광량 측정 방법 – 광도 매개변수 전체 테스트에 대한 연구 LISUN LSG-1890B 고정밀 광도계(광도 분포 곡선)

추상

광량은 조명 제품의 핵심 광학적 지표 역할을 합니다. 빛의 강도를 측정하는 방법 조명기구 광도 측정 시험, 제품 에너지 효율 인증 및 조명 설계 시뮬레이션의 기초를 마련합니다. LISUN LSG-1890B 본 논문에서는 고정밀 광도계(광도 분포 곡선)를 시험 장비로 사용하여 광도 측정의 기본 원리와 표준화된 작동 절차를 상세히 설명합니다. 광도 데이터, 광도 분포, 구역별 광속, 조명기구 효율, 휘도 분포, 이용률, 휘도 제한 곡선, UGR 눈부심 등급, EEI 에너지 효율 지수, 등조도 곡선, 등조도 곡선, 유효 빔 각도, 최대 허용 간격 높이 비율, 조명 영역과 조명기구 곡선의 일치, 휘도 제한 곡선 등 10개 이상의 광도 매개변수에 대한 시험 방법을 종합적으로 다룹니다. 측정 데이터 표를 첨부하여 실험실에서 LED, HID 및 형광등 조명기구의 광도 시험을 위한 표준화된 참고 자료를 제공합니다. 이 장비는 국제 시험 표준을 완벽하게 준수합니다. CIE-70, LM-79-19 EN13032-1.

1. 기기 개요 및 광도 측정의 기본 원리

1.1 코어 구성 LSG-1890B

The LSG-1890B 본 제품은 유럽 표준 1형 고니오포토미터로, 항온 광도 프로브, 일본 미쓰비시사의 서보 모터, 그리고 독일산 고정밀 디코딩 장치를 탑재하여 0.1°의 각도 측정 정확도를 제공합니다. 광도 프로브는 CIE Class A 정밀도를 충족하며, C-γ 단일 암 및 B-β 이중 암의 두 가지 테스트 모드를 지원합니다. 최대 측정 가능 조명기구 크기는 Φ2000mm × 600mm이며, 최대 하중은 60kg으로 실내 LED 패널 조명, 가로등, 투광등, HID 광원 등 다양한 조명 제품에 적합합니다. 중국어-영어 지원 측정 및 제어 소프트웨어는 IES, LDT, CIE, Excel 등 일반적인 형식으로 데이터를 내보낼 수 있으며, Dialux 조명 시뮬레이션 소프트웨어와 직접 연동하여 사용할 수 있습니다.

1.2 광도 측정의 핵심 원칙

광도(단위: cd, 칸델라) 측정은 거리의 역제곱 법칙을 따릅니다. 즉, I=E×d²이며, 여기서 I는 측정 방향의 광도, E는 항온 프로브로 측정한 조도(lx), d는 프로브와 조명기구 발광 중심 사이의 고정된 측정 거리를 나타냅니다.
The LSG-1890B 본 시스템은 "고정형 조명기구 + 전구형 프로브 스캐닝" 구조를 채택합니다. C-γ 좌표계에서 C 각도는 수평으로 ±180°, γ 각도는 수직으로 ±180° 회전합니다. 프로브는 구형 표면을 따라 점 단위로 조도 값을 수집하고, 소프트웨어는 이를 실시간으로 3차원 공간 광도 행렬로 변환하여 광도 원시 데이터를 획득합니다. 이 데이터는 모든 파생 광도 매개변수를 통합 및 계산하는 기초 자료로 사용됩니다. 항온 프로브는 광도 수집 중 주변 온도 변화로 인한 오차를 제거하고 장시간 스캐닝 동안 안정적인 데이터를 보장합니다.

