CN102374897A

CN102374897A - 二轴运动式灯具光通量检测装置

Info

Publication number: CN102374897A
Application number: CN2010102474235A
Authority: CN
Inventors: 俞建峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-07
Filing date: 2010-08-07
Publication date: 2012-03-14

Abstract

本发明公开了一种二轴运动式灯具光通量检测装置，属于光度学检测领域。其技术方案是：本发明提供了一种二轴运动式灯具光通量检测装置，包括灯具支架、无线光度探头、极角电机、方位角小车、圆形轨道、运动控制器、监控计算机、左限位、右限位，其中方位角小车包括嵌槽式滚轮、齿轮、联接件、方位角电机、光度探头安装平台。无线光度探头由极角电机驱动实现经度方向的运动，由方位角电机驱动，实现纬度方向的运动。运动控制器根据监控计算机的指令要求控制极角电机和方位角电机的运动位置，无线光度探头在每一个测试位置测试得到的照度值返回给监控计算机，监控计算机完成球面照度积分计算后就能精确得到灯具的总光通量值。本发明光通量测试精度高，所需暗室空间小，结构简单，维护方便，投资成本低，符合国际标准要求，满足灯具生产企业、第三方认证检测机构测试灯具光通量的需要。

Description

二轴运动式灯具光通量检测装置

技术领域

本发明涉及一种灯具光通量检测装置，尤其是一种二轴运动式灯具光通量检测装置。

背景技术

光通量是表征光源特性的一个重要参数，是光度学的重要指标，在电光源产业和照明工程中有广泛的应用。光通量是确定光源或灯具能效的重要参数。在节能环保的现代社会，LED产品的光通量值已成为国际贸易的技术壁垒。由于LED产品发光具有温度依赖性，准确检测LED灯具的光通量极具挑战性。灯具光通量检测方法包括积分球法、光强积分法、照度分布积分法三种方法。

积分球法——该测量总光通量的方法自1900年以来就被人们所熟知。积分球法为相对测量方法，必须采用光通量标准灯对系统进行定标。对LED产品来说，其光谱分布和空间光强分布与常用标准灯间存在较大差异，会带来较大的测量误差。采用同类LED产品定标积分球系统能大幅提高测量精度，但需要更高精度的总光通量测量方法和设备作为LED产品的量值传递基准。本质上，积分球法检测灯具光通量是一种间接方法，测定光通量存在一定的误差。

光强积分法——在测量暗室中，采用分布光度计测量灯具的光强分布，测试距离要足够长。其缺点是要求的设备安装空间较大，一次性投资成本高。

照度分布积分法——采用光度计测量灯具产品在空间的照度分布，并对全空间积分得到总光通量。由于照度分布积分法的测量精度高，已被国际照明协会制定的CIE 84-1989 《光通量测量》、美国能源之星计划提出的LM-79:2008 《总光通量测量》、GB/T 24824-2009《普通照明用LED模块测试方法》等标准作为总光通量的基准测量方法。

对于节能环保型的LED光源灯具来说，由于LED光源特殊性，采用积分球装置测量LED光通量在CIE 84-1989标准中已经不是推荐方法。市场上现有的基于光强积分法的分布光度计，存在设备结构复杂、购置成本高，光学暗室空间大的弊端。

以上的情况说明，发明一种测试精度高、符合标准要求、通用性强、价格经济的光源和灯具的光通量测试装置是非常必需的。这样一种装置既要能满足一般光源灯具和新型光源灯具的光通量测试标准的要求，又要能够降低设备投资成本和节省测试空间。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种二轴运动式灯具光通量检测装置，灯具通过灯具支架悬挂在圆形轨道的中心，极角电机驱动圆形轨道在纬度方向转动，在方位角电机驱动下，方位角小车的齿轮与圆形轨道啮合，使得方位角小车沿着圆形轨道移动，方位角小车上安装无线光度探头，无线光度探头在两轴复合运动下，完成虚拟球面空间上经度和纬度交点上的照度的采集。照度数据的传递通过监控计算机和无线光度探头之间的无线通讯方式进行，最后，监控计算机进行照度积分计算，获得灯具总光通量值。本发明可满足白炽灯、卤钨灯、荧光灯、低压钠灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、LED等多种灯具和光源的光通量检测。

按照本发明提供的技术方案，所述二轴运动式灯具光通量检测装置包括灯具支架、无线光度探头、极角电机、方位角小车、圆形轨道、运动控制器、监控计算机、左限位、右限位，其中方位角小车包括嵌槽式滚轮、齿轮、联接件、方位角电机、光度探头安装平台。极角电机和方位角电机为伺服电机，运动控制器以位置控制的方式控制极角电机和方位角电机的转动。在监控计算机上设置好虚拟球面空间经度和纬度方向上的照度采集点密度，监控计算机将采集点的位置要求通过通讯接口告知运动控制器，运动控制器控制极角电机和方位角电机转动。方位角小车上有光度探头安装平台，无线光度探头固定在光度探头安装平台上。无线光度探头在球面空间的运动可按下述方式进行：极角电机驱动圆形轨道旋转一个角度，方位角电机从圆形轨道的左限位开始，按照采集点要求，驱动方位角小车沿着圆形轨道运动，直至到达圆形轨道的右限位。

