من الطرقات إلى الفضاء الجوي: تطبيقات مقياس الإضاءة الزاوي للسيارات ومصابيح الإشارة

الملخص
يرتبط الأداء البصري للمصابيح ذات الأغراض الخاصة في مجال النقل ارتباطًا مباشرًا بسلامة تشغيل المركبات، والنقل بالسكك الحديدية، والملاحة البحرية، والأنشطة الفضائية. يجب أن تتوافق معايير شدة الإضاءة، والإضاءة، وتوزيع الضوء المكاني لمصابيح المركبات ومصابيح الإشارة بدقة مع المعايير التنظيمية المحلية والدولية. تم تطوير جهاز قياس توزيع الضوء لمصابيح السيارات ومصابيح الإشارة خصيصًا لمصابيح المركبات ومصابيح النقل. يعتمد هذا الجهاز على بنية قياس CIE A-α، ويتبع مبدأ اختبار العينة الدوارة ثنائية المحور مع مسبار قياس الضوء الثابت، ويمكنه جمع معايير قياس الضوء الأساسية مثل توزيع شدة الإضاءة والإضاءة. LISUN يُعدّ جهاز قياس توزيع الإضاءة LSG-1950 لمصابيح السيارات والإشارات مثالًا نموذجيًا على هذه الفئة. وهو مناسب للتحقق من صحة البحث والتطوير، وفحص النوع، واختبارات المصنع النهائية لمصابيح السيارات، ومصابيح التحذير الخاصة، ومصابيح إشارات المرور، ومصابيح النقل بالسكك الحديدية، والمصابيح البحرية، والمصابيح الخاصة بصناعة الطيران. تُقدّم هذه الورقة مبدأ القياس، ومواصفات الأجهزة، وحلول التوسعة الاختيارية لجهاز قياس توزيع الإضاءة لمصابيح السيارات والإشارات، وتُصنّف متطلبات الاختبار لمختلف القطاعات الفرعية للنقل، وتُوفّر مرجعًا لاختيار الأجهزة المناسبة لمختبرات إضاءة النقل. 

المقدمة

تعتمد معظم أجهزة قياس توزيع الإضاءة العامة على نظام الإحداثيات C-γ أو B-β، وهي أنظمة مُصممة أساسًا لإضاءة المباني الداخلية والإضاءة الخارجية. مع ذلك، تُقيّم مصابيح النقل الخاصة، مثل مصابيح السيارات الأمامية، ومصابيح التحذير، ومصابيح إشارات المرور، ومصابيح عوائق الطيران، وفقًا لنظام الإحداثيات الكروية CIE A-α. يتوافق تعريفها الزاوي تمامًا مع لوائح قياس الإضاءة لمصابيح المركبات، بينما لا يُمكن لنظام الإحداثيات في أجهزة قياس توزيع الإضاءة العامة تلبية متطلبات اختبار معايير اللجنة الاقتصادية لأوروبا (ECE) ومعايير السلامة الفيدرالية للمركبات الآلية (FMVSS) ومعايير مصابيح النقل المحلية بشكل مباشر. من هنا، ظهر جهاز قياس توزيع الإضاءة لمصابيح السيارات والإشارات، الذي بُنيت منصته الدوارة وخوارزمية برمجياته بالكامل على نظام CIE A-α. في صناعات السيارات، والنقل بالسكك الحديدية، والشحن البحري، والفضاء، تُعد بيانات توزيع الإضاءة للمصابيح شرطًا أساسيًا للحصول على شهادة اعتماد المنتج. إذا تجاوزت قيم شدة الإضاءة وزاوية الشعاع والإضاءة عند سمتات مختلفة الحدود التنظيمية، فقد تحدث مخاطر محتملة تتعلق بالسلامة مثل عدم كفاية مسافة التعرف وتداخل الوهج. LISUN مقياس توزيع الضوء LSG-1950 لمصابيح السيارات والإشارات يمكن إعادة إنتاج المسح بزاوية كاملة في ظل نظام الإحداثيات A-α والحصول على بيانات قياس ضوئي مكاني كاملة لدعم تكرار البحث والتطوير واختبار الامتثال لمنتجات مصابيح النقل.