고정밀 회전 조명 기구 Goniophotometer LSG 1890B AL1

2. 광도 측정을 위한 표준화된 작업 절차 LSG-1890B

2.1 사전 테스트 준비

1. 장비 예열 및 시스템 교정: 기기를 작동시킨 후 30분 동안 예열하고, 표준 광도 램프를 사용하여 항온 프로브의 절대 교정을 실시하여 프로브 응답 편차를 제거합니다. 암실을 완전히 암막 처리하고 광경로의 반사성 이물질을 제거하며, 주변 온도를 23℃±2℃로 유지합니다.
2. 조명기구 설치 및 위치 조정: 다기능 고정 장치를 사용하여 조명기구를 고정하고, 레이저 정렬기를 통해 조명기구의 발광 중심과 회전판 원점의 일치 여부를 조정한 후, 실제 사용 위치에 따라 조명기구를 설치합니다. 고정밀 전력계를 동기적으로 연결하여 전기적 매개변수를 수집합니다.
3. 샘플 열 안정화: 정격 전압으로 조명기구를 켜고, 10분 동안 광속 변동이 0.5% 미만이 되면 스캔을 시작합니다. LED 조명기구의 열 안정화 시간은 30분 이상이어야 합니다.
4. 소프트웨어 매개변수 설정: C-γ 테스트 모드를 선택하고, 각도 단계를 γ=2°, C=5°로 설정하고, 전체 매개변수 계산 모듈(휘도, UGR, EEI, 이용률 등)을 확인하고, 데이터 내보내기 형식을 설정합니다.

2.2 전구면 광도 스캐닝 (핵심 단계: 광도 측정 방법)

1. 기기 서보 메커니즘은 항온 프로브를 구동하여 구형 궤적을 따라 자동으로 스캔합니다. 각 (C, γ) 좌표 그룹에 도달하면 프로브는 해당 방향의 조도 E를 측정합니다.
2. 소프트웨어는 I=E×d² 공식을 통해 해당 각도의 광도 값을 실시간으로 출력하고 이를 원시 광도 데이터 테이블로 저장합니다.
3. 전체 구면 스캔이 완료되면 시스템은 모든 광도 행렬을 기반으로 하는 구형 입체각 적분 알고리즘을 통해 구역별 광속, 조명기구 효율 및 등조도 곡선과 같은 파생 매개변수를 자동으로 계산합니다.
4. 독일 Class L 고정밀 PHOTO-VIS-L 프로브를 선택적으로 장착하여 저전력 LED 및 정밀 광원의 광도 측정 정확도를 향상시킬 수 있습니다. UVA/UVB/UVC 프로브를 사용하면 자외선 광원의 광도 분포 측정 범위를 확장할 수 있습니다.

2.3 후처리 및 보고서 생성

스캔 후 소프트웨어는 자동으로 광도 분포 곡선, 등조도도 및 등조도도를 그리고, UGR 눈부심, EEI 에너지 효율, 간격-높이 비율 및 활용률을 포함한 지표를 출력하며, 원시 광도 데이터(Excel 형식)와 IES 표준 광도 파일(IES standard luminature files)을 내보낼 수 있습니다.

3. 광도 매개변수 전체 시리즈에 대한 테스트 방법 (측정된 원시 광도 데이터 기반)

모든 매개변수는 전구면에서 측정된 광도 데이터를 기반으로 계산됩니다. 각 매개변수의 테스트 로직은 다음과 같습니다.

