Sistema goniofotometrico ad alta precisione: applicazione e analisi tecnica nei test completi delle prestazioni ottiche degli apparecchi di illuminazione

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Nei campi della progettazione illuminotecnica, della ricerca e sviluppo di apparecchi di illuminazione e del controllo qualità, le caratteristiche di distribuzione spaziale delle prestazioni ottiche degli apparecchi di illuminazione rappresentano la base fondamentale per la valutazione degli effetti luminosi, la garanzia della sicurezza d'uso e il raggiungimento degli obiettivi di risparmio energetico. Le tradizionali apparecchiature di prova fotometrica faticano a catturare appieno il modello regolare della distribuzione dell'intensità luminosa degli apparecchi di illuminazione nello spazio tridimensionale. Tuttavia, il sistema goniofotometrico, con i suoi vantaggi tecnici di "scansione spaziale ad alta precisione + calcolo sincrono multiparametrico", è diventato uno strumento chiave per risolvere questo problema. Questo articolo prende in esame... LISUN LSG-1890B Sistema goniofotometrico ad alta precisione (curva di distribuzione dell'intensità luminosa) Come oggetto di ricerca, espone sistematicamente i suoi principi tecnici e gli scenari applicativi nel test di 15 parametri fondamentali, come i dati di intensità luminosa, il flusso luminoso regionale, l'efficienza dell'apparecchio di illuminazione e il grado di abbagliamento. In combinazione con l'analisi dell'architettura hardware e la verifica dei dati di misurazione effettivi, evidenzia l'accuratezza e l'affidabilità di questo dispositivo nel test di apparecchi di illuminazione a LED, lampade HID e altre sorgenti luminose, fornendo un riferimento professionale per le soluzioni di test delle prestazioni ottiche nel settore dell'illuminazione.

1. introduzione
Con la diffusione della tecnologia di illuminazione a LED e l'aumento della domanda di illuminazione speciale (come l'illuminazione stradale, l'illuminazione di gallerie e l'illuminazione industriale), le prestazioni ottiche degli apparecchi di illuminazione non si limitano più a un singolo flusso luminoso o indice di illuminamento, ma si estendono alla "legge della distribuzione della luce nello spazio". Ad esempio, gli apparecchi di illuminazione stradale devono garantire che l'intensità luminosa formi un punto luminoso rettangolare uniforme sulla superficie stradale, mentre gli apparecchi di illuminazione per gallerie devono evitare l'affaticamento visivo causato dall'alternanza di luce e buio. Tutte queste esigenze si basano sulla verifica accurata della distribuzione tridimensionale dell'intensità luminosa degli apparecchi di illuminazione. In quanto dispositivo specificamente progettato per misurare la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa delle sorgenti luminose, il sistema goniofotometrico può generare una "curva di distribuzione dell'intensità luminosa" che riflette le caratteristiche di radiazione luminosa degli apparecchi di illuminazione attraverso il coordinamento della struttura meccanica e del rilevamento ottico. Sulla base di questa curva, può calcolare parametri chiave come il flusso luminoso regionale, il fattore di utilizzo e il grado di abbagliamento, fornendo dati di supporto per la progettazione del sistema di illuminazione e l'ottimizzazione delle prestazioni degli apparecchi di illuminazione.

. LSG-1890B Sistema goniofotometrico ad alta precisione sviluppato da LISUN adotta una configurazione combinata di un rilevatore di temperatura costante, un servomotore giapponese Mitsubishi e un decoder tedesco, con una precisione angolare di 0.1°, in grado di soddisfare i requisiti degli standard internazionali come CIE-70 e LM-79-19È adatto per testare apparecchi di illuminazione di grandi dimensioni con un diametro fino a 2000 mm e un peso di 60 kg. Questo articolo analizzerà in modo completo il valore tecnico e il valore applicativo industriale di questo sistema goniofotometrico da quattro dimensioni: architettura tecnica dell'apparecchiatura, principi di test dei parametri fondamentali, scenari applicativi tipici e verifica delle prestazioni.

