بحث حول تقنية القياس الدقيق لتوزيع شدة الإضاءة

المقدمة

مع الانتشار السريع لإضاءة LED، وإضاءة المصانع، والإضاءة الذكية، وإضاءة الطرق، أصبح القياس الدقيق لتوزيع شدة الإضاءة عنصرًا أساسيًا في تصميم المنتجات، وتقييم الأداء، والوصول إلى الأسواق. يصف توزيع شدة الإضاءة (أو منحنى توزيع الضوء) توزيع شدة الإضاءة لمصدر ضوئي أو وحدة إضاءة في جميع الاتجاهات في الفضاء ثلاثي الأبعاد، مما يؤثر بشكل مباشر على تجانس إضاءة سطح الطريق، وراحة الإضاءة الداخلية، ودرجة الوهج، وكفاءة استخدام الطاقة. تعاني معدات الاختبار التقليدية من دقة زاوية منخفضة، ونطاق اختبار محدود، وضعف التكيف مع مصادر الضوء، مما يجعلها غير قادرة على تلبية متطلبات الاختبار الصارمة لمنتجات الإضاءة الحديثة.

يعتمد هذا التصميم على حركة متزامنة للمسبار والعاكس الدوارين مع الحفاظ على ثبات وحدة الإضاءة أثناء التشغيل، LISUN يُمكن لجهاز قياس توزيع شدة الإضاءة العمودي ذي المجس الدوار LSG-6000 الحصول تلقائيًا على منحنيات توزيع شدة الإضاءة ثلاثية الأبعاد في الفضاء الكامل، مع إمكانية تخصيص مسافات الاختبار. وهو يغطي بشكل شامل اختبار مصادر الإضاءة المختلفة، مثل مصابيح LED، ومصابيح النباتات، ومصابيح HID، ومصابيح الشوارع، والكشافات، ويتوافق تمامًا مع المعايير الدولية الرئيسية، بما في ذلك LM-79-19/24 وCIE وEN 13032-1، مما يجعله حلاً مثاليًا في مجال اختبار توزيع شدة الإضاءة.

LM-79 متحرك الكاشف Goniophotometer (مرآة نوع C)

مبدأ اختبار توزيع شدة الإضاءة وتطبيقه

يُعرَّف توزيع شدة الإضاءة علميًا بأنه التدفق الضوئي المنبعث من مصدر ضوئي أو وحدة إضاءة لكل وحدة زاوية مجسمة في الفضاء ثلاثي الأبعاد، ويُقاس بوحدة الكانديلا (cd)، ويُطلق على نمط توزيعه المكاني اسم توزيع شدة الإضاءة (منحنى توزيع الضوء). يحصل مقياس زاوية الإضاءة على بيانات شدة الإضاءة لكامل زاوية وحدة الإضاءة من خلال التحكم الزاوي الدقيق والكشف الضوئي، وذلك لإعادة بناء نموذج ثلاثي الأبعاد لتوزيع شدة الإضاءة.

استخدم LISUN يعتمد جهاز LSG-6000 على بنية رأسية مزودة بمجسات دوارة لتحقيق قياس عالي الدقة لتوزيع شدة الإضاءة:
• ربط مسبار المجال القريب والعاكس: يتحرك مسبار المجال القريب الضوئي والعاكس بشكل دائري حول وحدة الإضاءة المختبرة، بينما يدور مسبار المجال البعيد والعاكس بشكل متزامن لضمان مسارات بصرية مستقرة وخالية من الأخطاء.
• وحدة إضاءة ثابتة أثناء التشغيل: تظل وحدة الإضاءة ثابتة تمامًا أثناء الاختبار للحفاظ على حالة احتراق حقيقية، وتجنب انحراف التوازن الحراري والاضطراب الميكانيكي الناجم عن دوران وحدة الإضاءة وضمان صحة بيانات توزيع شدة الإضاءة.
• تغطية كاملة الزاوية: يقوم العاكس / المسبار المتحرك بتحقيق مسح بزاوية كاملة 360 درجة على طول المحور γ، والحصول على بيانات توزيع شدة الإضاءة بالكامل ضمن زاوية صلبة 2π دون مناطق قياس عمياء.
• التحكم الزاوي عالي الدقة: مزود بمحركات سيرفو من شركة ميتسوبيشي اليابانية وأجهزة تشفير ألمانية، يحقق دقة زاوية تبلغ 0.05 درجة ودقة زاوية تبلغ 0.001 درجة، مما يسمح بالتقاط تغيرات طفيفة في شدة الإضاءة عند الزوايا الصغيرة واستعادة التفاصيل الحقيقية لتوزيع شدة الإضاءة.

يلبي هذا الهيكل متطلبات معايير CIE و IESNA بشكل كامل، ويمكنه إنشاء مخططات احترافية تلقائيًا مثل منحنيات توزيع شدة الإضاءة ثلاثية الأبعاد، ومخططات تساوي الشدة، ومخططات تساوي الإضاءة، مما يوفر دعمًا بديهيًا للبيانات لتصميم الإضاءة وتحسين المنتج.

