Ammattimainen valaistuksen arviointi edellyttää valonjaon ja keilan muodon, valon voimakkuuden jakautumisen, tasaisuuden ja suuntaamisen oikeita mittauksia. Nykyisissä valaistusjärjestelmissä kokonaislumenimäärä ei ole enää merkittävä tekijä, ja käytännössä käytetään tarkkaa valon kulmajakaumaa vaatimustenmukaisuuden, visuaalisen mukavuuden, energiatehokkuuden ja harmonisen keilan määrittämiseksi. Liikkuva ilmaisin goniofotometri voi täyttää tämän vaatimuksen, koska se pystyy tallentamaan valon voimakkuuden useissa kulma-asennoissa ja antamaan tieteellisesti validoituja fotometrisiä tuloksia. Goniofotometrin toimintaperiaatteen tuntemus auttaa myös laboratorioita, valmistajia ja sertifiointilaitoksia laatimaan asianmukaisia ​​fotometrisiä malleja.
Suuntaamaa valoa tarvitaan erityisesti todellisissa sovelluksissa, kuten arkkitehtonisissa tiloissa, autojen ajovaloissa, varastojen valaistusverkoissa ja hätäuloskäyntien valaisimissa sekä tienvarsioptiikassa. Siksi siirretyt ilmaisinjärjestelmät ovat hyväksyttävin valaisinsuunnittelumenetelmä.

Suuntafotometrisen havaitsemisen periaate

Tämä on liikkuvan ilmaisimen goniofotometrin keskeinen periaate, jonka mukaan testattavaan laitteeseen lähetetty valo kuvataan geometrisesti kontrolloiduissa kulmissa. Ilmaisin pyörii sitten ennalta määritettyjä pyörimissuuntia pitkin, mutta vakioetäisyydellä mittauskeskipisteestä. Valon intensiteettien tallenteet tehdään tunnetuissa kulmakoordinaateissa, jotka usein annetaan Cg- tai AB-koordinaatistossa.
Laite ei skaalaa satunnaisten pisteiden kirkkautta, vaan jokainen ilmaisinlukema antaa tarkan kolmiulotteisen sijainnin. Tällaiset lukemat interpoloidaan sitten täydellisiksi valonjakokäyriksi tai fotometrisiksi IES-tiedostoiksi. Tällainen menetelmä perustuu valaisimen toimintaan todellisissa olosuhteissa, kuten säteen huippukohtaan, katkaisukulmaan, fotometriseen epäsymmetriaan ja valon leviämiseen.
Yksi vaatimuksista on vakaan geometrian ylläpitäminen. Mittauskeskipisteet tulee pitää valaisimen optisen referenssin linjassa. Pieninkin 2–3 mm:n virhe kulmien arvioinnissa muuttaa kandelojen arvoja ja johtaa virheellisiin testeihin. Huippuluokan järjestelmät on rakennettu kestävillä akselilaakereilla, pyörimisantureilla ja esitasapainotetuilla vääntömomenttijärjestelmillä mekaanisen tarkkuuden ylläpitämiseksi.

Miksi liikkuvat ilmaisinjärjestelmät ovat parempia monimutkaisessa optisessa arvioinnissa

Suurten valaisimien, epäsymmetristen valonlähteiden, katuvalaisimien, valonheittimien tai autojen valokeilojen valonjako ei ole koskaan tasainen niitä arvioitaessa. Liikkuvan ilmaisimen goniofotometrin mittauskulmat voivat olla satoja ja tuhansia resoluutiovaatimusten mukaan. Interpolaatiovirhettä ja matemaattista tarkkuutta lisätään parantamalla mittauspisteiden numeerista tiheyttä.
Lisäksi valonjakoa pakotetaan muuttamaan optisten linssien, heijastinten, toissijaisten hajottimien, häikäisynestoverkkojen ja taittopeitteiden vuoksi. Palloja ei voida käyttää näiden ominaisuuksien tallentamiseen, koska ne tuottavat keskimääräisen emittoidun valon. Suuntavastetta tarvitaan insinööritason päätöksissä.

Liikearkkitehtuuri ja datan korrelaatio

Nykyaikaisissa goniofotometreissä on pyörivä skannausreitti. Mittaustyypistä riippuen ilmaisin voi pyöriä vaakasuunnassa, pystysuunnassa tai kahden akselin kuvioiden yhdistelmissä. Intensiteettiarvot tallennetaan reaaliajassa kulma-asennon arvojen kanssa liikkeen aikana. Aikavakio on merkittävä, koska lampun teho voi vaihdella nousevan lämmön vuoksi erityisesti LEDien vakautumisen aikana.
Raa'iden kandelapisteiden hankinnan jälkeen virtualisointi renderöi valonjakopinnat, napadiagrammit, vyöhykekohtaiset valonjakokaaviot ja valovoimaruudukot. Arkkitehdit ja sisustussuunnittelijat sisällyttävät datajoukot valaistussimulointiohjelmiin.

Fotometrisen stabiilisuuden ja polttoa edeltävien olosuhteiden rooli

Oikea mittaus edellyttää jatkuvaa valotehoa. LEDien teho vaihtelee dramaattisesti, kun ne kytketään sähköön. Valmistajat ajavat testilamput tai -moduulit täyteen tehoon ennen kuin valoteho sammuu. Vakiintuneet laboratoriot vakauttavat vallitsevat lämpötilat, liitosten lämpötasapainon ja lämpötasaisuuden ja kiertävät sitten ilmaisinta.
Lämpötilan nousu ei tapahdu LEDeissä tasaisesti. LEDit perustuvat fosforimuunnokseen, jonka väri muuttuu kuumennettaessa. Nyt on väärä aika mitata nimellisarvojen ennenaikaista vääristymistä.

