Goniophotomètre à luminaire rotatif ou goniophotomètre à miroir mobile : lequel convient le mieux à votre laboratoire ?

Abstract
La mesure de la courbe d'intensité lumineuse est une étape fondamentale pour l'évaluation des performances optiques des luminaires, la certification des produits et la conception de simulations d'éclairage. Selon leur structure mécanique, les goniophotomètres se divisent principalement en deux catégories : les goniophotomètres à luminaire rotatif et les goniophotomètres à miroir mobile. Ces deux types présentent des différences notables en termes de logique de mouvement, d'adaptabilité du système de coordonnées et de sources d'erreurs de mesure. Le goniophotomètre à luminaire rotatif utilise le principe de test d'une sonde photométrique fixe associée à un luminaire de test rotatif. Le dispositif testé peut effectuer une rotation continue de -180° à +180° autour des axes horizontal et vertical, et son mécanisme matériel prend en charge deux systèmes de coordonnées de mesure normalisés CIE : C-γ (structure à un bras) et B-β (structure à deux bras). LISUN goniophotomètre de haute précision LSG-1890B Ce goniophotomètre à luminaire rotatif est un modèle typique. Il est entièrement conforme aux spécifications des goniophotomètres de type 1 des normes CIE-70, LM-79-19 et EN13032-1, paragraphe 6.1.1.3, et permet d'acquérir les paramètres photométriques de l'espace complet pour divers produits d'éclairage tels que les luminaires LED, les sources lumineuses HID et les lampes fluorescentes. Cet article décrit le principe de test et les caractéristiques matérielles du goniophotomètre à luminaire rotatif, compare ses conditions d'utilisation avec celles d'un goniophotomètre à miroir mobile et fournit des références pour le choix des instruments dans les laboratoires d'essais d'éclairage.

Introduction

Pour le contrôle qualité des produits d'éclairage, les paramètres photométriques tels que la courbe d'intensité lumineuse, la distribution de l'intensité lumineuse, le flux lumineux zonal et l'indice d'éblouissement UGR déterminent directement les performances d'éclairage pratiques des luminaires. Ces paramètres constituent également des données de test obligatoires selon les normes de certification nationales et internationales. En fonction du mouvement relatif entre l'échantillon et le détecteur, les goniophotomètres sont classés en différentes catégories selon les normes CIE 121 et EN 13032-1. Le type 1 correspond au goniophotomètre à luminaire rotatif, tandis que le type 4 est un goniophotomètre vertical à miroir mobile. Ces deux instruments permettent d'obtenir des données sur la distribution de l'intensité lumineuse dans l'espace, mais leurs modes de déplacement mécanique induisent des erreurs systématiques différentes. Le goniophotomètre à luminaire rotatif entraîne la rotation du luminaire testé sur deux axes grâce à un plateau tournant, tandis que la sonde photométrique reste fixe. En modifiant l'orientation du luminaire, la sonde capte les signaux optiques provenant de toutes les directions sur la surface sphérique. Dans le cas d'un goniophotomètre à miroir mobile, le luminaire testé reste immobile et la sonde, associée à un miroir réfléchissant, effectue un balayage circulaire autour du luminaire. Les différentes structures imposent des exigences distinctes en matière de stabilité de la position de combustion de l'échantillon d'essai, de dissipation thermique et de dimensions de la chambre noire. Les laboratoires doivent sélectionner l'équipement approprié en fonction de leur gamme de produits, des normes en vigueur et des conditions du site. Modèle représentatif de goniophotomètre à luminaire rotatif, le LSG-1890B est compatible avec les systèmes de coordonnées C-γ et B-β et est largement utilisé pour tester les projecteurs, les luminaires de projection et les sources lumineuses à décharge gazeuse conventionnelles.

