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燈具的光度測試和分布光度學(GB/T22907-2008)
燈具的光度測試和分布光度學(GB/T22907-2008)1介紹1.1范圍本標準包含了大部分類型燈具光度測試的通用要求。本標準規(guī)定了光度測試的標準條件,并推薦了測試程序,使所確定的
1介紹
1.1范圍
本標準包含了大部分類型燈具光度測試的通用要求。
本標準規(guī)定了光度測試的標準條件,并推薦了測試程序,使所確定的燈具光度特性及其陳述報告有足夠的準確度和復現性,這些規(guī)定為統(tǒng)一國家標準提供基礎,并為光度實驗室的試驗和燈具性能數據的表達提供指導。對于實際測試條件不同于標準測試條件的燈具,標準給出了修正系數的測量要求。
對于實驗室人員和工程師來說,光度測量方法的詳細描述是最重要的,對于數據使用者來說這同樣重要。對數據的適當解釋通常依賴于對所涉及測量過程的充分了解,同時,本標準也提供給使用者理解光度測量程序和表達的數據。
為極其專業(yè)的設施設計的特殊燈具類型,對測量和數據表達要求相關的特殊推薦有需求時,此類通用標準不能覆蓋其特性,應以許多補充標準來滿足這種需要,這些補充標準將本標準適當章節(jié)內引用,并在必要時定義特殊要求和測量條件。
對于沒有特定標準覆蓋的燈具,可以使用最適合的標準和本通用標準的要求來指導實際的測量程序。
1.2光度特性
光度特性可以被分為測量到的特性,即那些用實驗設備直接測量到的,以及推導出的特性,即由測量數據計算得到的。推導的特性更接近相關的照明應用。本標準主要涉及被測量的光度特性。
2術語
僅包含了直接相關的定義。本標準中列出的一些術語可能會在其他標準中以不同的名稱(在方括號內給出)出現。
其他的相關定義見CIE/IEC 17.4-1987。
2.1燈具的術語
2.1.1
燈具luminaire
凡是能分配、透出或轉變一個或多個光源發(fā)出光線一種器具,并包括支承、固定和保護光源必需的所有部件(但不包括光源本身),以及必需的電路輔助裝置和將它們與電源連接的裝置。
2.1.2
(燈具)設計姿態(tài)態(tài)[通常應用中也可以傾斜]design attitude(of luminaire)[also tilt normal in application]
燈具設計的工作姿態(tài)(參考制造商的使用說明或常用方式來確定)。
2.1.3
(燈具)測試姿態(tài)[測量中也可以傾斜]measurement attitude(of luminaire)[also tilt normal in measurement]
燈具被測試時的姿態(tài)。
注:如果沒有特別指出,采取與設計一致的姿態(tài)。
2.1.4
(光源)光中心light center (of a source)
用作光度測試和計算的原點。
2.1.5
光度中心photometric center
燈具或光源上的一點,從這一點運用光度距離法則可以最接近該方向上的最大光強。
注:此術語廣泛用于關于燈具光度學的國家標準規(guī)范中。對裸光源來說,此定義等同于國際照明詞匯定義的光中心。
2.1.6
第一根軸(燈具)[也稱基準軸]first axis(of a luminaire)[also reference axis]
一穿過光度中心的軸,在光度測量中作為一個基準方向用于校正光度測試中的燈具姿態(tài)。
2.1.7
第二根軸(燈具)[也稱輔助軸]second axis(of a luminaire)[also auxiliary axis]
一穿過光度中心的軸,垂直于第一根(基準)軸,與燈具連系,并且和第一根軸一起用來定義燈具的姿態(tài)。
注:第一根軸和第二根(輔助)軸的識別應由制造方定義,如果沒有,由光度實驗室定義。
第三根軸同樣被用來定義燈具的姿態(tài):這根軸穿過了光度中心且垂直于前兩根軸。
2.1.8
實施的鎮(zhèn)流器practical ballast
代表適用于被測燈具和光源的鎮(zhèn)流器產品范圍的鎮(zhèn)流器。
2.2燈具測試參量的術語
2.2.1
每1000lm的燈具數據(光源光通量)luminaire data per 1000lm(of lamp flux)
與由燈具中所有光源的光通量折算的每1000lm的一個總的理論光通量相關聯的燈具光度數據,這些光源在基準條件下,用相同的鎮(zhèn)流器在燈具外點亮。
2.2.2
光強分布(燈具)luminous intensity distribution(of a luminaire)
各個方向上的光強分布,光強分布可以用數字表格或圖形表現,通常以坎德拉每1000lm光源光通量為單位。
2.2.3
鎮(zhèn)流器流明系數ballast lumen factor
基準光源與實施鎮(zhèn)流器在鎮(zhèn)流器的額定電壓下工作出射的光通量,與相同光源在基準鎮(zhèn)流器下工作出射的光通量之比。
縮寫詞:BLF
2.2.4
光通輸出比(燈具)[燈具效率(美國)]light output ratio(of a luminaire)[Iuminaire efficiency (USA)]
在規(guī)定使用條件下,燈具使用它自己的光源和設備所測得的光通量與相同光源在燈具外的規(guī)定條件下使用相同的設備得到的單獨光源光通量之和的比值。
縮寫詞:LOR
注:規(guī)定使用條件一般是4.2要求的標準試驗條件。如有不同,應規(guī)定使用條件。
燈具外的光源、光通量是出版的光源目錄數據中規(guī)定的光源位置和光源工作溫度下得到的。
2.2.5
有效光通輸出比(燈具)light output ratio working(of a luminaire)
在規(guī)定使用條件下,燈具使用它自己的光源和設備時測得的光通量。
縮寫詞:LORW
注:LORW=LORXBLF;因為大多數燈具能與BLF不同的鎮(zhèn)流器工作,最好的情況是LOR就是LORW。
2.2.6
(燈具)上(下)射光通upward(downward)f1ux fraction(of a luminaire)
燈具的所有光通量中在穿過燈具光度中心的水平面以上(下)出射的部分。
縮寫詞:UFF
2.2.7
上(下)射光通輸出比(燈具)upward(downward)light output ratio(of a luminaire)
燈具光通輸出比和上射(下射)光通部分的乘積。光輸出比可以是光通輸出比或者適當時是有效光通輸出比。
縮寫詞:ULOR(DLOR)
2.2.8
(燈具)平均亮度average luminance(of a luminaire)
在燈具給定方向上,單位投影發(fā)光面積的光強。
2.2.9
使用轉換系數service conversion factor
當使用條件不同于標準測試條件時,將標準測試條件下的光度數據轉換成使用條件下數據的系數。
2.3測量術語
2.3.1
絕對測量absolute measurement
以適當的SI單位度量的測量。
2.3.2
相對測量relative measurement
用任意單位相同類型的兩個參量的比率進行的測量或者相關于特定裸光源光通量的SI單位制的測量。
2.3.3
裸光源測量bare lamp measurement
為了確定光輸出比或每1000lm光源光通的燈具數據,光源獨立于燈具的測量。
2.3.4
(燈具)基準條件reference conditions(Iuminaire)
根據本標準第4章的要求進行燈具光度測量的條件。
2.3.5
(光源)基準條件reference conditions(Iamps)
根據IEC光源相關規(guī)定[5-11]測量光源光通量的條件。
2.3.6
基準鎮(zhèn)流器reference ballast
為鎮(zhèn)流器測試提供一個參比標準而設計的一種電感型鎮(zhèn)流器,用來選擇基準光源和在標準條件下測試常規(guī)的光源產品。
注:每種光源類型的基準鎮(zhèn)流器的電氣參數在適用的IEC光源規(guī)范[5-11]中給出,而電氣要求則在適用的IEC鎮(zhèn)流器規(guī)范[12-16]中給出。
