LED道路照明灯具光度参数测量误差研究

李晓光

摘 要：针对LED道路照明灯具光度参数测量的问题，文章研究了灯具空间位置对光度参数的影响，提出了LED道路照明灯具光度参数误差的优化，通过卧式分布光度计测试方法等对LED路灯赔光性能进行改进。

关键词：光性能测量;LED道路照明灯具;分布光度计;误差修正;光强分布;照度探头

1    道路照明的光性能测量

1.1  光性能参数

（1）光通量。总光通量是指单位时间内灯具辐射能量的大小。根据人的视觉对灯光的反应来进行评估。对视觉来说，光通量是灯具发出的光线按V（λ）曲线被人的视觉接受的值，它的表达式被定义为：

式中，Km是MAX光谱效能;V（λ）为明视觉的光谱光视效率;Φ为灯具发出的光通量。

（2）发光强度。通常用光强来代替，灯具产品发出的光在道路中通常是不对称、不均匀的，照到地面上的光通也各不相同，由与其发光的应用特点。因此，为了研究道路照明产品的应用特性，需要确定灯具的光束角。

照度通常是表示道路照明灯具照射到路面上的光的强弱，用路面上的光通量除以单位面积来计算，即路面上的一点照度等于灯具照在这点上的光通量比上该道路面的面积。

（3）照度。路面照度的单位是勒克斯（lx）。1勒克斯就是在道路上1 m2面积上灯具照射出1l m光通量的值。也可以是道路灯具发射1 cd的点光源，照射在半径为1 m的一个球面上，每个点上产生的照度值。

1.2  光性能参数的测量原理

道路照明灯具的光性能参数测试是，为了通过试验，测量一个路灯在正常发光情况下，该灯具在道路上产生的光空间照度分布情况。根据空间分布曲线进行计算，从而得出需要的光性能参数指标，并在工程中进行引用这些参数。

根据照度的平方反比定律可知，若把光强在空间分布球体分解成一个个球带，则光源光通量Φs为：

然后可得：

式中，γ1，γ2为道路照明灯具的初始和终止角度;C（γ）为道路灯具照明系数;Es（γ）为道路灯具在γ方向上的照度测试值。

一般情况下，道路照明灯具的配光曲线是以灯具光源发出10 00l m的光产生一个折算系数K。

所以，道路照明灯具产品的光强分布参数可写成：

式中，I1（γ）为路灯在γ方向上光的强度;E1（γ）为路灯在γ方向上产生的照度值。

结合两个公式可以得到，在道路照明产品光性能测量中，光性能测试探头在被测物周围测量一圈，就可以得到Es（γ），依次进行测量可以得到E1（γ），可以得到路灯的光强分布。

2    LED道路照明灯具测量误差

LED道路照明产品的光性能测量也可以通过在一定的空间原点上设定一个面，多次在该面上的点光源照射测量参数和距离，通过计算，可以得出道路照明灯具在该空间上的發光强度，并形成光的分布。

LED道路照明灯具与其他路灯产品不同，由于测量时产生的误差原因需要在分布广度计测试过程中不断对测量误差进行修正，以便得到满意测试结果。

3    LED路灯光性能测试的优化

LED道路照明灯具在分布光度计C轴和γ轴进行转动测试时，通过光学测量探头进行实时测量灯具产生的光学参数，通过计算机系统软件进行自动测量光学参数并进行采集计算。这些光学参数是所有点的组合：

而采用传统数据计算方法得到的结果如下式所示：

通过以上两个公式可以得出LED照明灯具的（β，γ）光学探头的误差值为：

4    结语

由于结构设计的不同，利用传统光度学测量方法测量LED道路照明灯具会有一定的测量误差，利用光源面向照度探头方向的光强值会有一定的相对误差。

[参考文献]

[1]刘承东.LED路灯在道路照明中的应用[J].中国照明电器，2009（3）：30-34.

[2]施晓红，陈超中，李为军，等.聚焦LED灯具和LED光源的基本概念[J].中国照明电器，2010（10）：33-36.