CN109282972A - 一种测定特种灯具光强参数的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种测定特种灯具光强参数的装置，包括控制模块、灯具投射端和与灯具投射端配合的感光测试端；灯具投射端处设有水平旋转台；水平旋转台固定待测灯具以使灯具发光面水平指向灯具投射端；灯具投射端设有垂直的感光靶位；感光测试端处设有瞄准装置以使感光靶位对准待测灯具；灯具投射端与感光测试端的距离为测试间距；测试间距使待测灯具光斑位于感光靶位内；感光靶位处设有可垂直升降的光强度检测台；当进行光强参数测定时，感光测试端光强度检测台在感光靶位内升降以测试灯具光强参数；水平旋转台转动待测灯具以使灯具不同部位的光线均能投射于感光靶位处进行测试；本发明能以简单的设备快速进行灯具光学参数的自动检测。

Description

一种测定特种灯具光强参数的装置和方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其是一种测定特种灯具光强参数的装置和方法。

背景技术

现有的灯具检测方式包括在线式检测和人工方式检测：

在线式检测的方式是运用光学传感器，对每个灯具的光学参数实现在线测量。该方法避免了灯的拆卸和组装工作。

人工方式，对每一个灯具的开路，短路，输入功率，隔离变压器等情况进行逐一检查。

但是在线式检测存在以下缺点：

（1）系统复杂，设备成本高；

（2）在线检测无法控制测试环境，容易收到自然光，供电线路电压电流等变化的影响，结果误差较大，无法作为设备参数定标数据，不能作为与国家标准比较判定是否达标的依据。

人工方式检修方式存在以下不足：

（1）人工只能判别灯的亮灭，高亮度条件下肉眼无法判别灯具亮度的差异，，而且人工长时间高强度作业容易产生误判；

（2）人工检查费时费力。

发明内容

本发明提出一种测定特种灯具光强参数的装置和方法，能以简单的设备快速进行灯具光学参数的自动检测。

本发明采用以下技术方案。

一种测定特种灯具光强参数的装置，所述装置包括控制模块（4）、灯具投射端和与灯具投射端配合的感光测试端；所述灯具投射端处设有水平旋转台（12）；所述水平旋转台以灯具测试工装固定待测灯具以使灯具发光面水平指向灯具投射端；所述灯具投射端设有垂直向的感光靶位；所述感光测试端处设有瞄准装置以使感光靶位对准待测灯具；所述灯具投射端与感光测试端的距离为测试间距；所述测试间距使待测灯具投射光斑位于感光靶位内；所述感光靶位处设有可垂直升降的光强度检测台（22）；当进行光强参数测定时，待测灯具光线直射于感光靶位处；所述感光测试端光强度检测台在感光靶位内升降以测试灯具光强参数；灯具投射端的水平旋转台转动待测灯具以使灯具不同部位的光线均能投射于感光靶位处进行测试。

在进行光强参数测定时，灯具投射端以恒流电源对待测灯具供电；所述灯具测试工装包括立式灯具测试工装（15）、平式灯具测试工装（16）；所述感光靶位上边界处设有上限位开关（19），下边界处设有下限位开关（28）。

所述灯具投射端设有以福马轮（1）支撑的机台框架（18）；机台框架上部设置水平旋转台；所述水平旋转台在X轴伺服电机（5）驱动下旋转；水平旋转台处设有旋转台水平仪（13）；所述水平旋转台旁设有导电环（11）向灯具传输电能；机台框架处设有X轴原台开关（17）以对水平旋转台复位。

所述机台框架处设有总电源航空插座（2）、通讯航空插座（3）、电源插座（14）、手动开关（6）、总电源开关（7）、恒流电源控制屏（9）和机台电柜门框（10）；所述通讯航空插座处设有通讯线缆与感光测试端相连；所述控制模块经通讯线缆对感光测试端进行控制。

所述瞄准装置为对准激光灯（24）；所述感光测试端包括支架（21）、支架底座（20）、对准激光灯电源开关（23）、驱动光强度检测台升降的升降步进电机（29）和带接线箱通讯航空插座（31）的就地接线箱（30）；所述光强度检测台处设有光照度检测仪感应器（25）、旋转台原点开关反射板（26）；所述支架处设有用于对光强度检测台位置进行复位的零点开关（27）；所述升降步进电机以丝杆带动光强度检测台在支架的滑轨处升降；所述控制模块与计算机相连。