2.4測試設備的術語
2.4.1
光度計photometer
測量光度參數的設備。
2.4.2
分布光度計goniophotometer[also distribution photometer]
測量光源、燈具、媒質和表面定向光分布特征的光度計。
2.4.3
光度探頭photometer head
包括光度計本身在內的分布光度計的那一部分(通常是一個帶有光譜探測響應修正的濾色器的硅光三極管)。同樣可以包括用于方向性評估的手段(例如,漫射窗口、透鏡和光圈)。光度計將人射光量轉化為電量。
2.4.4
照度計illuminance meter
用于測量照度的光度計。
3燈具的光度學坐標系統(tǒng)
3.1通用部分
燈具的基本光度數據包括一組不同方向上的光強值,它們由直接光度測量得到。
光強分布的測量涉及燈具在受控的工作條件下(電氣和溫度的測量)的光度和角度的測量(分布光度計)。
對于這樣涉及方向的光度測量,應圍繞燈具定義一個空間體系(坐標系統(tǒng))。
3.2分布光度計的基本要求
為了測量不同方向上的光強,將燈具安裝在分布光度計上,以便于將其定位在規(guī)定的角度。分布光度計通常由一個用以支撐和定位燈具或光源以及光度探頭的機械裝置,連同一些獲取和處理數據的輔助設備組成。
分布光度計基本上可以分為三種:
——一種使燈具繞兩根相互垂直的軸旋轉,且兩根軸的交點是分布光度計光度中心的分布光度計。這類分布光度計通常使用一個單獨的且安裝在離光度中心距離足夠遠的光度計探頭。
——一種分布光度計,燈具僅繞一根軸旋轉,燈具與光度探頭的相對運動,光度探頭在穿過分布光度計的光度中心面內相對于第一根軸的角度并跨越第一根軸,繞第二根軸作第二種旋轉。
——一種燈具完全不動的分布光度計。光度探頭繞兩根穿過分布光度計光度中心且相互垂直的軸旋轉。
注:在第一種型式里,由于光源的燃點位置在測試過程中持續(xù)的變化,所以限制了這類分布光度計的使用。
在第二種型式里,即使測試時燈具在空間內移動或旋轉,光源的燃點位置就是燈具正常使用時的燃點位置。因為現實的考慮限制了后兩種類型的分布光度計的整體尺寸,因此這些類型的分布光度計通常會在光度頭和燈具之間使用鏡子以增加光程,或者把適當尺寸的亮度儀用作為探頭。同樣鏡子也用于將光度計保持在一個固定的位置。
以上列出的三種分布光度計的基本類型能在多種結構設置中使用,每一種適用于一個特定的目的。
不同之處在于分布光度計在地面的安裝位置、分布光度計基準軸的方位以及燈具安裝在分布光度計上的方式。
在標準CIE701987[17]中給出了分布光度計的構造原理和選擇方法。
3.3坐標系統(tǒng)
確定燈具的光強分布需使用坐標系統(tǒng)來定義光強測試的方向。使用的坐標系統(tǒng)是球形坐標系,坐標系中心就是燈具的光度測試中心。
一般認為,坐標系統(tǒng)包括一組通過交集軸的平面??臻g方向由兩個角度來表示:
——初始半平面與含測試方向的半平面間的夾角;
——交集軸與測試方向的夾角或者此角的余角。
為了得到更準確的測量或簡化隨后的照明計算,在選擇與燈具的第一根(或基準)軸和第二根(或輔助)軸有關的系統(tǒng)方位時,應特別考慮燈具的類型、光源類型、燈具的安裝姿態(tài)和燈具的應用。
目前的做法已限制了方位的數量。交集軸應是垂直的或水平的;對于后者,軸線可以與燈具的第二根軸垂直或者重合。
3.4平面測量系統(tǒng)
燈具的光強通常在許多平面中測得。在各式各樣可能的測試平面中,有三種平面系統(tǒng)已被證明特別有用。
3.4.1 A-平面
4試驗的實驗室要求
4.1總則
試驗目的是使用實驗室之間可以比對和盡可能接近燈具設計的典型工作條件的適當的設備和方法檢測燈具的特性。
應按照本章規(guī)定的條件進行燈具的光度試驗,并出具符合標準測試條件的報告。對特定的情況,光通輸出比測試的要求沒有指明特定的工作條件,燈和光源的使用條件有疑問時,測試應在以下所述的標準條件下進行。
注:如果一個特定的條件不可能被滿足時,應該用一個測量修正系數(見第7章)。
如果燈具的實際工作條件不能服從標準測試條件,那么應確定一個使用轉換系數(見第7章)。在這種情況下,建議按標準試驗條件出具測試報告,并且報告特定條件下的使用轉換系數。
4.2標準試驗條件
4.2.1試驗房間
a)測量位置
應提供這樣的一個測試環(huán)境,光度探頭只能接收直接來自燈具或預期的反射光線。
b)氣流,環(huán)境溫度
測量應在無煙元塵元霧靜止空氣中進行。除非有特別規(guī)定,燈具或裸光源周圍的溫度應是(25±1)℃。對于對溫度不敏感的光源,可以接受較寬的溫度范圍(見4.3.1和4.5.4)。
4.2.2試驗光源
光源應符合相關IEC推薦文件[2-11]的要求,并按文件進行測量。如果沒有相關的推薦性文件,盡可能地符合光源制造商標稱的規(guī)范。
如果光源制造商在產品目錄中提供了非25℃的環(huán)境工作溫度的光通量,那么裸光源在25℃下測量時,應使用燈泡制造商提供或實驗室確定的溫度修正系數,使相關光源的測量更接近于光源目錄中的數據。
光源應按照第5章推薦的辦法選擇。
4.2.3測試鎮(zhèn)流器
燈具和光源的測量應使用內裝式鎮(zhèn)流器。如果鎮(zhèn)流器不是內裝式的,應該使用燈具制造商認可的鎮(zhèn)流器,并且燈具和裸光源的測量應使用相同的鎮(zhèn)流器。
在型式試驗時,應按第5章的推薦選擇鎮(zhèn)流器。
4.2.4測試燈具
燈具應代表制造商的常規(guī)產品。
燈具應被正常安裝在設計的使用位置,但被明確提供的測試位置可以略微不同。比如,對于大眾化的照明燈具,選擇測量位置的普通的做法是將燈罩的出光口面處于水平面內。
在型式試驗時,應按照第5章的推薦選擇燈具。
4.2.5試驗電壓
電源端的試驗電壓應是額定燈電壓,如果有鎮(zhèn)流器,應是適于鎮(zhèn)流器使用的額定線路電壓。
電壓應按第5章推薦的進行控制。
4.3現行的試驗條件
當事實上不可能使光源和燈具的試驗在元環(huán)境溫度的變化和元氣流的環(huán)境里進行時,應做測試以保證實驗室的條件是令人滿意的。
當因為4.3.1和4.3.2推薦的環(huán)境溫度和氣流發(fā)生變化,光源或燈具的光輸出受到影響時,應被觀察到。通常,這些考慮僅應用于測試管形熒光燈或用管形熒光燈的燈具,而且,對其他某些類型的氣體放電燈管也許同樣是重要的。
4.3.1環(huán)境溫度變化
在光源或燈具的測試過程中,平均環(huán)境溫度應是(25±1)℃。
第5章中規(guī)定,對某些類型光源可以接受較大的范圍。
如果測量中溫度超出了接受范圍,那么應按7.3.2.2的規(guī)定確定一個修正系數,并應用到每一個讀數。如果因為試驗不在25℃進行而導致光源或燈具的光通量的變化超過1%,那么修正系數是必需的。
如果光度試驗是按照這些要求進行的,那么這些可以視作在相關于標準環(huán)境溫度25℃條件下進行的測量。
4.3.2氣流
裸光源或燈具周圍的空氣運動會降低工作溫度,使一些類型的光源光輸出受到影響。引起空氣運動的原因有氣流、空調或測試設備上的燈具的移動。燈具周圍的空氣運動速度不能超過0.2m/s。對于允許較大環(huán)境溫度范圍的光源,較快的空氣運動速度可以被接受。
為保證實驗室條件令人滿意,應進行以下檢驗,在進行低氣壓乘熒光燈的測試時,檢驗尤其重要。
4.3.2.1光源或燈具的運動
光源、穩(wěn)定后在特定方向上讀取一個光強值。然后,通過光度探頭在垂直面內轉過360°的等效方式,光源以一個正常的速度運動,隨后立即測量光強。這兩個讀數應是在相同的試驗條件和相同方向上的光強值,通常在最低點。兩個讀數之差不應超過2%。第二種相同的試驗檢驗光源以正常速度通過360°方位角旋轉時的影響。
在分布光度計所有垂直和水平轉動范圍內對燈具進行相同的試驗。
當然,對于光源與光度探頭相對運動時光源或燈具被固定在測試空間內的系統(tǒng)形式不進行這個試驗。
4.3.2.2氣流和空調
將一個安裝在光度計上的裸光源在建議的實驗室條件下穩(wěn)定,在已知的環(huán)境溫度下測出某一特定方向上的光強值。然后關掉空調,盡可能減少剩余氣流,再使光源穩(wěn)定,然后在相同的環(huán)境溫度里測試光強。兩個讀數之間的差異不能超過2%。
