汽車(chē)光源光通量的測(cè)量方法

明文威

長(zhǎng)春市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院 吉林省長(zhǎng)春市 130000

1 引言

汽車(chē)光源光通量的測(cè)量方法有三種：一種是積分法，即在積分球探測(cè)窗口上設(shè)置光度計(jì)，測(cè)量光通量。第二種方法是分光法，即在積分球探測(cè)窗口上設(shè)置光譜輻射的取樣裝置，使用光譜輻射計(jì)計(jì)算光通量。第三種方法是積分-分光結(jié)合法，在積分球探測(cè)窗口同時(shí)設(shè)置光度探頭和光譜輻射計(jì)的取樣裝置，光度計(jì)測(cè)量光源模塊的光通量。積分法是簡(jiǎn)單而且能夠快速得到的光源光通量的最實(shí)用方法，本文采用第一種方法，用H7標(biāo)準(zhǔn)光源和H7普通光源，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比計(jì)算光源在標(biāo)稱電壓下的光通量，和在額定光通下的電壓和功率。

2 光通量的測(cè)量原理

積分球又稱光通球，是一個(gè)中空的球殼，內(nèi)壁涂白色漫反射層，且球內(nèi)壁各點(diǎn)漫射均勻。

如圖1所示，光源S在球壁上任意一點(diǎn)B上產(chǎn)生的光照度是由反射光多次反射產(chǎn)生的光照度疊加而成的。由積分學(xué)原理可得，球上任意一點(diǎn)B的光照度E為：

公式（1）中，E1為光源 S 直接照在 B點(diǎn)上的光照度，E1的大小不僅與 B 點(diǎn)的位置有關(guān)，也與光源在球內(nèi)的位置有關(guān)。如果在光源S和 B點(diǎn)間放一擋屏，擋去直接射向B點(diǎn)的光，則E1 = 0，因而在B點(diǎn)的光照度為：

公式（2）中，R為積分球半徑、ρ為積分球內(nèi)壁反射率。R和ρ均為常數(shù)，因此在球壁上任意位置的光照度 E（擋去直接光照后）與燈的光通量Φ成正比。通過(guò)測(cè)量球壁窗口上的光照度E，就可求出光源的光通量Φ。

照度ES為：

放入待測(cè)燈點(diǎn)燃后，可測(cè)得的照度EC為：

比較上述兩式，可得待測(cè)燈的光通量為：

3 標(biāo)稱電壓下光通量的測(cè)量

使用VL800機(jī)動(dòng)車(chē)配光性能綜合測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)量標(biāo)稱電壓下的光通量時(shí)，選用H7標(biāo)準(zhǔn)光源和被測(cè)光源進(jìn)行對(duì)比測(cè)量。H7標(biāo)準(zhǔn)光源按照GB4599-2007標(biāo)準(zhǔn)要求，在12V電壓下的光通量為1100lm。測(cè)量前，將標(biāo)準(zhǔn)光源放入積分球中點(diǎn)亮。光的背影將積分球擋屏罩在正中為適。待標(biāo)準(zhǔn)光源光電性能穩(wěn)定后，標(biāo)定為1100lm，此時(shí)儀器顯示的讀數(shù)為636.而后將標(biāo)準(zhǔn)光源從積分球中取下，換上被測(cè)光源。按照標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)節(jié)試驗(yàn)電壓為13.2V，待試驗(yàn)電壓穩(wěn)定后，點(diǎn)擊“樣品測(cè)試”，儀器左側(cè)顯示的數(shù)據(jù)就是被測(cè)光源的光電參數(shù)，如下圖2所示。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看出，此被測(cè)光源在試驗(yàn)電壓13.2V下的功率為56.45W，而被測(cè)光源的光通量為1475lm，符合GB4599-2007中對(duì)被測(cè)光源功率和光通量的要求。

圖1 積分球原理

圖2 被測(cè)光源光通量

圖3 額定光通下的電壓

4 額定光通量下的實(shí)驗(yàn)電壓和功率

利用VL800機(jī)動(dòng)車(chē)配光性能綜合測(cè)試系統(tǒng)，不僅可以測(cè)量光源在試驗(yàn)電壓下的光通量和功率，而且可以測(cè)量光源在額定光通下的實(shí)驗(yàn)電壓和功率。要得到被測(cè)光源在標(biāo)準(zhǔn)光通下得實(shí)驗(yàn)電壓和功率等數(shù)據(jù)，需要記下初始標(biāo)準(zhǔn)光源在標(biāo)稱電壓下儀器的讀數(shù)，依據(jù)光源光通量的測(cè)量原理，此時(shí)可以將儀器光通量微調(diào)到636，而此時(shí)儀器顯示的電壓和電流就是被測(cè)光源在額定光通下得電壓和電流，通過(guò)換算可以得到額定光通下的功率，如下圖3所示。

5 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)光源做為汽車(chē)燈具重要的組成部分，其自身的光電性能直接影響到行車(chē)安全。本文應(yīng)用積分球，對(duì)光源光通量的測(cè)量原理進(jìn)行了分析，通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，測(cè)定了光源在標(biāo)稱電壓下的光通量，同時(shí)也測(cè)定了光源在額定光通量下的電壓和功率。準(zhǔn)確、快速地測(cè)出光源的光電性能，對(duì)于提升汽車(chē)燈具生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量有著積極的影響。