Instrument mesurant l'intensité lumineuse pour le test automatique de la courbe de distribution de l'intensité lumineuse 3D

Résumé:

L'intensité lumineuse est le paramètre photométrique le plus fondamental des produits d'éclairage, et instrument qui mesure l'intensité lumineuse est un équipement de test indispensable pour l'évaluation des performances de distribution lumineuse des luminaires, la R&D des produits et la certification à l'exportation. Les équipements de test photométriques conventionnels souffrent généralement de limitations telles que des angles de test incomplets, une adaptabilité limitée aux types de luminaires et des distances de test fixes. Cet article prend en compte LISUN LSG-6000 LM-79 Le système de goniophotomètre vertical est l'objet de cette étude. Cet instrument de mesure de l'intensité lumineuse permet de réaliser automatiquement la numérisation et l'acquisition de courbes de distribution d'intensité lumineuse 3D. La distance de test est personnalisable selon les besoins du client et l'instrument est compatible avec diverses sources lumineuses telles que les LED, les lampes horticoles, les lampes à décharge à haute intensité (HID), l'éclairage intérieur et extérieur, l'éclairage public et les projecteurs. Cet article décrit le principe de fonctionnement, l'architecture matérielle et les principaux indicateurs techniques de l'instrument, compare l'adaptabilité des différents sous-modèles, recense les normes nationales et internationales auxquelles il se conforme, analyse son efficacité dans différentes catégories de sources lumineuses à l'aide de scénarios de test concrets, et fournit des références techniques pour le choix des équipements des laboratoires de distribution lumineuse destinés aux entreprises d'éclairage et aux organismes de contrôle tiers.

Introduction :

Avec le développement rapide des technologies d'éclairage à semi-conducteurs, les LED, les lampes horticoles, les projecteurs haute puissance et les luminaires routiers ont été largement commercialisés. Les luminaires ne se limitent plus au flux lumineux et à la puissance. La distribution spatiale tridimensionnelle de l'intensité lumineuse détermine directement la forme du faisceau, la portée d'éclairage, le niveau d'éblouissement et l'uniformité de l'éclairement. Elle constitue le fondement de la conception optique, de la simulation technique et des certifications nationales et internationales. Des normes telles que… LM-79-19, LM-79-24, EN13032-1 et la norme CIE121 exige clairement que les produits d'éclairage à semi-conducteurs disposent de données de test complètes de distribution de l'intensité lumineuse dans l'espace entier pour générer des fichiers de distribution de la lumière au format IES et LDT, qui peuvent être importés dans un logiciel de simulation d'éclairage tel que Dialux pour le calcul de simulation d'ingénierie.

Il existe de nombreux types d'instruments de mesure de l'intensité lumineuse. Les photomètres monopoints classiques ne peuvent mesurer l'intensité lumineuse que dans une seule direction et ne permettent pas d'obtenir une distribution lumineuse tridimensionnelle complète. Les goniophotomètres à lampe rotative traditionnels font tourner le luminaire testé avec le mécanisme. Lors de la rotation de luminaires puissants et lourds, des dérives thermiques et des décalages d'orientation se produisent, introduisant des erreurs de mesure. Adoptant l'architecture de goniophotomètre de classe 4 de type C, avec « luminaire fixe et sonde rotative », LISUN LSG-6000 LM-79 Le système de goniophotomètre vertical résout les problèmes mentionnés ci-dessus et permet l'acquisition automatique de courbes de distribution d'intensité lumineuse 3D. La distance de test est personnalisable en fonction des conditions de la chambre noire et des exigences standard du client, ce qui permet de tester différents types de sources lumineuses. Ce système est largement utilisé dans les laboratoires de contrôle de la lumière du monde entier.

1 Principe de fonctionnement et caractéristiques matérielles de l'instrument de mesure de l'intensité lumineuse — LSG-6000 Système

Le LSG-6000 Le goniophotomètre vertical à sonde rotative est un instrument de mesure d'intensité lumineuse couvrant tout l'espace. Son mécanisme principal est le suivant : le luminaire testé reste parfaitement immobile ; la sonde et le miroir de champ proche tournent autour du luminaire, tandis que la sonde et le miroir de champ lointain se déplacent de manière synchrone. La sonde collecte en continu les signaux d'intensité lumineuse de la source à chaque angle solide. Le système collecte les données photométriques à tous les points angulaires afin de constituer une base de données tridimensionnelle d'intensité lumineuse, de générer automatiquement des courbes de distribution d'intensité lumineuse 3D et de calculer simultanément l'ensemble des paramètres photométriques, notamment le flux lumineux régional, l'efficacité lumineuse, l'indice d'éblouissement UGR, les courbes d'iso-éclairement et l'angle de faisceau effectif.