同樣的試驗在燈具上進行。
應在光源或燈具位于分布光度計的不同位置上重復進行這樣的試驗。
4.4光度設備
分布光度計上的照度計的穩(wěn)定性在燈具光度測試中是至關重要的。照度計通常由一個內置的或可分離的光度探頭和連接設備組成。
4.4.1分布光度計的照度計的要求
連接到分布光度計和積分球的光度計應完全地滿足表2的要求。表格所示的誤差是基于CIE69-1987[20]為適用于商業(yè)的設備作出的評估(有些國家的國家標準中最大允許誤差可能不間,見舉例DIN5032-7[21])。表2應與下述各個分條款一起閱讀,在最初使用時應檢查每個儀表的數值,廠家應提供必要的數據。使用者應考慮到與具體測試任務有關的測量誤差。在每次計量時校驗總響應通常是夠了,但如發(fā)現有顯著差異時,應檢查光譜響應和線性。
在燈具光度測試中,應特別注意下面提到的性質和要求。應結合CIE69-1987[20]來閱讀,對于可能進行數值評價的地方提供了客觀的誤差評價方法。
4.4.1.1校準
在整個測量范圍直至照度計要測的最大照度,標準計量條件下(標準照明體A實施的同源的正常照明)測得的光度計的校準參數應達到規(guī)定的準確度±1.5%。
為了確保儀器維持在要求的限值以內,應進行最初的全性能檢查,然后進行定期復查。
4.4.1.2線性
在整個工作范圍內,光度計的響應應是線性的。在顯示范圍的可用部分里,線性誤差不應超過0.2%(比如,高于滿量程值的10%)。
建議用CIE報告69-1987描述的類似方法測量光度頭的線性響應。
用于這種測量的設備范例可以在Sanders(1962)[22]和Hoppmann(1958)[23]的論文中找到。
4.4.1.3癥勞
在任何一個測量過程中,當接收一個不變的光度時,光度計應是穩(wěn)定的。在測量1000lx時,因疲勞引起的誤差不應超過0.2%。
在整個測量范圍內包括光度計需用到的最大光度值處都應檢查光源穩(wěn)定輸出時的響應。至少在30min內,讀數應在±0.2%內保持穩(wěn)定。檢查時,應在重復讀數之間插入黑暗的時間,以考察光度計是否會受長時間亮或暗的不利影響。由于不能對光電池過度疲勞的影響進行測量誤查修正,所以應將試驗時有此現象的光電池拋棄。
為了避免光度計暴露于超過廠家聲稱的安全限值的高的照度下,用來減少光量的阻光孔或經校準的中性濾光器,應在整個感光表面均勻地起到作用。阻光器的每次定位的位置應是唯一的,而且被牢固地固定。阻光器的工作不應影響光度探頭的"觀察"或是其他附件對光度探頭附件的"觀察"比如,對傾斜人射光線的修正。
4.4.1.4晌應時間
光度探頭應即時響應任何光度變化。
用自動設備記錄讀數時,應檢查整個設備的動態(tài)誤差。這種誤差的例子如:因光度計模擬部分時間常數的延遲,模擬轉換成數字的轉換率或自動量程轉換儀的開關時間。
對帶有可連續(xù)運動的光度探頭或燈具的分布光度計,同樣有必要在記錄角度時沒有動態(tài)誤差。光度計的響應時間與可移動部件的速度應匹配,以保證足夠的準確性,以及考慮了所測的光強分布的光滑性。使用者應將設備記錄的光強分布與分步測到的結果進行比較來檢查設備。在必要時,應對不同的光分布重復做這種檢查。
4.4.1.5光譜晌應
4.4.1.6溫度影晌
光度計的輸出也許會受環(huán)境空氣溫度的變化的影響。比如,在溫度每上升1℃時一個硅光二極管的響應會下降大約0.1%。
如果光度計被恒溫控制,就可以消除由此引起的問題。如果未提供這種設備,光度探頭的環(huán)境溫度被控制在以下限值內。
a)相對測量:空氣溫度控制在目標值(最好25℃)±2℃以內。
b)絕對測量:與相對測量一樣。測量期間的目標溫度應與計量時常用的溫度一致。
如果溫度和響應存在線性關系,可以使用修正系數。
4.4.1.7余弦晌應
在整個入射角的工作范圍里,光度探頭對一個給定照度的響應不應有明顯的變化。
如果將光度探頭安裝成接受與法線的夾角大于20°左右的光線,那么大多普通類型的光電池將僅需要修正。角度響應(f2)誤差應不高于2%。
4.4.2用于監(jiān)視光源的輔助探頭的要求
有些類型的分布光度計,燈具不能在它的設計工作位置上測量,而且某些氣體放電燈在傾斜時光輸出發(fā)生變化。有時用一個輔助探頭監(jiān)視光輸出來修正這種變化是可能的。
用于這種目的探頭無需對光譜響應或是傾斜人射光線進行嚴格地修正。僅對低疲勞和數值飄移有嚴格要求。
輔助探頭應與被監(jiān)視的燈具剛性地固定在一起,以保證其跟隨燈具移動。它最好是受到整個發(fā)光面的照射,并被遮擋使之僅對來自燈具的直射光響應。在所有正常的測試位置,選擇的輔助探頭的位置不能對到達主光度探頭的光線造成任何干擾。
4.4.3一個準直光度探頭的要求
4.4.4分布光度計的要求
見6.2.1。
4.5其他實驗室設備
4.5.1電源
a)電流容量
電源供電應為連接的負載提供足夠電流容量。在特殊情況下,電源包括輔助變壓器應具有非常低的阻抗。
b)電壓穩(wěn)定性
應設定燈具的電源或裸光輝、終端電壓,并按照第5章的要求保持穩(wěn)定。
c)交流頻率
對使用放電燈管的燈具,交流電源的頻率應維持在要求頻率的±0.2%以內。
d)交流波形
交流電源的電壓波形的諧波含量應盡可能低,并且不應超過基波的3%。如果僅測量鴿絲光源燈具,可以放松這個要求。
注:諧波含量是指單個諧波的有效值(r.m.S.)總和,基波為100%。
e)直流紋波
如果是直流電源,燈具的接線端子處的交流成分應不超過0.5%。
f)電磁場
由電源和燈具或裸光源的供電回路產生的電磁場應被忽略,并且在光度檢測線路內不應產生電動勢。光度探測器的暗電流的檢查應在最不利的條件下進行,以檢查讀數被影響的量值。
同樣應關注附近計算機和視屏可能引起的干擾。
4.5.2電氣測量設備
電壓表、電流表和功率表應達到0.5級或者更好。
注:由于計量以后可以對讀數做足夠的修正,電源電壓控制在設定值±0.2%以內的要求并不意味著需要用準確度優(yōu)于0.5級的電壓表。
需要測量有效值(r.m.s.)的設備不應有波形失真引起的誤差。當測量高頻放電光源時,應特別關注設備的頻率范圍。
因為電氣測試設備的準確度易隨時間而改變,所以應周期性給予檢查并以適當時間間隔進行校準。
潛在回路:與一個放電燈管交叉連接的電壓表和功率表的潛在回路應不導致增加的額定運轉電流大于0.5%。
電流電路:與放電燈管串連的電表和功率表的電流電路應有足夠低的阻抗以保證電壓降不超過額12定光源電壓的0.5%。
4.5.3電氣回路
所有導線和連接器應用足夠小的阻抗,使得全部的電壓降不超過光源或燈具額定電壓的0.5%。
測量電路應按照IEC光源推薦內容[2-11]。
4.5.4溫度測量設備
空氣溫度可以用任何簡便型式的溫度計測量(比如:玻璃內注液體,熱電偶,熱敏元件),準確度為±0.5℃。溫度計應被封閉在一個金屬容器內,其外表面拋光以反射輻射(但需要時用遮攔的辦法阻擋反射光線到達光度頭)。然而,應當心處理以保證溫度儀不會阻擋燈具發(fā)出的所有直射光到達光度探頭。
5光源、鎮(zhèn)流器與燈具的測試設備
5.1光源
5.1.1所有種類的光源的總要求
為燈具型式試驗使用的光源應按照相關的IEC光源標準[2-11]。如果此類推薦內容不存在,應遵照光源制造廠的規(guī)格。
a)物理特性
由于與測量有關的光源尺寸應該盡可能地接近標稱值。光源燈頭和光游、泡殼應盡可能地按標稱位置安裝。
應盡量避免光源屬于不同的類型。
b)電氣參數
按照IEC光源標準[2-11]的基準條件下測試時,光源功率應不超過額定值的±5%。
c)光度特性
光度測試中需要光源有穩(wěn)定的光輸出。在不變的電肅、電壓下和重復的操作時,光源的光通輸出應不變。
所有的光源應進行周期性的老煉工作直到光通輸出顯示穩(wěn)定。如果熱穩(wěn)定后,以15min為間隔的三次連續(xù)的光輸出讀數的差異少于1%,光源可以暫時地被看作是穩(wěn)定的并適于試驗要求。然后,測試光源應允許被冷卻至房間環(huán)境溫度,然后再次點亮。當光輸出穩(wěn)定后,它的讀數應不超過前三次讀數的最后一次的2%。這樣的光源可以被看作測試光源。這樣的檢查應周期性地重復進行。
