路燈照度測量方法及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

謝迪，杜桐，王振龍

(中認(rèn)(沈陽)北方實(shí)驗(yàn)室有限公司，遼寧　沈陽　110141)

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路燈照度測量方法及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

謝迪，杜桐，王振龍

(中認(rèn)(沈陽)北方實(shí)驗(yàn)室有限公司，遼寧沈陽110141)

基于GB/T 5700-2008 《照明測量方法》標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用中心布點(diǎn)法和四角布點(diǎn)法對(duì)道路的照度進(jìn)行測量，并編寫平均照度數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)路面平均照度、照度均勻度、最小照度等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和處理。根據(jù)這些參數(shù)對(duì)所測路燈鋪設(shè)路段進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，本方法可節(jié)省數(shù)據(jù)計(jì)算和處理的時(shí)間，提高道路照明照度測試的工作效率。

道路照明；中心法；四角法；照度測試系統(tǒng)

1　引言

城市的路燈建設(shè)質(zhì)量是城市發(fā)展情況的重要指標(biāo)。隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平和生活質(zhì)量有了長足的提高。在物質(zhì)需求得到滿足的同時(shí)，人們對(duì)精神生活的要求也越來越高，相應(yīng)地，人們夜間出行活動(dòng)的比例也越來越高，路燈的夜間照明作用直接關(guān)系到人們的生活質(zhì)量和出行安全，在城市建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用[1]。所以，對(duì)路燈照度的測試就顯得尤為重要，根據(jù)GB/T 5700-2008 《照明測量方法》的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)就路燈照度計(jì)算與測試方法進(jìn)行一些研究[2]。

2　照度計(jì)

照度計(jì)(或稱勒克斯計(jì))是一種專門測量光度、亮度的儀器儀表。測量光照強(qiáng)度(照度)是物體被照明的程度，也即物體表面所得到的光通量與被照面積之比[3]。照度計(jì)通常是由硒光電池或硅光電池和微安表組成，如圖1所示。硒光電池是把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的光電元件。當(dāng)光線射到硒光電池表面時(shí)，入射光透過金屬薄膜到達(dá)半導(dǎo)體硒層和金屬薄膜的分界面上，在界面上產(chǎn)生光電效應(yīng)。產(chǎn)生電位差的大小與光電池受光表面上的照度有一定的比例關(guān)系。這時(shí)如果接上外電路，就會(huì)有電流通過，電流值從以勒克斯(1x)為刻度的微安表上指示出來。光電流的大小取決于入射光的強(qiáng)弱和回路中的電阻。照度計(jì)有變檔裝置，因此可以測高照度，也可以測低照度[4]。

1-金屬底板； 2-硒層； 3-分界線；4-金屬薄膜； 5-集電環(huán)

圖1照度計(jì)原理圖

3　測試路燈照度的原理及方法

3.1中心布點(diǎn)法

在照度測量的區(qū)域一般將測試區(qū)域劃分為矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格宜為正方形，應(yīng)在矩形網(wǎng)格中心點(diǎn)測量照度，如圖2所示。該布點(diǎn)方法適用于水平照度，垂直照度或攝像機(jī)方向的垂直照度的測量[5]。

圖2　在網(wǎng)格中心布點(diǎn)示意圖

中心布點(diǎn)法的平均照度計(jì)算公式則較為簡單，其中，兩燈桿間道路縱向的網(wǎng)格數(shù)為M，兩燈桿間橫向的網(wǎng)格數(shù)為N，在第i個(gè)點(diǎn)測量的照度為Ei，平均照度為Eav。其公式為

3.2四角布點(diǎn)法

圖3　在網(wǎng)格四角布點(diǎn)示意圖

四點(diǎn)法的平均照度計(jì)算較為復(fù)雜，但是相對(duì)比較精確。其中，兩燈桿間道路縱向的網(wǎng)格數(shù)為M，兩燈桿間橫向的網(wǎng)格數(shù)為N，測量區(qū)域四角處的測點(diǎn)照度為Eθ，除Eθ外，四條邊線上的測點(diǎn)照度為E0，四條外邊以內(nèi)的測點(diǎn)照度為E，平均照度為Eac。其公式為

