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灯具分布光度测量 第1页，此课件共34页哦灯具概述灯具又称照明器，其功能就是照明，在使用上主要有两种，一种是以装灯具又称照明器，其功能就是照明，在使用上主要有两种，一种是以装饰为主，一种是以功能为主。装饰用灯具一般系用装饰性的部件围绕光饰为主，一种是以功能为主。装饰用灯具一般系用装饰性的部件围绕光源组合而成，其形式从简单的普通吊灯到大型华丽的枝形花吊灯功能源组合而成，其形式从简单的普通吊灯到大型华丽的枝形花吊灯功能性灯具系指那些为了符合在使用上的需求：即高的照明效率和低眩光的性灯具系指那些为了符合在使用上的需求：即高的照明效率和低眩光的要求而采取对光源发出的光进行控制的灯具；它的作用是把光源发出的要求而采取对光源发出的光进行控制的灯具；它的作用是把光源发出的光按需求重新加以分配，以把光送到它应到的地方，它可以让该亮的地光按需求重新加以分配，以把光送到它应到的地方，它可以让该亮的地方亮起来，该暗的地方让它暗下来。如室内的控照荧光灯、筒灯、射灯方亮起来，该暗的地方让它暗下来。如室内的控照荧光灯、筒灯、射灯以及室外的路灯、泛光灯等。装饰性灯具的装饰功能强，照明作用偏弱：以及室外的路灯、泛光灯等。装饰性灯具的装饰功能强，照明作用偏弱：功能性灯具控光能力强，装饰功能弱，各自侧重不同，用途不同。功能性灯具控光能力强，装饰功能弱，各自侧重不同，用途不同。灯具本身的基本作用是提供与光源的电气连接，但还有许多其它的重要灯具本身的基本作用是提供与光源的电气连接，但还有许多其它的重要功能如光源的防护、适宜的机械特性、壳体的防护要求、电气安全要求、功能如光源的防护、适宜的机械特性、壳体的防护要求、电气安全要求、热要求、标志要求和光度功能要求热要求、标志要求和光度功能要求第2页，此课件共34页哦基本量值基本量值光通量:光通量是光源在单位时间内发出的光量，也即为辐射通量（或辐射功率）能够被人眼视觉系统所感受的那部分有效当量。可以用来判断可见光谱范围内光谱效率所能引起的主观感觉的强弱。单位：lm符号表示：第3页，此课件共34页哦立体角（）用于表示空间范围的一个量，它是一个任意锥面所包围的空间(2-4）。立体角的大小是这样度量的，以锥面的顶点为球心，任意长度为半径作一球面，锥面将球面分成S1和S2两部分，它们分别对球心所张的立体角为D1和D2，其大小可以表示为：图2-4立体角及其度量方法立体角的单位叫球面度（sr），它是半径为1米的球面上，1平方米的球面对球心所张的立体角。因此，整个球面对球心所张的立体角为：第4页，此课件共34页哦发光强度：光源在给定方向上的发光强度是该光源在该方向的立体角元d内传输的光通量d除以该立体角元之商，即=d/d单位：1cd1lm/1sr 实际光源或灯具各方向的发光强度不同。为了描述其发光的空间分布特性，需要用发光强度分布曲线（又叫配光曲线）来表示。它是照明计算和设计的一种重要依据 第5页，此课件共34页哦照度（illuminance）表面上一点的照度是入射在包含该点面元上的光通量d除以该面元面积dS之商。即：单位为勒克斯（lx），1lx=1lm/m2若光源照到某一表面的总光通量为，该表面面积为S，则该表面上的平均照度为E=/S。对于点光源，若在某一方向上的发光强度为I，那么在该方向上离开光源的距离为r处的照度E=I/r2。照度与离光源的距离平方成反比。当不是点光源的时候，此定律在距离大于光源尺寸5倍以上的时候成立。