专利名称：一种测量光导管照明系统配光曲线的方法
技术领域：
本发明涉及一种照明技术领域，更具体地说，涉及光导管照明系统中配光曲线的测量。
背景技术：
光导管照明系统是一种新型的照明装置，该系统利用室外的自然光透过采光罩导进系统内部进行重新分配，经过光导管的传输后由系统底部的漫射器将自然光均匀照射到室内空间。光导照明系统完全利用自然光，不需要其它任何能量支持，其节能、环保，无电力消耗，光线均匀、柔和、无眩光、无污染。在能源状况日益紧张的趋势下，光导管照明系统无疑是照明场所的最佳选择，随着光导技术的发展，相信光导照明系统在未来将会被广泛使用。
在我国导光管的应用才刚刚起步，对其研究也处于初级阶段。光导管照明系统由于本身并不能发光，仅作为传光器件发挥作用，不适合用传统的分布光度设备测量配光曲线，传统的分布式光度计测量方法需要把灯具严格的固定在仪器的中心，数小时之后才能得到结果，而配光曲线又是灯具的重要指标之一，它表示光强空间分布特性，对灯具的使用人员来讲，在评价灯具性能和使用效果时，除通过直接观察灯具投射的光斑质量外，最重要的就是要看灯具的配光曲线，可以毫不夸张地说，灯具的配光曲线就是灯具的生命线。发明内容
本发明针对光导管照明系统的实际应用情况，采用照度测试结合数据处理的方法，得到光导管照明系统的配光曲线。本发明方法操作简单，数据可靠。得到的配光曲线形状合理，并可以简单地导入灯具数据库，从而应用到照明设计中。
为了达到上述目的，本发明提供了一种测量光导管照明系统配光曲线的方法，包括如下步骤
SI、将光导管照明系统放置于由不透光黑色遮光布围成的立方体型光导测试系统中，并选择测试平面；
选择规则为设光导管的漫射器中心垂线与漫射器中心到所述测试平面边缘点连线的夹角为β，则30° < β <90°范围内选定水平面为所述测试平面；
S2、所述测试平面内设定网格，用照度计测试网格交点的照度值；其中所述网格相邻两点的间距为O.1 O. 5m ;
S 3、用公式I=E · r2/cos Θ将每一点的照度值转换成光强值；
其中，I为某点光强值，E为某点照度值，r为光源中心与照度计探头间距离，Θ为探测光线方向与光源法线方向的夹角；
从而获得与漫射器平面法线方向成Θ夹角的光强分布，绘制出配光曲线。同时可导出用于建立灯具库所需的电子文件格式为IES的配光分布文件，从而获得对光导系统配光分布的完整描述。
本发明是一种操作简单，能科学解决复杂照明系统光强分布的一种新方法。与传 统的分布式光度计测量方法相比，操作方法简单，而且数据可靠，得到的配光曲线形状合 理，并能很简单地导入灯具数据库中，从而应用到照明设计中。此方法很适合光导照明系 统配光曲线的测量，不仅适用管径330_光导管照明系统，还适合其它管径的光导管照明 系统，将某管径光导管照明系统安装到测试系统中，选择合适的测试平面，测量出每点照度 值，从而推出光导管照明系统的配光曲线，在照明设计中更好的应用光导管照明系统，得到 更好的视觉效果。随着光导照明技术的进一步发展，其应用潜力将更加明显。我国每年照明用电消耗大量的能源，大量的电力投资，不但牵制国民经济发展而 且存在严重污染问题。而目前急需一种绿色照明能源来解决污染问题，无疑光导照明系统 是最佳选择，所以我国为了达到世界领先水平，仍需不断努力，进行技术革新。随着我国城 市的发展和人们环保健康意识的提高，相信光导照明系统会在国内有更好的发展前景。
图1是本发明测量光导管照明系统中测试原理的平面示意图。图2是测试平面的表格示意图。图3是导光管照明系统的结构及原理图。图4是本发明光导测试系统的原理立体示意图。图5是光导管漫射器投影面的示意图。图6是本发明测量光导管照明系统中测试原理一种实施例的平面示意图。图7是一种实施例中点照度的测试结果示意图。图8是一种实施例中光导照明系统的配光曲线分布图。图9是测试平面照度分布立体图。