如果多光源燈具的光源具有相同型號和功率,應選用在相同參考條件下工作時光通輸出差異不超過3%的光源。
d)工作和處理
在連續(xù)的裸光源試驗中,測試光源工作時的位置和電氣連接應始終不改變。為方便起見,光源應適當標志。在裝進燈具時,光源的電氣連接應盡可能地始終保持不變。當燈具中的光源工作在燈具的設計位置時,裸光源應工作在依照相關的IEC光源推薦資料[2-11]進行額定光通測量的位置上。
應在老煉前確定熒光燈的電流路徑。
e)燈具中光源的擺放
燈具的光度分布常取決于光源的擺放、涉及鴿絲的開口、放電管的支架、燈頭和燈座的允差等。
應注意服從制造廠的規(guī)定要求。
5.1.2光源的光中心
在測試裸光源時,光學中心應依照以下標準方法確定,見圖4。
5.1.3不同類型光源的特殊要求
5.1.3.1白熾鹵鴿光源
a)物理特性
對于帶漫射泡殼的光源,燈泡的漫射質量應達到產品的平均水平。
注:光源泡殼的漫射質量的測量方法正在考慮之中。
當透明泡殼的光源與鏡子一起安裝使用在燈具里,鴿絲中心位置應在相關IEC標準[2-4]限定的范圍內。
b)電氣參數
測試過程中,電壓應控制在不超過試驗電壓的0.1%。
對于裸光源的測量,推薦用一個特殊的四極燈座以準確地進行電氣測試。這個測量座包括兩組單獨的電源連接,每組與光源應有一個接觸點,一組提供光源的電源而另一組用于電壓的測量。
注:對于測試數量大的光源,需要對光源重復進行操作,可以采用降低測試電壓的方法(額定電壓的95%較好)來減少光輸出時的飄移,延長光源的壽命。這個做法不能用于強調顏色的燈具。
對于使用絕對單位的測量,測試電壓應是額定電壓。
c)光度參數
白熾燈的光通量與電源電壓密切相關。應注意避免變化的電阻性觸點和導線上的電壓降。
如果與測試電壓有關的適當電流是根據特定的測試光源確定的,那么建議對光源進行電流控制。然而應注意的是,由于光通量對電流變化的敏感程度比電壓變化更大,所以電流控制的容差僅是電壓控制的一半。
連續(xù)光通量測試的重復性應在±1%。如果一個穩(wěn)定的基準光源用于一連串的測量中,應該不需要每次測量裸光源的光通量。
老煉:在額定電壓下,時間是額定壽命的1%(或者額定壽命短于100h±1h)。
燃點位置:垂直,燈頭在上,光源制造商另外指定的除外。
d)操作和處理
裸光源應僅在廠家允許的位置上工作。透明泡殼的光源應在燈頭上作出標記,以保證光源在燈具中相同位置工作。
環(huán)境溫度應在20℃~27℃。測量期間,溫度變化應不超過±3℃。
鹵鴿光源在熱的時候不應被移動。在偶爾手指接觸后,即使是冷的,光源也應用酒精仔細擦拭去除所有的油脂沉積物。
5.1.3.2管形和緊湊型熒光燈(包括宗齊光源)
a)物理特性
光滑、玻管的漫射質量應與產品的平均水平一致。
光源應沒有明顯的黑端,與軸垂直的中心平面在各個方向的光強應不超過平均光強的3%。
b)電氣參數
測試電壓應是燈具額定的線路電壓。
測量期間,應用電壓應不超過指定電壓的±0.5%。
c)光度參數
管形熒光燈的光通量與環(huán)境溫度、氣流和光源的位置密切相關。
連續(xù)光通測量的重復性應在±2%以內。
老煉:至少100h,鎮(zhèn)流器應依照相關的IEC光源標準(比如,81,901,969[5-8]),在額定的電路電壓下,每24h關閉最少8次,關閉時間10min.氣壓控制的光源應至少老煉200h。光源的老煉位置:水平或依照相關的IEC光菁、標準。
d)操作和處理
裸光源應在光源制造商規(guī)定的燃點位置上工作。
燈具內的光源應在燈具的設計位置工作。光源引線和鎮(zhèn)流器的連接應作標記,以保證引線和連接器在整個測試過程中保持不變。
環(huán)境溫度應在25℃±1℃。光源周圍應盡可能地沒有氣流。
對于其他工作條件,需要引進測量修正系數(見第7章)。
單端緊湊型熒光燈:經驗表明光源在正常工作時,所有過量的求在放電管內會以小滴狀分布。
穩(wěn)定這類燈具的時間可能要求達到15h,使過量隸移至燈管的冷端。一旦它通過了老化階段,在光源保持在相同位置并且沒有受到振動和搖晃的情況下,每次重新點燃時,光源通常將僅需15min穩(wěn)定時間。
自鎮(zhèn)流光源:自鎮(zhèn)流光源的穩(wěn)定時間可能要求達到15h。
5.1.3.3高壓京蒸氣光源
a)物理特性
對于涂敷有熒光的或漫射層的光源,光源泡殼的質量應達到產品的平均水平。
b)電氣特性
測試電壓應是與所用鎮(zhèn)流器相適應的額定線路電壓。測量過程中電壓應不超過指定值的±0.2%。
c)光度特性
高壓京蒸氣光源的光通量與光源的位置有關。因為光源位置變化時,透明泡殼的放電弧內產生放電位移,所以光度分布隨光源位置而變化。
老化:使用符合IEC標準188和923[8,13]的鎮(zhèn)流器至少免費下載100h,在額定線路電壓下,每6h關閉30min。光源的老化位置:垂直,燈頭在上,除非廠家另有規(guī)定。
d)操作和處理
通常裸光源以垂直位置燃點,燈頭在上。
燈具內的光源應在燈具設計的位置工作。其他工作條件下應引人測量修正系數。
環(huán)境溫度應在20℃~27℃范圍內。測量過程中,溫度變化不應超過±3℃。
5.1.3.4金鹵光源
a)物理特性
對于涂敷有熒光的或漫射層的光源,光源泡殼的質量應達到產品的平均水平。
注:光源玻殼漫射質量的測量方法正在考慮之中。
b)電氣特性
測試電壓應是與所用的鎮(zhèn)流器相適應的額定線路電壓。測量中電壓應不超過指定值的±0.2%。
c)光學特性
金鹵燈的光通量與燃點位置和最近的前一階段的工作條件關系密切,光度的幾何分布、顏色和光通量隨位置的變化而變化。
老化:在額定線路電壓下100h,使用符合IEC標準1167和923[9,13]或者符合廠家要求的鎮(zhèn)流器,在所在的試驗位置上每6h關閉30min。如果要求光源在多于一個燃點位置工作,應為每個燃點位置分別準備光源。如果光源在老化過程中光弧呈現螺旋滾動,應嘗試用另一個光源。如果在給定的燃點位置,不能找到具有穩(wěn)定幾何形狀的光弧的光源(光弧螺旋滾動經常會發(fā)生在垂直位置),那么光源可以工作在允許范圍內的傾斜位置進行試驗。
再老化過程=如果光源不是在老煉時的燃點位置工作時,應要求一個再老化過程,直到再次達到穩(wěn)定的輸出。
d)操作和處理
裸光源應僅工作在光源老化時的位置。燈具內的光源應通常工作在燈具的設計位置。這可能要求不同的燃點位置用不同的光源進行老煉。
環(huán)境溫度應在20℃~27℃。測量中,溫度變化應不超過±3℃。
當光源熱時,這種類型的光源不應被移動,因為會影響光源內金屬的分布而改變光源的特性。
在關閉光源后,需冷卻至少5min。光源應按其工作位置存放。應在光源燈頭上作標記指示它們的工作位置。
5.1.3.5低壓制燈
a)物理特性
低壓鈾燈的鈾滴應均勻分布。
b)電氣特性
測試電壓應是與所用鎮(zhèn)流器相適應的額定線路電壓。在測量中,電壓應不超過指定值的0.2%。
c)光度特性
老煉:在額定電壓下,使用符合IEC標準192和923[10,13]的鎮(zhèn)流器至少老煉100h,每6h關閉30min。光源的老煉位置:水平,通常U型管的軸處于垂直面內。
d)操作和處理
裸光源應工作在水平面內。
燈具內的光源應在燈具的設計位置工作。操作中允許的光源工作位置應限制鈾的移動。沒有鈾保持措施的光源水平燃點位置應限制在燈頭水平朝下傾斜5°以內和燈頭水平朝上傾斜15°以內。其他光源可以在與水平方向20°夾角內工作,除非廠家另外指定。
環(huán)境溫度應在20℃~27℃。測量中,溫度變化應不超過±3℃。
操作低氣壓鈾燈時需要特別當心。當光源熱時,不應移動它們,因為會影響光源內金屬的分布而改變光源的特性。即使巳冷卻,應仍舊小心的處理它們。
5.1.3.6高壓鈾燈
a)物理特性
對于涂敷漫射層的光源,光源泡殼的質量應達到產品的平均水平。
對于透明泡殼的光源,放電管的軸應不偏離燈頭方向3°。
b)電氣特性
測試電壓應是與所用鎮(zhèn)流器相適應的額定線路電壓。測量中電壓應不超過指定值的±0.2%。光源電壓應服從IEC推薦的要求[11]。
c)光學特性