Principales configurations matérielles de cet instrument de mesure de l'intensité lumineuse :

1. Système d'entraînement : Adopte des servomoteurs Mitsubishi équipés de décodeurs allemands pour un démarrage et un arrêt mécaniques en douceur sans à-coups, assurant une précision de positionnement angulaire élevée ; la précision angulaire est de 0.05° et la résolution angulaire atteint 0.001°, la plage d'angle de balayage γ est de ±180° (0-360°), réalisant un test de balayage sans angle mort dans tout l'espace.
2. Sonde photométrique : Équipée en standard d'une sonde photométrique à température constante de classe L, conforme à la norme DIN5032-6 / CIE pub1.No.69 avec f1′<1.5% ; des sondes UV dédiées UVA, UVB, UVC sont disponibles en option pour effectuer des tests de distribution de la lumière des sources de lumière ultraviolette.
3. Calibrage du positionnement : Dispositif de calibrage laser croisé pour effectuer rapidement le positionnement du centre optique de la source lumineuse testée et réduire les erreurs systématiques causées par le serrage manuel.
4. Module d'extension LSG-6000CCD: Correspond à LPCE-2 Ce spectroradiomètre CCD de haute précision peut être transformé en goniophotomètre de distribution spectrale spatiale du rayonnement. Outre l'intensité lumineuse, il permet également de mesurer la distribution spatiale de la température de couleur corrélée, le PAR, le PPF et les paramètres de distribution spatiale du PPFD pour l'éclairage horticole.
5. Logiciel et interface : communication RS-485/USB, logiciel bilingue compatible avec les systèmes d'exploitation Win7-Win11 ; les résultats des tests peuvent être exportés aux formats standard CIE, IES et LDT pour une connexion directe avec un logiciel de simulation d'éclairage.

LM-79 Goniophotomètre à détecteur mobile (miroir type C) AL

2 LSG-6000 Paramètres de spécification du modèle de série

Pour les luminaires de tailles et de poids différents, cet instrument de mesure de l'intensité lumineuse se décline en 4 versions afin de s'adapter aux diverses conditions des chambres noires. Les paramètres principaux de chaque modèle sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1 Paramètres de LSG-6000 Goniophotomètre vertical de série

Par ailleurs, l'instrument ne possède pas de distance de test fixe. Il peut être conçu sur mesure en fonction de l'espace disponible dans la chambre noire du client et de ses exigences. LM-79 et les normes CIE relatives à la distance d'essai afin de répondre aux exigences des différentes normes de certification.

3 Systèmes de normes nationaux et internationaux conformes

Cet instrument de mesure de l'intensité lumineuse est entièrement conforme à de multiples normes de tests photométriques internationales et nationales, constituant ainsi une base matérielle importante pour la certification des exportations de produits :

1. Normes nord-américaines : LM-79-19, LM-79-24 *Méthode de mesure des grandeurs photométriques et électriques des produits d'éclairage à semi-conducteurs*, les conditions de test de base pour la certification ENERGY STAR des produits d'éclairage LED ;
2. Normes européennes : EN13032-1 Article 6.1.1.3 relatif aux exigences des goniophotomètres de classe 4, (UE)2019/2015 ;
3. Spécifications internationales CIE : CIE S025, CIE-121 *Photométrie des luminaires et goniophotométrie* ;
4. Autres normes internationales : SASO2902 Norme saoudienne, IS16106 Norme indienne ;
5. Normes nationales : GB/T24824, GB/T9468, GB/T22907 et autres normes nationales relatives à la mesure photométrique des luminaires.

Les données de distribution d'intensité lumineuse 3D testées et les fichiers de distribution de lumière peuvent être utilisés pour les rapports des organismes de test tiers nationaux, ainsi que pour les tests de conformité des produits pour les marchés du Moyen-Orient, d'Europe, d'Amérique et d'Asie du Sud-Est.

4. Application de test de source lumineuse multi-types de l'instrument qui mesure l'intensité lumineuse LSG-6000

4.1 Test des sources lumineuses LED et des luminaires d'éclairage intérieur

Les luminaires d'intérieur, tels que les downlights LED, les panneaux lumineux, les spots et autres luminaires, nécessitent la mesure de paramètres comme la distribution de l'intensité lumineuse, le facteur d'éblouissement UGR, le flux lumineux ascendant/descendant et l'angle de faisceau effectif. Cet instrument de mesure de l'intensité lumineuse effectue un balayage automatique pour acquérir des courbes complètes de distribution 3D. Ces données permettent de calculer des diagrammes d'iso-éclairement et des courbes de limite de luminance afin d'évaluer si l'éblouissement des luminaires dépasse les normes, aidant ainsi les équipes de recherche et développement à optimiser la structure optique des réflecteurs et des lentilles. Les fichiers LDT et IES exportés peuvent être importés dans le logiciel Dialux pour réaliser des simulations d'éclairage intérieur pour les bureaux et les salles de classe.

