CN102798515A - 灯具空间光谱分布快速测量装置与方法 - Google Patents

灯具空间光谱分布快速测量装置与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种灯具空间光谱分布快速测量装置，包括框体、待测灯具置放座、光纤束、光开关、光谱仪和数据采集器；光纤束中每根光纤的一端呈点阵式布置于框体上，另一端与光开关输入端连接，光开关的输出端与光谱仪连接，光谱仪与数据采集器连接，还提供了相关的快速测量方法，本发明提供的装置是利用光纤导光的方式来进行的，相对于目前普遍采用的机械转动式光参数分布测量方法而言，符合实际在线测量需求，测量非常迅速，并使得系统设计非常灵活，便于实现多角度快速测量，特别有益于实现生产线在线快速测量。利用光开关分路探测快速获得空间光谱分布，功能性强。

Description

灯具空间光谱分布快速测量装置与方法
技术领域
本发明涉及LED测量技术领域，特别涉及一种灯具空间光谱分布快速测量装置与方法。
背景技术
LED（Light-emitting diode，发光二极管）具有高光效、单色性好、响应快、固态、安全、环保、长寿命等诸多显著优点，已成为继白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯之后的第四代光源，随着技术的不断进步，其取代传统照明光源已大势所趋，LED照明产品的大规模批量化生产时代已经到来。为保证产品的出厂质量，必须进行性能测量。作为一款照明应用产品，衡量其工作状态的最主要指标为在一定电流驱动下产品的照明光学参数，最常用的参数有空间光强分布、光通量、色度、色温、显色性等，这些参数均可由灯具的空间光谱分布直接计算得到。因此，若能获得一定方位角下灯具所发出光辐射的光谱分布，不仅可一次性得到以上所有的光色参数信息，更可进一步获得精确的空间光谱分布，为照明系统的精致配光提供最为详尽的依据。对于空间光谱分布测量，现有通用测量方法为利用分布光度计，通过转动灯具或反射镜获取灯具在全空间各方位角下的光谱分布。由于测量过程中需要进行机械转动，且测量的方位角较多，整体测量效率低下，仅单灯测量将花费半小时以上，且测量前的安装工作亦需要花费较多时间。对于大批量的工业化生产而言，采用传统的测量方法，不可能满足快速与在线测量的产业线需求。
因此，急需一种LED灯具在线快速测量灯具的空间光谱分布装置与方法。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种LED灯具在线快速测量灯具的空间光谱分布装置与方法。
本发明的目的之一是提出一种灯具空间光谱分布快速测量装置；本发明的目的之二是提出一种灯具空间光谱分布快速测量方法。
本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的灯具空间光谱分布快速测量装置，包括框体、待测灯具置放座、光纤束、光开关、光谱仪、控制器和数据采集器；
所述待测灯具置放座设置于框体内部中央，所述光纤束的每根光纤一端呈点阵式布置于框体上，用于传输框体内部待测灯具发出的光线，所述光纤束的另一端与光开关输入端连接，所述光开关的输出端与光谱仪连接，所述光开关、光谱仪和数据采集器分别与控制器连接，所述控制器控制光开关的输入端将由光纤束传输的光线按时序接通至光开关输出端并导入到光谱仪中，所述光谱仪将获得光纤束每一路的光信息数据并输入到数据采集器中。
进一步，所述光开关为N对1的光路切换自动扫描光开关。
进一步，所述框体为半封闭框体，可根据待测灯具的形貌设置为半球形或柱形，其体积需大于待测灯具，所述待测灯具置放座设置于框体内中心处。
进一步，所述光纤束的一端呈点阵式布置于框体上，并朝向待测灯具发光面的中心处。
进一步，所述数据采集器从光谱仪中获取光纤束中每一路光纤的光谱数据，并根据光纤束的光纤端头与待测灯具的相对位置关系，得到在一定方位角下待测灯具发光的光谱数据。
本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的灯具空间光谱分布快速测量方法，包括以下步骤：
