È altrettanto fondamentale conoscere il modo in cui la luce viene diffusa nello spazio, così come è fondamentale che l'apparecchio di illuminazione produca una quantità specifica di luce. Nel caso degli apparecchi di illuminazione a LED, il comportamento ottico definisce il comfort visivo, il risparmio energetico e gli standard di illuminazione. Il principale strumento di misurazione di questo comportamento luminoso spaziale è un goniofotometroDurante il test dell'IES professionale, il goniofotometro registra una distribuzione più precisa dell'intensità angolare che caratterizza la concentrazione della luce in tutte le direzioni dell'apparecchio di illuminazione. Questi dati costituiscono la base per la simulazione della luce, la convalida del progetto e la documentazione normativa.
Alcuni sistemi di semplice misurazione del flusso si concentrano sulla direzionalità; al contrario, i test goniofotometrici non lo fanno. Lenti, riflettori o diffusori sono alcune delle ottiche complesse utilizzate dagli apparecchi di illuminazione a LED per modellare la luce. Queste caratteristiche progettuali non possono essere misurate con precisione senza una misurazione angolare. Il goniofotometro offre una tecnica ripetibile e controllata per mappare la distribuzione della luce con elevata precisione.

Principio di misurazione della distribuzione della luce

Le curve di distribuzione della luce sono curve che misurano l'intensità luminosa in funzione dell'angolo. Queste curve indicano le aree di concentrazione della luce, la velocità di decadimento e se sono simmetriche o asimmetriche. La misurazione di questi parametri viene effettuata utilizzando un goniofotometro, registrando i valori di intensità in posizioni angolari prestabilite attorno all'apparecchio di illuminazione.
L'apparecchio di illuminazione è alimentato a condizioni elettriche e termiche costanti. Questo perché, durante il processo di misurazione, l'apparecchio o il rilevatore vengono spostati in modo controllato. Il rilevatore registra i dati delle intensità luminose in ogni posizione angolare. Attraverso centinaia o migliaia di siti, viene creata una cronologia spaziale completa.
Questo viene utilizzato per trasformare l'emissione luminosa fisica in dati numerici che possono essere analizzati, visualizzati e standardizzati.

Geometria del movimento e risoluzione angolare

La geometria del movimento è importante nella misurazione dell'accuratezza della distribuzione della luce. Il goniofotometro deve essere posizionato perfettamente in termini di posizionamento angolare durante il test. Un errore meccanico minimo si traduce direttamente in errore fotometrico ed è particolarmente rilevante per gli apparecchi di illuminazione a LED con un fascio luminoso sottile o nitido.
La risoluzione angolare offre l'opportunità di caratterizzare accuratamente la forma del fascio luminoso. I lobi secondari, gli angoli di taglio e i dettagli associati all'abbagliamento sarebbero altrimenti sfuggiti con una risoluzione elevata. Nel caso di un'illuminazione a fascio largo, è possibile utilizzare una risoluzione più grossolana, ma non negli apparecchi direzionali.
I goniofotometri moderni sono costruiti in modo da offrire un movimento del liquido attraverso tutti gli assi, in modo che ogni angolo misurato sia un riflesso fedele della direzione effettiva della luce emessa dall'apparecchio di illuminazione.

Stabilire condizioni di prova stabili

L'apparecchio di illuminazione deve essere termicamente ed elettricamente stabile prima di un test di distribuzione della luce. L'emissione luminosa dei LED varia con la temperatura e condizioni instabili causano variazioni nelle letture dell'intensità. Il periodo di stabilizzazione deve essere adeguato affinché i dati misurati mostrino prestazioni stabili e non rapidi cambiamenti di comportamento.
Anche la qualità dell'alimentazione è fondamentale. Le variazioni di tensione o corrente modificano l'uscita dei LED, distorcendo le curve di distribuzione. I sistemi di test professionali eliminano questa variazione utilizzando fonti di alimentazione controllate.
LISUN e altri produttori incorporano nella loro gamma di prodotti la variabilità di potenza stabilizzata e la sincronizzazione della misurazione con un goniofotometro, il che consente di fornire condizioni di prova coerenti e riproducibili.

Acquisizione dati e generazione di curve

Quando il goniofotometro acquisisce informazioni sull'intensità luminosa, le elabora per poi elaborarle tramite software, producendo curve di distribuzione della luce. Tali curve sono normalmente tracciate in forma polare, o cartesiana, per visualizzare le relazioni tra intensità e angolo.
È possibile misurare più piani per caratterizzare completamente la distribuzione della luce in tre dimensioni. Nel caso di apparecchi di illuminazione simmetrici, è possibile ottenere piani ridotti. Una maggiore copertura angolare è necessaria in progetti asimmetrici come i lampioni stradali o i wall washer.
Le curve ottenute illustrano caratteristiche prestazionali essenziali. L'ampiezza del fascio, la direzione dell'intensità di picco e l'uniformità della distribuzione possono essere riconosciute dagli ingegneri. Queste informazioni vengono utilizzate per perfezionare la progettazione ottica e verificarne l'adeguatezza d'uso.