3.3照度測量方法的比較和選擇

中心布點(diǎn)法測量點(diǎn)選定相對(duì)簡便，只需把測量點(diǎn)打在網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)即可，根據(jù)公式可以看出，中心布點(diǎn)法的平均照度僅僅是簡單的各點(diǎn)的平均值，而四角布點(diǎn)法的平均照度計(jì)算通過加權(quán)進(jìn)而算出其平均照度值。四角布點(diǎn)法加權(quán)平均值是根據(jù)道路的實(shí)際情況，路燈的擺放位置以及其他因素分配權(quán)數(shù)，使結(jié)果更加實(shí)際可靠。因此，相對(duì)于中心布點(diǎn)法，四角布點(diǎn)法更加科學(xué)精確。

4　計(jì)算軟件

為更快、更方便的計(jì)算平均照度，因此設(shè)計(jì)路面平均照度測試系統(tǒng)，圖4為軟件首頁。以四角布點(diǎn)法為例對(duì)軟件進(jìn)行介紹。

圖4　路面平均照度測試系統(tǒng)

以四角布點(diǎn)法為例，點(diǎn)擊“四角布點(diǎn)法”按鈕，進(jìn)入計(jì)算界面。接下來在右上角輸入測量行數(shù)和列數(shù)，這里8行11列為例。輸入測量行數(shù)和列數(shù)后，點(diǎn)擊“位置網(wǎng)絡(luò)”和“顯示測量點(diǎn)”按鈕。

在左下角“測量位置”處選擇測量位置和輸入照度值，并點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)輸入”按鈕，輸入數(shù)據(jù)的位置會(huì)以圓圈顯示，如圖5所示。

圖5　測試系統(tǒng)編輯圖

全部數(shù)據(jù)輸入后點(diǎn)擊“導(dǎo)入”，然后點(diǎn)擊“計(jì)算”，在右下方便會(huì)顯示平均照度、均勻度以及最小值。點(diǎn)

擊“快速報(bào)表”后，數(shù)據(jù)會(huì)在word中以表格形式給出。并根據(jù)照度值大小，以不同深度圖形給出照度分布，從圖6可以直觀的看出，上方的紅點(diǎn)比較亮，說明上方的照度值比較高。

圖6　照度分布圖

5　結(jié)束語

本研究根據(jù)計(jì)算公式和測試方法，自行開發(fā)的一個(gè)自動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算和處理系統(tǒng)，更適用于實(shí)際測量和記錄。該軟件簡單、實(shí)用。因此，提出的道路照明照度測試方法的結(jié)果對(duì)道路照明照度及測試工程的開展和實(shí)施節(jié)能減排都有實(shí)際的參考價(jià)值。

[1]劉波，柴峰森，韓瑞選.建筑照明照度計(jì)算中的細(xì)節(jié)問題分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì), 2015,7.

[2]GBT 5700-2008, 照明測量方法[S].

[3]秦大為，楊善庚，張濤.道路照明照度測星方法[J].照明技術(shù), 2005,7.

[4]侯文輝.高精度照度計(jì)的設(shè)計(jì)[D].大連, 大連理工大學(xué).

[5]孟令濤，賀曉陽，楊軼，等.一種道路照明照度測試方法和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[N].大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2012,1.

Street Illuminance Measurements and Data Processing System

XIE Di,DU Tong,WANG Zhen-long

(CQC Shenyang North Laboratory，Shenyang 110141,China)

Based on GB/T5700-2008 “measurement methods for lighting” standard, using central distribution method and the four-point method to test the road illumination.And design average illuminance test system to calculate and process average illuminance, illumination uniformity, minimum illumination and other parameters.According to these parameters, we can appraise the road under test.The result shows that this method can save calculation time and data processing time, and improving testing efficiency.

road lighting;the center method;four-point method;illuminance test system

1004-289X(2016)01-0009-03

TM923

B

2015-12-24

謝迪(1981-),女, 研究生學(xué)歷,碩士學(xué)位 工程師,主要從事機(jī)電產(chǎn)品的安全與電磁兼容檢測和研究。