第6页，此课件共34页哦标准介绍标准介绍1.CIE Pub.NO.70,”The Measurment of Absolute Luminous Intensity Distributions”2.CIE DIV.-TC10,”Photometry of Luminaires”3.IES LM-35-1989,”IES Approved Method for Photometric Testing of Floodlights”4.IES LM-31-1995,”IES Approved Method for Photometric Testing of Roadway Luminaires”5.IES-1971(73-96),”IES Practical Guide to Photometry”6.GB/T 7002-1986,”投光照明灯具光度测试投光照明灯具光度测试”7.GB/T 9467-1988,”室内灯具光度测试室内灯具光度测试”8.GB/T 9468-1988,”道路照明灯具光度测试道路照明灯具光度测试”9.IES 61341“Method of Measurement of Center Beam Intensity and Beam Angle(s)of Reflector Lamp”10.CIE Pub.NO.76,”Photometry-the CIE Sytstem of Physical Photometry”第7页，此课件共34页哦灯具的光度中心光轴光轴通常光轴指灯具发出光束的中心线。通常光轴指灯具发出光束的中心线。一般来说，光轴应由灯具制造厂用标志标出。如果没有的话，至少在灯具的一般来说，光轴应由灯具制造厂用标志标出。如果没有的话，至少在灯具的可调方向应有一个方向标记，通过光度测试定出光轴对应于该标记的位置。可调方向应有一个方向标记，通过光度测试定出光轴对应于该标记的位置。灯具光度中心灯具光度中心灯具在光度计上的安装位置应能使灯具的测光中心与光度计的光中心重合。灯具在光度计上的安装位置应能使灯具的测光中心与光度计的光中心重合。灯具的测光中心用以下方法来确定：灯具的测光中心用以下方法来确定：a.如果光源中心位于灯具外壳口面（也可以是没敞开型的反射器口面）之外，则灯具的如果光源中心位于灯具外壳口面（也可以是没敞开型的反射器口面）之外，则灯具的测光中心应为光源中心；测光中心应为光源中心；b.如果光源中心位于灯具外壳口面（也可以是没敞开型的反射器口面）之内，则灯具的测光如果光源中心位于灯具外壳口面（也可以是没敞开型的反射器口面）之内，则灯具的测光中心应在通过光源中心的垂直轴与上述口面的交点上；中心应在通过光源中心的垂直轴与上述口面的交点上；c.多光源的灯具，光源中心应是各光源的几何中心。多光源的灯具，光源中心应是各光源的几何中心。d.棱晶玻璃罩则以玻璃罩的中心为几何中心，普通钢化玻璃以反射器口面为棱晶玻璃罩则以玻璃罩的中心为几何中心，普通钢化玻璃以反射器口面为中心。中心。第8页，此课件共34页哦灯具测试坐标系Type A第9页，此课件共34页哦Type B第10页，此课件共34页哦Type CType C和Type B是常用的两种测试坐标系。其中出具测试报告的时候，投光灯具是使用Type B坐标系，而其他灯具使用Type C坐标系第11页，此课件共34页哦不同类型灯具的C平面规定投光灯的投光灯的C平面安装方式见下图：平面安装方式见下图：第12页，此课件共34页哦室内灯具应包含格栅灯、筒灯、工矿灯等室内灯具应包含格栅灯、筒灯、工矿灯等在室内使用的灯具。在室内使用的灯具。第13页，此课件共34页哦第14页，此课件共34页哦路灯第15页，此课件共34页哦第16页，此课件共34页哦1.空间光强分布2.