環(huán)境溫度對光源工作影響程度小,但更多嚴重的影響發(fā)生在一個封閉的燈具內,這是因為紅外反射。應在弧電壓穩(wěn)定后對燈具內的光源進行測試。
老煉、:在額定線路電壓下老煉100h,使用符合IEC標準662和923[11,13]或者服從廠家的規(guī)格要求的鎮(zhèn)流器,在額定的電壓下,每6h關閉30min。光源老煉位置:水平。
d)操作和處置
裸光源通常應工作在水平位置。燈具內的光源應工作在燈具的設計位置。
環(huán)境溫度應在20℃~27℃。測量中,溫度變化不應超過±3℃。
5.2試驗用鎮(zhèn)流器
燈具試驗用的試驗鎮(zhèn)流器應是裝在燈具內的鎮(zhèn)流器或者是外部連接裝置。鎮(zhèn)流器應符合相關IEC標準[12-15]的電氣要求或者符合燈具制造商的要求。鎮(zhèn)流器的設置(基準條件下光源的電源輸送)應不超過相關基準鎮(zhèn)流器的±5%,并且應代表鎮(zhèn)流器產品的設置和功率的損耗。如果鎮(zhèn)流器設置超出這些限值,那么應引人一個鎮(zhèn)流器的流明系數。
注2對于光輸出比(light output ratio working)的測量,裸光源測量用的鎮(zhèn)流器應是基準鎮(zhèn)流器?;鶞舒?zhèn)流器的電氣特性在相關的IEC光源標準[2-11]給出。
5.3測試用的燈具
5.3.1燈具的選擇和操作
選擇的燈具應代表廠家的常規(guī)產品。應按照制造廠的資料檢查燈具的尺寸。
應關注所有影響光度性能的特征。光學部件應干凈,所有部件應剛性定位于其設計位置??烧{節(jié)的燈座應設置在廠家指示的位置。
燈具應依照廠家的指導安裝,以保證其準確的機械位置。如果沒有提供明確的說明,那么燈罩較低邊緣所在的平面(或者穿過反射器口面,如果它是較低的)應被作為一個基準,而在平面圖上看到的外輪廓的縱向軸應被作為第二個軸。
5.3.2燈具的光度中心
燈具光度中心位置的確定應依照下文并參考圖5。但對于特殊類型的燈具可以指定其他標準。
a)帶有完全不透明側面的燈具
如果光源腔是完全白的或發(fā)光的,位于主體燈具開口(或者穿過出口面的任何漫射或棱鏡材料)的中心,而如果光源超出了燈具出光口平面或者如果光源腔是完全黑的或者不發(fā)光的,并且在出光口沒有漫射或棱鏡材料,燈具的光中心位于光源的發(fā)光中心。
b)帶有漫射/棱鏡側面的燈具
位于發(fā)光表面輪廓立體形狀的中心z但如果光源超出了這個實體輪廓,應位于光源的中心。
c)帶有透明的側面或沒有側面構件的燈具位于光源的光中心。
注:裝有兩個或更多光源的燈具(具有近似相等的光通輸出),光度中心是單個光源的發(fā)光中心構成的幾何中心。
6光度測試方法和實際測試程序
6.1總則
6.1.1絕對法測試
絕對法測試包括用適當的SI單位制校準過的設備測試。
因此分布光度計本身應被校準。在光強分布測量時,可以用一個校準過的光強標準燈或一個校準過的照度計測試照度后,用光學距離法則轉換成光強。
6.1.2相對法測試
通常不必對燈具使用絕對法的測試。
燈具的光輸出經常相對于光源的光輸出來確定,兩者用任意的單位在相同的分布光度計上,與燈具的鎮(zhèn)流器(如有)連接進行測量。測試結果可用每1000lm的光源光通量來表示。
這種用比率的表示辦法可以用于所有的光度測試,測試使用任意的單位導出:燈具和裸光源使用相同的測試設備。設備的標尺比例被消除掉,測試中的誤差也消除了。
6.1.3燈具光度測量
6.1.3.1光度測量
a)光輸出比(LOR)
要求對燈具和裸光源的光通進行測量??梢杂霉鈱W積分球(見6.3.2)確定或者用分布光度計測試光強分布來導出(見6.3.1)。
b)光強分布(相對法)
用分布光度計測量(見6.2.1)。裸光源不需要測量。
c)光強分布(單位cd)
要求與b)相同,但要用校準過的分布光度計,結果用坎德拉表示。
d)光強分布(單位:cd/1000lm光源光通)
用分布光度計(不需要校準)測量,但對裸光源也要求測量。
e)燈具亮度(單位CDM-2或cdm-2/1000lm光源光通)
亮度可以測量或依照6.5從某特定方向的投影面積和光強來計算。
f)照度分布(單位lx或lx/1000lm光源光通)
按照6.6測量一個面或一組面上的照度。
6.1.3.2輔助測量
可能要求以下輔助測量(見第7章)。
a)測量修正系數
為了把非標準條件的測量與標準試驗條件下的測量聯系起來,對非標準條件下測量的修正系數。
b)工作轉換系數
將標準數據轉換到非標準工作條件的系數。
c)鎮(zhèn)流器流明系數
對特定鎮(zhèn)流器對燈具的影響時通常要考慮鎮(zhèn)流器流明系數。它可以用光學測試設備來確定。
6.1.3.3導出數據
燈具的其他光度特性可以通過6.1.3.1和6.1.3.2列出的主要和輔助光度測量來推導。特定的區(qū)域光通量可以用絕對法或相對光強分布來推導。
推導計算的標準條件下的等光強數據或等照度數據的使用也非常廣泛。
6.1.4總的測量要求
應在4.2所述的標準測試條件和本標準相應章節(jié)的要求下測試燈具和光源。有關光源的操作應符合5.1的要求。
在燈具或光源光度穩(wěn)定后才能開始測量。測量設備在使用前也應穩(wěn)定。
應以5min的時間間隔進行測量檢查(例如:光強度),光度的穩(wěn)定準則是在15min內光強的變化少于1%。
在讀數據前應檢查雜散光,并且用蓋上光度頭的方法檢查零位。
在測試以及任何會影響測試結果的預備過程中,電源電壓和環(huán)境溫度應按照4.2和5.1的要求嚴格控制。如果AC電源有反饋電路,還應檢查電源的頻率。
在以后的測量中(比如使用分布光度計)應檢查穩(wěn)定性的保持情況。在測量的最后(以及在長期的測量內定期)應轉回至初始位置(在分布光度計的00位置)檢查初始光度讀數誤差是否在±1%內。這項檢查非常重要。
如果不可能得到標準測試條件,應確定一個與主要測量有關的測量修正因數,見第7章。該因數應在進一步的計算前用于對讀數的修正。
需要時,應確定鎮(zhèn)流器流明系數。當鎮(zhèn)流器流明系數超過1±0.05,就應該被聲明。
6.2光強分布測量
6.2.1分布光度計
分布光度計的基本類型在3.2中有簡單地概述,光強分布測試原理和不同分光度計的特性在CIE70-1987中有更全面的描述。
6.2.1.1目的
燈具光度測試中,分布光度計主要用于測量給定方向上燈具的光強。測量可以得到光學特性或者可以轉換成用于發(fā)布的圖表形式,比如極坐標曲線。曲線可以是相對的(即取任意單位)或可以用cd/1000lm光掠光通表示。
分布光度計也可以用來測試燈具的光通輸出比,這要求使用相同的單位測量燈具和光源。
光通輸出比可以用光度積分球測量(見6.3.2),并且僅需分布光度計測量相對光強分布。然后可以用光通輸出比來評價用cd/1000lm光源光通表示的相對分布。
分布光度度計也可以用來確定光度修正因數(見第7章)和測試燈具的亮度(見6.5)。
6.2.1.2結構
在分布光度計的設計中,主要目的是要在可用空間里得到一個足夠長的光程并使燈具保持在設計位置上。
分布光度計應能剛性地支撐燈具,而且在所有測試方向上,從光度探頭感應表面的每一點應能完整地看到分布光度計設計測量的尺寸最大的燈具。在許多分布光度計上,燈具的支撐部件會阻擋光的路徑,應將這種阻擋最小化。
設備結構應有相對光度探頭的燈具位置的精確的角度測量裝置,測量位置應準確到±0.50,更嚴格的要求可以根據燈具的光分布情況,比如投光燈。
用于分布光度計結構內使用的鏡子應被剛性支撐,且在所有正常旋轉位置上應保持平展面。
6.2.1.3雜散光的擋屏
雜散光是指除了直接來自被測光灑、以外,由反射光線或存在的其他光源到達光度探頭的其他所有光線。應進行以下步驟使雜散光保持在最低水平。
光度應被遮蔽,使之盡可能地只看見燈具和安裝板的較低表面(適當時),使用鏡子的光度探頭應被遮蔽,使得只能看到燈具的像,而不能接收來自燈具部件的直射光。
光度探頭看到的所有表面應刷無光黑漆,包括鏡子的傾斜邊緣。應注意,許多所謂的元光黑漆有一個亮度因數,它在表面近法線方向可達4%,甚至在入射的觀察角度上更高些。布置擋屏時應使來自燈具的雜光需經兩個至更多的反射面才能到達光度探頭。在做不到時,應用黑色的天鵝絨、黑毯將表面覆蓋住。擋屏上所有平行于光度頭軸線或燈具軸線的邊緣應被開槽、倒角或斜切成一個銳角以使到達光度探頭的反射光線最少。