所述恒流电源包括恒流源、BK变压器和电流互感器；所述恒流源设有可对电流进行反馈以动态调节设备的供电状态从而使得电流趋于恒定的恒流器件；所述恒流源设于恒流电源的输入端和输出端处；

恒流电源输入端的恒流源与变压模块相连；所述变压模块包括两个串联连接的BK变压器，在串联连接中的第一个BK变压器用于保持电压稳定，第二个BK变压器进行电压转换以形成所需电压；第二个BK变压器后连有用于降低电流的电流互感器。

一种测定特种灯具光强参数的方法，所述方法基于所述的装置；包括以下步骤；

A1、在黑暗的测试环境中，使待测灯具光线直射于感光靶位处；所述感光测试端光强度检测台在感光靶位内升降以测试灯具光强参数；

A2、当光强度检测台完成一次升降后，灯具投射端的水平旋转台把待测灯具旋转一预设角度，然后光强度检测台再次升降以测试灯具；

A3、当光强度检测台在升降行程内首次未感应光照时，驱动旋转台进行反向旋转，回到A2继续测试，当再次未感应光照时，测试停止，然后以数据分析方法分析光强度检测台所测得的光强数据。

所述测试环境为实验室，实验室的长度不少于7米，宽度不少于3米，高度不少于4米，所述数据分析方法包括以下步骤；

B1、对采集的光强数据进行转化，把光强数据转换为以坎德拉为单位的光强计量数据；

B2、以水平旋转台的水平转动为X轴；以光强度检测台的垂直升降为Y轴；画出灯具在标准下的光强轨迹图，根据要检测的参数进行选择区域的大小；

B3、将选择后的数据划分m*n个小矩形（这里选择区域说明），生成矩形网格，并对数据进行编号；

B4、当检测指标为平均光强时，将标准光强图内的编号对应的数据记成SUM，标准光强图内的方格数量记作k，求出主光束的平均强度A=SUM/k，设标准的值为M，若A>M，则记录本项检测合格，若A<M，则记录本项检测不合格；

B5、当检测指标为主光束的最小强度，设标准的最小光强为Y，与标准光强图内的每个编号的数据X做比较，若X>Y, 则该方格填充第一标识色，若X<Y，该方格填充第二标识色。若第一标识色格子的数量大于第二标识色格子数，则本项检测记合格，反之不合格；

B6、当检测指标为最大光强和最小光强的比值时，设标准光强图内的最大光强值H，与最小光强值K，比值η=H/K。同样和标准下的比例进行比较，在误差范围内均记为合格，超出则为不合格；

B7、通过B4、B5、B6得出的三款数据即可判断灯具是否能够继续使用，若有两款数据达到合格的标准则该灯具达标仍可继续使用，反之就要更换灯具。

本发明的优点在于：

1、采用恒流源控制在室内对灯具实现检测，保证了灯具检测的过程不因外界环境、电压等的变化而影响光束的强度，与原有的技术相比进一步保证了数据的准确性；

2、通过控制器控制电机带动垂直靶位和旋转台运动，实现了灯具光强的自动检测；

3、利用光强度传感器直接读取光束的强度数据，克服人工检测容易产生的误判。

本发明在遵循测定标准前提下使得垂直靶位上安装的光强度传感器对正测定位置，使得光强度传感器准确读取光束强度；提升了测量精度和准确性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的灯具投射端的示意图；

附图2是本发明的感光测试端的示意图；

附图3是恒流电源的原理示意图；

附图4是恒流电源的电路示意图；

附图5是本发明的测定方法的过程示意图；

附图6是本发明的测定方法的流程示意图；

附图7是本发明在测试灯具时的工作示意图；

附图8是步骤B2的光强轨迹图的示意图；

附图9是步骤B3的矩形网格的示意图；

图中：1-福马轮；2-总电源航空插座；3-通讯航空插座；4-控制模块；5-X轴伺服电机；6-手动开关；7-总电源开关；8-机台顶板；9-恒流电源控制屏；10-机台电柜门框；11-导电环；12-水平旋转台；13-旋转台水平仪；14-电源插座；15-立式灯具测试工装；16-平式灯具测试工装；17-X轴原台开关；18-机台框架；19-上限位开关；20-支架底座；21-支架；22-光强度检测台；23-对准激光灯电源开关；24-对准激光灯；25-光照度检测仪感应器；26-旋转台原点开关反射板；27-零点开关；28-下限位开关；29-升降步进电机；30-就地接线箱；31-接线箱通讯航空插座。