المعايير والمواصفات الفنية الأساسية لـ LISUN LSG-6000

يوفر جهاز قياس توزيع الإضاءة من سلسلة LSG-6000 مواصفات متعددة تناسب سيناريوهات تطبيقية مختلفة، وهو مناسب لاختبار توزيع شدة الإضاءة بدءًا من المصابيح الداخلية الصغيرة وصولًا إلى مصابيح الشوارع الكبيرة والأضواء الكاشفة. تُعرض معاييره الأساسية في الجدول أدناه:

جدول: المواصفات الأساسية لـ LISUN سلسلة LSG-6000 من أجهزة قياس الإضاءة العمودية

مؤشرات فنية رئيسية أخرى:
• مسبار قياس الضوء: من الفئة L، f1′<1.5%، مع تعويض درجة الحرارة الثابتة، متوافق مع معايير DIN5032-6/CIE؛
• مسافة الاختبار: قابلة للتخصيص بمرونة وفقًا لموقع العميل ومتطلبات الاختبار، وتتكيف مع وحدات الإضاءة ذات الأحجام المختلفة؛
• إخراج البيانات: يدعم تنسيقات مثل CIE و IES و LDT، ويمكن استيرادها مباشرة إلى برامج تصميم الإضاءة مثل DiaLux؛
• وظائف موسعة: يمكن دمجها مع مقياس الطيف الإشعاعي LPCE-2 لتشكيل نظام LSG-6000CCD للاختبار المتزامن للطيف المكاني ودرجة حرارة اللون وPAR/PPF/PPFD، وتلبية توزيع شدة الإضاءة واختبار توزيع تدفق الفوتونات الضوئية لإضاءة النباتات.

متطلبات النظام القياسي والاختبار المطبقة لتوزيع شدة الإضاءة

يلتزم جهاز LSG-6000 التزامًا صارمًا بالمعايير المحلية والدولية المعتمدة لضمان الاعتراف المتبادل عالميًا بنتائج اختبار توزيع شدة الإضاءة، وهو يفي بشكل أساسي بالمعايير التالية:
• المعايير الأمريكية الشمالية: LM-79-19، LM-79-24 طرق قياس الخصائص الضوئية والكهربائية لمنتجات الإضاءة ذات الحالة الصلبة، وتحديد طرق الاختبار لتوزيع شدة الإضاءة، والتدفق الضوئي، والفعالية الضوئية؛
• المعايير الدولية: CIE S025CIE 121 قياس الضوء للوحدات الضوئية وقياس زاوية الإضاءة، وتحديد الهياكل الهندسية وتنسيقات البيانات لاختبار توزيع شدة الإضاءة؛
• المعايير الأوروبية: EN 13032-1 البند 6.1.1.3، متطلبات أجهزة قياس زاوية الضوء من النوع 4؛
• معايير أخرى: SASO 2902، IS 16106، GB/T 24824، (الاتحاد الأوروبي) 2019/2015، إلخ.

تعتمد جميع المعايير توزيع شدة الإضاءة كعنصر أساسي في الاختبار، مما يتطلب معدات ذات مسح بزاوية كاملة، وتحكم زاوي عالي الدقة، وقدرات كشف ضوئي مستقرة. يلبي جهاز LSG-6000 المتطلبات المذكورة أعلاه بشكل كامل، ويمكن استخدام بيانات الاختبار مباشرةً للحصول على الشهادات الدولية، بما في ذلك DLC وEnergy Star وCE.

المزايا التقنية لجهاز LSG-6000 في اختبار توزيع شدة الإضاءة

القياس التلقائي لتوزيع شدة الإضاءة ثلاثية الأبعاد
يقوم الجهاز تلقائيًا بإكمال المسح بزاوية 360 درجة على طول المحور γ دون تدخل يدوي، مما يؤدي إلى إنشاء نموذج توزيع شدة الإضاءة ثلاثي الأبعاد بسرعة لعرض خصائص توزيع الضوء المكاني لوحدات الإضاءة بشكل بديهي وتحسين كفاءة الاختبار بشكل كبير.

مسافة اختبار قابلة للتخصيص
يمكن تعديل مسافة الاختبار وفقًا لمساحة مختبر العميل وحجم وحدة الإضاءة ومتطلبات معايير الاختبار، مع تحقيق التوازن بين دقة الاختبار في المجال القريب ودقة الاختبار في المجال البعيد للتكيف مع مختلف السيناريوهات.