2. Architettura tecnica e principi di test di LISUN LSG-1890B Sistema Goniofotometro
2.1 Architettura hardware di base
La capacità di test ad alta precisione del LISUN LSG-1890B Il sistema Goniophotometer nasce dal suo design hardware modulare, che comprende principalmente quattro sistemi principali:
Sistema di trasmissione meccanica: azionato da un servomotore giapponese Mitsubishi e dotato di un decoder tedesco ad alta precisione, garantisce il controllo preciso dell'angolo di rotazione dell'apparecchio di illuminazione. Sia l'angolo γ (rotazione sul piano verticale) che l'angolo C (rotazione sul piano orizzontale) supportano una regolazione di ±180° (o 0~360°), con una precisione angolare di 0.1°. Ciò garantisce l'uniformità della spaziatura dei passi e la stabilità della posizione durante la scansione spaziale, evitando interferenze di errori meccanici sui risultati dei test di intensità luminosa.

Sistema di rilevamento ottico: dotato di un rilevatore fotometrico a temperatura costante CIE Classe A (il rilevatore ad alta precisione Classe L è opzionale). Può essere dotato di rilevatori della serie UV (UVA: 320~400nm, UVB: 275~320nm, UVC: 200~275nm) o rilevatori di luce visibile (VIS: 380~780nm) a seconda dei requisiti di prova. Il design a temperatura costante può ridurre efficacemente l'impatto delle fluttuazioni della temperatura ambiente sulla sensibilità del rilevatore, garantendo la stabilità di lettura durante i test a lungo termine (ad esempio, la scansione completa di apparecchi di illuminazione di grandi dimensioni richiede 1~2 ore).

Sistema di acquisizione ed elaborazione dati: collegato a un computer tramite interfaccia RS485/USB, il software in cinese e inglese supporta i sistemi operativi Windows 7~11. Può raccogliere dati sull'intensità luminosa in tempo reale e calcolare automaticamente parametri come il flusso luminoso regionale e l'efficienza dell'apparecchio di illuminazione. Il software dispone di un algoritmo di calibrazione dei dati integrato, in grado di correggere gli errori di sistema in base al valore di calibrazione di una lampada standard (ad esempio una lampada standard SLS-150W) per migliorare l'accuratezza dei test.

Sistema di fissaggio e adattamento: dotato di un dispositivo di prova multifunzionale, supporta test B-β a doppio braccio (adatto per apparecchi di illuminazione simmetrici) e test C-γ a braccio singolo (adatto per apparecchi di illuminazione asimmetrici). Può fissare apparecchi di illuminazione con un diametro massimo di 2000 mm e un peso di 60 kg, soddisfacendo le esigenze di prova di apparecchi di illuminazione di grandi dimensioni come lampioni stradali, lampade per gallerie e lampade industriali.

2.2 Principi di verifica dei parametri principali
Il cuore del sistema goniofotometrico è la generazione di una curva di distribuzione dell'intensità luminosa attraverso la "scansione dell'intensità luminosa a tutto spazio" e la successiva derivazione di 15 parametri fondamentali basati sulla curva di distribuzione dell'intensità luminosa e sui relativi algoritmi standard. I principi specifici sono i seguenti:
Dati sull'intensità luminosa e distribuzione dell'intensità luminosa: l'intensità luminosa (unità: cd) è l'intensità luminosa di un apparecchio di illuminazione in una direzione specifica. LSG-1890B Controlla la rotazione dell'apparecchio di illuminazione a un passo fisso (ad esempio, 1° per passo) nel sistema di coordinate C-γ, e il rilevatore fotometrico raccoglie i valori di intensità luminosa in diverse direzioni punto per punto per formare una matrice di distribuzione dell'intensità luminosa tridimensionale. Viene quindi generata una curva di distribuzione dell'intensità luminosa in coordinate polari o cartesiane (come la curva di distribuzione dell'intensità luminosa "ad ala di pipistrello" dei lampioni stradali).

Flusso luminoso regionale ed efficienza dell'apparecchio di illuminazione: il flusso luminoso regionale è il flusso luminoso totale di un apparecchio di illuminazione in una specifica regione spaziale (unità: lm), calcolato integrando la distribuzione dell'intensità luminosa all'interno dell'angolo solido corrispondente. L'efficienza dell'apparecchio di illuminazione è il rapporto tra il flusso luminoso regionale e la potenza in ingresso dell'apparecchio di illuminazione (unità: lm/W), che riflette l'efficienza dell'apparecchio di illuminazione nel convertire l'energia elettrica in energia luminosa. LSG-1890B può raccogliere la potenza in ingresso dell'apparecchio di illuminazione in modo sincrono (con un misuratore di potenza esterno) e calcolare automaticamente il valore di efficienza.