平面等照度分布曲线、等光强曲线 3.亮度限制曲线、眩光等级4.灯具光束角、有效发光角5.环带光通量、灯具的总光通量、灯具效率、上射光通比、下射光通比6.电参数（功率、功率因数、电压、电流）等 主要测试参数主要测试参数第17页，此课件共34页哦不同光源、灯具向空间各个方向射出的光通量是很不一样的。不同光源、灯具向空间各个方向射出的光通量是很不一样的。空间图最能直观地描绘光分布的特性方法是把各个方向上测得的光强，空间图最能直观地描绘光分布的特性方法是把各个方向上测得的光强，以一条条矢径的形式画在一个球坐标系上。假定光源就在坐标系的极点上，以一条条矢径的形式画在一个球坐标系上。假定光源就在坐标系的极点上，这些矢量合起来就构成了这些矢量合起来就构成了“光分布体光分布体”灯具的光强分布第18页，此课件共34页哦要标志辐射轴对称的光源在空间的光分布，要标志辐射轴对称的光源在空间的光分布，有一条光强分布曲线就足够用了。有一条光强分布曲线就足够用了。如果与轴向对称的差别较大，那么只用一如果与轴向对称的差别较大，那么只用一条曲线描述光在空间的分布就不够了，在条曲线描述光在空间的分布就不够了，在这个情况下就需要测定好几个特征平面上这个情况下就需要测定好几个特征平面上的光分布曲线。的光分布曲线。第19页，此课件共34页哦极坐标表示法极坐标表示法这种方法常用于室内和道路的灯具的光分布。它很形象地以极坐标的原点表示灯这种方法常用于室内和道路的灯具的光分布。它很形象地以极坐标的原点表示灯具的光中心，以一定方向的矢量表示光强的大小，以极坐标的角度表示光强矢量具的光中心，以一定方向的矢量表示光强的大小，以极坐标的角度表示光强矢量与光轴之间的夹角与光轴之间的夹角 第20页，此课件共34页哦直角坐标表示法直角坐标表示法此方法常用于泛光灯和配光非常窄的灯具和光源光分布的表示。用直角坐标的原点表此方法常用于泛光灯和配光非常窄的灯具和光源光分布的表示。用直角坐标的原点表示光中心，用横坐标表示方向角，用纵坐标表示光强示光中心，用横坐标表示方向角，用纵坐标表示光强 非对称泛光灯光强分布曲线的直角坐标表示非对称泛光灯光强分布曲线的直角坐标表示 第21页，此课件共34页哦平面等照度分布曲线平面等照度曲线：连结测量截面上等照度的点的曲线。第22页，此课件共34页哦第23页，此课件共34页哦空间等光强分布曲线第24页，此课件共34页哦亮度限制曲线和眩光亮度限制曲线是亮度限制曲线是CIE推荐的作为评价室内一般灯具直接眩光的标准和推荐的作为评价室内一般灯具直接眩光的标准和方法。方法。眩光：在视野范围内有眩光：在视野范围内有亮度极高的物体或亮度亮度极高的物体或亮度对比过大，或空间和时对比过大，或空间和时间上存在着极端的对比，间上存在着极端的对比，就可引起不舒适的视觉，就可引起不舒适的视觉，或造成视功能下降，或或造成视功能下降，或同时产生这两种效应的同时产生这两种效应的现象。眩光是影响照明现象。眩光是影响照明质量的最重要因素。质量的最重要因素。第25页，此课件共34页哦第26页，此课件共34页哦根据在照明使用中对照明质量的不同要求，根据在照明使用中对照明质量的不同要求，CIE将室内一般灯具直接眩光将室内一般灯具直接眩光分为分为5个质量等级。个质量等级。眩光限制等眩光限制等级级 眩光程度眩光程度 视觉视觉要求和适用要求和适用场场所示例所示例 A很高很高质质量量 无眩光感无眩光感 很很严严格的格的视觉视觉要求如手要求如手术术室、病房、室、病房、计计算机房、有算机房、有视觉显视觉显示装置示装置的的办办公室、展室。公室、展室。