燈具分布光度測量

1、燈具分布光度測量 第1頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四燈具概述燈具又稱照明器，其功能就是照明，在使用上主要有兩種，一種是以裝飾為主，一種是以功能為主。裝飾用燈具一般系用裝飾性的部件圍繞光源組合而成，其形式從簡單的普通吊燈到大型華麗的枝形花吊燈功能性燈具系指那些為了符合在使用上的需求：即高的照明效率和低眩光的要求而采取對光源發(fā)出的光進行控制的燈具；它的作用是把光源發(fā)出的光按需求重新加以分配，以把光送到它應(yīng)到的地方，它可以讓該亮的地方亮起來，該暗的地方讓它暗下來。如室內(nèi)的控照熒光燈、筒燈、射燈以及室外的路燈、泛光燈等。裝飾性燈具的裝飾功能強，照明作用偏弱：功能性燈具控光能力

2、強，裝飾功能弱，各自側(cè)重不同，用途不同。燈具本身的基本作用是提供與光源的電氣連接，但還有許多其它的重要功能如光源的防護、適宜的機械特性、殼體的防護要求、電氣安全要求、熱要求、標(biāo)志要求和光度功能要求第2頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四基本量值光通量:光通量是光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量，也即為輻射通量（或輻射功率）能夠被人眼視覺系統(tǒng)所感受的那部分有效當(dāng)量。可以用來判斷可見光譜范圍內(nèi)光譜效率所能引起的主觀感覺的強弱。單位：lm符號表示：第3頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四立體角（）用于表示空間范圍的一個量，它是一個任意錐面所包圍的空間(2-4）。立體角

3、的大小是這樣度量的，以錐面的頂點為球心，任意長度為半徑作一球面，錐面將球面分成S1和S2兩部分，它們分別對球心所張的立體角為D1和D2，其大小可以表示為：圖2-4立體角及其度量方法立體角的單位叫球面度（sr），它是半徑為1米的球面上，1平方米的球面對球心所張的立體角。因此，整個球面對球心所張的立體角為：第4頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四發(fā)光強度：光源在給定方向上的發(fā)光強度是該光源在該方向的立體角元d內(nèi)傳輸?shù)墓馔縟除以該立體角元之商，即 = d/d單位：1cd1lm/1sr 實際光源或燈具各方向的發(fā)光強度不同。為了描述其發(fā)光的空間分布特性，需要用發(fā)光強度分布曲線（又叫

4、配光曲線）來表示。它是照明計算和設(shè)計的一種重要依據(jù) 第5頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四照度（illuminance）表面上一點的照度是入射在包含該點面元上的光通量d除以該面元面積dS之商。即： 單位為勒克斯（lx），1lx=1lm/m2若光源照到某一表面的總光通量為，該表面面積為S，則該表面上的平均照度為E=/S。對于點光源，若在某一方向上的發(fā)光強度為I，那么在該方向上離開光源的距離為r處的照度E=I/r2。照度與離光源的距離平方成反比。 當(dāng)不是點光源的時候，此定律在距離大于光源尺寸5倍以上的時候成立。第6頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四標(biāo)準(zhǔn)介

5、紹1.CIE Pub. NO.70,”The Measurment of Absolute Luminous Intensity Distributions”2.CIE DIV.-TC10,”Photometry of Luminaires”3.IES LM-35-1989,”IES Approved Method for Photometric Testing of Floodlights”4.IES LM-31-1995,”IES Approved Method for Photometric Testing of Roadway Luminaires”5.IES-1971(73-96),

6、”IES Practical Guide to Photometry”6.GB/T 7002-1986,”投光照明燈具光度測試”7.GB/T 9467-1988,”室內(nèi)燈具光度測試”8.GB/T 9468-1988,”道路照明燈具光度測試”9.IES 61341 “Method of Measurement of Center Beam Intensity and Beam Angle(s) of Reflector Lamp”10.CIE Pub.NO.76,”Photometry-the CIE Sytstem of Physical Photometry”第7頁，共34頁，2022年，5

7、月20日，14點6分，星期四燈具的光度中心光軸通常光軸指燈具發(fā)出光束的中心線。一般來說，光軸應(yīng)由燈具制造廠用標(biāo)志標(biāo)出。如果沒有的話，至少在燈具的可調(diào)方向應(yīng)有一個方向標(biāo)記，通過光度測試定出光軸對應(yīng)于該標(biāo)記的位置。燈具光度中心燈具在光度計上的安裝位置應(yīng)能使燈具的測光中心與光度計的光中心重合。燈具的測光中心用以下方法來確定：a.如果光源中心位于燈具外殼口面（也可以是沒敞開型的反射器口面）之外，則燈具的測光中心應(yīng)為光源中心；b.如果光源中心位于燈具外殼口面（也可以是沒敞開型的反射器口面）之內(nèi)，則燈具的測光中心應(yīng)在通過光源中心的垂直軸與上述口面的交點上；c.多光源的燈具，光源中心應(yīng)是各光源的幾何中心。d

8、.棱晶玻璃罩則以玻璃罩的中心為幾何中心，普通鋼化玻璃以反射器口面為中心。第8頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四燈具測試坐標(biāo)系Type A第9頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四Type B第10頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四Type CType C和Type B是常用的兩種測試坐標(biāo)系。其中出具測試報告的時候，投光燈具是使用Type B坐標(biāo)系，而其他燈具使用Type C坐標(biāo)系第11頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四不同類型燈具的C平面規(guī)定投光燈的C平面安裝方式見下圖：第12頁，共34頁，2022年，5月20