具体实施方式

如图1-9所示，一种测定特种灯具光强参数的装置，所述装置包括控制模块4、灯具投射端和与灯具投射端配合的感光测试端；所述灯具投射端处设有水平旋转台12；所述水平旋转台以灯具测试工装固定待测灯具以使灯具发光面水平指向灯具投射端；所述灯具投射端设有垂直向的感光靶位；所述感光测试端处设有瞄准装置以使感光靶位对准待测灯具；所述灯具投射端与感光测试端的距离为测试间距；所述测试间距使待测灯具投射光斑位于感光靶位内；所述感光靶位处设有可垂直升降的光强度检测台22；当进行光强参数测定时，待测灯具光线直射于感光靶位处；所述感光测试端光强度检测台在感光靶位内升降以测试灯具光强参数；灯具投射端的水平旋转台转动待测灯具以使灯具不同部位的光线均能投射于感光靶位处进行测试。

在进行光强参数测定时，灯具投射端以恒流电源对待测灯具供电；所述灯具测试工装包括立式灯具测试工装15、平式灯具测试工装16；所述感光靶位上边界处设有上限位开关19，下边界处设有下限位开关28。

所述灯具投射端设有以福马轮1支撑的机台框架18；机台框架上部设置水平旋转台；所述水平旋转台在X轴伺服电机5驱动下旋转；水平旋转台处设有旋转台水平仪13；所述水平旋转台旁设有导电环11向灯具传输电能；机台框架处设有X轴原台开关17以对水平旋转台复位。

所述机台框架处设有总电源航空插座2、通讯航空插座3、电源插座14、手动开关6、总电源开关7、恒流电源控制屏9和机台电柜门框10；所述通讯航空插座处设有通讯线缆与感光测试端相连；所述控制模块经通讯线缆对感光测试端进行控制。

所述瞄准装置为对准激光灯24；所述感光测试端包括支架21、支架底座20、对准激光灯电源开关23、驱动光强度检测台升降的升降步进电机29和带接线箱通讯航空插座31的就地接线箱30；所述光强度检测台处设有光照度检测仪感应器25、旋转台原点开关反射板26；所述支架处设有用于对光强度检测台位置进行复位的零点开关27；所述升降步进电机以丝杆带动光强度检测台在支架的滑轨处升降；所述控制模块与计算机相连。

所述恒流电源包括恒流源、BK变压器和电流互感器；所述恒流源设有可对电流进行反馈以动态调节设备的供电状态从而使得电流趋于恒定的恒流器件；所述恒流源设于恒流电源的输入端和输出端处；

恒流电源输入端的恒流源与变压模块相连；所述变压模块包括两个串联连接的BK变压器，在串联连接中的第一个BK变压器用于保持电压稳定，第二个BK变压器进行电压转换以形成所需电压；第二个BK变压器后连有用于降低电流的电流互感器。

一种测定特种灯具光强参数的方法，所述方法基于所述的装置；包括以下步骤；

A1、在黑暗的测试环境中，使待测灯具光线直射于感光靶位处；所述感光测试端光强度检测台在感光靶位内升降以测试灯具光强参数；

A2、当光强度检测台完成一次升降后，灯具投射端的水平旋转台把待测灯具旋转一预设角度，然后光强度检测台再次升降以测试灯具；

A3、当光强度检测台在升降行程内首次未感应光照时，驱动旋转台进行反向旋转，回到A2继续测试，当再次未感应光照时，测试停止，然后以数据分析方法分析光强度检测台所测得的光强数据。