Indice di abbagliamento (UGR) e curva limite di luminanza: l'indice di abbagliamento viene calcolato in base allo standard CIE 117. Analizzando la distribuzione dell'intensità luminosa dell'apparecchio di illuminazione all'interno dell'angolo di visione dell'osservatore, viene valutato il grado di fastidio causato dalla luce all'occhio umano (minore è il valore UGR, minore è l'abbagliamento; in genere, l'illuminazione interna richiede un UGR ≤ 19). La curva limite di luminanza è il "limite massimo di intensità luminosa che non produce abbagliamento" indicato sulla curva di distribuzione dell'intensità luminosa, che fornisce una base per la progettazione dell'altezza e della distanza di installazione degli apparecchi di illuminazione.

Curva di isoilluminamento e rapporto interdistanza-altezza massimo consentito: la curva di isoilluminamento è un grafico intuitivo che converte la distribuzione dell'intensità luminosa nella distribuzione dell'illuminamento al suolo (ad esempio, "la copertura uniforme della superficie stradale da parte delle linee di isoilluminamento" è un requisito fondamentale nell'illuminazione stradale). Il rapporto interdistanza-altezza massimo consentito (S/H) è il rapporto tra la distanza di installazione degli apparecchi di illuminazione (S) e l'altezza di installazione (H), che è determinata dal rapporto tra l'illuminamento del bordo e l'illuminamento centrale della curva di isoilluminamento (ad esempio, i lampioni stradali richiedono solitamente un rapporto S/H ≤ 3.5 per garantire l'uniformità dell'illuminamento della superficie stradale).

EEI (Indice di Efficienza Energetica): EEI è un indicatore internazionale per la misurazione dell'efficienza energetica degli apparecchi di illuminazione, calcolato in base al flusso luminoso, alla potenza in ingresso e alla distribuzione dell'intensità luminosa dell'apparecchio, in linea con i requisiti della norma (UE) 2019/2015. LSG-1890B può emettere direttamente il valore EEI, che viene utilizzato per determinare se l'apparecchio di illuminazione è conforme alle normative UE sull'efficienza energetica.

3. Capacità di test dei parametri principali e scenari applicativi di LISUN LSG-1890B Sistema Goniofotometro
3.1 Copertura completa dei test dei parametri e selezione del rilevatore
. LISUN LSG-1890B Il sistema goniofotometrico può eseguire test sincroni di 15 parametri fondamentali e supportare la selezione di diversi tipi di rilevatori per adattarsi alle esigenze di test di sorgenti di luce visibile e UV. La tabella seguente mostra l'intervallo di test dei parametri e lo schema di selezione dei rilevatori di questo dispositivo:

Categoria di prova	Parametri fondamentali	Principio di prova	Rilevatori opzionali e scenari applicabili
Parametri fotometrici di base	Dati di intensità luminosa, distribuzione dell'intensità luminosa, flusso luminoso regionale, efficienza degli apparecchi di illuminazione	Scansione dell'intensità luminosa + calcolo integrale	Rilevatore standard CIE Classe A (adatto per apparecchi di illuminazione a luce visibile come LED, lampade HID e lampade fluorescenti)
Parametri di comfort visivo	Distribuzione della luminanza (opzionale), indice di abbagliamento (UGR), curva limite di luminanza	Distribuzione dell'intensità luminosa + algoritmo CIE 117	Rilevatore opzionale ad alta precisione di classe L (adatto per illuminazione interna e apparecchi di illuminazione commerciale)
Parametri di progettazione dell'illuminazione	Curva di iso-illuminamento, rapporto massimo consentito tra spaziatura e altezza, curva dell'apparecchio di illuminazione rispetto all'area di illuminazione, curva di intensità iso-luminosa	Distribuzione dell'intensità luminosa → conversione dell'illuminamento	Rilevatore standard (adatto per apparecchi di illuminazione esterni come lampioni stradali e lampade da galleria)
Parametri di valutazione delle prestazioni	Angolo luminoso effettivo, EEI (indice di efficienza energetica)	Determinazione del confine di distribuzione dell'intensità luminosa + algoritmo di efficienza energetica	Rilevatore standard (adatto a tutti gli apparecchi di illuminazione che richiedono la certificazione di efficienza energetica)
Parametri speciali UV	Distribuzione dell'intensità luminosa UV, flusso radiante regionale UV	Scansione dell'intensità luminosa della banda UV	Opzionale PHOTO-UVA-A/Rilevatore B/C (adatto per lampade di disinfezione UV e lampade di polimerizzazione UV)