التوافق مع جميع أنواع مصادر الإضاءة
وهو متوافق تمامًا مع مصادر إضاءة LED، وأضواء نمو النباتات، ومصادر إضاءة HID، وأضواء السقف الداخلية، وأضواء اللوحات، ومصابيح الشوارع الخارجية، والأضواء الكاشفة، وأجهزة العرض، وما إلى ذلك. وتُعد المجسات المخصصة للأشعة فوق البنفسجية UVA/UVB/UVC اختيارية لمصادر ضوء الأشعة فوق البنفسجية لتوسيع نطاق اختبار توزيع شدة الإضاءة.

حالة اختبار واقعية للغاية
يحترق المصباح في حالة ثابتة، محافظًا على وضع الخدمة الفعلي والتوازن الحراري، وتجنب تقلبات شدة الإضاءة الناتجة عن الدوران وضمان الاتساق بين بيانات توزيع شدة الإضاءة والأداء في العالم الحقيقي.

التشغيل الذكي وإدارة البيانات
مزود ببرنامج احترافي باللغتين الصينية والإنجليزية متوافق مع أنظمة Win7/Win10/Win11، يعرض منحنيات توزيع شدة الإضاءة في الوقت الحقيقي ويحسب تلقائيًا معلمات مثل التدفق الضوئي، والكفاءة الضوئية، وتوهج UGR، وعامل الاستخدام مع بيانات قابلة للتتبع والتصدير.

سيناريوهات التطبيقات الهندسية

البحث والتطوير وتحسين تركيبات منتجات الإضاءة
من خلال اختبار توزيع شدة الإضاءة، يمكن للباحثين تحليل عيوب التصميم البصري لوحدات الإضاءة بدقة، وتحسين هياكل العاكس والعدسة، وتحسين توحيد توزيع شدة الإضاءة، وتقليل المناطق المظلمة والوهج، وتعزيز فعالية الإضاءة وجودتها.

تصميم إضاءة الطرق والإضاءة الخارجية
يؤثر توزيع شدة الإضاءة لأعمدة الإنارة وأضواء الشوارع بشكل مباشر على تجانس إضاءة سطح الطريق ودرجة الوهج. ويمكن استيراد ملفات توزيع شدة الإضاءة من IES، التي يوفرها جهاز LSG-6000، مباشرةً إلى برامج تصميم الإضاءة لتحسين تخطيط وحدات الإنارة وتقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التركيب.

تقييم فعالية إضاءة النباتات
يتيح نظام LSG-6000CCD إجراء اختبار متزامن لتوزيع شدة الإضاءة والتوزيع المكاني لـ PAR/PPF/PPFD، مما يوفر دعمًا للبيانات لتصميم توزيع الضوء لأضواء النباتات وتحسين توحيد الإضاءة لتحسين كفاءة التمثيل الضوئي للنباتات.

فحص جودة المنتج والشهادات الدولية
باعتبارها معدات احترافية تتوافق مع معايير LM-79، فإن تقارير اختبار توزيع شدة الإضاءة الصادرة عن LSG-6000 هي وثائق فنية أساسية لمنتجات الإضاءة لدخول الأسواق الأوروبية والأمريكية والشرق أوسطية وجنوب شرق آسيا، مما يساعد الشركات على الحصول على الشهادات بسرعة.

اختبارات عالية الدقة لمؤسسات الاختبار التابعة لجهات خارجية
بفضل دقتها الزاوية الممتازة، ودقتها الضوئية، واستقرارها، فهي المعدات المفضلة لمؤسسات الاختبار التابعة لجهات خارجية لإجراء اختبارات توزيع شدة الإضاءة وإصدار تقارير موثوقة.

خاتمة

توزيع شدة الإضاءة يُعدّ مؤشر الأداء الأساسي لمنتجات الإضاءة، ويُعتبر قياسه الدقيق مفتاحًا لتعزيز التقدم التكنولوجي في مجال الإضاءة وتحسين القدرة التنافسية للمنتجات. يتميز هذا المؤشر بتصميم هيكلي متطور، ودقة اختبار فائقة، وإمكانية ضبط مسافة الاختبار بمرونة، وتوافقه التام مع مصادر الإضاءة المختلفة. LISUN يمكن لجهاز قياس الإضاءة العمودي ذو المسبار الدوار LSG-6000 اختبار منحنيات توزيع شدة الإضاءة ثلاثية الأبعاد تلقائيًا، مما يلبي تمامًا متطلبات اختبار توزيع شدة الإضاءة لمختلف مصادر الضوء بما في ذلك مصابيح LED، وأضواء النباتات، ومصابيح HID، وأضواء الشوارع، والأضواء الكاشفة، ويتوافق تمامًا مع المعايير الدولية مثل LM-79 وCIE وEN.

في ظل التطور عالي الجودة والمنافسة العالمية في صناعة الإضاءة، فإن إجراء اختبار توزيع شدة الإضاءة باستخدام جهاز LSG-6000 له قيمة هندسية لا غنى عنها وأهمية تطبيقية لتحسين أداء المنتج، وتقصير دورات البحث والتطوير، وتقليل مخاطر السوق، والحصول على الشهادات الدولية.