所述测试环境为实验室，实验室的长度不少于7米，宽度不少于3米，高度不少于4米，所述数据分析方法包括以下步骤；

B1、对采集的光强数据进行转化，把光强数据转换为以坎德拉为单位的光强计量数据；

B2、以水平旋转台的水平转动为X轴；以光强度检测台的垂直升降为Y轴；画出灯具在标准下的光强轨迹图，根据要检测的参数进行选择区域的大小；

B3、将选择后的数据划分m*n个小矩形这里选择区域说明，生成矩形网格，并对数据进行编号；

B4、当检测指标为平均光强时，将标准光强图内的编号对应的数据记成SUM，标准光强图内的方格数量记作k，求出主光束的平均强度A=SUM/k，设标准的值为M，若A>M，则记录本项检测合格，若A<M，则记录本项检测不合格；

B5、当检测指标为主光束的最小强度，设标准的最小光强为Y，与标准光强图内的每个编号的数据X做比较，若X>Y, 则该方格填充第一标识色，若X<Y，该方格填充第二标识色。若第一标识色格子的数量大于第二标识色格子数，则本项检测记合格，反之不合格；

B6、当检测指标为最大光强和最小光强的比值时，设标准光强图内的最大光强值H，与最小光强值K，比值η=H/K。同样和标准下的比例进行比较，在误差范围内均记为合格，超出则为不合格；

B7、通过B4、B5、B6得出的三款数据即可判断灯具是否能够继续使用，若有两款数据达到合格的标准则该灯具达标仍可继续使用，反之就要更换灯具。

本例中，光强度检测台由步进电机驱动，步进电机由控制器设定的脉冲数量和频率实现方向和速度控制。光强度传感器位于靶位的上方，通过电机驱动带动传感器上下移动，从而读出一列的光斑数据。

本例中，采用两个BK变压器，第一个BK变压器设在恒流后保持电压稳定输入，有效防止外界输入电压的波动；第二个BK变压器根据变压器绕组的不同进行电压转换为所需要的输入，如图所示，闭合继电器1KA1使电压恒为220V，经过变压器转化为60V输送给电流互感器和JC恒流源。

本例中，电流互感器可将一次侧的大电流转换成较小的电流输出，其中绕组按规定参数进行缠绕，S1,S2表示二次电流输出端子，在本发明中B2-60传输从电流互感器的P1端进入，从P2端输出，从S1流出的二次侧为较小的电流，再经过恒流源再次稳定电流并输出。传至导电环最后输送给灯具，实现电源恒流供电。

本例中，光强度检测台在垂直靶位处每次移步的距离、旋转台的旋转角度都是根据该种灯具的相关规定进行调节，通过控制器设定具体的程序、加速度、脉冲数等实现两者电机协调运动，即可实现灯具光强的自动检测。

本例中，可以采用光强度传感器以外的方法来读取和记录灯具的光学参数；步进电机可以用伺服电机进行代替；可采用不同型号的恒流源规格型号对灯具进行恒流源控制。

Claims (8)

1.一种测定特种灯具光强参数的装置，其特征在于：所述装置包括控制模块（4）、灯具投射端和与灯具投射端配合的感光测试端；所述灯具投射端处设有水平旋转台（12）；所述水平旋转台以灯具测试工装固定待测灯具以使灯具发光面水平指向灯具投射端；所述灯具投射端设有垂直向的感光靶位；所述感光测试端处设有瞄准装置以使感光靶位对准待测灯具；所述灯具投射端与感光测试端的距离为测试间距；所述测试间距使待测灯具投射光斑位于感光靶位内；所述感光靶位处设有可垂直升降的光强度检测台（22）；当进行光强参数测定时，待测灯具光线直射于感光靶位处；所述感光测试端光强度检测台在感光靶位内升降以测试灯具光强参数；灯具投射端的水平旋转台转动待测灯具以使灯具不同部位的光线均能投射于感光靶位处进行测试。

2.根据权利要求1所述的一种测定特种灯具光强参数的装置，其特征在于：在进行光强参数测定时，灯具投射端以恒流电源对待测灯具供电；所述灯具测试工装包括立式灯具测试工装（15）、平式灯具测试工装（16）；所述感光靶位上边界处设有上限位开关（19），下边界处设有下限位开关。

