本發(fā)明涉及光纖照明領(lǐng)域，具體涉及一種多光纖照明組合光光學(xué)參量的設(shè)定方法。
背景技術(shù)：
隨著光纖通訊的發(fā)展，光纖照明技術(shù)已發(fā)展成為一種新型照明系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于商品展示、交通信號(hào)、娛樂場所、建筑裝飾照明等，由于光源遠(yuǎn)離照明區(qū)域，故尤其適用于特殊場合，如潮濕環(huán)境、水下、易燃易爆等危險(xiǎn)場合，甚至對(duì)光的特性有特殊要求的博物館文物照明的場合等。在光纖照明中，常常需要將多種光源和多種光纖進(jìn)行組合來實(shí)現(xiàn)特定的照明要求，如色溫、色坐標(biāo)、顯色性、照度等，由于光纖的透過率與波長的相關(guān)性，因此不能直接通過簡便的方法來做出色溫、色坐標(biāo)、顯色性、照度等參數(shù)的預(yù)測，為此，在實(shí)際生產(chǎn)中往往需要做大量測試才能確定所需的光纖組數(shù)、光纖長度、光源型號(hào)、光源電源等，若要得到一組滿足要求的數(shù)據(jù)，需進(jìn)行多組光纖長度測試，如20、21、…25m等，而每完成一組測試往往需要一天至兩天時(shí)間，這種方法不僅耗時(shí)耗力，還需要進(jìn)行大量重復(fù)的驗(yàn)證測試才能找到滿足生產(chǎn)研發(fā)需求的組合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明在于提供一種多光纖照明組合光光學(xué)參量的設(shè)定方法，本方法基于前期建立的光纖和光源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，不需要對(duì)多種光源和光纖進(jìn)行全部測試，通過計(jì)算找到合理的組合，只需進(jìn)行小量驗(yàn)證測試，即可得到滿足生產(chǎn)研發(fā)需求的光源光纖組合。
一種多光纖照明組合光光學(xué)參量的設(shè)定方法，其特征在于，該方法的實(shí)現(xiàn)包括以下步驟：
S1：測試生產(chǎn)常用的光纖數(shù)據(jù)，獲取多種型號(hào)光纖的光譜曲線；
S2：計(jì)算光纖衰減系數(shù)，建立光纖衰減系數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；所述光纖衰減系數(shù)用K表示且按以下公式計(jì)算：
P1＝P0×exp(-K/i) (1)
式中，P1為通過光纖后的輻射通量，單位為瓦特；P0為通過光纖前的輻射通量，單位為瓦特；K為光纖衰減系數(shù)；i為光纖長度，單位為米；
S3：使用光譜儀測試多種電流下各種光源的光譜曲線，擬合光源的電流-輻射強(qiáng)度，建立光源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；
S4：對(duì)不同光纖和不同光源進(jìn)行組合得到光源光纖組合參數(shù)，求總輻射通量，再根據(jù)總輻射通量計(jì)算光學(xué)參數(shù)，其中，
光源通過光纖的輻射通量＝光源輻射通量×光纖透過率T，
所述光纖透過率T通過衰減系數(shù)K計(jì)算得到；
S5：判斷步驟S4求得的各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)是否均滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，是則，執(zhí)行步驟S6，否則，返回執(zhí)行步驟S4并采用另一組不同光纖和不同光源進(jìn)行組合，重新進(jìn)行計(jì)算，直至各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)均滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求；
S6：選擇各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)均滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的光源光纖組合參數(shù)的光纖和光源組合進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)際驗(yàn)證，且在驗(yàn)證合格后定型。
進(jìn)一步的，所述計(jì)算光纖衰減系數(shù)，建立光纖衰減系數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，包括：
測試不同光纖的長度i的輻射強(qiáng)度Pi,λ，其中i和λ均為變量且分別表示光纖的長度和波長，則不同波長光纖的衰減系數(shù)Ki,λ的計(jì)算公式為：
Ki,λ＝-ln((Pi,λ)/(Pi+1,λ))/i (2)
取所述相同長度不同波長光纖的衰減系數(shù)Ki,λ的n次的平均值得到光纖衰減系數(shù)Kλ；即：
連續(xù)測試不同長度i下光纖的衰減系數(shù)得到光纖衰減系數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫K(i,λ)；
所述建立光源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，包括，
Ⅰ、計(jì)算光源的電流-輻射強(qiáng)度的擬合系數(shù)
測試同一光源在不同電流I下的輻射強(qiáng)度Pλ,I，通過多項(xiàng)式擬合，擬合系數(shù)公式為：
Pλ,I＝a0+a1×I+a2×I2+a3×I3+…+an×In (4)
得到系數(shù)a0，a1，a2，a3，…an；
所述多項(xiàng)式的階為3階或4階，實(shí)際程序中計(jì)算R平方值來決定階數(shù)，通過計(jì)算擬合后參數(shù)與原始參數(shù)的R平方值越大越好，所述R平方值接近1時(shí)擬合最好，所述R為收斂半徑；
