لم تعد أنظمة إضاءة LED الحالية تحتوي على قيم الطاقة والسطوع فقط في العبوات المطبوعة. يحتاج المستخدمون النهائيون إلى معرفة سلوك الإضاءة في الواقع، أي ما هو عرض الشعاع، ومدى انتظام إضاءة الجسم، وعند أي تيار يظل الضوء ثابتًا. تخضع هذه القيم لقياسات معملية تُجرى باستخدام جهاز متخصص يُسمى مقياس المنظاروهو نظام يقيس شدة الإضاءة في سلسلة من الاتجاهات الزاوية لجهاز القياس. يستقبل النظام الدوار، على عكس كرات التكامل الثابتة، بيانات الإخراج الاتجاهية ويستعيد التوزيع الزاوي الكامل.
تُعدّ البصريات، والعاكسات، والمشتتات، والعدسات، وهندسة تشكيل الشعاع غير المتماثلة، من بين البصريات الشائعة الاستخدام في وحدات إضاءة LED. ونظرًا لتطبيقات الإضاءة الحديثة المُصممة خصيصًا لتطبيقات مُحددة، مثل إضاءة الطرق، وإضاءة المسارح، وإضاءة واجهات المباني، وإضاءة أماكن العمل الصناعية، فإن نظام القياس الاتجاهي يُوفر بيانات أداء حقيقية تتجاوز مجرد قياس شدة الإضاءة.

لماذا يُعد القياس الاتجاهي ضرورياً

تُحدد خصائص توزيع الضوء مدى نجاح عمل وحدة إضاءة LED في الظروف الواقعية. فعندما يُنتج المصباح تدفقًا ضوئيًا كبيرًا، ولكنه يُركز معظمه في مخروط صغير، يكون تشتت الضوء كبيرًا في الاتجاهات الأخرى. ومن الأمثلة على ذلك إنارة الشوارع، التي ينبغي أن تُضيء المناطق المجاورة لتقليل المناطق المظلمة بين المصابيح. كما يجب أن تكون إضاءة المهام التي تُؤدى داخل المبنى موحدة. ولا يُمكن لهذا الأداء، عند قياسه من جهة واحدة، أن يُعطي صورة كاملة عن أداء الإضاءة.
في جهاز قياس توزيع شدة الإضاءة، يُدار المصباح إلى زوايا متعددة، وتُقاس شدة الإشعاع المنبعث عند كل زاوية. وتكون المعلومات الناتجة عبارة عن منحنى توزيع شدة الإضاءة. ويتم فحص الانتشار الضوئي، وتباعد الشعاع، وكفاءة المناطق بواسطة LISUN باستخدام هذا المنحنى.

آلية التشغيل الأساسية لمقياس زاوية الضوء LED

نظام قياس الإضاءة الزاوية: يقيس هذا النظام الضوء المنبعث من الجسم المدروس عند زوايا مختلفة، معتمدًا على الدوران الميكانيكي. وينقسم عمومًا إلى نوعين: أنظمة المرآة الدوارة وأنظمة الكاشف المتحرك. في نظام المرآة الدوارة، يدور جهاز LED.
بغض النظر عن الإعداد المُختار، يسجل الجهاز شدة الإضاءة ضمن نطاق زاوي مُحدد. يتم ضبط الكاشف ليتناسب مع الطاقة المرئية الحقيقية وليس مع إدراك الوهج. بعد أخذ نقاط القياس، يتم استكمالها باستخدام برنامج حاسوبي لإنشاء رسم بياني متصل. يُتيح هذا الرسم البياني تحويل بيانات الشدة الاتجاهية إلى التدفق الضوئي كقيم إجمالية.

إعادة بناء التدفق الكلي رياضياً

تُستخدم القيم الاتجاهية لتحديد التدفق الضوئي الكلي بدلاً من قيمه الفعلية. وتتضمن هذه العملية شدة الإضاءة في مجال القياس. عندما لا يتغير مقدار شدة الإضاءة بتغير الزاوية، يصبح حساب التدفق الكلي قابلاً للتنبؤ. مع ذلك، تختلف معظم وحدات الإضاءة اختلافًا كبيرًا بين مركزها وحوافها. فقد تُنتج منطقة واحدة ثلاثة أضعاف الطاقة التي تُنتجها منطقة أخرى.
تُسجّل التغيرات الموضعية في شدة إضاءة مقياس زاوية الضوء وتُقيّم كجزء من التدفقات المركبة. وينطبق هذا التدفق المُعاد بناؤه تحديدًا على وحدات الإضاءة القائمة على عناصر تشكيل العاكس، ووحدات LED COB المزودة ببصريات تجميع ثانوية، ووحدات إضاءة متاجر التجزئة شبه المُخصصة.