可以被光度探頭看到的燈具周圍的所有部分應是元光黑色,也許包括地板和頂棚。如果已采取了消除雜光的預防措施,房間的其余部分可以用稍亮的顏色。
不能忽略的雜散光的可能途徑有:
a)燈具涂黑表面(地板、擋屏等)——鏡子——光度探頭;
b)燈具一一涂黑表面(地板、擋屏等)——燈具——鏡子——光度探頭;
c)燈具——鏡子一一燈具一一鏡子——光度探頭。
不能消除的雜散光應考慮在讀數中減去隨燈具位置變化的雜散光。
殘余雜光的測量是困難的。例如,此類測試用的燈具與光度探頭間的擋屏也可能擋掉經鏡子到光度探頭的雜散光的途徑。
6.2.1.4測試距離(對基于光度距離法則的測量)
光學測試距離是指燈具光度中心(見5.3.2)到光度探頭表面的距離。
光強測試的距離應在可行的范圍內遵循平方反比定律。總的來說,測試距離不應少于燈具出光口面最大尺寸的15倍。但是,對于過燈具長軸的平面上有近似余弦分布的燈具,最小測試距離可以是垂直于光源軸的發(fā)光面尺寸的15倍或者平行于光源軸的發(fā)光面尺寸的5倍。使用的最小測試距離應取兩個距離的較大者。
應注意在某種情況下,比如光束非常窄的燈具,即使15倍的測試距離也許仍是不夠的。
6.2.1.5光源、鎮(zhèn)流器和燈具的選擇
應用第5章。
6.2.2燈具的測試
6.2.2.1安裝
燈具應以它的設計位置安裝在分布光度計上。燈具的光學中心(見圖5)應與分布光度計的有效旋轉中心一致。燈具定位的正確性應考慮分布光度計的方位角標尺和燈具的方位基準位置。
注:許多燈具的結構使之只能在其正常的安裝位置進行光學測試。應做好預防措施以避免在重要的光學部件上發(fā)生下垂、變形或者移動等引起的機械性的干擾。
直接安裝在頂棚或墻面的燈具應被固定在木質或木質纖維板構成的安裝表面,板的尺寸不應超過燈具光滑外形的正投影。
6.2.2.2測量
應用6.1.4的要求。
除特別指定,應使用c-y坐標系統(tǒng)。在照明計算時,在準確度可被接受的范圍內應允許在不同垂直面內的光強讀數的數據和測量角度間隔內插入光強值。應從光分布的特性:對稱或非對稱,以及從測試中得到的最終結果、后續(xù)照明計算要求的精度來確定平面的數量。
燈具應平滑地沒有搖擺地移動,對于使用對環(huán)境溫度敏感的光源的燈具的移動應足夠地緩慢使干擾燈具熱平衡的程度最小化。敞開式熒光燈管燈具旋轉時,周圍空氣的流速不應超過0.2m/s。
光源特別是氣體放電燈的光輸出特性(見第5章),當光源不在正常工作位置工作時,會發(fā)生明顯的變化。應用測量修正系數,見7.2。
因為光學部件存在微小變化,設計成對稱分布的燈具始終應以兩個半平面對稱的方式進行測量。
建議做試驗性的運轉以找到光強的最大變化位置和變化率。
應修正分布光度計的支撐件和構件對光分布的測量的所有不利影響,這可能要求燈具位置做暫時的改變。
6.2.2.3偏振測量
對給定方向上來自燈具的光線中偏振比例(典型垂直偏振)測量,應有措施使光度探頭響應水平方向或者垂直方向的偏振光線。因為偏光器所具有的光線吸收特性,應測量垂直和水平分量以得到每個平面內偏振光的比例。
應注意的是,因為鏡子本身的偏振特性,偏振測量會引人一個由分布光度計中的鏡子帶來的誤差。
6.2.3裸光源的測試
6.2.3.1安裝
裸光源應按與光源的光度數據相關的設計位置安裝。光源的操作和處置要求見5.10設計成通用安裝方式的光源(比如,一些高壓乘蒸氣光源),不著可以以任何位置安裝,并被提供了與選擇位置有關的光源數據,它的位置就應該與在燈具里的工作位置相同,這種情況下測量的光源位置應標示在檢測報告中。
光源的光度中心應是分布光度計旋轉的有效中心(見5.1.2)。
光源應被正確放置。一些光源比如光源裝有卡銷燈頭,可要求修改燈座以提供一個剛性足夠的支持。對于白熾燈泡,建議使用一個特殊的四極燈座以確保電氣測量的準確度。
6.2.3.2測量
6.3燈具光通量測試
6.3.1總則
在燈具光度測試中,需要測定光通量來確定光輸出,總光通量或向上、向下光通以及燈具的區(qū)域光通。裸光源的光通量測試允許燈具光輸出特性用每1000lm光源光通表示。
6.3.2光強求積法
6.3.2.1目的
這種方法需應用到環(huán)帶光通或總向上光通或向下光通的電腦計算。光通量的確定根據光強讀數的數日以及一個適當的計算方式,比如直接計算、羅素角、環(huán)帶常數等。
6.3.2.2分布光度計的相關計算
6.3.3積分光度計
6.3.3.1目的
在燈具的光度測試中,積分光度計用于裸光源光通量的絕對光度測試是方便的。它可以用于確定幾種光度因數,包括鎮(zhèn)流器流明系數(見第7章)。
用積分光度計來測量光通量不用像分布光度計的測量有許多讀數,且燈具或光源的熱穩(wěn)定較容易控制。
如果光源的光強分布與燈具非常不同,不推薦用積分光度計來確定光輸出比。
6.3.3.2結構
一個積分光度計應相對于被測物體有足夠大的尺寸且形狀最好是球形。
應提供一個輔助光源來得到一個修正系數以修正在測試中被燈具或光源相互反射的光線的吸收。
應提供方式來控制積分器內的空氣溫度。使用的系統(tǒng)不應在燈具工作時在其周圍造成氣流。
經驗表明,除球隊形以外其他形狀的積分器可以用于一些場合下,但它們的使用應限于比較相同類型的燈具的性能或確定光度修正系數。
關于這些以及積分器的設計和使用的其他方面在CIE84-1989[26]中有更詳細的描述。
6.3.3.3光源、鎮(zhèn)流器和燈具的選擇
應用第5章的要求。
6.3.3.4操光源的安裝和測量
裸光源應放置在它的設計工作位置和光度數據基準位置。安裝和處置要求應見5.10設計為多種方式安裝的光源(比如:高壓隸燈的一些類型),且每一個安裝位置都提供了光度數據,應選擇與在燈具里的工作位置一樣的位置來測試。這種情況下,光源的測試位置應在檢測報告中指示出來。
應將裸光源的光中心放置在積分器的中心。如果光源是水平工作的,它的長軸應與積分器的中心到光度探頭的中心連線平行。裸光源測試時直接光的遮擋位置應與燈具的測量時一樣。
應用6.1.4的要求進行測量。
6.3.3.5燈具的安裝和測量
燈具的光度中心應放置在積分器的中心(見5.3.2)。如果燈具的外形是線型的且水平放置,它應平行于積分器的中心與光度中心的連線。應檢查直接光的擋板是否被可靠地固定,且從光度探頭觀察時,僅遮擋了燈具和所有的安裝板。如果裸光源的工作位置與在燈具里時不同,那么直接光的擋板應被調整得也能擋住裸光源。
應用6.1.4的要求。
6.3.3.6光源的誤差
在積分光度計內的光通量測試結果會受以下因素的影響:
——(光通量)標準燈與被測光源的不同光譜和(或)空間光通分布;
——裸光源與燈具的不同空間光通分布;
——裸光源和燈具的不同尺寸和吸收比例;
——尺寸不合適的擋屏;
——球內壁反射率的變化。
如果光度積分器用于光通輸出比的測量,不同尺寸和光度分布的一系列燈具的光輸出比值應與分布光度計測得的值比較,這個分布光度計應符合6.2及正確的光源工作位置的特殊要求(見第5章)。
對于每一盞燈具,用這兩種中的每一種方法得到的光輸出比值不應與它們的平均值的相差多于±2%。在差值較大時,應進行詳細的調查。檢查積分器的方法在CIE84-1989中被討論。
6.4燈具光輸出比
6.4.1總則
燈具光輸出比受以下因素影響z
——因為工作溫度的變化造成光源光通量的變化;
——因為光源在燈具中的工作位置不同于光源光度數據對應的設計位置而造成的光源光通量的變化;
——由實施的鎮(zhèn)流器提供的電力與基準鎮(zhèn)流器提供的不同。
光輸出比(LOR):前兩個影響因素被考慮進LOR。應注意到在確定計算LOR需要的裸光源的光通量的時候,光源應工作在額定電壓下且使用相同的工作鎮(zhèn)流器,但光源的位置和工作溫度與光源數據相關。對待特殊的新型節(jié)能光源時,光源的位置和工作溫度會非常的嚴格。光源位置和工作溫度在相
關IEC光源規(guī)定中定義或者如果沒有給出應被光源生產廠聲稱[2-11]。
注:在一些國家LOR被稱作LORL(光通輸出比燈具Light Output Ration Luminaire)。
有效光輸出比(LORW):LORW考慮了所有的影響因素。
