Comment mesurer l'intensité lumineuse ? – Recherche sur les tests complets des paramètres photométriques LISUN LSG-1890B Goniophotomètre de haute précision (courbe de distribution de l'intensité lumineuse)

Abstract

L'intensité lumineuse constitue l'indicateur optique principal des produits d'éclairage, et comment mesurer l'intensité lumineuse jette les bases des tests photométriques des luminaires, de la certification de l'efficacité énergétique des produits et de la simulation de la conception d'éclairage. LISUN LSG-1890B Ce document décrit les principes de fonctionnement et les procédures normalisées du goniophotomètre de haute précision (courbe de distribution de l'intensité lumineuse) utilisé comme instrument de test. Il couvre de manière exhaustive les méthodes de test de plus de dix paramètres photométriques, notamment les données d'intensité lumineuse, la distribution de l'intensité lumineuse, le flux lumineux zonal, l'efficacité du luminaire, la distribution de la luminance, le facteur d'utilisation, la courbe limite de luminance, l'indice d'éblouissement UGR, l'indice d'efficacité énergétique EEI, la courbe isolux, la courbe isocandela, l'angle de faisceau effectif, le rapport hauteur/espacement maximal admissible, l'adéquation des courbes du luminaire aux zones d'éclairage, ainsi que les courbes limites de luminance. Des tableaux de données mesurées sont fournis afin de servir de références normalisées pour les tests photométriques des luminaires LED, HID et fluorescents en laboratoire. Cet instrument est entièrement conforme aux normes de test internationales. CIE-70, LM-79-19 et EN13032-1.

1. Présentation de l'instrument et principes de base de la mesure de l'intensité lumineuse

1.1 Configuration de base de LSG-1890B

Le LSG-1890B Ce goniophotomètre de type 1, conforme à la norme européenne, est équipé d'une sonde photométrique à température constante, de servomoteurs Mitsubishi (Japon) et de dispositifs de décodage allemands de haute précision, offrant une précision de mesure angulaire de 0.1°. Sa sonde photométrique répond à la norme CIE Classe A. Il prend en charge deux modes de test : C-γ (bras unique) et B-β (bras double). Les luminaires testés peuvent atteindre une dimension maximale de 2 000 mm × 600 mm, avec une capacité de charge maximale de 60 kg. Il convient à une large gamme de produits d'éclairage, tels que les panneaux LED d'intérieur, les lampadaires, les projecteurs et les sources lumineuses HID. Le logiciel de mesure et de contrôle bilingue (chinois-anglais) permet l'exportation aux formats courants IES, LDT, CIE et Excel, et peut être directement connecté au logiciel de simulation d'éclairage Dialux.

1.2 Principes fondamentaux de la mesure de l'intensité lumineuse

La mesure de l'intensité lumineuse (unité : cd, candela) suit la loi de l'inverse du carré de la distance : I=E×d2, où I fait référence à l'intensité lumineuse dans la direction testée, E est l'éclairement (lx) recueilli par la sonde à température constante et d représente la distance de test fixe entre la sonde et le centre lumineux du luminaire.
Le LSG-1890B Ce système adopte une structure à « luminaire fixe + balayage par sonde sphérique complète ». Dans le système de coordonnées C-γ, l'angle C pivote horizontalement de ±180° et l'angle γ verticalement de ±180°. La sonde collecte les valeurs d'éclairement point par point le long de la surface sphérique, et le logiciel les convertit en temps réel en une matrice d'intensité lumineuse spatiale 3D afin d'acquérir les données brutes d'intensité lumineuse. Ces données servent de base à l'intégration et au calcul de tous les paramètres photométriques dérivés. La sonde à température constante élimine les erreurs dues aux variations de température ambiante pendant la collecte de l'intensité lumineuse et garantit la stabilité des données lors de balayages de longue durée.

