Ricerca sulle prestazioni di uno spettrometro portatile basata sulla misurazione della luce in lux

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Misurazione della luce in lux Serve come elemento di test di base nell'ingegneria dell'illuminazione, nella valutazione dell'ambiente luminoso interno, nell'ispezione della qualità delle sorgenti luminose a LED e in altri campi. I tradizionali luxmetri singoli possono solo fornire valori di lux e non riescono a ottenere simultaneamente parametri di supporto come spettro, temperatura di colore correlata e indice di resa cromatica, il che può facilmente causare errori di disallineamento spettrale. Lo spettrometro portatile integra la tecnologia di suddivisione spettrale e il rilevamento fotoelettrico. Durante la misurazione della luce in lux, raccoglie informazioni complete sullo spettro visibile, bilanciando la portabilità e la capacità di rilevamento multiparametrico sincrono. Prendendo il LISUN LMS-6000 Prendendo come oggetto di studio uno spettrometro portatile, questo articolo illustra il suo principio di misurazione dell'intensità luminosa (lux) e le sue principali specifiche tecniche, confronta le differenze di prestazioni con i luxmetri tradizionali, analizza i vantaggi applicativi di questo strumento in scenari di misurazione dell'intensità luminosa in loco e fornisce riferimenti per il rilevamento dell'ambiente luminoso in loco e la valutazione della qualità della sorgente luminosa in ambito ingegneristico.

1. introduzione

In contesti come la ricerca e sviluppo di prodotti per l'illuminazione, l'accettazione dell'ambiente luminoso interno degli edifici, il rilevamento dell'illuminazione stradale in loco e la valutazione dell'illuminazione di beni culturali nei musei, la misurazione dell'illuminazione in lux è una procedura di prova indispensabile. I normali luxmetri fotoelettrici misurano l'illuminamento basandosi su fotocellule al silicio combinate con filtri che corrispondono alla funzione di luminosità fotopica CIE. Sono caratterizzati da una struttura semplice e un costo contenuto, ma presentano degli svantaggi intrinseci: quando lo spettro della sorgente luminosa misurata differisce notevolmente da quello della sorgente luminosa di calibrazione, si verifica una discrepanza spettrale che riduce la precisione della misurazione dell'illuminazione in lux. Inoltre, non consentono di ottenere parametri cromatici fondamentali, tra cui la curva spettrale della sorgente luminosa, la temperatura di colore correlata e l'indice di resa cromatica. La qualità dell'illuminazione non può essere valutata appieno solo in base ai valori di lux.

Con la diffusione su larga scala di nuove sorgenti luminose come LED e OLED, il rilevamento in loco richiede l'acquisizione sincrona di dati fotometrici e cromatici in un'unica misurazione. Gli spettro-radiometri portatili (spettrometri portatili) emergono come soluzione. Essi disperdono la luce tramite un reticolo e raccolgono l'irradianza spettrale a diverse lunghezze d'onda tramite rivelatori a matrice CCD. Il valore in lux viene calcolato integrando l'irradianza spettrale ponderata dalla funzione di luminosità fotopica standard CIE, realizzando l'integrazione della **misurazione in lux e dell'analisi spettrale**. LISUN LMS-6000 Lo spettrometro portatile è uno strumento ottico portatile sviluppato per il rilevamento in loco. Soddisfa i requisiti di ispezione del campionamento di laboratorio e di misurazione della luce in loco per progetti di ingegneria. Dettagli del prodotto: [https://www.lisungroup.cn/products/722.html](https://www.lisungroup.cn/products/722.html).

2. Principio di misurazione della luce in lux per spettrometri portatili

L'illuminamento è definito come il flusso luminoso ricevuto per unità di area, con l'unità di misura lx. I luxmetri tradizionali convertono direttamente la fotocorrente in valori di lux. La misurazione dell'illuminamento tramite spettrometri portatili adotta il metodo di integrazione spettrale. Dopo che la luce entra nella finestra ottica dello strumento, attraversa la fenditura e viene dispersa dal reticolo in luce monocromatica di diverse lunghezze d'onda. Il rivelatore CCD raccoglie l'irradianza spettrale di ciascuna lunghezza d'onda all'interno della banda visibile 380-780 nm. L'algoritmo integrato dello strumento esegue una ponderazione e un'integrazione lunghezza d'onda per lunghezza d'onda sull'irradianza spettrale con la funzione di luminosità fotopica CIE V(λ), e infine calcola il valore di lux.

Il vantaggio di questo metodo di misurazione risiede nella registrazione completa delle informazioni spettrali senza disallineamenti spettrali causati da filtri fissi. Per sorgenti luminose di vari spettri come lampade a incandescenza, lampade fluorescenti e LED, i risultati della misurazione dei lux luminosi hanno una maggiore affidabilità. Allo stesso tempo, gli indicatori di cromaticità, tra cui la temperatura di colore correlata, le coordinate cromatiche, il CRI e il TM-30, possono essere emessi in modo sincrono per realizzare il rilevamento multiparametrico in un unico test. LISUN LMS-6000 Utilizza un rivelatore CCD a matrice lineare con tempo di integrazione adattivo regolabile, adatto alla misurazione dell'intensità luminosa in ambienti da scarsa ad elevata luminosità.