6.4.2推薦的光輸出比
應注意:
——某些燈具要求獨立的鎮(zhèn)流器,它們由使用者選擇,比如安裝在路燈柱內;
——裝配鎮(zhèn)流器的燈具可以提供一個鎮(zhèn)流器類型的選項,而在燈具的生產過程中鎮(zhèn)流器的設計也許會發(fā)生改變;
一一鎮(zhèn)流器規(guī)格允許功率差異近似在目標值的±10%。配有較新的鎮(zhèn)流器類型,包括電子鎮(zhèn)流器,甚至會有更大的差異。
因為以下特定原因,正確測量和報告的燈具性能會與現場的性能有差異:
——在光度測量期間,燈具工作在無氣流的環(huán)境內而在實際的工作場所內會有一些氣流的干擾,比如在室內照明中由頂棚和通風結構;
——在光學測試期間,燈具工作在(25±1)℃的環(huán)境溫度和額定電壓下,而在實際的使用條件下這些工作條件會明顯地不同;
——光源/基準鎮(zhèn)流器的組合產生廠家聲稱的光通量是臆想的。光源的規(guī)格允許單個光源的輸出低于額定值的10%;
——燈具陳舊(灰,潮濕)。
當被清楚地指明了現場條件,應提供使用轉換系數(見第7章)。
注:以上提到的對光通輸出比的考慮同樣應用到與光源性能有關的所有燈具數據中。如果在沒有條件的情況下提出了每1000lm的燈具數據,使用者應假設裸光源的光通量是在與LOR相同條件下測量的,必要時,BLF應被考慮進照明計算中。
6.4.3光輸出比的測量程序
6.4.3.1單光源燈具
為確定一盞燈具的光輸出比應進行以下光通量的測量,最好,但不是必須地,按以下表3所示的次序進行。
6.4.3.2多光源燈具
一盞多光源燈具的光輸出比應與單光源燈具采取一樣的方法測量。裸光源測量值D應單獨從每一個光源上得到。使用單個鎮(zhèn)流器的所有光源應在整個測量過程中工作在相同的環(huán)境溫度里。
6.5亮度測試
6.5.1總則
燈具亮度測試的標準程序。
可以要求進行以下一種或兩種類型的亮度測量,一種給定方向上燈具的平均亮度或者一種給定方向上一個特定發(fā)光面上的亮度。
除非特別指定,兩種類型測試的測試方向在方位角和仰角的空間布置應接近于光強測量。
兩種類型的測量可以用cd·m-2/1000lm單位來計算,或者如果僅要求亮度分布形狀時,它們的值可以是相對的。
測試方向應用以燈具的光度中心為原點的光強測試(見第3章)的坐標系(見5.3.2)來定義。除非特別指定,方位角和仰角應與光強測量的空間位置相一致。
應用第4章和第5章的相關要求。
6.5.2平均亮度
可以要求在單個方向上或幾個方向上觀察。
相關方向的光強的測量依照6.2。在某個方向上的光強應除以那個方向上燈具所有發(fā)光面上正交投影面積。不發(fā)光的區(qū)域不包括在內。
6.5.3斑點亮度
為確定一個給定方向上的最大亮度,經常用這個測量方法來瀏覽燈具的發(fā)光面。可以在不同的觀察方向上重復這種瀏覽。
被測的斑點尺寸的正交投影面積通常應在450mm2和550mm2之間,主要是圓形的或是正方形的,在某些情況下,這個面積尺寸不是一定適合描繪一個光源的詳細的亮度分布。在電視顯示裝置上,反射眩光限值的測量中,斑點尺寸通??蓽p少至100mm2。
測量可以用亮度儀或是分布光度計。
6.5.3.1用亮度儀測量
亮度儀應該被設置去測量那塊尺寸大小的斑。如果亮度儀形成被測區(qū)域的影象,對幫助瞄準是有利的。斑點距亮度儀人射光孔的距離應至少100mm。燈具相對亮度儀旋轉,亮度儀始終是一個方向瞄準。如果測試距離大于被掃描的發(fā)光面長度的10倍時,亮度儀瞄準燈具的發(fā)光面的中心,并可以回轉亮度儀進行測量。需幾次掃瞄燈具使測量到所有發(fā)光區(qū)域。應重復最初的測量來進行檢查。
如果在近的距離范圍內測量光斑,可以通過從燈具的光度中心至斑中心平移坐標系統(tǒng)來識別而無需旋轉。
絕對單位制的測量可以被轉換成更通用的形式,即cd.m·2/1000lm。這要求測試值被光源光通量(每1000lm)除,光源光通的測試與LOR的確定一樣(見6.4)。
適用時,應指示鎮(zhèn)流器流明系數(BLF)。
6.5.3.2用分布光度計測量
分布光度計應被設置在相關的方向。一個大的磨光、無光黑色遮擋物帶有適當斑尺寸的孔,直交地擋在燈具的前面。燈具應相對孔往返移動,可能需數次,使得包括所有的發(fā)光面。任何位置的亮度正比于光強的讀數。
應仔細觀察使得僅通過孔的光線到達光度探頭。
遮擋物的插入不應影響對溫度靈敏的光源的燈具的環(huán)境溫度。
如果要求計算結果,可以用換算成的每1000lm的整體燈具的光強值來比較。被稱作cd/1000lm光源光通的光斑光強,除以孔的面積(m2),得到亮度cd·m-2/1000lm光源光通量。
6.6照度測量
6.6.1總則
來自一個燈具直接的照度通常用反平方比法則或在特殊安裝條件下,燈具與安裝高度相比較尺寸偏大的情況下,用外貌系數或近似的面光源公式來計算。對需要直接測量的,應使用這章指定的程序。
照度的測量應在一個或更多個安裝高度的典型工作條件下進行。安裝高度是測量平面到燈具光度中心的垂直距離。
6.6.2測量的總要求
6.6.2.1測量設備
應作安排保證光度探頭僅接收直接光。測量網格的坐標通常是矩形,以燈具光度中心垂直方向下為原點,處于相對燈具的一個適當的方位。
光度探頭和相關的設備應服從4.4的要求。應注意在光度探頭接收面內對傾斜的人射光線的修正。這個面應足夠小以感應到照度分布中所有強的光量。
6.6.2.2光源、鎮(zhèn)流器和燈具的選擇
應用第5章的要求。
6.6.3測量程序
應用6.1.4的要求。
應在測量網格上以適當的間隔測量照度,應再次檢查對開始點的測量。
當連續(xù)兩點的照度差值大于最大值的20%時,進行插入法測量。測量的區(qū)域應包括超過最大值2%的所有位置。
使用絕對單位的測量應轉換到標準形式,即lx每1000lm光源光通量。這要求測量值被光源光輸出(每1000lm)除,光源光輸出的測量與LORL的確定一樣。適用時,應指示鎮(zhèn)流器流明系數(BLF)。
7光度修正系數
7.1總則
燈具的光度測試應在第4章的標準測試條件下進行。直接測量應盡可能地在所有指定的條件下進行,否則光度系數應被引人。
7.2測量修正系數
7.2.1目的
當不可能在實驗室的標準測試條件下測量一個燈具或一個裸光源,應使用測量修正系數。它們可以被要求用來修正光輸出比或計算的光度值,使能與標準試驗條件相關。
以下是對要求使用測量修正系數的條件舉例:
a)當實驗室環(huán)境溫度不是25℃,而被測光源對溫度敏感時;
b)當測量不能在25℃環(huán)境溫度里進行(比如,對于控制蒸汽壓的裸光源進行測試以及聲稱較高光通值,大多在35℃的某種單端緊湊型熒光燈);
c)當安裝方式不是標準的。(例如,在分布光度計上,燈具繞著一個水平的或垂直的軸轉動。)
7.2.2確認
7.2.2.1總方法
為了確定一個測量修正系數,應在標準測試條件下做一次測量,然后在變化的適當測試條件下再做一次相關的測量。第一次測量與第二次測量的結果相比,得到修正系數。
7.2.2.2燈具在一個非標準位置測量的修正系數(監(jiān)視光源的辦法)
這個方法應用到這種分布光度計上,在測試中燈具的位置改變導致燈具總光通量變化,但配光的幾何形狀沒有改變的情況。
在離光源或燈具的短距離上,剛性良好地固定一個輔助探測器,使它跟著光源或燈具移動,用來持續(xù)地跟蹤光輸出的變化。探頭應符合4.4.2的要求。
修正系數應該用以下公式確定:
7.2.2.3溫度修正系數
這個系數應用于熱敏感光源,它們的最佳工作溫度較高,出具的性能數據對應于超過25℃的溫度。
同樣可以應用于最佳溫度低于25℃的光源(比如,一些公共照明使用的熒光燈),并且光源的性能數據有時在這種溫度下給出。
裸光源的測試條件(6.4.1)應與出具的數據相一致,并且應在聲稱的溫度下進行。當使用積分球或分布光度計,且在非25℃的環(huán)境溫度下進行光度測量有困難時,光源在25℃下的測量結果應與kT相乘。
7.3使用轉換系數
7.3.1目的
當燈具的使用條件不同于標準測試條件時,應用使用轉換系數。它們被照明設計者使用。
為了使光輸出比和計算的光度值可以被轉換,致使不同于標準條件的使用條件被允許,在實驗室內確定這些系數。它們被要求給照明設計者使用。相對數值不要求使用轉換系數。
