固定光源式的全空间分布光度测试仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供了固定光源式的全空间分布光度测试仪，包括：基座；垂直转动机构，设置于所述基座上；垂直U型转臂，由横梁和两臂构成并固定于所述垂直转动机构上；水平转动机构，设置于所述垂直U型转臂的两臂的内侧处；水平U型转臂，由横梁和两臂构成且所述水平U型转臂的两臂连接于所述水平转动机构；被测光源校正支架，其一端固定于所述垂直U型转臂的横梁中心处，其另一端适于放置被测光源；定位激光器，固定在所述水平U型转臂上，并与所述水平转动机构处于同一轴心线上；以及光探测器，固定在所述水平U型转臂的横梁的中心，其中所述光探测器与所述被测光源校正支架两者的中心线在同一竖直平面内。本发明通过结构上的全新构思，可以有效地提高测量精度。
【专利说明】固定光源式的全空间分布光度测试仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种固定光源式的全空间分布光度测试仪，用于对固定安装位置的各种型号机动车车灯及需固定角度安装的投光灯等各种光源和灯具的光通量、光强分布及光色分布进行近场全空间精密测量。
【背景技术】
[0002]分布光度的测量，一般用照度测量来实现光源或灯具的光通量、光强分布测量，用光谱仪测量光色分布。测量时，通过测量以被测光源为中心的模拟球面的照度分布，通过数值积分计算出被测光源的总光通量，通过照度平方反比定律计算出每点的光强进而得出光强的空间分布，通过光谱仪测量出每点的光色进而得出光色的空间分布，上述三种测量方法都是国际照明委员会(CIE)推荐使用的方法，光通量测量方法又是基准测量方法。
[0003]现有技术的现状是:除被测光源的中心位置无法精确确定，偏离光探测器而对测试结果影响相当大外，光源测试位置变化或运动也会影响测量的结果，这是由于:1、被测光源位置变化后，散热条件发生了变化，出射光方向也发生了变化，从而影响测试结果；2、被测光源因运动而产生气流，导致被测光源表面、散热热沉温度发生变化，从而影响测试结果；3、气体放电灯的放电光弧位置变化或发生运动，地球空间磁力线会影响灯内的电弧分布，进而影响灯的工作稳定性；4、被测光源因圆周运动而产生的振动会影响光源的稳定工作。因此，测试时光探测器不能准确对准被测光源中心，被测光源不能保持实际工作状态下静止不动，如果保持被测光源不动则又无法完成全球面空间测试，方法缺乏科学性，所以测试误差比较大。
[0004]现有的分布光度计，主要有二种:
[0005]一种是光源变位式全空间分布光度计，它是通过转动待测光源的位置，并通过光探测器旋转来实现光通量、光色及光强的检测，检测时被测光源需竖直对地照射，不能测试其它出射角度的被测光源，且地面对光具有反射，因此不能保证测试精度；
[0006]另一种是固定光源式非全空间分布光度计，它由基座之上的U型转臂作垂直转动，同时转臂上的光探测器可绕水平轴转，完成对悬吊的被测光源的测试。固定光源式非全空间分布光度计虽可以保证被测光源的位置不变，但测试时，带有光探测器的转臂受被测光源悬吊装置阻挡，无法转到悬吊装置两边各约30度的夹角范围，无法完成全空间测量，不能测出光通量，测试出的光强和光色分布是部分空间的结论。除上述缺陷外，两种分布式光度计，都不能对被测光源的空间位置进行精确调整定位。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的上述不足之处，本发明旨在提供一种能显著提高测量精度的固定光源式全球面空间分布光度测试仪，其不但能让光探测器精确对准被测光源的中心进行测试，并且能让被测光源位置固定不变，光源可按实际工作状态放置，可保持正常燃点工作状态下持续稳定工作，在此基础上实现全空间的光通量、光强分布及光色分布的精密测试。[0008]具体地，本发明提供了固定光源式的全空间分布光度测试仪，包括:基座；垂直转动机构，设置于所述基座上；垂直U型转臂，由横梁和两臂构成并固定于所述垂直转动机构上；水平转动机构，设置于所述垂直U型转臂的两臂的内侧处；水平U型转臂，由横梁和两臂构成且所述水平U型转臂的两臂连接于所述水平转动机构；被测光源校正支架，其一端固定于所述垂直U型转臂的横梁中心处，其另一端适于放置被测光源；定位激光器，固定在所述水平U型转臂上，并与所述水平转动机构处于同一轴心线上；以及光探测器，固定在所述水平U型转臂的横梁的中心，其中所述光探测器与所述被测光源校正支架两者的中心线在同一竖直平面内。