3. Tabella dei parametri principali di LISUN LMS-6000 Spettrometro portatile

Tabella 1 Parametri ottici principali e specifiche per la misurazione del lux luminoso di LMS-6000 spettrometro portatile

Tabella 2 Confronto delle prestazioni tra LMS-6000 spettrometro portatile e luxmetro tradizionale

LMS-6000 Spettroradiometro CCD portatile

4. Applicazione di LMS-6000 negli scenari di misurazione della luce Lux

Innanzitutto, ispezione a campione in loco dei prodotti di illuminazione a LED. Durante l'ispezione in fabbrica delle lampade e l'accettazione tecnica, non è richiesta solo la misurazione dei lux luminosi, ma è necessario verificare simultaneamente anche la temperatura di colore correlata e le prestazioni di resa cromatica. LMS-6000 È possibile effettuare misurazioni direttamente nelle officine di assemblaggio e nei cantieri edili, salvare curve spettrali e dati di lux in tempo reale ed esportare report, evitando variazioni dei parametri della sorgente luminosa causate dal trasporto dei campioni per i test.

In secondo luogo, l'ispezione dell'ambiente luminoso interno degli edifici. L'omologazione dell'illuminazione per uffici, aule, ospedali e altri luoghi richiede la misurazione multipunto del lux e la valutazione della qualità del colore della luce. Grazie alla sua portabilità e alla lunga durata della batteria, lo strumento consente la raccolta continua di dati multipunto in loco per valutare rapidamente se l'illuminamento delle superfici di lavoro soddisfa gli standard di illuminazione nazionali.

In terzo luogo, l'ispezione dell'illuminazione per musei e gallerie d'arte. I beni culturali sono sensibili al livello di lux e alla composizione spettrale. La misurazione della luce in lux deve controllare contemporaneamente l'irradiazione della banda blu. Durante l'acquisizione dei valori di lux, il LMS-6000 è possibile verificare la distribuzione spettrale per proteggere i reperti.

Quarto, rilevamento dell'illuminazione stradale in loco. Gli ambienti di illuminazione esterna sono complessi con luce naturale e artificiale mista e composizione spettrale variabile. I luxmetri tradizionali producono grandi errori. Il metodo di misurazione della luce basato sull'integrazione spettrale di LMS-6000 riduce notevolmente la deviazione di misurazione indotta dalla discrepanza spettrale.

5. Precauzioni di misurazione e analisi degli errori

Quando si effettua la misurazione della luce in lux con il LMS-6000È necessario evitare interferenze esterne per garantire la precisione della misurazione. In primo luogo, la sonda deve essere orientata perpendicolarmente alla sorgente luminosa da misurare per impedire che la luce riflessa parassita entri nella finestra ottica. In secondo luogo, lo strumento deve essere calibrato regolarmente con sorgenti luminose standard, poiché un funzionamento prolungato può causare una deriva della risposta del rivelatore. In terzo luogo, il tempo di integrazione deve essere controllato in presenza di luce intensa per evitare la saturazione del CCD; in presenza di luce debole, il tempo di integrazione può essere esteso per migliorare il rapporto segnale/rumore.

Le principali fonti di errore includono la luce diffusa ambientale, la deviazione dell'angolo della sonda, la deriva di temperatura e la deviazione di calibrazione delle sorgenti luminose standard. Rispetto ai luxmetri tradizionali, gli spettrometri portatili presentano errori sistematici inferiori nella misurazione dell'intensità luminosa in presenza di sorgenti luminose con spettri complessi, e questo rappresenta il loro principale vantaggio.

6. CONCLUSIONE

Misurazione della luce in lux è il fondamento della valutazione della qualità dell'illuminazione, ma un singolo indicatore di lux non è sufficiente a descrivere completamente le caratteristiche della sorgente luminosa. LISUN LMS-6000 Lo spettrometro portatile realizza misurazioni di lux ad alta precisione tramite integrazione spettrale e raccoglie simultaneamente parametri spettrali e cromatici completi. Risolve il problema della discrepanza spettrale dei luxmetri tradizionali, tenendo conto della portabilità e della capacità di rilevamento multiparametrico. Questo spettrometro portatile offre notevoli vantaggi in scenari di rilevamento in loco, come l'ispezione della qualità delle sorgenti luminose a LED, il collaudo dell'illuminazione degli edifici e la valutazione dell'illuminazione di beni culturali. Poiché gli standard di prova dell'illuminazione impongono requisiti più elevati sui parametri fotometrici e cromatici, gli strumenti per la misurazione del lux basati su metodi spettrali diventeranno gradualmente apparecchiature di uso comune nel campo del rilevamento dell'ambiente luminoso.