9、日，14點6分，星期四室內(nèi)燈具應(yīng)包含格柵燈、筒燈、工礦燈等在室內(nèi)使用的燈具。第13頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四第14頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四路燈第15頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四第16頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四1.空間光強分布2.平面等照度分布曲線、等光強曲線 3.亮度限制曲線、眩光等級4.燈具光束角、有效發(fā)光角5.環(huán)帶光通量、燈具的總光通量、燈具效率、上射光通比、下射光通比6.電參數(shù)（功率、功率因數(shù)、電壓、電流）等 主要測試參數(shù)第17頁，共34頁，2022年，5月20日，14

10、點6分，星期四不同光源、燈具向空間各個方向射出的光通量是很不一樣的。空間圖最能直觀地描繪光分布的特性方法是把各個方向上測得的光強，以一條條矢徑的形式畫在一個球坐標(biāo)系上。假定光源就在坐標(biāo)系的極點上，這些矢量合起來就構(gòu)成了“光分布體”燈具的光強分布第18頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四要標(biāo)志輻射軸對稱的光源在空間的光分布，有一條光強分布曲線就足夠用了。如果與軸向?qū)ΨQ的差別較大，那么只用一條曲線描述光在空間的分布就不夠了，在這個情況下就需要測定好幾個特征平面上的光分布曲線。第19頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四極坐標(biāo)表示法這種方法常用于室內(nèi)和道路的燈具

11、的光分布。它很形象地以極坐標(biāo)的原點表示燈具的光中心，以一定方向的矢量表示光強的大小，以極坐標(biāo)的角度表示光強矢量與光軸之間的夾角 第20頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四直角坐標(biāo)表示法此方法常用于泛光燈和配光非常窄的燈具和光源光分布的表示。用直角坐標(biāo)的原點表示光中心，用橫坐標(biāo)表示方向角，用縱坐標(biāo)表示光強 非對稱泛光燈光強分布曲線的直角坐標(biāo)表示 第21頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四平面等照度分布曲線平面等照度曲線：連結(jié)測量截面上等照度的點的曲線。 第22頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四第23頁，共34頁，2022年，5月20日

12、，14點6分，星期四空間等光強分布曲線第24頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四亮度限制曲線和眩光亮度限制曲線是CIE推薦的作為評價室內(nèi)一般燈具直接眩光的標(biāo)準(zhǔn)和方法。眩光：在視野范圍內(nèi)有亮度極高的物體或亮度對比過大，或空間和時間上存在著極端的對比，就可引起不舒適的視覺，或造成視功能下降，或同時產(chǎn)生這兩種效應(yīng)的現(xiàn)象。眩光是影響照明質(zhì)量的最重要因素。第25頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四第26頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四根據(jù)在照明使用中對照明質(zhì)量的不同要求，CIE將室內(nèi)一般燈具直接眩光分為5個質(zhì)量等級。眩光限制等級 眩光程度

13、視覺要求和適用場所示例 A很高質(zhì)量 無眩光感 很嚴(yán)格的視覺要求如手術(shù)室、病房、計算機房、有視覺顯示裝置的辦公室、展室。 B高質(zhì)量 有很弱眩光感 視覺要求高的作業(yè)或高等視覺作業(yè)但要求注意力高度集中。如教室、閱覽室、比賽大廳 C中等質(zhì)量 有輕微眩光感 中等視覺要求的作業(yè)或要求注意力一般且工作人員沒有一定程度的流動性。如會議室、營業(yè)廳、餐廳、觀眾廳、休息廳、候車廳、廚房 D低質(zhì)量 有眩光感 視覺要求或要求注意力集中程度較低的作業(yè)，工作人員在有限區(qū)域內(nèi)頻繁走動。如通道 E很低質(zhì)量 有較強眩光感 視覺要求低且工作人員不限于一個工作崗位而是來回走動或不是由同一批人連續(xù)使用的房間。如倉庫、儲藏間、汽車庫 第

14、27頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四燈具利用系數(shù)燈具的利用系數(shù)是指燈具在規(guī)定的條件下可使多少燈具內(nèi)光源的光通量送到工作面上。高的利用系數(shù)和低的眩光這是照明設(shè)計人員追求的重要目標(biāo)之一室內(nèi)燈具的利用系數(shù)是在考慮燈具對工作面的直射照度的貢獻上，還考慮了四壁、頂棚和地板的相互反射對工作面照度的貢獻。道路燈具的利用系數(shù)則只考慮燈具直射光通量對路面照度的貢獻。泛光燈具由于使用場所難以規(guī)范數(shù)據(jù)化，因此，泛光燈具的光度數(shù)據(jù)中沒有利用系數(shù)。第28頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四路燈利用系數(shù)曲線第29頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四燈具光束角最大光強：燈具的最大光強（即鋒值光強），單位：cd。光束角，一般是指在50%最大光強間夾角為光束角，單位：度。一般把光束角20的稱為窄光束；把光束角在2040之間的稱為中光束：光束角40的稱為寬光束。第30頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四照度距離配光曲線第31頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四環(huán)帶光通量：按照一定角度劃分的環(huán)帶上所測得的光通量值。環(huán)帶光通量和燈具效率第32頁，共34頁，2022年，5月20日，14點6分，星期四燈具的（光）效率是表示燈具的出射光通量與光源發(fā)出的光通量之比一般來講燈具的（光）效率越高越好，但是不能片面的單純追求燈