تحديد زاوية الشعاع وانتشار الزاوية

زاوية شعاع شدة الإضاءة هي النقطة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى النصف. يُصنّف العديد من مُصنّعي مصابيح LED مصابيحهم بزوايا انتشار 30° أو 60° أو 120°. لا يُمكن تحديد هذه الزاوية بالعين المجردة، بل يجب رصدها بدقة عالية عند تغير الزوايا بشكل طفيف.
تتناقص شدة الإضاءة تدريجيًا على طول المحور المركزي. يحدد جهاز قياس زاوية الإضاءة النقاط التي تقل فيها شدة الإضاءة عن ٥٠٪ من ذروة شدة الإضاءة. ومن الأمثلة على ذلك مصابيح الطرق، حيث تميل الزوايا على طول الطريق إلى أن تكون حادة مقارنةً بعرضه.

التكامل مع قراءات مقياس الإضاءة

بمجرد إنشاء بيانات المظهر الزاوي، يمتلك المهندسون مقياس إضاءة معايرًا يستخدمونه لتأكيد القيم على الأسطح. وهذا يثبت ليس فقط الطاقة المنبعثة، بل الإضاءة المُقدمة أيضًا. يشرح قياس الإضاءة الزاوية سلوك الانبعاث، ويؤكد قياس السطح الاستخدام.
ستُعطي أجهزة قياس الإضاءة قراءات باللوكس عند مسافات التركيب الفعلية. وقد أظهرت هذه العلاقة كفاءة النظام بعد فقدان الضوء بصريًا بسبب ارتفاع التركيب، وانتشار العدسات، وتشتت الهواء، وانعكاس السطح.

لماذا يُعدّ توحيد الشعاع مهمًا في الاستخدام الواقعي؟

تكون إضاءة السطح غير متصلة عندما تتغير شدتها بشكل حاد بين الزوايا. لذا، يُعدّ التوزيع الموحد ضروريًا في البيئات الصناعية لإزالة أي ظلال حول مناطق التجميع. كما أن التدرجات اللونية ذات الحواف الناعمة أكثر جاذبية لمصممي الإضاءة المعمارية لتجنب ظهور فاصل بصري.
يُوفّر جهاز قياس الإضاءة ملفات قياس ضوئي قياسية بصيغة IES أو LDT. تُمثّل هذه الملفات التعريف الرياضي للتوزيع المكاني، ويتم تمثيلها بواسطة برامج حاسوبية لمحاكاة تصميم الإضاءة قبل تركيبها. يقوم المقاولون بتركيب وحدات الإضاءة افتراضيًا، وتحليل تغطيتها، وتحديد المسافات بينها.

الشكل: Goniophotometer

معايرة وصيانة المعايير المرجعية

تضمن المعايرة دقة القياسات. تتدهور حالة المستشعرات بمرور الوقت نتيجة لتقادم الثنائيات الضوئية، وتراكم الحرارة والغبار. يمكن اختبار قياسات وحدات الإضاءة غير المعروفة حتى بعد المعايرة للتأكد من صحة مخرجات خط الأساس.
المعايرة هي عملية مراعاة الضوء المتناثر في بيئة غرفة القياس. تستبعد غرفة قياس الإضاءة المصممة بشكل صحيح مصادر الإضاءة الخارجية، بحيث تمثل قياسات المستشعر الأداء الحقيقي لوحدات الإضاءة فقط.

أهمية ذلك في شهادات كفاءة الطاقة

تركز سياسات الطاقة على معدل التدفق الضوئي (لومن لكل واط) وليس على القدرة الكهربائية (واط). قد يكون المصباح عالي الكفاءة ذو التوزيع الزاوي للضوء فعالاً من الناحية التقنية ولكنه ضعيف في الإضاءة في بعض المناطق. هناك نسبة استخدام فعلية تُقاس بالتوزيع الضوئي.
يتم التحقق من كفاءة الطاقة من خلال إرشادات القيم الاتجاهية. في حال أظهرت قياسات زاوية الإضاءة فقدانًا كبيرًا في الطاقة عند محيط الشعاع، يجب تعديل مواصفات المنتج. عادةً ما تتطلب بعض الشهادات أدلة ضوئية على التوزيع المنتظم للطاقة عند ارتفاعات تركيب محددة.