S1：将待测灯具置放于框体内部的待测灯具置放座上，并点亮灯具；
S2：在控制器的控制作用下将光开关的第i（i<=N）路输入端接通至输出端，使得第i束光纤中的光线进入至光谱仪，由数据采集器获取并记录光谱数据，N表示光纤束中光纤数；
S3：切换光开关的输入端，重复步骤S2，获得光纤束中所有光纤内传输光的光谱数据；
S4：建立各个光谱数据与其对应的方位角的相对位置关系，获取各方位角下的空间光谱分布数据。
进一步，所述光开关为N对1的光路切换自动扫描光开关。
进一步，所述待测灯具置放座设置于框体内中心处；所述光纤束的一端呈点阵式布置于框体上，并朝向待测灯具发光面的中心处。
进一步，所述框体为半封闭框体，可根据待测灯具的形貌设置为半球形或柱形，其体积需大于待测灯具，所述待测灯具置放座设置于框体内中心处。
进一步，所述数据采集器从光谱仪中获取光纤束中每一路光纤的光谱数据，并根据光纤束的光纤端头与待测灯具的相对位置关系，得到在一定方位角下待测灯具发光的光谱数据。
本发明的优点在于：本发明提供的装置通过光开关来实现光纤依次导光，而传统的方法是通过转动灯具座或探测器来测量各方向的光谱，存在着剧烈的机械运动，效率低下，因此相对于目前传统的测量，本发明提供的测量方法非常迅速，并使得系统设计非常灵活，特别有益于实现生产线在线快速测量。
本发明将光纤组成的探测点阵布置于框体上，每个探测点相对灯具的方位角可预先获知。照明灯具发出的光线会照射进入框体内侧的光纤探头，并从光纤另一侧出射至光开关。光开关可实现N对1的光路切换，将由光纤束出射的光线按一定时序接通至出光通路的光纤，并连接至光谱仪，获得每一通道的光谱数据。整套系统由计算机控制，利用光开关的自动扫描实现各探测通道的光谱测量，从而实现各方位角下的光谱探测，将所有方位角的数据综合起来，可得到灯具的空间光谱分布。因此本发明利用光纤导光配合光开关分路探测的方式实现，可快速获得空间光谱分布，功能性强。
本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明实施例提供的灯具空间光谱分布快速测量装置示意图；
图2为本发明实施例提供的灯具空间光谱分布快速测量方法示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
图1为本发明实施例提供的灯具空间光谱分布快速测量装置示意图，如图所示：本发明提供的灯具空间光谱分布快速测量装置，本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的灯具空间光谱分布快速测量装置，包括框体1、待测灯具置放座2、光纤束7、光开关6、光谱仪5、控制器3和数据采集器4；
所述待测灯具置放座设置于框体内部中央，所述光纤束的每根光纤一端呈点阵式布置于框体上，用于传输框体内部待测灯具发出的光线，所述光纤束的另一端与光开关输入端连接，所述光开关的输出端与光谱仪连接，所述光开关、光谱仪和数据采集器分别与控制器连接，所述控制器控制光开关的输入端将由光纤束传输的光线按时序接通至光开关输出端并导入到光谱仪中，所述光谱仪将获得光纤束每一路的光信息数据并输入到数据采集器中。
所述光开关为N对1的光路切换自动扫描光开关。所述光纤呈点阵式布置于半球形框体上。所述数据采集器根据光纤进光处与待测灯具的相对位置关系进行数据处理，得到每个光纤发出光的光谱分布。
所述框体为半封闭框体，可根据待测灯具的形貌设置为半球形或柱形，其体积需大于待测灯具，所述待测灯具置放座设置于框体内中心处。如果框体为半球形框体，则待测灯具置放座设置于框体球心处，光纤方向沿球径方向对准待测灯具。
所述光纤束的一端呈点阵式布置于框体上，并朝向待测灯具发光面的中心处。
所述数据采集器从光谱仪中获取光纤束中每一路光纤的光谱数据，并根据光纤束的光纤端头与待测灯具的相对位置关系，得到在一定方位角下待测灯具发光的光谱数据。
图2为本发明实施例提供的灯具空间光谱分布快速测量方法示意图，如图所示：本发明实施例提供的灯具空间光谱分布快速测量方法，包括以下步骤：