3.2 Analisi degli scenari applicativi tipici
Test di R&S e certificazione di apparecchi di illuminazione stradale a LED
Gli apparecchi di illuminazione stradale devono soddisfare i requisiti di "distribuzione uniforme dell'intensità luminosa, basso abbagliamento ed elevata efficienza energetica". I seguenti test possono essere completati utilizzando LSG-1890B Sistema goniofotometrico:
Test di distribuzione dell'intensità luminosa: generare una curva di distribuzione dell'intensità luminosa "ad ala di pipistrello" per le lampade stradali per garantire una distribuzione uniforme dell'intensità luminosa nella direzione orizzontale della strada (angolo C 0°~180°) ed evitare un'illuminazione insufficiente sul bordo della strada;

Test della curva iso-illuminamento: simulare lo scenario in cui l'altezza di installazione dell'apparecchio di illuminazione è di 3.5 m e la spaziatura è di 10 m, generare la curva iso-illuminamento della superficie stradale e verificare che l'illuminamento centrale sia ≥20 lx e l'uniformità sia ≥0.4 (in linea con lo standard GB/T 24907-2020);

Test EEI: calcolare il valore EEI dell'apparecchio di illuminazione per assicurarsi che sia ≤0.7 (in linea con le normative UE ERP sull'efficienza energetica). Un produttore di apparecchi di illuminazione stradale ha ottimizzato la distribuzione dell'intensità luminosa tramite questo dispositivo, aumentando l'efficienza dell'apparecchio da 75 lm/W a 92 lm/W e ottenendo con successo la certificazione CE UE.

Test di distribuzione della luce della lampada di disinfezione UV
L'effetto battericida delle lampade di disinfezione UV dipende dalla distribuzione spaziale dell'intensità luminosa UV (ad esempio, le lampade UVC devono garantire un'intensità luminosa di ≥20μW/cm² a una distanza di 1 m). Dopo aver equipaggiato il LSG-1890B con una PHOTO-UVC-A rilevatore, è possibile eseguire i seguenti test:

Test di distribuzione dell'intensità luminosa UVC: scansionare i valori dell'intensità luminosa UVC all'angolo C 0°~360° e all'angolo γ -90°~90° per generare una mappa tridimensionale della distribuzione dell'intensità luminosa;

Calcolo del flusso radiante regionale: calcolare il flusso radiante UVC della lampada di disinfezione nell'area "1m × 1m" per valutare l'intervallo di copertura della disinfezione. Un'azienda produttrice di apparecchiature mediche ha testato le lampade di disinfezione UV utilizzando questo dispositivo e ha scoperto che l'intensità luminosa UVC si attenuava a un angolo γ di 30°. Ha regolato tempestivamente la disposizione delle sfere della lampada, aumentando il tasso di copertura della disinfezione del 20%.

Test di controllo dell'abbagliamento degli apparecchi di illuminazione commerciale per interni
L'illuminazione commerciale (come centri commerciali ed edifici per uffici) ha requisiti rigorosi per l'abbagliamento (UGR ≤ 16). Dopo aver equipaggiato il LSG-1890B con un rilevatore ad alta precisione di classe L è possibile effettuare le seguenti operazioni:
• Test di valutazione dell'abbagliamento (UGR): simulare la postura seduta dell'osservatore (altezza della linea di vista 1.2 m), calcolare l'intensità luminosa dell'apparecchio di illuminazione all'interno dell'intervallo dell'angolo di visione dell'osservatore e ottenere il valore UGR;
• Test della curva limite di luminanza: contrassegnare il limite di intensità luminosa corrispondente a "UGR=16" sulla curva di distribuzione dell'intensità luminosa per guidare la progettazione della maschera dell'apparecchio di illuminazione (ad esempio aggiungendo un rivestimento satinato per ridurre l'intensità luminosa ad angoli elevati). Un marchio di illuminazione ha ridotto l'UGR dei lampadari commerciali da 22 a 15 attraverso questo test, migliorando il comfort visivo.

