路燈照明中的色溫指數(shù)與顯色指數(shù)及其現(xiàn)場測量方法

1、路燈照明中的色溫指數(shù)與顯色指數(shù)及其現(xiàn)場測量方法卜祥曬、陸凱捷、劉鎏、居峰、馮成、章曉東、秦大為鹽城師范學(xué)院新能源與電子工程學(xué)院2.鹽城師范學(xué)院實驗中心）摘要：隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，車輛的使用越來越多，對路燈照明提出了更高的要求，人們不但希望夜間行駛的道路照明有良好的照度、亮度等光度學(xué)指標(biāo)更希望有良好的顯色指數(shù)和色溫指數(shù)等色度學(xué)的照明環(huán)境?，F(xiàn)如今，道路照明中各類電光源應(yīng)用廣泛，不同光源的色溫指數(shù)、顯色指數(shù)特性差異性很大，因此利用科學(xué)的光譜檢測方法對道路照明路燈的色溫指數(shù)、顯色指數(shù)檢測，合理使用光源，提高道路照明效果，具有現(xiàn)實意義。關(guān)鍵詞：路燈照明 色溫指數(shù) 顯色指數(shù) 現(xiàn)場檢測 Color temp

2、erature index of street lighting and color rendering index and its field measurementAbstract: with the development of society and economy, the use of vehicles more and more, puts forward higher requirements on street lighting, people not only hope on the road lighting at night have good illumination

3、, photometric indexes such as brightness, more hope to have good color rendering index and color temperature index such as colorimetric lighting environment. Nowadays, all kinds of electric light source are widely used in road lighting, different light source color temperature, color index character

4、istic difference is very big, so using the scientific spectrum detection method of road lighting the lamp color temperature, color index, the rational use of light source, improve the effect of road lighting, has the practical significance.Keywords: street lighting Color temperature color rendering

5、index in field test引言路燈照明是為了使各種車輛的駕駛者與行人在夜間行駛或者出行時能辨認(rèn)出道路上的各種情況且不感到過分疲勞，以保證安全，以及對光污染的合理控制等。經(jīng)濟社會的發(fā)展，車輛的使用越來越多，對道路照明提出了更高的要求，人們不但希望夜間行駛的道路照明有良好的照度、亮度等光度學(xué)指標(biāo)更希望有良好的顯色指數(shù)和色溫指數(shù)等色度學(xué)的照明環(huán)境。以LED照明為代表新型照明系統(tǒng)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明系統(tǒng)已成為一個必然的趨勢，照明效果的高效性、節(jié)能性是得到市場充分認(rèn)可，GB/T5700-2008國家標(biāo)準(zhǔn)也對于LED以及其他種類的路燈光源的顯色指數(shù)和色溫指數(shù)等色度學(xué)參數(shù)檢測提出來具體的要求。在努力

6、改善道路照明效果、新型電光源不斷推廣應(yīng)用新形勢下，對于道路照明進(jìn)行色度學(xué)參數(shù)檢測的重要性也在不斷提高。一、色度學(xué)指標(biāo)1、色溫度（Tc）當(dāng)某一光源的色品與某一溫度下的完全輻射體（黑體）的色品完全相同時，該完全輻射體（黑體）的絕對溫度為此光源的色溫度，單位為開爾文（K）。2700K熾白色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色表1相關(guān)色溫（Tcp）當(dāng)光源的色品點不在完全輻射體（黑體）的軌跡上時，光源的色品與某一溫度下的完全輻射體（黑體）的色品最接近時，該完全輻射體（黑體）的絕對溫度為此光源的相關(guān)色溫，單位為開爾文（K）。圖1各光的色溫值3、（色刺激的）三刺激

7、值X、Y、Z和X10、Y10、Z10在給定的三色系統(tǒng)中，與所考慮刺激達(dá)到色匹配所需要的三參比色刺激量。圖2 CIE-RGB光譜三刺激值色品用CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)所表示的顏色性質(zhì)。色品坐標(biāo)（x、y、z）每個三刺激值與其總和之比。圖3色品圖圖4 CIE1931 XYZ 標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)色品圖顯色指數(shù)（R0）光源顯色性的度量。7、CIE一般顯色指數(shù)（Ra）光源對CIE規(guī)定的八種標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品特殊顯色指數(shù)的平均值Ra 值越接近100，則光源的顯色性越好。Ra100 7575 5050以下質(zhì)量分類優(yōu)一般劣表2表3各種燈的色溫及顯色指數(shù)范圍色溫顯色指數(shù)普通白熾燈2850K9599鹵鎢燈2850K9599熒光燈30

8、00K6500K7080高壓汞燈3450-3750k3040高壓鈉燈19502200K2025金屬鹵化物燈40004300K6585無極燈27006500K80LED燈27006500K7590表4城市道路照明光源顏色的測量方法1.照明現(xiàn)場測量1.1.在照明現(xiàn)場測量照明光源顏色參數(shù)其被測光源宜滿足下列要求：鎢絲類光源累計點燃時間在50h以上；氣體放電燈類光源累計點燃時間在100h以上。1.2.測量照明光源顏色參數(shù)時：鎢絲類光源應(yīng)在點燃15min后進(jìn)行；氣體放電燈類光源應(yīng)在點燃40min后進(jìn)行；測量的同時應(yīng)監(jiān)測電源電壓。1.3.在照明現(xiàn)場測量照明光源顏色參數(shù)，應(yīng)使用分光型光譜輻射儀器。1.4.對