1. 광도 데이터 및 광도 분포: 각 (C, γ) 각도에 해당하는 cd 값을 직접 출력하여 3D 광도 분포 행렬을 생성하고 극좌표 광도 곡선을 생성합니다.
2. 구역별 광속: 지정된 입체각 간격(상반구/하반구/빔 각도 간격) 내의 광도를 적분하여 해당 구역별 광속(lm)을 구합니다.
3. 조명기구 효율: 구역별 광속을 조명기구 입력 전력으로 나눈 값, 단위: lm/W.
4. 휘도 분포(선택 사항): 이미징 휘도 프로브와 연동하여 해당 각도의 광도를 조명기구 표면 휘도 행렬로 변환합니다.
5. 이용률: 공간별 조도 분포와 각 공간의 면적 비율을 맞춰 실내 조명의 광 이용률을 계산합니다.
6. 휘도 제한 곡선: 45°에서 90°까지의 관찰 각도에서 휘도 데이터를 추출하고 눈부심 방지 제한 곡선을 그립니다.
7. UGR 눈부심 등급: CIE 117 표준에 따라 관찰 시야각 내의 광도, 광원 입체각 및 배경 휘도를 사용하여 통합 눈부심 값을 자동으로 계산합니다.
8. 등조도 곡선 및 최대 허용 간격 높이 비율: 지면을 수광면으로 간주하고, 전체 구면 광도 중첩을 통해 지면 조도 분포를 계산하여 조명기구 설치에 허용되는 최대 간격 높이 비율을 도출합니다.
9. 조명기구 곡선과 조명 영역의 일치: 도로 조명 및 사무실 조명과 같은 적용 시나리오에 맞춰 다양한 설치 높이에서의 지면 조도 범위를 시뮬레이션합니다.
10. 등광도 곡선: 동일한 공간적 광도 값을 갖는 각도를 연결하여 등가 곡면을 형성합니다.
11. 유효 빔 각도: 최대 광도의 50%에 해당하는 두 측면 γ 각도의 차이.
12. EEI 에너지 효율 지수: EU 2019/2015 ErP 지침에 따라 표준 참조 조명기구와 광효율을 비교하여 에너지 효율 등급 지수를 계산합니다.

4. 측정된 샘플 데이터 표 LSG-1890B

100W LED 투광등을 테스트 샘플로 선정하고, 핵심 광도 데이터를 스캔했습니다. LISUN LSG-1890B 아래에 열거되어 있습니다 :

광도 분포 발췌 (C=0° 평면에서의 일반적인 γ 각도 광도 데이터):

5. 기기 장점 및 산업적 응용 가치

1. 광량 측정의 높은 정밀도: 0.1°의 각도 정확도와 CIE A등급 항온 프로브를 통해 작은 각도에서 광량 측정 오차를 현저히 줄였습니다. LSG-1800A (0.2°), 고급 LED 및 정밀 광학 제품에 대한 테스트 요구 사항을 충족합니다.
2. 포괄적인 표준 준수: 글로벌 CIE, 북미 IES, 유럽 EN 및 EU ErP 지침과 동시에 호환되며, 글로벌 인증에 필요한 조도 시험 보고서를 발급할 수 있습니다.
3. 다양한 광원에 대한 폭넓은 적응성: 가시광선, UVA/UVB/UVC 자외선 광원, 소독 램프, 경화 광원 및 모든 종류의 실외 조명에 대한 테스트가 가능합니다.
4. 실용적인 엔지니어링 가치: 단 한 번의 스캔으로 여러 기기를 사용한 반복 테스트 없이 15가지 광도 매개변수를 모두 측정할 수 있어 실험실 테스트 주기를 크게 단축합니다. 내보낸 IES 파일은 도로, 교실, 공장 등의 조명 시뮬레이션 설계에 직접 적용할 수 있습니다.

6 결론

빛의 강도를 측정하는 방법 이는 조명기구 광학 성능 테스트의 기본 단계입니다. 항온 프로브와 고정밀 서보 스캐닝 시스템을 갖춘 이 장비는 LISUN LSG-1890B 고정밀 고니오포토미터는 거리의 역제곱 법칙을 기반으로 전구면의 광도 원시 데이터를 정확하게 수집합니다. 내장된 표준 알고리즘을 통해 광도 분포, 광속, 조명기구 효율, UGR, EEI, 등조도 곡선 등 다양한 측광 매개변수를 동시에 계산할 수 있습니다. 표준화된 작동 절차와 추적 가능한 데이터를 제공하여 전 세계 조명 제품 테스트, 연구 개발 및 에너지 효율 인증 요구 사항을 완벽하게 충족합니다. 실험실에서 전차원 측광 성능 검사를 구현하는 핵심 테스트 장비로 활용될 수 있습니다.