Goniophotomètre de luminaire à rotation de haute précision LSG 1890B AL1

2 Procédures opérationnelles normalisées pour la mesure de l'intensité lumineuse avec LSG-1890B

2.1 Préparation avant le test

1. Préchauffage de l'équipement et étalonnage du système : Préchauffer l'instrument pendant 30 minutes après la mise en marche et effectuer un étalonnage absolu de la sonde à température constante à l'aide d'une lampe à intensité lumineuse standard afin d'éliminer toute déviation de la réponse de la sonde. Plonger la chambre noire dans l'obscurité et retirer les débris réfléchissants du trajet optique, en maintenant la température ambiante à 23 °C ± 2 °C.
2. Installation et positionnement du luminaire : Fixez le luminaire à l’aide d’un dispositif multifonctionnel, calibrez l’alignement du centre lumineux du luminaire et de l’origine du plateau tournant grâce à un aligneur laser, puis installez le luminaire en fonction de son orientation d’utilisation. Connectez simultanément un wattmètre de haute précision pour mesurer les paramètres électriques.
3. Stabilisation thermique par échantillonnage : Mettez le luminaire sous tension nominale et lancez le balayage une fois que la fluctuation du flux lumineux est inférieure à 0.5 % par tranche de 10 minutes. La durée de stabilisation thermique des luminaires LED ne doit pas être inférieure à 30 minutes.
4. Configuration des paramètres du logiciel : sélectionnez le mode de test C-γ, définissez les pas angulaires comme γ=2°, C=5°, cochez tous les modules de calcul des paramètres (luminance, UGR, EEI, facteur d’utilisation, etc.) et définissez les formats d’exportation des données.

2.2 Balayage de l'intensité lumineuse sur toute la sphère (Étape principale : Comment mesurer l'intensité lumineuse)

1. Le servomécanisme de l'instrument entraîne la sonde à température constante pour qu'elle balaie automatiquement la trajectoire sphérique. Lorsque chaque groupe de coordonnées (C, γ) est atteint, la sonde mesure l'éclairement E dans cette direction.
2. Le logiciel génère en temps réel la valeur d'intensité lumineuse de cet angle via la formule I=E×d2 et la stocke sous forme de tableau de données d'intensité lumineuse brute.
3. Une fois le balayage de la sphère complète terminé, le système calcule automatiquement les paramètres dérivés tels que le flux lumineux zonal, l'efficacité du luminaire et les courbes isocandela grâce à des algorithmes d'intégration d'angle solide sphérique basés sur toutes les matrices d'intensité lumineuse.
4. Une sonde PHOTO-VIS-L de classe L de haute précision (norme allemande) peut être configurée en option pour améliorer la précision de mesure de l'intensité lumineuse des LED basse consommation et des sources lumineuses de précision. Les sondes UVA/UVB/UVC permettent d'étendre le test de distribution de l'intensité lumineuse des sources de lumière ultraviolette.

2.3 Post-traitement et génération de rapports

Après la numérisation, le logiciel trace automatiquement les courbes de distribution de l'intensité lumineuse, les diagrammes isolux et les diagrammes isocandela, génère des indicateurs tels que l'éblouissement UGR, l'efficacité énergétique EEI, le rapport espacement/hauteur et le facteur d'utilisation, et peut exporter des données brutes d'intensité lumineuse Excel et des fichiers d'intensité lumineuse standard IES.

3 Méthodes de test pour une série complète de paramètres photométriques (basées sur des données brutes d'intensité lumineuse mesurées)

Tous les paramètres sont calculés à partir des données d'intensité lumineuse mesurées sur la sphère entière. La logique de test de chaque paramètre est présentée ci-dessous :

