光谱仪用于是照明光度色度参量的基础测试设备,随着仪器科学、电子技术以及软件信息技术的不断发展,光谱仪也不断发生着变革。 同时在照明领域,光源也从**初的白炽灯发展到气体放电灯荧光灯、HID,到现在的固态照明LED.LED特殊的光电性能为照明带来了无限可能性,同时也给检测评估带来了挑战,而正是光谱仪技术的发展又逐渐满足了LED照明的测量需求,光谱仪和电光源沿着不同的轨迹发展,但又相互契合。文章首先介绍了主流光谱的原理和分类,光谱仪发展的历程,再结合LED照明的特点,重点分析了LED照明测量的新特性和对光谱仪发展趋势的影响,提出了应用光谱仪测量LED参数的规律和方法。在能源之星、中国绿色照明等认证中,光谱辐射计提供光源的能效数据,助力企业获得节能标识。苏州光谱仪执行标准
满足CIE 15:2004色度测定要求,色度测定描述人眼对颜色的感知。为了对颜色进行定量与定性描述,国际照明委员会(CIE)于1931年定义并确立了三色刺激XYZ系统。三色刺激系统基于以下假设:其他每种颜色均可由红色、绿色和蓝色三原色的混合来表示。将颜色匹配函数x(—)(λ)、y(—)(λ)、z(—)(λ)(见图2)分别与光源的光谱功率分布对应相乘(请参见图3中的白色LED的光谱功率分布图示例),然后在人眼的光谱响应函数的波长范围内(380nm至780nm)求积分,这样采用XYZ系统就可以表述颜色。CIE开发了二维色品图(图2,左侧),以便简化三维颜色空间的表示。图2所示的1931CIE图和2度视角观测者颜色匹配函数广泛应用于LED产业。扬州光谱仪欢迎咨询光谱辐射计在人因照明的应用。
选用同类灯或灯具的颜色偏差应尽量小,以达到比较好照明效果。美国国家标准研究院(ANSI)C38.377《固态照明产品的色度要求》的LED产品色容差小于7SDCM,而我国现行国家标准《单端荧光灯性能要求》GB/T17262和《双端荧光灯性能要求》GB/T10682等均要求荧光灯光源色容差小于5SDCM。根据国内已经完成的光源在照明项目的使用情况,色容差7SDCM仍能够觉察出颜色偏差。因此,为提高照明质量,在本标准中规定长时间工作或停留的房间或场所照明色容差不应大于5SDCM。一般显色指数与特殊显色指数是描述光源显色性的指标,其限值根据国际照明委员会(C1E)标准《室内工作场所照明(LightingofIndoorWorkPlaces)》CIES008/E-2001的规定制定,该标准Ra取值为90、80、60、40和20。此外,如果光谱中红色部分较为缺乏,会导致光源复现的色域大大减小,也会导致照明场景呆板、枯燥,从而影响照明环境质量。对于显示性不加限制势必会影响室内光环境质量,美国对用于室内照明的LED灯也限定其一般显色指数Ra不低于80,特殊显色指数R9不应为负数。
光谱辐射计的选择:
光谱范围:根据所要测量的光源或物质的光谱特性确定所需的光谱范围。例如,如果是研究可见光范围内的光源,如普通照明灯具、显示屏等,选择光谱范围在 380-780nm 的可见光光谱辐射计即可;如果需要测量紫外光或近红外光区域的辐射,就要选择相应覆盖这些波段的光谱辐射计。比如在太阳能电池研究中,可能需要覆盖紫外到近红外的较宽光谱范围,以便***分析太阳辐射对电池的影响1。分辨率:较高的分辨率能够更精细地分辨光谱中的细节变化,但通常价格也会更高。如果对光谱的细微变化要求较高,如研究激光的光谱特性、分析精细的光谱结构等,就需要选择高分辨率的光谱辐射计;而对于一些对光谱分辨率要求不那么高的应用,如普通照明光源的大致光谱分析,中等分辨率的设备可能就足够了。测量精度:根据应用场景对测量精度的要求来选择。例如在科学研究、高精度光学器件检测等对数据精度要求极高的领域,需要选择具有高测量精度的光谱辐射计;而对于一些对精度要求相对不那么严格的场景,如一般的照明环境评估等,中等精度的设备就能满足需求。 光谱仪的光谱图可用于分析生物组织成分。
光谱辐射计在照明设计和优化的应用:
光源选择和匹配:市场上有各种不同类型的光源,如白炽灯、荧光灯、LED 灯等,它们的光谱特性各不相同。光谱辐射计可以帮助比较不同光源的光谱分布和性能,选择适合特定场景的光源。同时,对于需要多种光源组合的照明场景,光谱辐射计可以协助进行光源的匹配和优化,以达到比较好的照明效果。
照明系统节能评估:在满足照明质量和人体需求的前提下,节能是照明设计的重要目标。光谱辐射计可以测量照明系统的光输出和能耗,评估照明系统的能效。通过对照明系统的光谱分析,可以发现能源浪费的环节,例如不必要的蓝光成分或过高的光强,从而进行优化调整,提高能源利用效率。 光谱仪的光程设计影响测量的准确性。苏州光谱仪执行标准
光谱辐射计在植物生长灯方面的应用。苏州光谱仪执行标准
光谱仪:能够测量光源在不同波长下的光谱功率分布,通过对光谱数据的分析,可以精确地计算出灯具的各种色度参数,如色温、显色指数、色坐标等。光谱仪的测量精度高,但价格相对较高,操作也较为复杂,常用于对颜色精度要求较高的科研、生产等领域.
在实验室环境中,通常使用积分球或分布式光度计等设备来测量灯具的色度。积分球可以收集灯具发出的光线,使其在球内均匀分布,从而实现对灯具总光通量、色坐标、色温等参数的准确测量;分布式光度计则主要用于测量灯具的光强分布和色度分布,通过对灯具在不同角度下的光强和色度进行测量,可以得到灯具的配光曲线和色度均匀性等信息. 苏州光谱仪执行标准