[0009]较佳地，在上述全空间分布光度测试仪中，所述基座内置一垂直回转轴，且所述垂直转动机构置于所述垂直回转轴的轴端。
[0010]较佳地，在上述全空间分布光度测试仪中，所述水平U型转臂的两臂前端分别具有回转平衡铊。
[0011 ] 较佳地，在上述全空间分布光度测试仪中，所述被测光源校正支架进一步包括:支撑座，置于所述垂直U型转臂上；校正座，允许在所述支撑座上前后或左右位移制动；第一和第二曲柄式支撑杆，其底端并立地连接于所述校正座上，其中所述第一和第二曲柄式支撑杆的曲柄的敞口彼此相向；第一和第二磁力座，分别设置于所述第一和第二曲柄式支撑杆的顶端，所述第一和第二磁力座分别具有一第一和第二磁力座开关；以及光源座，适于放置被测光源，其中所述第一和第二磁力座能够通过磁力吸附于所述光源座。
[0012]较佳地，在上述全空间分布光度测试仪中，所述第一曲柄式支撑杆的底端通过第一定位销轴以及第一连接螺栓连接于所述校正座上，且所述第二曲柄式支撑杆的底端通过第二定位销轴以及第二连接螺栓连接于所述校正座上。
[0013]较佳地，在上述全空间分布光度测试仪中，所述第一和第二曲柄式支撑杆的曲柄的中间处分别具有高度调整旋钮。
[0014]本发明的有益效果在于:本发明成功地解决了固定式光源不能精确测定被测光源中心，不能全空间高精度测试被测光源的光通量、光强分布及光色分布的二个难题。特别是，本发明提供了一种结构新颖的被测光源校正支架，该支架一是可以确保被测光源的空间定位精度，理论上可实现零误差定位，通过前后、左右及上下来调整被测光源的空间位置，由定位激光器指示确定被测光源的中心点，解决了传统分布光度计无法调整，无法确定被测光源中心的难题；二是可以确保全球面空间无盲区测试，通过两个支撑杆即第一和第二曲柄式支撑杆一立一仰，让光探测器在竖直平面内可360度转动，保证驻足任意位置，解决了不能进行全空间测试的难题。本发明的设备明显地扩大了测量范围、显著地提高了测量精度。
[0015]应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。
[0017]附图中:[0018]图1是根据本发明的全空间分布光度测试仪的主视图。
[0019]图2是图1中A-A剖视图。
[0020]图3是图2中的第一曲柄式支撑杆处于打开状态的示意图。
[0021]图4是图2中的第二曲柄式支撑杆处于打开状态的示意图。
[0022]附图标记说明:
[0023]I 基座
[0024]2垂直U型转臂
[0025]201垂直转动机构
[0026]202水平转动机构
[0027]3水平U型转臂
[0028]302平衡铊
[0029]4光源校正支架
[0030]401支撑座
[0031]402校正座
[0032]403第一曲柄式支撑杆
[0033]404第二曲柄式支撑杆
[0034]405高度调整旋钮
[0035]406第二磁力座开关
[0036]407光源座
[0037]408第一磁力座开关
[0038]409第一磁力座
[0039]410第二磁力座
[0040]411第一定位销轴
[0041]412第一连接螺栓
[0042]413第二定位销轴
[0043]414第二连接螺栓
[0044]5定位激光器
[0045]6光探测器
[0046]7被测光源
【具体实施方式】
[0047]现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是 申请人:按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