LSG-1950 مقياس المنظار للسيارة ومصابيح الإشارة

مبدأ الاختبار وخصائص الأجهزة الخاصة بجهاز قياس توزيع الإضاءة للسيارات ومصابيح الإشارة

يعتمد مقياس الإضاءة الزاوي للسيارات ومصابيح الإشارة على مبدأ اختبار العينة الدوارة ثنائية المحور والمسبار الضوئي الثابت. يبقى المسبار الضوئي ثابتًا ومواجهًا باستمرار للجهاز قيد الاختبار. يدور مصباح الاختبار، المُدار بواسطة قرص دوار، ضمن نطاق -180° إلى +180° حول المحورين الأفقي والرأسي في آنٍ واحد. بتغيير وضعية العينة، يستقبل المسبار الضوء الصادر من جميع الاتجاهات في الفضاء ثلاثي الأبعاد، ويُكمل عملية قياس الإضاءة في الفضاء الكامل وفقًا لنظام إحداثيات CIE A-α. ثمة اختلافات في تعريف الزاوية بين نظام إحداثيات A-α ونظام إحداثيات C-γ التقليدي للإضاءة العامة. تمثل الزاوية A دوران العينة حول العمودي المرجعي، بينما تمثل الزاوية α زاوية ميل الشعاع. يتوافق نظام الإحداثيات هذا مع تنسيق إخراج البيانات لمعايير المصابيح مثل ECE-R65. FMVSS108 و GB25991. يمكن تطبيق بيانات الاختبار مباشرة للحكم التنظيمي دون تحويل إضافي للإحداثيات.

LISUN يحقق مقياس زاوية الإضاءة LSG-1950 لمصابيح السيارات والإشارات دقة زاوية تبلغ 0.01 درجة ودقة قياس زاوية تبلغ 0.001 درجة. تضمن إمكانية القياس الدقيق دقة قياس حدود شعاع الضوء ومنطقة خط القطع لمصابيح المركبات. يأتي المسبار الضوئي مزودًا بشكل قياسي بمسبار من الفئة A وفقًا لمعايير CIE. يمكن للمستخدمين الترقية إلى مسبار عالي الدقة من الفئة L عند الطلب لتقليل الخطأ المنهجي الناتج عن التحويل الكهروضوئي. في ظل ظروف مصدر الضوء القياسية، تصل دقة الاختبار الاسمية للجهاز إلى 2%، ويكون مستوى الضوء الشارد في النظام أقل من 0.1%، مما يقلل من تداخل الضوء الشارد المحيط في قياس إشارات الضوء الضعيفة. يتوافق البرنامج الداعم ثنائي اللغة (الصينية والإنجليزية) مع أنظمة التشغيل Win7 وWin8 وWin10 وWin11. بفضل تكامله مع خوارزمية معالجة البيانات لنظام الإحداثيات A-α، يُمكن للبرنامج إخراج توزيع شدة الإضاءة وقيم الإضاءة عند كل زاوية، وإجراء تقييم كامل للمعلمات وفقًا للمتطلبات القياسية. تُعرض المواصفات الميكانيكية ومواصفات الأداء الرئيسية في الجدول أدناه.

بالإضافة إلى اختبار قياس الضوء في حالة الاستقرار، يدعم جهاز قياس الإضاءة للسيارات ومصابيح الإشارة حلين إضافيين مهمين. يمكن للتكوين الاختياري الأول الاتصال بـ PM400F جهاز قياس شدة الإضاءة الوميضية لاختبار شدة الإضاءة الفعالة العابرة لمصابيح النبضات الوامضة، مثل مصابيح التحذير الوامضة للمركبات وأضواء العوائق في الطيران، وهو متوافق مع المواصفات MH/T 6012-1999 وHB6490-1991 وECE R65 وSAE J595 وغيرها من المواصفات الخاصة بالمصابيح الوامضة. ويمكن دمج التكوين الاختياري الثاني مع نظام اختبار القياس الضوئي العاكس LS-RF200. يُتيح هذا الإعداد المتكامل اختبار المكونات العاكسة، مثل علامات الطرق المرتفعة، وإشارات تحذير المركبات، وعلامات تحديد المسارات، وطلاءات علامات الطرق، مما يُوسع نطاق الاختبارات المعملية للمواد العاكسة في حركة المرور، ويُلبي معايير GB وECE وSAE وFMVSS المتعلقة بالانعكاس العكسي.