9、于照明現(xiàn)場測量照明光源顏色參數(shù)的分光型光譜輻射儀器的應(yīng)滿足以下條件：a）波長范圍380nm780nm，測光重復(fù)性應(yīng)在1%以內(nèi)；b）波長精度：2.0mm；c）光譜帶寬：8nm；d）波長間隔：5nm；e）對A光源的顏色精度：0.0015 x，0.0015 y。1.5.采用分光型光譜（輻）照度計在照明現(xiàn)場測量照明光源顏色。將儀器測量探頭放置測試工作面上，讀取保存測試光譜數(shù)據(jù)，大型場所測試點不得少于9點，小型場所不得少于3點。1.6.采用分光型光譜（輻）亮度計和（漫射型）標(biāo)準(zhǔn)白板在照明現(xiàn)場測量照明光源顏色。將標(biāo)準(zhǔn)白板放置測試工作面上，亮度計與白板形成45角，測量白板亮度讀取光譜數(shù)據(jù)，將讀取的白板亮度光

10、譜數(shù)據(jù)用白板的光譜反射比數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后，在進(jìn)行照明光源顏色參數(shù)計算。1.7.對得到的照明現(xiàn)場光源的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后，在依據(jù)GB/T 5702進(jìn)行照明現(xiàn)場照明光源顏色參數(shù)的計算。1.8.在測量時應(yīng)注意避免晝光對測量結(jié)果的影響，應(yīng)避免人員擋光，測試人員不應(yīng)穿著有顏色鮮艷的衣服（宜穿著白、灰和深黑色衣物）。在測量的同時應(yīng)記錄電源電壓。對于氣體放電燈（HID燈）有條件的宜同時測量光源功率和電源電壓。在檢驗報告中應(yīng)注明測量結(jié)果是純光源的顏色還是包括環(huán)境光的綜合光色。2.照明用LED光源顏色測量2.1測量照明用LED光源顏色參數(shù)應(yīng)采用符合1.3規(guī)定的儀器。2.2作為照明用的LED光源，應(yīng)將LED光

11、源作為整體進(jìn)行顏色測量；測量位置應(yīng)與照度計算面相近或者相同；若是由三種單色光源（或以上）合成的照明光源，應(yīng)測量各基色的光譜數(shù)據(jù)，再依據(jù)GB/T5702和CIE No15計算顏色參數(shù)。2.3測量儀器應(yīng)符合1.4的規(guī)定。2.4測量方法可采用1.5和1.6所述的方法。2.5數(shù)據(jù)處理可采用1.7所述的方法。2.6在測量時應(yīng)遵守1.8的規(guī)定。四、車載式道路照明光譜檢測系統(tǒng)為改善傳統(tǒng)光譜儀不便于道路照明現(xiàn)場效果檢測的不足，鹽城師范學(xué)院實驗中心與鹽城市豐登電子儀器有限公司研制出一種車載式光譜檢測系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的光譜儀測量相比，實現(xiàn)了高效率、高精度的動態(tài)測量，減少了測量人員在檢測時的安全問題，以及更加方便的得到

12、實時數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析。本系統(tǒng)主要測量參數(shù)為道路的色溫和顯色指數(shù)，為此在對手持式光譜分析儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，一方面將傳統(tǒng)的靜態(tài)測量改進(jìn)成了動態(tài)的測量，另一方面增強了抗干擾能力，從局限于室內(nèi)測量到走向道路上的實地的室外測量。系統(tǒng)基于CCD傳感器，系統(tǒng)引入余弦修正器，凹面衍射光柵等技術(shù)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的測量。效率和精度。如圖5所示為色度學(xué)指標(biāo)詳細(xì)測量界面，包括了光譜顯示以及各色度學(xué)指標(biāo)的測量以及色品圖的顯示。圖5色度學(xué)指標(biāo)測量詳細(xì)界面該軟件可實現(xiàn)定點測量以及連續(xù)測量。光譜軟件中各種路燈光源的色溫指數(shù)、顯色指數(shù)、光譜波長、色品坐標(biāo)等近10項路燈光源色度學(xué)指標(biāo)。該系統(tǒng)可精確測量LED燈、金鹵燈、高壓鈉燈等各種路燈光源的色溫指數(shù)、顯色指數(shù)、色品坐標(biāo)等主要技術(shù)參數(shù)，為路燈光源光譜的現(xiàn)場動態(tài)測量和及時數(shù)據(jù)分析提供了科學(xué)可靠的技術(shù)支持。五、結(jié)論隨著車輛使用數(shù)量的增多，夜間的行駛以及照明更趨重要，提高夜間光照效率，將傳統(tǒng)路燈光源的顯色指數(shù)和色溫指數(shù)等色度學(xué)更貼近于自然光的照射，對路燈的光譜檢測就顯得尤為重要了，本文所涉及的路燈光譜的動態(tài)檢測方法，為道路照明的效果檢測提供了一套新型、方便、可靠的檢測手段。參考文獻(xiàn)：1 Br