3.根据权利要求2所述的一种测定特种灯具光强参数的装置，其特征在于：所述灯具投射端设有以福马轮（1）支撑的机台框架（18）；机台框架上部设置水平旋转台；所述水平旋转台在X轴伺服电机（5）驱动下旋转；水平旋转台处设有旋转台水平仪（13）；所述水平旋转台旁设有导电环（11）向灯具传输电能；机台框架处设有X轴原台开关以对水平旋转台复位。

4.根据权利要求3所述的一种测定特种灯具光强参数的装置，其特征在于：所述机台框架处设有总电源航空插座（2）、通讯航空插座（3）、电源插座（14）、手动开关（6）、总电源开关、恒流电源控制屏（9）和机台电柜门框（10）；所述通讯航空插座处设有通讯线缆与感光测试端相连；所述控制模块经通讯线缆对感光测试端进行控制。

5.根据权利要求4所述的一种测定特种灯具光强参数的装置，其特征在于：所述瞄准装置为对准激光灯（24）；所述感光测试端包括支架（21）、支架底座（20）、对准激光灯电源开关（23）、驱动光强度检测台升降的升降步进电机（29）和带接线箱通讯航空插座（31）的就地接线箱；所述光强度检测台处设有光照度检测仪感应器、旋转台原点开关反射板；所述支架处设有用于对光强度检测台位置进行复位的零点开关；所述升降步进电机以丝杆带动光强度检测台在支架的滑轨处升降；所述控制模块与计算机相连。

6.根据权利要求3所述的一种测定特种灯具光强参数的装置，其特征在于：所述恒流电源包括恒流源、BK变压器和电流互感器；所述恒流源设有可对电流进行反馈以动态调节设备的供电状态从而使得电流趋于恒定的恒流器件；所述恒流源设于恒流电源的输入端和输出端处；

恒流电源输入端的恒流源与变压模块相连；所述变压模块包括两个串联连接的BK变压器，在串联连接中的第一个BK变压器用于保持电压稳定，第二个BK变压器进行电压转换以形成所需电压；第二个BK变压器后连有用于降低电流的电流互感器。

7.一种测定特种灯具光强参数的方法，其特征在于：所述方法基于根据权利要求3所述的装置；包括以下步骤；

A1、在黑暗的测试环境中，使待测灯具光线直射于感光靶位处；所述感光测试端光强度检测台在感光靶位内升降以测试灯具光强参数；

A2、当升降台完成一次升降后，灯具投射端的水平旋转台把待测灯具旋转一预设角度，然后升降台再次升降以测试灯具；

A3、当光强度检测台在升降行程内首次未感应光照时，驱动旋转台进行反向旋转，回到A2继续测试，当再次未感应光照时，测试停止，然后以数据分析方法分析光强度检测台所测得的光强数据。

8.根据权利要求7所述的一种测定特种灯具光强参数的方法，其特征在于：所述测试环境为实验室，实验室的长度不少于7米，宽度不少于3米，高度不少于4米，所述数据分析方法包括以下步骤；

B1、对采集的光强数据进行转化，把光强数据转换为以坎德拉为单位的光强计量数据；

B2、以水平旋转台的水平转动为X轴；以光强度检测台的垂直升降为Y轴；画出灯具在标准下的光强轨迹图，根据要检测的参数进行选择区域的大小；

B3、将选择后的数据划分m*n个小矩形（这里选择区域说明），生成矩形网格，并对数据进行编号；

B4、当检测指标为平均光强时，将标准光强图内的编号对应的数据记成SUM，标准光强图内的方格数量记作k，求出主光束的平均强度A=SUM/k，设标准的值为M，若A>M，则记录本项检测合格，若A<M，则记录本项检测不合格；

B5、当检测指标为主光束的最小强度，设标准的最小光强为Y，与标准光强图内的每个编号的数据X做比较，若X>Y, 则该方格填充第一标识色，若X<Y，该方格填充第二标识色；

若第一标识色格子的数量大于第二标识色格子数，则本项检测记合格，反之不合格；

B6、当检测指标为最大光强和最小光强的比值时，设标准光强图内的最大光强值H，与最小光强值K，比值η=H/K；

同样和标准下的比例进行比较，在误差范围内均记为合格，超出则为不合格；

B7、通过B4、B5、B6得出的三款数据即可判断灯具是否能够继续使用，若有两款数据达到合格的标准则该灯具达标仍可继续使用，反之就要更换灯具。