Goniophotomètre à luminaire rotatif de haute précision LSG 1890B 

Principe de fonctionnement et caractéristiques matérielles du goniophotomètre à luminaire rotatif

Le principe de fonctionnement du goniophotomètre à luminaire rotatif repose sur l'installation fixe d'une sonde photométrique et la rotation spatiale du luminaire testé grâce à un plateau tournant à deux axes. L'appareil testé peut ainsi effectuer une rotation continue de -180° à +180° sur les axes horizontal et vertical, couvrant un angle sphérique complet de 0 à 360° sans zone d'ombre. Doté d'un dispositif multifonctionnel, l'appareil permet de basculer entre deux modes de mesure standard : C-γ (structure à un bras) et B-β (structure à deux bras). Le système de coordonnées C-γ, également appelé système de coordonnées du plan C, est principalement utilisé pour les luminaires d'intérieur, l'éclairage public et les produits d'éclairage général. Le système de coordonnées B-β convient aux projecteurs et aux luminaires de stade et est recommandé pour les tests photométriques des produits de projection haute puissance. La prise en charge de deux systèmes de coordonnées sur un seul appareil évite l'achat d'appareils de test supplémentaires et réduit les coûts d'équipement du laboratoire.

LISUN Le goniophotomètre rotatif LSG-1890B est équipé d'une sonde photométrique à température constante, d'un servomoteur Mitsubishi (Japon) et d'un décodeur (Allemagne) garantissant une précision de contrôle angulaire optimale lors de la rotation sur deux axes. La précision angulaire du LSG-1890B atteint 0.1°, contre 0.2° pour le LSG-1800A. La sonde photométrique standard est de classe A CIE, et une sonde haute précision de classe L est disponible en option pour minimiser davantage les écarts de mesure dus à l'acquisition photoélectrique. Le système communique avec un ordinateur via une interface RS485 ou USB. Le logiciel d'exploitation bilingue (chinois-anglais) est compatible avec Windows 7 à Windows 11. Les résultats des tests peuvent être exportés dans de nombreux formats de fichiers, notamment IES, LDT, CIE, CIB, TM4, CEN et Excel. Les fichiers de sortie peuvent être importés directement dans le logiciel de simulation d'éclairage DiaLux pour les calculs de simulation. Les paramètres mesurables comprennent l'intensité lumineuse, sa distribution, le flux lumineux zonal, l'efficacité du luminaire, le facteur d'utilisation, la courbe limite de luminance, l'indice d'éblouissement UGR, l'angle de faisceau effectif, l'EEI et d'autres indicateurs photométriques complets. Des accessoires optionnels permettent de réaliser des tests de distribution de luminance. De plus, ce goniophotomètre à luminaire rotatif peut être équipé de sondes ultraviolettes dédiées (UVA, UVB, UVC) en option afin d'étendre les tests de distribution de la lumière aux luminaires de désinfection UV.

Comparaison des principaux paramètres du modèle LISUN Goniophotomètre à luminaire rotatif

Pour les luminaires de tailles et de poids différents, LISUN Nous proposons deux modèles de goniophotomètres à luminaire rotatif : LSG-1890B et LSG-1800A. Ces deux modèles partagent le même principe de fonctionnement et diffèrent principalement par leur précision angulaire, leurs dimensions extérieures maximales et la charge admissible de l’échantillon testé. Leurs caractéristiques principales sont présentées dans le tableau ci-dessous.

Le LSG-1890B supporte les échantillons de test de plus grand diamètre et de poids plus élevé, et convient aux projecteurs extérieurs haute puissance et aux luminaires de projection de grande taille. Le LSG-1800A est conçu pour les luminaires LED de taille moyenne et petite, ainsi que pour les luminaires d'intérieur. Il est largement utilisé dans les laboratoires des PME disposant d'un budget limité. Les deux modèles prennent entièrement en charge les systèmes de coordonnées C-γ (monobras) et B-β (doublebras) et répondent aux exigences des normes CIE-70, LM-79-19, IES-LM-75 et EN13032-1 Type 1.