下列是對要求使用轉換系數的條件舉例:
a)當使用時,環(huán)境溫度不是25℃,并且光源屬熱敏感型;
b)當使用時,安裝姿態(tài)不同于標準姿態(tài)而影響光度數據;
c)當光源在燈具內點燃時有高的光輸出,而這時光源的環(huán)境溫度不是測試裸光源時的溫度(例如,親齊光掠);
d)當使用氣流的燈具在選定的氣流速率下使用。而標準測試條件沒有強制氣流且氣孔被塞?。?/p>
巳)當使用時,供電電壓的中位值不同于光源或燈具的額定電壓。
7.3.2確定
7.3.2.1總則
除了系數是相反的,應使用與測量修正系數相同的方法來確定使用轉換系數(見7.2.2),即不同的條件下的測量與標準測試條件下的測量的比值。存在兩個或更多不同的使用條件的,如果需要,應確定每個使用轉換系數,并且被單獨出具報告。
7.3.2.2環(huán)境溫度非25℃的使用轉換系數轉換系數由以下公式給出:
7.3.2.3對于宗齊光源的轉換系數(模擬光源的方法)
一汞齊光源是裝有控制燃點蒸汽壓的錄齊的熒光燈。因為控制蒸汽壓的光源的最佳工作溫度較高,通常在高于25℃的溫度下給出光源的性能數據。
對裝有隸齊光源的燈具進行完整的光度測量是有困難的。穩(wěn)定時間應考慮比常規(guī)類型的光源長一些。但這也許是不切實際的,特別當在分布光度計上測量一個裸錄齊光源時,需要使光源達到聲稱的光輸出的環(huán)境溫度。
因此,標準程序是在25℃的環(huán)境溫度里對裝有非家齊熒光燈的燈具進行光度測量并按以下方式確定一個錄齊光源的系數。這個隸齊光源系數可以被用作為測量修正系數(見7.2),并且出具的光度數據就好似測量是對裝有求齊光源的燈具進行的。求齊光源系數也可以用于巳經以非乘齊光源為名出具性能數據的燈具。然后,乘齊光源系數可以用作為使用換系數被使用者應用到數據計算中。
汞齊光源系數的計算應用以下公式:
7.4鎮(zhèn)流器流明系數
7.4.1目的
在2.2.3中定義了鎮(zhèn)流器流明系數。
基于光度數據的照明計算是以每1000lm總裸光源光通量的燈具光輸出的型式表示,臆想光源與燈具的鎮(zhèn)流器連接,在標準測試條件下出射額定光通量。這也許是完全不現實的。國為技術的或商業(yè)的原因,低于額定值的鎮(zhèn)流器可以在燈具內使用,在這種情況下,使用者會得到一個低于期望值的光通量。
因此在所有照明計算中,如果與額定值的差異超過5%,光度數據(和LOR)應被乘以鎮(zhèn)流器流明系數來修正。
7.4.2確定
通常在積分球內通過對裸光源測試來確定鎮(zhèn)流器流明系數,但也可以用與確定使用轉換系數相同的方法來確定(見7.3.2)。
用基準鎮(zhèn)流器在標準條件下測量一次,再用實施的鎮(zhèn)流器在相同的標準測試條件下做一次相關測量。鎮(zhèn)流器流明系數是第二次測量結果與第一次的比值,公式如下:
8測試結果的準確度和表達
8.1測量的準確度
照明設計的正確程度依據的是對受照面的特性、燈具的性能和配套光源的性能的了解。因此,最終設施的性能質量會與燈具測試的可接受容差范圍有關。
光度測量的準確度最終依賴于使用的設備和采用的試驗程序。這樣,在給測試設備選擇光度測量程序和設計之前,應考慮可能導致的測量結果的準確度。但是,因為準確度很大程度上依賴于被測量的燈具(配光類型、燈具尺寸、光源類型等),所以準確度的量化是困難的。誤差可以進行補償或加算。在這種情況下,更為現實的做法是為幾種影響到測量的不同的特性確定單獨的不確定度。
8.1.1誤差的來源
實際的光度測量包含了許多的因數,因此研究可能引起的誤差的來源是必要的。
可能區(qū)分誤差的兩種類型是系統(tǒng)影響造成的誤差,比如使用的測試方法中固有的誤差或是設備不完善引起的誤差,以及不受光度測試者控制的試驗條件變化的隨機誤差。隨機誤差影響再現性。
再現性,隨機誤差的這種影響可以通過對相同燈具進行簡單地重復測量來檢查。另一方面,系統(tǒng)誤差非常難量化。但既然結果會用誤差來修正,所以如果要將它們量化,就要對它們進行評估。檢查這類系統(tǒng)誤差的可行方法是通過在其他地方對相同的燈具進行相似試驗的比較來實現。
8.1.1.1可能存在的系統(tǒng)誤差
房間:
a)溫度的測量;
b)雜散光;
c)干擾光線。
分布光度計:
a)機械對位和機械變形F
b)雜散光和干擾光線;
c)角度的測量;
d)燈具的燃點位置和移動(光滑度和速度);
e)鏡面的缺陷,整體的不平整(比例,因為彎壓),局部的不平整(比如,因為玻璃的波紋),擦痕引起的光散射,不同的波長反射,表面的不同反射,偏振;
f)由灰塵引起鏡面的不同反射性。
光度探頭和連接設備:
a)校準;
b)非線性和疲勞;
c)光譜響應;
d)測量表面的響應變化;
e)校準光度探頭的孔徑張角;
f)暈映圖像(vignetting);
g)距離的測量和距離未調準;
h)距離太短;
i)響應時間和時間積分。
燈具:
a)不正確的光源位置;
b)不正確的光學部件位置;
c)光度中心的選擇;
d)分布光度計上燈具的位置未對準;
e)移動中燈具的機械變形。
光源和輔助設備:
a)鎮(zhèn)流器的電氣設置;
b)光通量的測試(當結果以每1000lm光源光通量表示時h
c)不正確的電源電壓(電壓計的校準,電源引線上的電壓降)。
8.1.1.2可能存在的隨機誤差
a)電源供電電壓或頻率的變化;
b)光源的不穩(wěn)定性(光通量的波動、光弧的偏移或不穩(wěn)定性);
c)在不同燃點階段內光源特性的變化;
d)燈具移動導致的溫度變化和空氣的移動;
e)空調引起的氣流影響。
注:系統(tǒng)誤差和隨機誤差的區(qū)別并不像以上列表建議的那樣簡單。比如,一個燈具的裝配錯誤(比如,反射器、折射器、光源)對于一個特定的測試表現為系統(tǒng)的誤差。然而,從燈具類型考慮,它表現為隨機誤差。
同樣有另外一個例子:因疲竊引起的光度探頭響應的變化根據照度水平可以是正的或是負的。因此,在整個測量過程中的疲竊影響表現為隨機誤差是有爭議的。
8.1.2不確定度
8.2測試結果的陳述
8.2.1總則
測試報告應提供全部有用且必要的信息以對光度數據做適當的解釋,以及后續(xù)的照明計算。
提供信息的目的應該是:
a)準確地告知數據的使用者,使之了解被測量燈具不同的控制條件的性質。
b)為特定的測試燈具提供足夠的光學信息。
8.2.2測試報告
以下列表可以作為一種引導出具一份燈具光度測量的測試報告應該包含的信息。
8.2.2.1概要信息
測試類型:
——描述的標題以指明報告的內容;
——測試中介的名稱、報告編號和日期。
燈具的描述:
——工廠的名稱、型號、目錄編號;
——照片,用于識別燈具或者具體的表述,包括對光學部件的描述,比如折射器、反射器等,特別是如果燈具使用在幾種形式里;
——相關尺寸;
——其他重要信息,包括樣本的選擇方式。
輔助設備的描述(鎮(zhèn)流器、電容器、啟動器):
——工廠的名稱、型號、目錄編號;
——電路類型;
——額定電壓、功率和頻率。
測試光源的描述:
一一工廠的名稱、型號、目錄編號;
——額定功率、顏色和光源形狀、燈頭類型;
一一光源數和選擇方式。
測試程序:
——光度測試程序和使用設備的簡短描述;
——測試距離。
測試條件:
——參考CIE的標準條件或者指定使用條件:任何相關的測量修正系數都應在出具報告前應用;
一一燈具中光源的擺放(外殼為明泡的放電燈管或鴿絲燈泡);
——燈具的安裝姿態(tài),測量的傾斜角度;
——燈具測量的基本中心以及燈具與坐標系統(tǒng)的相對位置;
——測試電壓和頻率;
——不確定性。
8.2.2.2光度數據
測試報告提供的光度數據是與一個特定的燈具有關,但它的目的是為后面的計算提供基礎,比如,照明設施的設計。包括的信息可以是裸光源的光通值、光輸出比、光強分布、閃亮的外形等。
應提出單位,并且單位應是SI單位制。除非另外說明,結果應以每1000lm光源光通來表示。
在適當時,應包含以下信息:
a)放電燈管燈具的鎮(zhèn)流器流明系數,如果它不在1±0.05的范圍內;
b)使用轉換系數。
特定類型燈具的補充報告(見1.1的論述)可以為測試結果指定一種較適合的表現形式。