Test IES e output di dati standardizzati

Tra i risultati più significativi delle misurazioni goniofotometriche c'è la produzione di file fotometrici predefiniti. Nei test IES, i dati misurati vengono codificati secondo gli standard industriali, in modo da poter essere utilizzati senza alcuna restrizione.
Questi file consentono ai progettisti illuminotecnici di testare installazioni reali tramite l'utilizzo di applicazioni software. Curve di distribuzione della luce appropriate garantiscono che nella simulazione non vengano fatte ipotesi sulle prestazioni, bensì sulle prestazioni effettive. Ciò è necessario per prevedere l'illuminamento, la presenza di abbagliamento e l'efficienza energetica.
Il rispetto dei requisiti dei test IES presuppone che i dati fotometrici possano essere accettati dall'autorità di regolamentazione, dai progettisti e dai clienti in qualsiasi mercato globale.

Valutazione dell'efficienza ottica e del controllo del fascio

Curve di distribuzione della luce Le curve di distribuzione della luce forniscono un'indicazione dell'efficienza con cui una lampada proietta la luce dove è necessaria. Un apparecchio di illuminazione a LED può escludere dispersioni/abbagliamenti perché una soluzione ben progettata concentra la luce entro angoli efficaci.
Gli ingegneri utilizzano le curve di distribuzione per valutare le prestazioni degli elementi ottici, che potrebbero essere quelle previste. Perdite di luce o disuniformità possono essere rispettivamente un indicatore di errori di progettazione. La geometria delle lenti, la forma del riflettore o le proprietà del diffusore possono quindi essere modificate e rivalutate ripetendo i test.
Si tratta di un processo iterativo in cui vengono utilizzati i dati corretti del goniofotometro per apportare modifiche progettuali valide.

Figura: Goniofotometro

Validazione delle prestazioni specifiche dell'applicazione

La luce deve essere distribuita in modo diverso a seconda dell'applicazione. L'illuminazione degli uffici è focalizzata sull'uniformità e sulla generazione di abbagliamento. L'illuminazione stradale pone l'accento sulla proiezione frontale e sullo spostamento controllato. L'illuminazione industriale richiede un'ampia copertura e un'elevata intensità luminosa.
Il goniofotometro consente al produttore di garantire che la curva di distribuzione di un apparecchio di illuminazione sia adatta all'uso previsto. I test sono necessari per garantire che le prestazioni non possano essere valutate solo in base all'aspetto, ma sulla base di dati oggettivi.
Questa certificazione conferisce fiducia ai progettisti e ai progettisti che scelgono gli apparecchi di illuminazione per un determinato progetto.

Ripetibilità e garanzia della qualità

La garanzia della qualità richiede risultati di misurazione coerenti. Il goniofotometro deve produrre curve di distribuzione della luce coerenti quando la fotometria viene eseguita sugli stessi apparecchi di illuminazione nelle stesse condizioni.
La ripetibilità ha dimostrato che le variazioni nelle prestazioni misurate non derivano da errori di misurazione, ma da variazioni del prodotto. Questo aspetto è stato particolarmente significativo negli impianti di produzione in cui è necessario monitorare la coerenza di lotti più grandi.
Questa caratteristica è associata anche a un'eccellente stabilità meccanica, movimenti controllabili e rilevatori con buona stabilità.

Integrazione con una valutazione fotometrica più ampia

Sebbene i goniofotometri si concentrino sull'intensità angolare, i loro risultati vengono spesso utilizzati insieme ad altre misure fotometriche, ad esempio il flusso luminoso totale e le proprietà spettrali. La combinazione di queste misure consente di ottenere una rappresentazione chiara delle prestazioni dell'apparecchio di illuminazione.
L'analisi simultanea consente agli ingegneri di adattare la forma della distribuzione all'efficienza e al colore. Questa strategia olistica favorisce un processo decisionale progettuale equilibrato, che garantisce buone prestazioni visive ed energetiche.

Conclusione

Goniofotometro È utile nella misurazione delle curve di distribuzione della luce degli apparecchi di illuminazione a LED, ad esempio per fornire intensità angolari precise. Può dimostrare la direzione e la forma della luce nello spazio reale attraverso un movimento controllato, condizioni di test stabili e un'acquisizione dati dettagliata. Quando IES riceve queste informazioni come input, le converte in file fotometrici standardizzati che possono essere utilizzati per simulazioni, test e progetti.
I test goniofotometrici garantiscono la ripetibilità con informazioni sulle prestazioni ottiche e con sistemi sofisticati, compresi quelli di LISUNQuesti risultati sono affidabili. Utilizzando correttamente gli effetti della distribuzione della luce, il goniofotometro può essere utilizzato per prendere decisioni su cosa progettare, consentire l'accettazione normativa e garantire che gli apparecchi di illuminazione a LED possano funzionare sul campo come desiderato.