CN103471821A - Led台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，包括高度可调节的固定平台、带有角度示数盘的测量臂和光纤头固定组件，所述固定平台安装于底座的固定支架上，所述测量臂通过支撑架安装于底座上，所述光纤头固定组件固定于测量臂上。本发明还公开LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析方法。本发明有如下优点：将光纤光谱仪引入到LED台灯照度均匀度的检测中，可在检测LED台灯照度均匀度的同时，对所用光源的光谱特性进行检测与分析；设计的测量平台可适用于不同外形台灯的测量，具有较强的普适性；引入光纤光谱仪在一定程度上可提高测量的灵敏度。

Description

LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置及方法

【技术领域】

本发明涉及光源检测设备领域，具体为一种台灯照度均匀度和光谱特性的检测与分析装置及方法。

【背景技术】

LED光源以其体积小、能耗低、使用寿命长、亮度高等优点已广泛应用于照明显示等领域。由于LED光源属于朗伯发射体，在不同的空间角度光强相差很多，发散角较大，使得光能很难照射到较远的被照面上，造成大量光能的浪费。因此在路灯、照明、车用灯具等照明中，必须对它的发散角进行控制，即要对LED光源进行二次光学设计。同样在台灯照明中，单颗LED光源往往难以满足照度的需求，常采用多颗LED堆叠来实现，由于堆叠方式以及LED光源之间的距离直接影响被照面的均匀度，因此需要对被照面的均匀度进行评估。此外由于光源的光谱特性会对人眼的视觉有一定的影响，需要对光源的光谱特性进行检测和评估。

现有的LED台灯性能检测和评估是将照度测量和光谱测量分开进行。具体为：

①照度和照度均匀度的检测：测量点的设定按国家标准GB/T9743-2008进行，以灯具出光口的几何中心的垂直投影点为圆心，位于眼睛的正前方，在灯具的投射范围内，离圆心的半径距离为500mm的三分之一范围内，以30°为间隔，在半径线上进行照度测量，测试间隔为100mm，包括圆心；在测量点利用照度计对该点的照度进行测量，并通过比较得到设定测量范围内的均匀度。这一方法可以给出测量点的照度并对测量的数据分析处理后可得到台灯的均匀度，但这一方法中没有给出LED台灯光源的光谱特性。

②LED台灯所用光源的光谱特性测量:由于光纤光谱仪的模块化和灵活性等优点，光纤光谱仪用于LED光源光学特性的测量中;微型光纤光谱仪的测量速度非常快，可以用于在线分析;而且由于采用了低成本的通用探测器，降低了光谱仪的成本，也降低了整个测量系统的造价。这一测量方案可以对LED光源的光谱特性进行综合评估，但不适合于LED台灯被照面的均匀度的检测和评价。

可见，现有的LED台灯照度均匀度的检测常采用照度计在国家标准（GB/T9743-2008）所规定的测量点进行测量，给出测量点的照度并对测量的数据分析处理后得到台灯的均匀度，但这一方法中没有给出LED台灯的光谱特性。LED台灯所用的光源的光谱特性可通过光谱仪进行测量分析，现有LED光谱方法仅给出光源的光谱特性，没有对被照面的均匀度进行检测和评价。

【发明内容】

本发明的目的在于克服以上所述的现有技术存在的不足，提供一种可以结合照度均匀度和光源光谱特性检测为一体的，结构简单、可有效提高检测效率的LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置及测量方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，包括高度可调节的固定平台、带有角度示数盘的测量臂和光纤头固定组件，所述固定平台安装于底座的固定支架上，所述测量臂通过支撑架安装于底座上，所述光纤头固定组件固定于测量臂上。

所述测量臂由水平转臂、角度示数盘和支撑杆三部分组成。所述支撑杆安装于所述水平转臂的一端下方，所述水平转臂另一端固定于支撑架上，所述角度示数盘安装在所述水平转臂下的底座上；所述水平转臂控制光纤头固定组件的测量坐标；角度示数盘可显示水平转臂旋转的角度；支撑杆可细微调节测量臂的水平。

所述固定平台安装高度调节装置上，可以有效地调节高度，所述高度调节装置固定于底座上。

所述光纤头固定组件安装于所述水平转臂的安装孔上。

所述光纤头固定组件包括针孔固定座、针孔和套筒，所述针孔设置于针孔固定座上，所述针孔固定座安装于套筒上，在所述套筒内设置光纤。

所述光纤与套筒之间设置橡胶垫。

所述光纤头固定组件通过螺纹与水平转臂连接。由于光纤光谱仪的光谱响应灵敏，直接对准台灯的光管测量时，会使光纤光谱仪的输出信号饱和，无法进行测量，因此需要选择不同孔径的限光针孔对入射到光纤的光能量进行限制；光纤头套筒和紧固螺丝可固定光纤头并对光纤头的角度进行细微的调节。

LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析方法，其包括的步骤如下：

（1）将测量臂的转角调节为0°；

（2）将LED台灯固定在平台上；

（3）确定台灯光管的几何中心及其在被照面上的垂直投影点，调节台灯的位置使垂直投影点与测量臂的转动中心重合；

（4）调节台灯灯管的高度，使台灯灯管平面到光纤入光孔平面的高度为400mm；

（5）开启光纤光谱仪测量软件进行测量，根据光纤光谱仪信号的强弱选择不同孔径的针孔;测量并存储数据；

（6）调节光纤头的位置，对准（0，1）点进行测量，旋转测量臂，依次测量（1，1），（1，2），（1，-1），（1，-2）点；

（7）测量臂回到0°，调节光纤头的位置，使其对准（2，0）点进行测量，旋转测量臂，依次测量（2，1），（2，2），（2，-1），（2，-2）点；

（8）按照第7步的测量步骤测量其余测量点；

（9）数据分析并给出测量结果；数据采集与分析软件的设计。将光纤光谱仪测量数据进行分析，并根据一定的算法给出测量结果。

与现有技术相比，本发明有如下优点：将光纤光谱仪引入到LED台灯照度均匀性的检测中，可以检测LED台灯均匀度的同时，对所用光源的光谱特性进行检测与分析。设计的测量平台可适用于不同外形台灯的测量，具有较强的普适性。引入光纤光谱仪在一定程度上可提高测量的灵敏度。