[0048]图1是根据本发明的全空间分布光度测试仪的主视图。如图1所示，本发明的固定光源式的全空间分布光度测试仪主要包括:基座1、垂直U型转臂2、水平U型转臂3、被测光源校正支架4、定位激光器5以及光探测器6。
[0049]参考图1，垂直转动机构201设置于基座I上。根据一个优选实施例,该基座I可以内置一垂直回转轴(未图示)，且垂直转动机构201置于该垂直回转轴的轴端。
[0050]垂直U型转臂2和水平U型转臂3均由横梁和两臂构成。其中，垂直U型转臂2固定于垂直转动机构201上，该垂直转动机构201可以驱动其上的垂直U型转臂2垂直转动。水平转动机构202设置于该垂直U型转臂2的两臂的内侧处，用以驱动水平U型转臂3水平转动。水平U型转臂3的两臂连接于该水平转动机构202。
[0051]优选地，该水平U型转臂3的两臂前端可以分别设置有回转平衡铊302，其可以保证水平U型转臂3的转动精度。
[0052]被测光源校正支架4的一端固定于垂直U型转臂2的横梁中心处且另一端适于放置被测光源。该被测光源校正支架4用于确定光源的测试中心和完成全空间分布光度的测试。
[0053]此外，如图所示，定位激光器5固定在水平U型转臂3上，并与水平转动机构202处于同一轴心线上。该定位激光器5可以用于测定和指示被测光源7的中心点。
[0054]光探测器6固定在水平U型转臂3的横梁的中心，该横梁带它回转。此外，该光探测器6与该被测光源校正支架4两者的中心线在同一竖直平面内，以保证测试精度。
[0055]现在转到图2?图4，其更清楚地示出了本发明的被测光源校正支架4的结构。相对于图1，图2?图4均为该被测光源校正支架4的侧视图。
[0056]垂直U型转臂2的垂直回转轴线与水平U型转臂3的水平回转轴线的交叉点，就是被测光源的测试中心点，光源校正支架4是找准该测试中心点的关键，也是决定测试精度的关键。
[0057]如图所示，在该被测光源校正支架4中，支撑座401置于垂直U型转臂2上。校正座402允许在所述支撑座401上前后或左右位移制动。第一和第二曲柄式支撑杆403、404的底端并立地连接于校正座402上。特别是，该第一和第二曲柄式支撑杆403、404的曲柄的敞口彼此相向。
[0058]根据本发明的一个优选实施例，如图3所示，该第一曲柄式支撑杆403的底端通过第一定位销轴411以及第一连接螺栓412连接于校正座402上，且第二曲柄式支撑杆404的底端通过第二定位销轴413以及第二连接螺栓414连接于该校正座402上。
[0059]根据本发明的另一优选实施例，第一和第二曲柄式支撑杆403、404的曲柄的中间处分别具有高度调整旋钮405。
[0060]第一和第二磁力座409、410分别设置于上述第一和第二曲柄式支撑杆403、404的顶端。该第一和第二磁力座409、410分别具有一第一和第二磁力座开关406、408。光源座407用于放置被测光源,其中第一和第二磁力座409、410能够通过磁力吸附于所述光源座。
[0061]根据上述结构，要找准被测光源7的中心点，必须调校校正座402在支撑座401上面的位置，校正座402与支撑座401间可以设置螺纹进给机构，以实现上、下、左、右位移制动，从而确定被测光源的水平方向中心位置。调节第一、第二曲柄式支撑杆403、404上的高度调整旋钮405，可以确定被测光源的垂直方向中心位置，在定位激光器5的指示下，就可精确测定被测光源7的空间中心位置，详见图2。
[0062]此外，该被测光源校正支架4也是实现对被测光源7进行全空间测试的关键。重新参考图3和图4，校正支架4的校正座402上，通过第一、第二定位销轴411、413以及第一、第二连接螺栓412、414，来固定第一、第二曲柄式支撑杆403、404。如上所述，固定在两曲柄式支撑杆顶端的第一、第二磁力座409、410可分别强力吸附着光源座407，两个一前一后设置的曲柄式支撑杆呈其敞口相向并立在校正座402上，该曲柄敞口的目的是让光探测器能回转一周，即拔出第一或第二定位销轴411或413,开启第一或第二磁座开关408、406，使第一或第二支撑杆403或404，绕第一或第二连接螺栓412或414往后仰，张开一个角度，另一个支撑杆支撑光源座，让水平U型转臂3可转到被测光源下方的垂直位置，交替一仰一立，完成光探测器6绕水平轴回转一周，从而实现全空间的测试。