عمليات تصنيف جودة مصابيح LED وعمليات التصنيع

استُخدمت نتائج قياسات زاوية الإضاءة في عمليات تصنيف الجودة لتطوير مجموعة من التركيبات. وتُقارن منحنيات التوزيع بين الدفعات من قِبل الشركات المصنعة، مما يُسهم في ضمان استقرار الإنتاج بين دورات الإنتاج. كما يتأثر الانتشار الزاوي بأدقّ التغييرات في موضع عدسة LED أو تصميم العاكس.
تُوضع مشتريات المخرجات البصرية المتشابهة في أنظمة تصنيف تُغذى بالبيانات المُجمّعة. وتُفصل وحدات الانتشار الزاوي ذات الفعالية الكهربائية المتشابهة وفقًا للتطبيقات المستهدفة.

أداء الإضاءة عن بعد

يختلف سلوك شعاع الضوء باختلاف المسافة. فالمصباح ذو شدة إضاءة تبلغ 2000 لومن قد يُنتج ضوءًا مركزًا صغيرًا على مسافة قصيرة، ولكنه ضعيف على مسافات طويلة. أما المصابيح ذات الشعاع الضيق، فتُوفر إضاءةً كافيةً على مسافات طويلة، على الرغم من أنها تبدو أقل سطوعًا على مسافة قريبة.
يتم إثبات التحويل بواسطة مقياس الإضاءة. وبما أن مقياس زاوية الإضاءة يحدد الشكل الزاوي، فإن قابلية الاستخدام الميداني تُقاس بقياسات اللوكس. ويقوم المهندسون بربط مجموعتي النتائج عند تحديد مواصفات تجهيزات الإضاءة التجارية.

خاتمة

حديث مقياس المنظار تُستخدم هذه التقنية لقياس التدفق الضوئي وتوزيع زاوية الشعاع من خلال قياس شدة الإضاءة الاتجاهية بخطوات زاوية. وهي تُنشئ ملفات تعريف إضاءة كاملة رياضيًا، وتُعدّ مؤشرًا جيدًا لكيفية أداء المعدات في التطبيقات العملية. يتم إجراء الاختبار الضوئي بشكل كامل، وليس جزئيًا، من خلال التقييم الدوراني، والقياس الكامل لإضاءة السطح باستخدام مقياس الإضاءة، والمعايرة الكاملة.
لا تزال هذه الأداة بالغة الأهمية في تطوير تجهيزات الإضاءة بتقنية LED، وتخطيط الطرق والمباني، والنمذجة المعمارية، واختبار كفاءة الطاقة، واعتماد المنتجات. ويضمن التوصيف الزاوي الصحيح للمصممين معرفة كل من الطاقة المنبعثة والإضاءة القابلة للاستخدام، مما يسمح باستخدامها بنجاح في أنظمة الإضاءة الفعلية.

Lisun تم العثور على Instruments Limited بواسطة LISUN GROUP في 2003. LISUN تم اعتماد نظام الجودة بشكل صارم من قبل ISO9001: 2015. كعضو في CIE ، LISUN تم تصميم المنتجات بناءً على CIE و IEC ومعايير دولية أو وطنية أخرى. حصلت جميع المنتجات على شهادة CE ومصادق عليها من قبل مختبر الطرف الثالث.

نحن المنتجات الرئيسية هي مقياس المنظار, دمج المجال, الطيف, مولد عرام, ESD محاكي البنادق, استقبال EMI, معدات اختبار EMC, اختبار السلامة الكهربائية, غرفة البيئة, غرفة درجة الحرارة, غرفة المناخ, الغرفة الحرارية, تجربة بخاخ الملح, غرفة اختبار الغبار, اختبار للماء, اختبار RoHS (EDXRF), اختبار توهج الأسلاك و اختبار لهب الإبرة.

لا تتردد في الاتصال بنا إذا كنت بحاجة إلى أي دعم.
قسم التكنولوجيا: Service@Lisungroup.com، Cell / WhatsApp: +8615317907381
قسم المبيعات: Sales@Lisungroup.com، Cell / WhatsApp: +8618117273997