所述圆形轨道，其内圈是齿条形状，圆形轨道的圆弧长度大于半圆，圆形轨道侧向有凸缘。方位角小车的齿轮与圆形轨道内侧齿条相适应。圆形轨道的侧向凸缘，其外侧表面是光滑圆弧形。

所述嵌槽式滚轮，其材质是弹性橡胶，嵌槽式滚轮与齿轮通过联接件连接，从而保证方位角小车在圆形轨道的径向不会发生径向位移。

本发明的优点是：

1、测试精度高，光度探头采集各经纬线交叉点的照度值，然后通过照度积分法获得灯具总光通量值，这是一种光通量直接测量法，与积分球装置测量光通量的相对法相比，测量精度高，是国际标准推荐的光通量测量方法。

2、结构简单，采用两轴驱动的结构形式，降低了设备制造成本。

3、通用性强，适合特殊光源，在整个测试过程中灯具燃姿不变。

4、测试空间小，没有光强积分法的测试距离要求，测试空间大大降低。

5、系统装配简单，不涉及反光镜的安装和平面度校正。

6、测试方法简单，与基于光强积分法的光度计相比，不涉及反射距离的精确测定。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明方位角小车结构示意图。

图中：

1、灯具支架；2、无线光度探头；3、极角电机；4、监控计算机；5、运动控制器；6、方位角小车；7、圆形轨道；8、左限位；9、右限位；10、嵌槽式滚轮；11、联接件、12、齿轮；13、方位角电机；14、光度探头安装平台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

如图1和图2所示，本发明所述的二轴运动式灯具光通量检测装置由灯具支架1、无线光度探头2、极角电机3、监控计算机4、运动控制器5、方位角小车6、圆形轨道7、左限位8、右限位9组成，其中方位角小车6由嵌槽式滚轮10、联接件11、齿轮12、方位角电机13、光度探头安装平台14组成。极角电机3与圆形轨道7联接，方位角小车6在圆形轨道7上，无线光度探头2安装在方位角小车6的光度探头安装平台14上，运动控制器5分别控制极角电机3和方位角电机13，监控计算机4与运动控制器5通过通讯接口相连，监控计算机4与无线光度探头2之间通过无线通讯方式通讯。

嵌槽式滚轮10和齿轮12通过联接件11连接，嵌槽式滚轮10和圆形轨道7的凸缘外表面是弹性接触，齿轮12与圆形轨道7内圈的齿条啮合，这样的配合方式保证方位角小车6在圆形轨道7的径向方向不能发生位移，只能在方位角电机13的驱动齿轮12时，沿着圆形轨道7的周向运动，从而实现无线光度探头2的经线方向的运动。

下面从灯具光通量检测这一流程进行进一步说明。

被测灯具固定在灯具支架1上，并通过适当调节，保证灯具处于圆形轨道7的圆心位置，测试过程中，被测灯具不发生运动，燃姿保持不变。监控计算机4预先确定光度探头在空间球面的采集位置。举例来说，如果虚拟空间球面在经线方向的采集间距为1°，在纬线方向的采集间距也为1°，那么照度采集点总数为129600个。监控计算机4将空间采集位置告知运动控制器5，运动控制器5驱动极角电机3和方位角电机13，实现本发明的二轴控制。在每个预设的照度采集点，无线光度探头2将采集到的该点的照度值通过无线通讯方式传递给监控计算机4。当所需采集点的照度均测试完毕后，监控计算机4依据照度积分法计算得到灯具的总光通量。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种二轴运动式灯具光通量检测装置，包括灯具支架、无线光度探头、极角电机、方位角小车、圆形轨道、运动控制器、监控计算机、左限位、右限位，其中方位角小车包括嵌槽式滚轮、齿轮、联接件、方位角电机、光度探头安装平台，其特征是，灯具支架处于圆形轨道的垂直直径的轴线上，圆形轨道由极角电机驱动，以圆形轨道的直径为轴旋转，方位角小车通过齿轮和嵌槽式滚轮的配合安装在圆形轨道上，齿轮与圆形轨道啮合接触，方位角电机驱动齿轮转动，方位角小车上有光度探头安装平台，无线光度探头固定在光度探头安装平台上，运动控制器与方位角电机和极角电机相连，监控计算机通过通讯接口与运动控制器相连，圆形轨道的水平直径的左侧和右侧安装左限位和右限位。

2.根据权利要求1所述的二轴运动式灯具光通量检测装置，其特征是，方位角小车由嵌槽式滚轮、齿轮、联接件、方位角电机、光度探头安装平台构成，嵌槽式滚轮和齿轮通过联接件连接。

3.根据权利要求1所述的二轴运动式灯具光通量检测装置，其特征是，圆形轨道内圈是齿条形状，圆形轨道的圆弧长度大于半圆，圆形轨道侧向有凸缘。

4.根据权利要求2所述的方位角小车，其特征是，嵌槽式滚轮与圆形轨道凸缘接触，嵌槽式滚轮的材质是弹性橡胶。

5.根据权利要求1所述的二轴运动式灯具光通量检测装置，其特征是，监控计算机具备无线通讯功能，能够与无线光度探头实现无线数据通讯。

6.根据权利要求1所述的二轴运动式灯具光通量检测装置，其特征是，极角电机和方位角电机为伺服电机。