Comparaison de scénarios d'application entre un goniophotomètre à luminaire rotatif et un goniophotomètre à miroir mobile

Lors des tests sur un goniophotomètre à luminaire rotatif, le luminaire testé subit des inclinaisons et des basculements constants, sa position d'allumage changeant continuellement. Pour les sources lumineuses conventionnelles telles que les lampes à décharge à haute intensité (HID) et les lampes fluorescentes, insensibles à ces changements de position, l'incidence est négligeable sur le flux lumineux et la température, permettant d'obtenir des résultats de mesure stables. En revanche, pour les luminaires LED haute puissance, la dissipation thermique des modules LED est fortement corrélée à leur position. Les inclinaisons et basculements continus du luminaire modifient les conditions de dissipation thermique interne et entraînent une dérive de la température de jonction des puces, ce qui provoque des écarts lors des mesures du flux lumineux et de la distribution de l'intensité lumineuse. Il s'agit de la principale limitation de la structure de luminaire rotatif de type 1 pour les tests de produits d'éclairage à semi-conducteurs SSL haute puissance.

Le goniophotomètre à miroir mobile, tel que le goniophotomètre vertical LSG-6000 Type 4, maintient la position d'éclairage du luminaire testé fixe tout au long du cycle de test. La sonde et le miroir réfléchissant effectuent un balayage rotatif, ce qui évite toute perturbation des conditions thermiques du luminaire LED due à un mouvement mécanique. Ce type de goniophotomètre est particulièrement adapté aux tests de produits d'éclairage LED à semi-conducteurs haute puissance conformes à la norme LM-79. Cependant, il nécessite une hauteur totale plus importante et impose des exigences plus strictes quant à la hauteur sous plafond de la chambre noire.

Pour le choix pratique des instruments, si le laboratoire teste principalement des sources lumineuses traditionnelles, des projecteurs et des luminaires d'éclairage, le goniophotomètre à luminaires rotatifs est une option économique. Si les échantillons principaux sont des lampadaires LED haute puissance ou des panneaux lumineux exigeant une grande stabilité de la température de jonction des LED, le goniophotomètre à miroir mobile est préférable. Certains laboratoires d'essais tiers spécialisés utilisent les deux types de goniophotomètres et sélectionnent l'équipement de test approprié pour chaque catégorie de luminaires afin d'éviter les erreurs systématiques dues à la structure mécanique.

Conclusion

Instrument de test de distribution lumineuse classique conforme à la norme EN13032-1 type 1, le goniophotomètre à luminaire rotatif utilise le principe de la sonde fixe avec un luminaire de test rotatif à deux axes. Grâce à sa capacité de rotation continue sur deux axes de -180° à +180°, il prend en charge deux systèmes de coordonnées normalisés CIE : la structure à un bras C-γ et la structure à deux bras B-β. Goniophotomètre à luminaire rotatif LSG‑1890B Cette méthode couvre les exigences de tests photométriques pour la plupart des luminaires à source traditionnelle, des projecteurs et des lampes de projecteur, et les fichiers photométriques générés peuvent être utilisés pour la certification internationale des produits. Elle présente toutefois une limitation intrinsèque : les changements d’orientation continus du luminaire testé peuvent réduire la précision des mesures pour les produits LED haute puissance sensibles à la température et à l’orientation. Le goniophotomètre à miroir mobile permet d’éliminer la dérive thermique due au retournement du luminaire, mais nécessite un espace plus important en chambre noire. Lors de l’achat d’un goniophotomètre, les laboratoires ne doivent pas se contenter de considérer la précision nominale de l’instrument, mais procéder à une évaluation complète prenant en compte le type de luminaire, la structure du produit, les clauses normatives pertinentes et les conditions de la chambre noire, afin de sélectionner l’équipement de test le plus adapté et de garantir la fiabilité des données de test de distribution lumineuse.