تطبيقات متعددة الصناعات والامتثال للمعايير

يُغطي جهاز قياس توزيع الضوء لمصابيح السيارات والإشارات متطلبات اختبار المصابيح في قطاعات النقل البري، والنقل بالسكك الحديدية، والشحن البحري، والفضاء. بالنسبة لصناعة المركبات البرية، يُستخدم الجهاز لاختبار مصابيح LED الأمامية للسيارات، ومصابيح التحذير الخاصة بالمركبات، ومصابيح الإشارات الخارجية للحافلات، وإشارات المرور، بما يتوافق مع معايير مصابيح المركبات المحلية والدولية، بما في ذلك GB13954، GB25991، ECE-R65 و FMVSS108في مجال النقل بالسكك الحديدية، يقوم الجهاز بالتحقق من التوزيع الضوئي لمختلف مصابيح مؤشرات إشارات القطارات ومصابيح التحذير الخارجية للعربات لتقييم مسافة تمييز شعاع الإشارة وتأثير الوهج على الأفراد المحيطين. أما في الصناعة البحرية، فيجري قياسات ضوئية لمصابيح إشارات الملاحة البحرية لضمان تمييز الإشارات بشكل موثوق أثناء الملاحة الليلية. وفي مجال الطيران والفضاء، وبفضل تجهيزه بمقياس إضاءة وامض، يُجري الجهاز اختبار شدة الإضاءة العابرة لأضواء العوائق الجوية، وأضواء الملاحة الجوية، وأضواء منع التصادم، بما يتوافق مع المواصفات الفنية لمنتجات الطيران المدني وصناعة الطيران.

من منظور البحث والتطوير للمنتجات، يستطيع مهندسو البصريات الحصول على بيانات التوزيع الضوئي A-α باستخدام مقياس توزيع الضوء (Goniophotometer) لمصابيح السيارات والإشارات، وذلك لتقييم أداء التصميم البصري لعدسات وعواكس مصابيح المركبات، وضبط حدود قطع الشعاع، وتجنب الوهج أثناء مرور المركبات. ولضمان جودة الإنتاج في المصنع، يمكن إجراء اختبارات عشوائية لضمان اتساق الأداء البصري للمصابيح المنتجة بكميات كبيرة. وتستخدم مختبرات الاختبار الخارجية هذا الجهاز لإجراء الاختبارات المعتمدة ومنح شهادات الجودة لمصابيح النقل، وإصدار تقارير قياس ضوئي مطابقة للمواصفات التنظيمية.

خاتمة

صُممت أجهزة قياس توزيع الإضاءة التقليدية للإضاءة المدنية العامة، ولا يمكنها تلبية متطلبات القياس الخاصة بلوائح مصابيح النقل بشكل مباشر. يعتمد جهاز قياس توزيع الإضاءة لمصابيح السيارات والإشارات، الذي يعتمد على بنية قياس CIE A-α، على بنية ميكانيكية تتكون من عينة دوارة ثنائية المحور ومسبار ضوئي ثابت، وذلك للحصول بدقة على مؤشرات ضوئية رئيسية، بما في ذلك توزيع شدة الإضاءة وإضاءة مصابيح المركبات ومصابيح الإشارات. مقياس توزيع الضوء LSG-1950 لمصابيح السيارات والإشارات يتميز الجهاز بدقة عالية في تحديد المواقع الزاوية وتحكم ممتاز في الضوء الشارد. يمكن للملحقات الاختيارية توسيع وظائف الاختبار لمصادر الضوء الوامض والمواد العاكسة، لتشمل منتجات إضاءة النقل للمركبات البرية والسكك الحديدية والسفن والطيران. عند اختيار المعدات لمختبرات إضاءة النقل، إلى جانب الدقة الزاوية والضوئية، ينبغي على المستخدمين أيضًا التحقق من دعم البرامج الأصلية لنظام إحداثيات CIE A-α، بالإضافة إلى توافق الوحدات الاختيارية لاختبار الضوء الوامض والانعكاس. بهذه الطريقة، يمكن تلبية جميع متطلبات البحث والتطوير واختبارات الاعتماد لمختلف مصابيح النقل، وضمان سلامة منتجات إضاءة النقل أثناء الخدمة.