B高高质质量量 有很弱眩有很弱眩光感光感 视觉视觉要求高的作要求高的作业业或高等或高等视觉视觉作作业业但要求注意力高度集中。如教但要求注意力高度集中。如教室、室、阅览阅览室、比室、比赛赛大大厅厅 C中等中等质质量量 有有轻轻微眩微眩光感光感 中等中等视觉视觉要求的作要求的作业业或要求注意力一般且工作人或要求注意力一般且工作人员员没有一定程度没有一定程度的流的流动动性。如会性。如会议议室、室、营业厅营业厅、餐、餐厅厅、观观众众厅厅、休息、休息厅厅、候、候车厅车厅、厨房厨房 D低低质质量量 有眩光感有眩光感 视觉视觉要求或要求注意力集中程度要求或要求注意力集中程度较较低的作低的作业业，工作人，工作人员员在有限区在有限区域内域内频频繁走繁走动动。如通道。如通道 E很低很低质质量量 有有较较强强眩眩光感光感 视觉视觉要求低且工作人要求低且工作人员员不限于一个工作不限于一个工作岗岗位而是来回走位而是来回走动动或不是或不是由同一批人由同一批人连续连续使用的房使用的房间间。如。如仓库仓库、储储藏藏间间、汽、汽车库车库 第27页，此课件共34页哦灯具利用系数灯具的利用系数是指灯具在规定的条件下可使多少灯具内灯具的利用系数是指灯具在规定的条件下可使多少灯具内光源的光通量送到工作面上。高的利用系数和低的眩光这光源的光通量送到工作面上。高的利用系数和低的眩光这是照明设计人员追求的重要目标之一室内灯具的利用系数是照明设计人员追求的重要目标之一室内灯具的利用系数是在考虑灯具对工作面的直射照度的贡献上，还考虑了四是在考虑灯具对工作面的直射照度的贡献上，还考虑了四壁、顶棚和地板的相互反射对工作面照度的贡献。道路灯壁、顶棚和地板的相互反射对工作面照度的贡献。道路灯具的利用系数则只考虑灯具直射光通量对路面照度的贡献。具的利用系数则只考虑灯具直射光通量对路面照度的贡献。泛光灯具由于使用场所难以规范数据化，因此，泛光灯具泛光灯具由于使用场所难以规范数据化，因此，泛光灯具的光度数据中没有利用系数。的光度数据中没有利用系数。第28页，此课件共34页哦路灯利用系数曲线第29页，此课件共34页哦灯具光束角最大光强：灯具的最大光强（即锋值光强）最大光强：灯具的最大光强（即锋值光强），单位：，单位：cd。光束角，一般是指在光束角，一般是指在50%最大光强间夹角最大光强间夹角为光束角，单位：度。一般把光束角为光束角，单位：度。一般把光束角20的称为窄光束；把光束角在的称为窄光束；把光束角在2040之间之间的称为中光束：光束角的称为中光束：光束角40的称为宽光束。的称为宽光束。第30页，此课件共34页哦照度距离配光曲线第31页，此课件共34页哦环带光通量：按照一定角度划分的环带上所测得的光通量值。环带光通量和灯具效率第32页，此课件共34页哦灯具的（光）效率是表示灯具的出射光通灯具的（光）效率是表示灯具的出射光通量与光源发出的光通量之比一般来讲灯量与光源发出的光通量之比一般来讲灯具的（光）效率越高越好，但是不能片面具的（光）效率越高越好，但是不能片面的单纯追求灯具的（光）效率这单一指标：的单纯追求灯具的（光）效率这单一指标：如果灯具（光）效率太高，在如果灯具（光）效率太高，在90%左右或左右或以上，在某种意义上说它的控光能力不很以上，在某种意义上说它的控光能力不很强：我们只有在灯具的光分布相同的情况强：我们只有在灯具的光分布相同的情况下，追求高的灯具效率才有实际的意义。下，追求高的灯具效率才有实际的意义。第33页，此课件共34页哦灯具的上（下）射光通比分别指它们的上（下）射的光通量，与灯具光源发出的光通量的比值在IESNA标准中，主要用此参数来确定室内灯具的分类和路灯的截光类型。上射光通比和下射光通比第34页，此课件共34页哦