4.2 Test de croissance des plantes à la lumière

L'éclairage des plantes est soumis à des exigences strictes en matière de rayonnement photosynthétiquement actif (PAR), de PPF et de distribution spatiale du PPFD. LSG-6000CCD Cet instrument de mesure de l'intensité lumineuse, équipé d'un module spectral CCD, permet non seulement d'analyser la distribution tridimensionnelle de l'intensité de la lumière visible, mais aussi de mesurer directement la distribution spatiale des paramètres photosynthétiques et d'exporter des fichiers de distribution lumineuse standard pour la simulation des schémas d'éclairage dans les serres et les usines de production végétale. Il pallie ainsi le défaut des photomètres classiques qui ne mesurent que le PPF total sans permettre d'obtenir sa distribution spatiale.

4.3 Test de source lumineuse HID

Les lampes aux halogénures métalliques, les lampes à sodium haute pression et autres sources lumineuses à décharge à haute intensité (HID) se caractérisent par une puissance élevée et un fort dégagement de chaleur. Lors des tests effectués avec cet instrument, la source lumineuse reste immobile, ce qui évite toute perturbation de la température du luminaire due à une rotation mécanique. Ceci élimine les erreurs de décalage thermique causées par la rotation dans les équipements à plateau tournant traditionnels et permet de mesurer avec précision la distribution de l'intensité lumineuse dans l'espace des sources lumineuses à décharge gazeuse haute puissance, répondant ainsi aux exigences de test des luminaires industriels et miniers classiques.

4.4 Test des lampadaires, projecteurs et autres éclairages extérieurs

L'éclairage public routier et les projecteurs de places publiques offrent un large angle d'éclairage. Des données complètes d'intensité lumineuse 3D sont nécessaires pour calculer le rapport hauteur-espacement maximal admissible et l'uniformité de l'éclairement de la chaussée. Version extra-large LSG-6000L peut accueillir des lampadaires et des projecteurs de grande taille et de forte puissance. La distance de test est personnalisable, l'intensité lumineuse de l'espace entier peut être mesurée et des fichiers de distribution lumineuse peuvent être exportés pour la simulation d'éclairage routier, tout en respectant les exigences de détection liées à la méthode de mesure LB/T001 pour les lampadaires LED intégrés.

5. Sortie des paramètres de test et valeur des données

En tant qu'instrument professionnel mesurant l'intensité lumineuse, LSG-6000 peut calculer et produire un ensemble complet de paramètres photométriques à partir des données brutes de la distribution de l'intensité lumineuse 3D : intensité lumineuse, distribution de l'intensité lumineuse, flux lumineux régional, efficacité lumineuse, distribution de la luminance (en option), facteur d'utilisation, courbe limite de luminance, indice d'éblouissement UGR, rapport hauteur-espacement maximal autorisé, diagramme iso-éclairement, flux lumineux ascendant et descendant, courbe iso-éclairement, courbe iso-candela, angle de faisceau effectif, EEI, etc.

Les données brutes d'intensité lumineuse constituent la base de tous les paramètres dérivés. La courbe de distribution 3D de l'intensité lumineuse illustre intuitivement l'intensité lumineuse dans toutes les directions du luminaire. Le personnel de R&D peut ainsi localiser rapidement les défauts de conception optique. Les fichiers au format standardisé assurent l'interconnexion des données entre les données de test et le logiciel de conception d'éclairage, formant une chaîne complète : « test produit – simulation optique – application technique ».

Conclusion 6

Le instrument qui mesure l'intensité lumineuse Il s'agit d'un équipement essentiel pour le contrôle qualité des produits d'éclairage, la recherche et le développement optiques et la certification nationale et internationale. LISUN LSG-6000 LM-79 Le système de goniophotomètre vertical adopte une architecture de rotation de sonde de type C. Le luminaire testé reste immobile afin d'éliminer les erreurs de température et de position dues à la rotation. Il peut effectuer automatiquement des tests de courbes de distribution d'intensité lumineuse 3D avec des distances de test personnalisables. Il couvre de nombreux types de luminaires, notamment les sources lumineuses LED, les lampes horticoles, les sources lumineuses HID, l'éclairage intérieur et extérieur, les lampadaires et les projecteurs. Il offre une haute précision multi-angle et prend en charge les tests UV et l'extension du spectre spatial, en parfaite conformité avec les normes en vigueur. LM-79, CIE, EN, GB et autres systèmes de normes nationaux et internationaux.

LSG-6000 Ce dispositif existe en plusieurs versions (S, Standard, B et L) pour s'adapter aux différentes tailles et poids de luminaires, ainsi qu'à la configuration des chambres noires. Il convient aussi bien aux laboratoires d'essais tiers qu'aux services de contrôle qualité R&D des entreprises d'éclairage. Face aux exigences croissantes en matière de distribution spatiale de la lumière, cet instrument, qui mesure l'intensité lumineuse avec acquisition automatique de la distribution 3D et distance de test personnalisable, deviendra la norme dans les laboratoires d'éclairage. Des recherches complémentaires sur la répétabilité des mesures et l'analyse d'incertitude de l'équipement dans différentes conditions environnementales permettront d'optimiser le processus de test et d'améliorer la fiabilité des données de distribution lumineuse.