光譜儀用于是照明光度色度參量的基礎測試設備,隨著儀器科學、電子技術(shù)以及軟件信息技術(shù)的不斷發(fā)展,光譜儀也不斷發(fā)生著變革。 同時在照明領(lǐng)域,光源也從**初的白熾燈發(fā)展到氣體放電燈熒光燈、HID,到現(xiàn)在的固態(tài)照明LED.LED特殊的光電性能為照明帶來了無限可能性,同時也給檢測評估帶來了挑戰(zhàn),而正是光譜儀技術(shù)的發(fā)展又逐漸滿足了LED照明的測量需求,光譜儀和電光源沿著不同的軌跡發(fā)展,但又相互契合。文章首先介紹了主流光譜的原理和分類,光譜儀發(fā)展的歷程,再結(jié)合LED照明的特點,重點分析了LED照明測量的新特性和對光譜儀發(fā)展趨勢的影響,提出了應用光譜儀測量LED參數(shù)的規(guī)律和方法。在能源之星、中國綠色照明等認證中,光譜輻射計提供光源的能效數(shù)據(jù),助力企業(yè)獲得節(jié)能標識。蘇州光譜儀執(zhí)行標準
滿足CIE 15:2004色度測定要求,色度測定描述人眼對顏色的感知。為了對顏色進行定量與定性描述,國際照明委員會(CIE)于1931年定義并確立了三色刺激XYZ系統(tǒng)。三色刺激系統(tǒng)基于以下假設:其他每種顏色均可由紅色、綠色和藍色三原色的混合來表示。將顏色匹配函數(shù)x(—)(λ)、y(—)(λ)、z(—)(λ)(見圖2)分別與光源的光譜功率分布對應相乘(請參見圖3中的白色LED的光譜功率分布圖示例),然后在人眼的光譜響應函數(shù)的波長范圍內(nèi)(380nm至780nm)求積分,這樣采用XYZ系統(tǒng)就可以表述顏色。CIE開發(fā)了二維色品圖(圖2,左側(cè)),以便簡化三維顏色空間的表示。圖2所示的1931CIE圖和2度視角觀測者顏色匹配函數(shù)廣泛應用于LED產(chǎn)業(yè)。揚州光譜儀歡迎咨詢光譜輻射計在人因照明的應用。
選用同類燈或燈具的顏色偏差應盡量小,以達到比較好照明效果。美國國家標準研究院(ANSI)C38.377《固態(tài)照明產(chǎn)品的色度要求》的LED產(chǎn)品色容差小于7SDCM,而我國現(xiàn)行國家標準《單端熒光燈性能要求》GB/T17262和《雙端熒光燈性能要求》GB/T10682等均要求熒光燈光源色容差小于5SDCM。根據(jù)國內(nèi)已經(jīng)完成的光源在照明項目的使用情況,色容差7SDCM仍能夠覺察出顏色偏差。因此,為提高照明質(zhì)量,在本標準中規(guī)定長時間工作或停留的房間或場所照明色容差不應大于5SDCM。一般顯色指數(shù)與特殊顯色指數(shù)是描述光源顯色性的指標,其限值根據(jù)國際照明委員會(C1E)標準《室內(nèi)工作場所照明(LightingofIndoorWorkPlaces)》CIES008/E-2001的規(guī)定制定,該標準Ra取值為90、80、60、40和20。此外,如果光譜中紅色部分較為缺乏,會導致光源復現(xiàn)的色域大大減小,也會導致照明場景呆板、枯燥,從而影響照明環(huán)境質(zhì)量。對于顯示性不加限制勢必會影響室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量,美國對用于室內(nèi)照明的LED燈也限定其一般顯色指數(shù)Ra不低于80,特殊顯色指數(shù)R9不應為負數(shù)。
光譜輻射計的選擇:
光譜范圍:根據(jù)所要測量的光源或物質(zhì)的光譜特性確定所需的光譜范圍。例如,如果是研究可見光范圍內(nèi)的光源,如普通照明燈具、顯示屏等,選擇光譜范圍在 380-780nm 的可見光光譜輻射計即可;如果需要測量紫外光或近紅外光區(qū)域的輻射,就要選擇相應覆蓋這些波段的光譜輻射計。比如在太陽能電池研究中,可能需要覆蓋紫外到近紅外的較寬光譜范圍,以便***分析太陽輻射對電池的影響1。分辨率:較高的分辨率能夠更精細地分辨光譜中的細節(jié)變化,但通常價格也會更高。如果對光譜的細微變化要求較高,如研究激光的光譜特性、分析精細的光譜結(jié)構(gòu)等,就需要選擇高分辨率的光譜輻射計;而對于一些對光譜分辨率要求不那么高的應用,如普通照明光源的大致光譜分析,中等分辨率的設備可能就足夠了。測量精度:根據(jù)應用場景對測量精度的要求來選擇。例如在科學研究、高精度光學器件檢測等對數(shù)據(jù)精度要求極高的領(lǐng)域,需要選擇具有高測量精度的光譜輻射計;而對于一些對精度要求相對不那么嚴格的場景,如一般的照明環(huán)境評估等,中等精度的設備就能滿足需求。 光譜儀的光譜圖可用于分析生物組織成分。
光譜輻射計在照明設計和優(yōu)化的應用:
光源選擇和匹配:市場上有各種不同類型的光源,如白熾燈、熒光燈、LED 燈等,它們的光譜特性各不相同。光譜輻射計可以幫助比較不同光源的光譜分布和性能,選擇適合特定場景的光源。同時,對于需要多種光源組合的照明場景,光譜輻射計可以協(xié)助進行光源的匹配和優(yōu)化,以達到比較好的照明效果。
照明系統(tǒng)節(jié)能評估:在滿足照明質(zhì)量和人體需求的前提下,節(jié)能是照明設計的重要目標。光譜輻射計可以測量照明系統(tǒng)的光輸出和能耗,評估照明系統(tǒng)的能效。通過對照明系統(tǒng)的光譜分析,可以發(fā)現(xiàn)能源浪費的環(huán)節(jié),例如不必要的藍光成分或過高的光強,從而進行優(yōu)化調(diào)整,提高能源利用效率。 光譜儀的光程設計影響測量的準確性。蘇州光譜儀執(zhí)行標準
光譜輻射計在植物生長燈方面的應用。蘇州光譜儀執(zhí)行標準
光譜儀:能夠測量光源在不同波長下的光譜功率分布,通過對光譜數(shù)據(jù)的分析,可以精確地計算出燈具的各種色度參數(shù),如色溫、顯色指數(shù)、色坐標等。光譜儀的測量精度高,但價格相對較高,操作也較為復雜,常用于對顏色精度要求較高的科研、生產(chǎn)等領(lǐng)域.
在實驗室環(huán)境中,通常使用積分球或分布式光度計等設備來測量燈具的色度。積分球可以收集燈具發(fā)出的光線,使其在球內(nèi)均勻分布,從而實現(xiàn)對燈具總光通量、色坐標、色溫等參數(shù)的準確測量;分布式光度計則主要用于測量燈具的光強分布和色度分布,通過對燈具在不同角度下的光強和色度進行測量,可以得到燈具的配光曲線和色度均勻性等信息. 蘇州光譜儀執(zhí)行標準