率、眩光等級(jí)等10余種技術(shù)參數(shù)。2.建議規(guī)格與型號(hào)：一般用戶選用GO-2000型臥式配光曲線測(cè)試系統(tǒng)即可滿足檢測(cè)工作需要。（三）、電子鎮(zhèn)流器及配套電器電磁兼容檢測(cè)系統(tǒng)1.作用：檢測(cè)各種電子鎮(zhèn)流器及其相關(guān)高頻電源的峰值、準(zhǔn)峰值、平均值等多種電磁干擾技術(shù)參數(shù)。2.建議規(guī)格與型號(hào)：一般用戶選用EMS61000-2A型電磁兼容檢測(cè)系統(tǒng)即可滿足檢測(cè)工作需要。（四）、燈具溫升測(cè)試系統(tǒng)1.作用：檢測(cè)普通路燈燈具，LED燈具，室內(nèi)外各種常規(guī)燈具的表面工作溫度、表面溫升、燈頭表面工作溫度、燈頭表面溫升

22、、環(huán)境溫度等多種技術(shù)參數(shù)。2.建議規(guī)格與型號(hào)：一般用戶選用YFF-10型燈具溫升試驗(yàn)系統(tǒng)即可滿足檢測(cè)工作需要。（五）、燈具淋雨試驗(yàn)系統(tǒng)1.作用：檢測(cè)各類戶外路燈燈具在不同淋雨水壓情況下的物理性能和在不同淋雨角度情況下的物理性能等多種技術(shù)參數(shù)。2.建議規(guī)格與型號(hào)：一般用戶選用IPX3型燈具淋雨試驗(yàn)系統(tǒng)即可滿足檢測(cè)工作需要。（六）、照明電器燈具的高低溫和濕熱試驗(yàn)1.作用：檢測(cè)各類照明電器路燈燈具，室內(nèi)外燈具在高溫環(huán)境下貯存、運(yùn)輸、使用性能，在低溫環(huán)境下貯存、運(yùn)輸、使用性能和在溫?zé)岘h(huán)境下貯存、運(yùn)輸、使用性能等多種技術(shù)參數(shù) 。2.建議規(guī)格與型號(hào)：一般用戶選用GD3-408型高低溫濕熱試驗(yàn)箱即可滿足檢測(cè)工作需要。（七）、燈泡燈頭的扭轉(zhuǎn)力矩測(cè)試系統(tǒng)1.主要檢測(cè)對(duì)象：高壓鈉燈、低壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈、節(jié)能燈、白熾燈等光源的燈頭的正轉(zhuǎn)扭矩和反轉(zhuǎn)扭矩。2.建議規(guī)格與型號(hào)：一般用戶選用FD-100型燈頭扭力矩測(cè)試系統(tǒng)即可滿足檢測(cè)工作需要。（八）、路燈綜合檢測(cè)臺(tái)1.作用：檢測(cè)高壓鈉燈、低壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈、LED燈、無極燈、節(jié)能燈、白熾燈等光源的啟動(dòng)電壓、啟動(dòng)電流、工作電流、燈管電壓、熄弧電壓、