S1：将待测灯具置放于框体内部的待测灯具置放座上，并点亮灯具；
S2：在控制器的控制作用下将光开关的第i（i<=N）路输入端接通至输出端，使得第i束光纤中的光线进入至光谱仪，由数据采集器获取并记录光谱数据，N表示光纤束中光纤数；
S3：切换光开关的输入端，重复步骤S2，获得光纤束中所有光纤内传输光的光谱数据；
S4：建立各个光谱数据与其对应的方位角的相对位置关系，获取各方位角下的空间光谱分布数据。
所述光开关为N对1的光路切换自动扫描光开关。所述框体为半封闭框体，所述框体为半球形框体，所述待测灯具置放座设置于框体球心处；所述传输光纤方向沿球径方向对准待测灯具。所述传输光纤呈点阵式布置于半球形框体上。
所述框体还可根据待测灯具的形貌设置为柱形，其体积需大于待测灯具，所述待测灯具置放座设置于框体内中心处。
所述数据采集器从光谱仪中获取光纤束中每一路光纤的光谱数据，并根据光纤束的光纤端头与待测灯具的相对位置关系，得到在一定方位角下待测灯具发光的光谱数据。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.  灯具空间光谱分布快速测量装置，其特征在于：包括框体、待测灯具置放座、光纤束、光开关、光谱仪、控制器和数据采集器；
所述待测灯具置放座设置于框体内部中央，所述光纤束的每根光纤一端呈点阵式布置于框体上，用于传输框体内部待测灯具发出的光线，所述光纤束的另一端与光开关输入端连接，所述光开关的输出端与光谱仪连接，所述光开关、光谱仪和数据采集器分别与控制器连接，所述控制器控制光开关的输入端将由光纤束传输的光线按时序接通至光开关输出端并导入到光谱仪中，所述光谱仪将获得光纤束每一路的光信息数据并输入到数据采集器中。
2.  根据权利要求1所述的灯具空间光谱分布快速测量装置，其特征在于：所述光开关为N对1的光路切换自动扫描光开关。
3.  根据权利要求1所述的灯具空间光谱分布快速测量装置，其特征在于：所述框体为半封闭框体，根据待测灯具的形状设置为半球形或柱形，其体积需大于待测灯具，所述待测灯具置放座设置于框体内中心处。
4.  根据权利要求1所述的灯具空间光谱分布快速测量装置，其特征在于：所述光纤束的一端呈点阵式布置于框体上，并朝向待测灯具发光面的中心处。
5.  根据权利要求1所述的灯具空间光谱分布快速测量装置，其特征在于：所述数据采集器从光谱仪中获取光纤束中每一路光纤的光谱数据，并根据光纤束的光纤端头与待测灯具的相对位置关系，得到在一定方位角下待测灯具发光的光谱数据。
6.  灯具空间光谱分布快速测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将待测灯具置放于框体内部的待测灯具置放座上，并点亮灯具；
S2：在控制器的控制作用下将光开关的第i（i<=N）路输入端接通至输出端，使得第i束光纤中的光线进入至光谱仪，由数据采集器获取并记录光谱数据，其中，N表示光纤束中光纤数；
S3：切换光开关的输入端，重复步骤S2，直到获得光纤束中所有光纤内传输光的光谱数据；
S4：建立各个光谱数据与其对应的方位角的相对位置关系，获取各方位角下的空间光谱分布数据。
7.  根据权利要求6所述的灯具空间光谱分布快速测量方法，其特征在于：所述光开关为N对1的光路切换自动扫描光开关。
8.  根据权利要求6所述的灯具空间光谱分布快速测量方法，其特征在于：所述待测灯具置放座设置于框体内中心处；所述光纤束的一端呈点阵式布置于框体上，并朝向待测灯具发光面的中心处。
9.  根据权利要求6所述的灯具空间光谱分布快速测量方法，其特征在于：所述框体为半封闭框体，可根据待测灯具的形貌设置为半球形或柱形，其体积需大于待测灯具，所述待测灯具置放座设置于框体内中心处。
10.  根据权利要求6所述的灯具空间光谱分布快速测量方法，其特征在于：所述数据采集器从光谱仪中获取光纤束中每一路光纤的光谱数据，并根据光纤束的光纤端头与待测灯具的相对位置关系，得到在一定方位角下待测灯具发光的光谱数据。
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