Suuntamittaustarkkuuteen suoraan vaikuttavat tekijät

• Ilmaisimien tarkkuus sijoittelussa kaksiakselisen liikkeen aikana.
• Kiinteä etäisyys ilmaisimien ja näytteiden välillä.
• Koodattu kulmaresoluutio
• Ilmakehän vaimennuksen korjaus.
• Liikkeen syklinen toistettavuus.
• Se on valaisimen lämpötasapainon saavuttamisen aika.
• Ilmaisimen spektraalisen vasteen korjaus.

Fotometrisen kalibroinnin logiikka

Kalibrointi saattaa ilmaisimen tuoton ja tunnetut valovoimastandardit vakioyhteensopivuuteen. Perustasokorjaus tehdään käyttämällä standardilamppuja, joiden fotometrinen arvo voidaan jäljittää. Ilmaisimen lasi asetetaan pyörimiskeskipisteeseen ja kalibroitua lamppua liikutetaan kiinteiden pisteiden välillä. Jos intensiteetin mittauksen ja virallisten arvojen välillä on eroja, skaalauskertoimet muokkaavat mittausmatriisia.
Kalibrointisyklit vahvistavat:
• Detektorin lineaarisuus
• Geometrinen kohdistus
• Spektripainotus
• Hajavalon kompensointi
Oikea kalibrointi varmistaa, että se on linjassa IES LM-79 ja CIE 121 -kansainväliset testausohjeet.
Goniofotometrit kompensoivat myös energian driftiä pitkäkestoisessa skannauksessa, koska LED-moduulien teho voi heiketä iän myötä.

Kuva: Goniofotometri

Optisen sironnan hallinta ja pinnan karakterisointi

Valo ei etene suoraan läpi, ja sekundääriheijastimien, hajottimen ja sivuttaisemission reunoilla tapahtuu sirontaa. Kulmapyyhkäisyssä näiden sironta-alueiden vaikutukset fotometriseen verhokäyrään tapahtuvat. Laitteen oikeellisuus perustuu kykyyn mitata sekundäärihajoamista.
Liikkuvan detektorin goniofotometrissä käytetään suurnopeusnäytteenottoa nopeiden optisten muutosten mittaamiseen. Häviö Kulma-alueet saattavat jäädä pois matalan resoluution järjestelmissä, mikä johtaa vääriin huippuihin tai rajakulmiin.
Insinöörit vievät IES- tai LDT-tiedostoja, jotka edustavat intensiteettijakaumaa tarkan optisen analyysin perusteella. Tällaiset tiedostot ladataan valaistusohjelmiin tasaisuuskarttojen, tienvälien, sisätilojen heijastuskäyttäytymisen ja häikäisyarvojen laskemiseksi.
Taulukko: Tyypilliset goniofotometriassa käytetyt kulmapyyhkäisytarkkuusalueet

Mekaaninen stabiilius pyörimisen aikana

Mittaukseen vaikuttavat järjestelmän inertia, laakerin laatu ja rakenteellinen jäykkyys. Pieninkin mikroliike tai tärinä havaitaan ja muuttaa ilmaisimen kohdistusta ja lukemaa. Tämä on kriittisen tärkeää käytettäessä pitkiä kiinnikkeitä, joiden optinen emissiokeskus on liian kaukana kiinnikkeistä.
Käytössä on ammattilaistason instrumentteja:
• Vahvistetut teräsvarret
• Mikrolaakerin akselin kierto
• Vastapainotetut valaisimien kiinnikkeet.
• Tarkasti koodatut liikevaihteet
Nämä tarjoavat myös mittausgeometrian vakautta jopa suuria kiertoja ja pyyhkäisyjä suoritettaessa.

Raakafotometrisen datan ohjelmistotulkinta

Fotometrit eivät anna valaistusdiagrammeja, vaan valovoimalukuja. Raakadatan muunnetaan ohjelmistokäsittelyyn, joka tuottaa:
• Kandela-kulmakäyrät
• Monitasoiset polaariprofiilit
• Monineljänneksen kirkkaat visualisoinnit.
• Vyöhykekohtaiset lumen-taulukot
• Epäsymmetriset palkkien asettelut
• Valonjakotiedostot
Suurin osa laboratorioista siirtää mittausaineiston IES-pohjaisiin työkaluihin, tievalaistuksen suunnitteluohjelmiin, tunnelivalaistuksen arviointijärjestelmiin ja arkkitehtuurisimulaatioihin vaatimustenmukaisuuden varmistamiseksi. LISUN toimittaa instrumenttialustoja, jotka sisältävät analyyttisten moottoreiden rajapinnan, jotta visualisointi voidaan tehdä suoraan ilman ulkoista ohjelmointia.

Yhteenveto

Tarkan fotometrisen analyysin tekemiseen tarvitaan paitsi valovirran arvoja myös kulmaeroteltua käyttäytymistä. Tämän ominaisuuden tarjoaa liikkuva ilmaisin. goniofotometri joka mittaa suuntaintensiteettiä pyörittämällä sitä kontrolloidussa suunnassa. Geometrinen johdonmukaisuus ja ilmaisimen kalibrointi, terminen stabilointi ja kontrolloitu skannausresoluutio takaavat tarkkuuden.
Hyvän goniofotometrin toimintaperiaatteen tuntemuksen ansiosta laboratoriot tuottavat vakaita datasarjoja, jotka helpottavat teknistä päätöksentekoa tosielämässä. Oikein suunniteltujen mittaussyklien ja hienostuneen instrumentoinnin, kuten LISUN monimutkaisissa sovelluksissa valmistajilla on nyt suuntaavat fotometriset tiedot valaisimien todellisesta suorituskyvystä vahvistettujen optisten tuotantomäärien sijaan.