[0063]测试时，水平U型转臂3每转过一步进角度Θ后停止，垂直U型转臂2转一周Φ。在光源座下方，使用第一、第二曲柄式支撑杆403、404来支撑光源座407上的被测光源7,曲柄式支撑杆可以使水平U型转臂3转一周，即让水平U型转臂3能转到光源下面的垂直位置，方法可按前面所述，让一个曲柄式支撑杆保持直立(图3或图4)，打开另一个曲柄式支撑杆上的磁力开关，将其放下，即一仰一立实现水平U型转臂3转一周，以使测量时，仅用一个曲柄式支撑杆来支撑光源座407上的被测光源7。这样，保证光探测器在水平U型转臂3转至任意角度停置后，垂直U型转臂2转一周，即可完成全空间的全方位测试。
[0064]经实践证实，本发明的全空间分布光度测试仪效果明显，采用本发明光源校正支架，先将被测光源固定，然后调校空间位置，用激光精确定位，用光探测器空间全方位跟综测量。本发明构思巧妙、构造简单、操作简便、方法科学，性能全并且精度高。
[0065]本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。
【权利要求】
1.一种固定光源式的全空间分布光度测试仪，包括: 基座⑴; 垂直转动机构(201)，设置于所述基座上； 垂直U型转臂(2)，由横梁和两臂构成并固定于所述垂直转动机构上； 水平转动机构(202)，设置于所述垂直U型转臂的两臂的内侧处； 水平U型转臂(3)，由横梁和两臂构成且所述水平U型转臂的两臂连接于所述水平转动机构； 被测光源校正支架(4)，其一端固定于所述垂直U型转臂的横梁中心处，其另一端适于放置被测光源； 定位激光器(5)，固定在所述水平U型转臂上，并与所述水平转动机构处于同一轴心线上；以及 光探测器(6)，固定在所述水平U型转臂的横梁的中心，其中所述光探测器与所述被测光源校正支架两者的中心线在同一竖直平面内。
2.如权利要求1所述的全空间分布光度测试仪，其特征在于，所述基座内置一垂直回转轴，且所述垂直转动机构置于所述垂直回转轴的轴端。
3.如权利要求1所述的全空间分布光度测试仪，其特征在于，所述水平U型转臂的两臂前端分别具有回转平衡铊(302)。
4.如权利要求1所述的全空间分布光度测试仪，其特征在于，所述被测光源校正支架进一步包括: 支撑座(401)，置于所述垂直U型转臂上； 校正座(402),允许在所述支撑座上前后或左右位移制动； 第一和第二曲柄式支撑杆(403、404)，其底端并立地连接于所述校正座上，其中所述第一和第二曲柄式支撑杆的曲柄的敞口彼此相向； 第一和第二磁力座(409、410)，分别设置于所述第一和第二曲柄式支撑杆的顶端，所述第一和第二磁力座(409、410)分别具有一第一和第二磁力座开关(406、408);以及 光源座(407)，适于放置被测光源，其中所述第一和第二磁力座能够通过磁力吸附于所述光源座。
5.如权利要求4所述的全空间分布光度测试仪，其特征在于，所述第一曲柄式支撑杆的底端通过第一定位销轴(411)以及第一连接螺栓(412)连接于所述校正座上，且所述第二曲柄式支撑杆的底端通过第二定位销轴(413)以及第二连接螺栓(414)连接于所述校正座上。
6.如权利要求4所述的全空间分布光度测试仪，其特征在于，所述第一和第二曲柄式支撑杆的曲柄的中间处分别具有高度调整旋钮(405)。
【文档编号】G01J1/00GK103674236SQ201210336825
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月12日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】凌铭, 黄中荣, 张建文, 章世骏, 卜伟理 申请人:上海机动车检测中心