具体实施例方式本发明.测量光导管照明系统配光曲线的步骤如下a、搭建光导测试系统。测试系统的长(X)、宽(y)、高(z)尺寸要求x的范围是 l-10m, y的范围是l-10m, z的范围是l_5m。b、选择测试平面。搭建完光导测试系统后，在其内选择测试平面，使 30° < 0 <90°，0为漫射器中心垂线与漫射器中心到测试平面边缘点连线的夹角。如 图1所示，c、画网格。在测试平面内画网格，两点间距取0. lm 0.5m较好，如下图所示，用 Konica Minolta色度照度计CL-200A测试表格交点的照度值。d.数据处理。灯具的配光曲线为光强的空间分布，而目前测量的是照度值，即灯 具在某一平面上的照度分布，所以用公式I=E r2/cos 0将点照度值转换成光强值，从而获 得与漫射器平面法线方向成9夹角的光强分布，进而可导出电子文件格式为IES的配光分 布文件，获得对光导系统配光分布的完整描述。其中I :某点光强值，E :某点照度值，r :光 源中心与照度计探头间距离，9 :探测光线方向与光源法线方向的夹角。优选实施例本发明对北京东方风光新能源技术有限公司生产的管径330mm光导管照明系统进行配光曲线的测试研究。如图3所示，系统主要由采光罩I、导光管2、漫射器3三个部分组成。
I测试系统
实验室内搭建光导测试系统，光导测试系统钢架，四周由不透光的黑色遮光布围成，光导管安装在正上方，如图4所示。测试的导光管中漫射器由菲涅尔透镜组成，图5是图4中A点仰视漫射器的示意图。菲涅尔透镜具有改变光传播方向的作用，无论是在透光性还是散射光特性方面都有很高的性能，因此也被用于漫射器中。
2测试过程及结果
本发明主要测试其光分布，即通过测量照度，经过数据处理而得出配光曲线。如图 6所示，选取测试平面时，须保证30° < β <90°，测量出的配光曲线效果更好，更准确。 选取测试平面为距出光口 550mm的水平面，在测试平面内，根据测试平面大小画7X7表格， 用Konica Minolta色度照度计CL-200A测试表格交点的照度值。结果如图7示。
3数据处理及结果
灯具的配光曲线为光强的空间分布，而目前测量的是照度值，即灯具在某一平面上的照度分布，二者之间满足如下关系
I=E · r2/cos Θ(I)
运用公式(1)，进行数据处理，从而得到本光导照明系统的配光曲线，如图8所示。 图9是通过以测试点位置为水平坐标，照度大小为Z坐标绘制的照度分布立体图。
由得到的配光曲线可知，本光导管照明系统的配光曲线基本为朗伯型，类似格栅荧光灯的配光曲线。光斑内的照度从中心向边缘逐渐减小，灯具的中心光强比两侧强，注重灯具正下方的表现。可应用于地下室，无窗建筑，如走廊，教室，会议室等。不仅满足了照明需要，还节约能源，而且采用自然光，在阳光的沐浴下能使人在心理和生理上感到舒适愉快，有益于身心健康，对于人的工作和学习，比人工照明具有更好的视觉效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种测量光导管照明系统配光曲线的方法，其特征在于，包括如下步骤 . 51、将光导管照明系统放置于由不透光黑色遮光布围成的立方体型光导测试系统中，并选择测试平面； 选择规则为设光导管的漫射器中心垂线与漫射器中心到所述测试平面边缘点连线的夹角为P，则30° < P <90°范围内选定水平面为所述测试平面； . 52、所述测试平面内设定网格，用照度计测试网格交点的照度值；其中所述网格相邻两点的间距为0. I 0. 5m ; S 3、用公式I=E r2/cos 0将每一点的照度值转换成光强值； 其中，I为某点光强值，E为某点照度值，r为光源中心与照度计探头间距离，0为探测光线方向与光源法线方向的夹角； 获得各点的光强值后，可绘制出光导照明系统的配光曲线，同时输出用于建立灯具库所需的电子文件格式为IES的文件，获得对光导照明系统配光分布的完整描述。
全文摘要
本发明公开了一种测量光导管照明系统配光曲线的方法，包括如下步骤1、将光导管照明系统放置于由不透光黑色遮光布围成的立方体型光导测试系统中，并选择测试平面。2、测试平面内设定网格，用照度计测试网格交点的照度值；其中所述网格相邻两点的间距为0.1～0.5m；3、将每一点的照度值转换成光强值；获得各点的光强值后，可制成配光分布文件，及配光曲线，获得对光导系统配光分布的完整描述。本发明针对光导管照明系统的实际应用情况，采用照度测试结合数据处理的方法，得到光导管照明系统的配光曲线。本发明方法操作简单，数据可靠。得到的配光曲线形状合理，并可以简单地导入灯具数据库，从而应用到照明设计中。
文档编号G01M11/02GK102980744SQ20121045450
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者曹冠英, 王善鑫, 张竞辉, 高英明, 邹念育 申请人:大连工业大学