【附图说明】

图1为本发明LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置的结构示意图；

图2为本发明LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置的俯视示意图；

图3为本发明LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置的角度示数盘示意图；

图4为本发明LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置的光纤头固定组件示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。

LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，如图1-4所示，包括高度可调节的固定平台6、带有角度示数盘的测量臂和光纤头固定组件4，所述固定平台6安装于底座8上，所述测量臂通过支撑架3安装于底座8上，所述光纤头固定组件4固定于测量臂上。其中，所述测量臂由水平转臂2、角度示数盘5和支撑杆1三部分组成。所述支撑杆1安装于所述水平转臂2的一端下方，所述水平转臂2另一端固定于支撑架3上，所述角度示数盘5安装在所述水平转臂2下的底座8上。所述水平转臂2控制光纤头固定组件4的测量坐标9；所述角度示数盘5可显示水平转臂旋转的角度；所述支撑杆1可细微调节测量臂的水平。所述固定平台6安装高度调节装置7上，可以有效地调节高度，所述高度调节装置7固定于底座8上。所述光纤头固定组件4安装于所述水平转臂2的螺孔12上。所述光纤头固定组件4包括针孔固定座13、针孔14和套筒17，所述针孔14设置于针孔固定座13上，所述针孔固定座13安装于套筒17上，在所述套筒17内设置光纤18。所述光纤18与套筒17之间设置橡胶保护垫16，紧固螺丝15可压紧和调节光纤头。由于光纤光谱仪的光谱响应灵敏，直接对准台灯的光管测量时，会使光纤光谱仪的输出信号饱和，无法进行测量，因此需要选择不同孔径的限光针孔对入射到光纤的光能量进行限制；光纤头套筒和紧固螺丝可固定光纤头并对光纤头的角度进行细微的调节。将光纤光谱仪测量的数据进行分析，并根据一定的算法给出测量结果。

LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析方法，其包括的步骤如下：

（1）将测量臂的转角调节为0°；

（2）将LED台灯固定在固定平台上；

（3）确定台灯光管的几何中心及其在被照面上的垂直投影点，调节台灯的位置使垂直投影点与测量臂的转动中心重合；

（4）调节台灯灯管的高度，使台灯灯管平面到光纤入光孔平面的高度为400mm；

（5）开启光纤光谱仪测量软件进行测量，根据光纤光谱仪信号的强弱选择不同孔径的针孔，测量并存储数据；

（6）调节光纤头的位置，对准（0，1）点进行测量，旋转测量臂，依次测量（1，1），（1，2），（1，-1），（1，-2）点；

（7）测量臂回到0°，调节光纤头的位置，使其对准（2，0）点进行测量，旋转测量臂，依次测量（2，1），（2，2），（2，-1），（2，-2）点；

（8）按照第7步的测量步骤测量其余测量点；

（9）数据分析并给出测量结果；数据采集与分析软件的设计。将光纤光谱仪测量数据进行分析，并根据一定的算法给出测量结果。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，其特征在于，包括高度可调节的固定平台、带有角度示数盘的测量臂和光纤头固定组件，所述固定平台安装于底座的固定支架上，所述测量臂通过支撑架安装于底座上，所述光纤头固定组件固定于测量臂上。

2.按照权利要求1所述的LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，其特征在于，所述测量臂由水平转臂、角度示数盘和支撑杆三部分组成；所述支撑杆安装于所述水平转臂的一端下方，所述水平转臂另一端固定于支撑架上，所述角度示数盘安装在所述水平转臂下的底座上。

3.按照权利要求1所述的LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，其特征在于，所述固定平台安装于高度可调节装置上，所述高度调节装置固定于底座上。

4.按照权利要求1所述的LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，其特征在于，所述光纤头固定组件安装于所述水平转臂的安装孔上。

5.按照权利要求4所述的LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，其特征在于，所述光纤头固定组件包括针孔固定座、针孔和套筒，所述针孔设置于针孔固定座上，所述针孔固定座安装于套筒上，在所述套筒内设置光纤。

6.按照权利要求5所述的LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析装置，其特征在于，所述光纤与套筒之间设置橡胶垫。

7.一种LED台灯照度均匀度和光谱特性检测与分析方法，其特征在于，其包括的步骤如下：

（1）将测量臂的转角调节为0°；

（2）将LED台灯固定在平台上；

（3）确定台灯光管的几何中心及其在被照面上的垂直投影点，调节台灯的位置使垂直投影点与测量臂的转动中心重合；

（4）调节台灯灯管的高度，使台灯灯管平面到光纤入光孔平面的高度为400mm；

（5）开启光纤光谱仪测量软件进行测量，根据光纤光谱仪信号的强弱选择不同孔径的针孔；

（6）调节光纤头的位置，对准（0，1）点进行测量，旋转测量臂，依次测量（1，1），（1，2），（1，-1），（1，-2）点；

（7）测量臂回到0°，调节光纤头的位置，使其对准（2，0）点进行测量，旋转测量臂，依次测量（2，1），（2，2），（2，-1），（2，-2）点；

（8）按照第7步的测量步骤测量其余测量点。

Images