1. Données d'intensité lumineuse et distribution de l'intensité lumineuse : Sortie directe des valeurs cd correspondant à chaque angle (C, γ) pour former une matrice de distribution d'intensité lumineuse 3D et générer des courbes d'intensité lumineuse en coordonnées polaires.
2. Flux lumineux zonal : Intégrer l'intensité lumineuse dans des intervalles d'angle solide spécifiés (hémisphère supérieur/hémisphère inférieur/intervalle d'angle de faisceau) pour obtenir le flux lumineux zonal correspondant (lm).
3. Efficacité du luminaire : Flux lumineux zonal divisé par la puissance électrique d'entrée du luminaire, unité : lm/W.
4. Distribution de la luminance (optionnel) : Correspondance avec la sonde de luminance d'imagerie pour convertir l'intensité lumineuse des angles correspondants en une matrice de luminance de surface du luminaire.
5. Facteur d'utilisation : Calculer le taux d'utilisation de la lumière d'éclairage intérieur en faisant correspondre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse aux rapports d'espace des différentes pièces.
6. Courbe de limitation de luminance : Extraire les données de luminance aux angles d'observation de 45° à 90° et tracer des courbes de limitation anti-éblouissement.
7. Indice d'éblouissement UGR : Calcule automatiquement la valeur d'éblouissement unifiée en utilisant l'intensité lumineuse dans l'angle de vision d'observation, l'angle solide de la source lumineuse et la luminance de fond conformément à la norme CIE 117.
8. Courbe Isolux et rapport hauteur d'espacement maximal admissible : Prenez le plan du sol comme surface de réception, calculez la distribution de l'éclairement du sol par superposition de l'intensité lumineuse de la sphère complète et déduisez le rapport hauteur d'espacement maximal admissible pour l'installation du luminaire.
9. Correspondance des courbes des luminaires avec les zones d'éclairage : simuler la couverture d'éclairement au sol sous différentes hauteurs d'installation pour correspondre à des scénarios d'application tels que l'éclairage routier et de bureaux.
10. Courbe isocandela : Former des surfaces courbes équivalentes en reliant les angles ayant des valeurs d'intensité lumineuse spatiale égales.
11. Angle de faisceau effectif : La différence entre les deux angles γ latéraux correspondant à 50 % de l'intensité lumineuse maximale.
12. Indice d'efficacité énergétique EEI : Calculer l'indice de classement de l'efficacité énergétique en comparant l'efficacité lumineuse avec les luminaires de référence standard en vertu de la directive européenne ErP 2019/2015.

Tableau des données de l'échantillon mesuré 4 LSG-1890B

Un projecteur LED de 100 W est sélectionné comme échantillon de test, et les données photométriques principales sont scannées par LISUN LSG-1890B Sont listés ci-dessous:

Extrait de la distribution de l'intensité lumineuse (données typiques d'intensité lumineuse à l'angle γ sur le plan C=0°) :

5 Avantages de l'instrument et valeur de l'application industrielle

1. Haute précision de mesure de l'intensité lumineuse : une précision angulaire de 0.1° et une sonde à température constante de classe A CIE réduisent considérablement l'erreur de mesure de l'intensité lumineuse aux petits angles par rapport à… LSG-1800A (0.2°), répondant aux exigences de test pour les LED haut de gamme et les produits optiques de précision.
2. Couverture standard complète : Compatible simultanément avec les directives mondiales CIE, nord-américaines IES, européennes EN et EU ErP, et peut émettre des rapports de test d'intensité lumineuse requis pour les certifications mondiales.
3. Grande adaptabilité à diverses sources lumineuses : Testable pour la lumière visible, les sources de lumière ultraviolette UVA/UVB/UVC, couvrant les lampes de désinfection, les sources de lumière de polymérisation et toutes les catégories d'éclairage extérieur.
4. Intérêt pratique en ingénierie : Une seule numérisation permet de mesurer les 15 paramètres photométriques sans avoir recours à plusieurs instruments, ce qui raccourcit considérablement les cycles de tests en laboratoire. Les fichiers IES exportés peuvent être utilisés directement pour la conception de simulations d’éclairage pour les routes, les salles de classe et les usines.

Conclusion 6

Comment mesurer l'intensité lumineuse Il s'agit de l'étape fondamentale du test des performances optiques des luminaires. Équipé d'une sonde à température constante et d'un système de balayage servo de haute précision, le LISUN LSG-1890B Le goniophotomètre de haute précision collecte avec exactitude les données brutes d'intensité lumineuse sur toute la sphère, selon la loi de l'inverse du carré de la distance. Ses algorithmes standard intégrés permettent de calculer simultanément un ensemble complet de paramètres photométriques, notamment la distribution de l'intensité lumineuse, le flux lumineux, l'efficacité du luminaire, l'UGR, l'EEI, les courbes isolux, etc. Cet instrument se caractérise par des procédures d'utilisation standardisées et des données traçables, répondant ainsi pleinement aux exigences des tests, de la R&D et de la certification d'efficacité énergétique des produits d'éclairage à l'échelle mondiale. Il constitue l'instrument de test de base pour les laboratoires, permettant une évaluation complète des performances photométriques.