4. Verifica delle prestazioni e conformità agli standard di LISUN LSG-1890B Sistema Goniofotometro
4.1 Dati di verifica dell'accuratezza
Per verificare l'accuratezza del test del LSG-1890B Per i test è stato selezionato il sistema goniofotometrico, una lampada standard SLS-150W (calibrata dall'Istituto Nazionale di Metrologia, con un valore di intensità luminosa standard di 1000 cd a C=0°, γ=0°). I risultati sono riportati nella tabella seguente:

Parametro di prova	Valore standard	Valore medio misurato	Deviazione	Requisito standard
Intensità luminosa (cd) @C=0°, γ=0°	1000	998.5	±1.5 cd	Il rilevatore CIE Classe A consente una deviazione di ±2%
Flusso luminoso regionale (lm) (C=0°~180°, γ=-90°~90°)	5000	4992	±8lm	Consente una deviazione di ±0.5%
Efficienza dell'apparecchio di illuminazione (lm/W) (Potenza in ingresso 50W)	100	99.8	±0.2 lm/W	Consente una deviazione di ±0.3%
Indice di abbagliamento (UGR) (scenario di installazione interna simulata)	18	18.1	± 0.1	Consente una deviazione di ±0.5
Angolo luminoso effettivo (°)	120	119.5	± 0.5 °	Consente una deviazione di ±1°

Dai dati si può osservare che la deviazione misurata di ciascun parametro è inferiore al requisito standard, il che dimostra che LSG-1890B Il sistema goniofotometro è dotato di capacità di test stabili e ad alta precisione.

4.2 Conformità agli standard
. LISUN LSG-1890B Il sistema goniofotometro è rigorosamente conforme agli standard autorevoli nazionali e internazionali per garantire l'universalità e il riconoscimento dei risultati dei test:
• Test di distribuzione dell'intensità luminosa: conforme a CIE-70 “Misurazione della distribuzione assoluta dell’intensità luminosa” e LM-79-19 “Misure fotometriche ed elettriche di prodotti di illuminazione a stato solido”;
• Test fotometrico dell'apparecchio di illuminazione: conforme a IES-LM-75 “Prove goniofotometriche di apparecchi di illuminazione” e EN13032-1 Clausola 6.1.1.3 “Lampade e illuminazione – Misurazione e presentazione dei dati fotometrici di lampade e apparecchi di illuminazione – Parte 1: Misurazione e formato del documento”;
• Test di efficienza energetica: conforme al “Regolamento UE sull’efficienza energetica degli apparecchi di illuminazione” (UE) 2019/2020 e GB 19573-2021 “Valori minimi consentiti di efficienza energetica e gradi di efficienza energetica per lampade al sodio ad alta pressione”;
• Test UV: conforme ai requisiti di test per il flusso radiante UV in GB/T 19258-2012 “Lampade germicide ultraviolette”.

5. conclusioni 
. LISUN LSG-1890B Sistema goniofotometrico ad alta precisione Realizza test one-stop di 15 parametri fondamentali delle prestazioni ottiche degli apparecchi di illuminazione attraverso una soluzione tecnica di "trasmissione meccanica ad alta precisione + rilevamento ottico a temperatura costante + integrazione multi-algoritmo". Risolve i problemi delle apparecchiature tradizionali, come "test dei parametri incompleti, grandi errori meccanici e scarsa adattabilità", e fornisce supporto completo per i test di processo per il settore dell'illuminazione, dalla ricerca e sviluppo alla produzione fino alla certificazione. La sua applicazione in scenari come lampioni stradali, lampade di disinfezione UV e apparecchi di illuminazione commerciale non solo migliora le prestazioni e l'affidabilità degli apparecchi, ma fornisce anche dati fotometrici accurati a supporto della progettazione illuminotecnica.

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