測試不同光源下的輻射強(qiáng)度Pλ,j，其中j為變量，表示不同的光源；通過多項(xiàng)式擬合，擬合系數(shù)公式為：
Pλ,j＝a0,j+a1,j×I+a2,j×I2+a3,j×I3+…+an,j×In (5)
得到系數(shù)a0,j，a1,j，a2,j，a3,j，…an,j；
Ⅱ、不同光源、不同光纖的組合光譜的計(jì)算
首先，計(jì)算單組光源光纖的組合光譜，選擇光源j，通過下式計(jì)算光源j在電流Ix下的光源輻射通量
則光源j通過長度i＝Ly的光纖，此時(shí)光纖透過率:
由所述光源輻射通量和光纖透過率可得光源j在電流Ix下通過長度i＝Ly的光纖的輻射通量：
對(duì)m組光源光纖的組合光譜的輻射通量進(jìn)行線性迭加，則總輻射通量為：
由此，建立不同光纖、不同光源、不同電流強(qiáng)度與總輻射通量的光源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。
進(jìn)一步的，所述對(duì)不同光纖和不同光源進(jìn)行組合得到光源光纖組合參數(shù)，求總輻射通量，再根據(jù)總輻射通量計(jì)算光學(xué)參數(shù)，包括，
根據(jù)不同光纖、不同光源、不同電流強(qiáng)度與總輻射通量的光源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中計(jì)算出的所述總輻射通量Pλ，按GB/T 5702-2003進(jìn)行光學(xué)參數(shù)的計(jì)算。
進(jìn)一步的，所述光學(xué)參數(shù)包括色溫、色坐標(biāo)、色容差、顯色指數(shù)和主波長。
進(jìn)一步的，所述光源光纖組合參數(shù)為光纖型號(hào)、光纖長度、光纖數(shù)量和光源型號(hào)、光源電流的組合。
本發(fā)明提供的一種多光纖照明組合光光學(xué)參量的設(shè)定方法的有益效果為：本方法基于前期建立的光纖和光源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，不再需要對(duì)多種光源和光纖進(jìn)行全部測試，通過本發(fā)明提供的設(shè)定方法能夠快速找到合理的組合，只需進(jìn)行小量驗(yàn)證測試，就能找到滿足生產(chǎn)研發(fā)需求的數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的時(shí)間和測試用物料，生產(chǎn)成本大大減少。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的多光纖照明組合光光學(xué)參量的設(shè)定方法的流程圖。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明提供的多光纖照明組合光光學(xué)參量的設(shè)定方法的流程圖，該方法的實(shí)現(xiàn)包括以下步驟：
S1：測試生產(chǎn)常用的光纖數(shù)據(jù)，獲取多種型號(hào)光纖的光譜曲線；
S2：計(jì)算光纖衰減系數(shù)，建立光纖衰減系數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；所述光纖衰減系數(shù)用K表示且按以下公式計(jì)算：
P1＝P0×exp(-K/L) (1)
式中，P1為通過光纖后的輻射通量，單位為瓦特；P0為通過光纖前的輻射通量，單位為瓦特；K為光纖衰減系數(shù)；i為光纖長度，單位為米；
S3：使用光譜儀測試多種電流下各種光源的光譜曲線，擬合光源的電流-輻射強(qiáng)度，建立光源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；
S4：對(duì)不同光纖和不同光源進(jìn)行組合得到光源光纖組合參數(shù)，具體地，光源光纖組合參數(shù)為光纖型號(hào)、光纖長度、光纖數(shù)量和光源型號(hào)、光源電流的組合，進(jìn)而求得總輻射通量，再根據(jù)總輻射通量計(jì)算其他光學(xué)參數(shù)，包括，色坐標(biāo)、相關(guān)色溫、主波長和顯色指數(shù)；其中，
光源通過光纖的輻射通量＝光源輻射通量×光纖透過率T，
所述光纖透過率T通過衰減系數(shù)K計(jì)算得到；
S5：判斷步驟S4求得的各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)是否均滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，是則，執(zhí)行步驟S6，否則，返回執(zhí)行步驟S4并采用另一組不同光纖和不同光源進(jìn)行組合，重新進(jìn)行計(jì)算，直至各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)均滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求；
S6：選擇各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)均滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的光源光纖組合參數(shù)的光纖和光源組合進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)際驗(yàn)證，且在驗(yàn)證合格后定型。
具體地，在本實(shí)施例中，所述計(jì)算光纖衰減系數(shù)，建立光纖衰減系數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，包括：
測試不同光纖的長度Li的輻射強(qiáng)度Pi,λ，其中i和λ均為變量且分別表示光纖的長度和波長，則不同波長光纖的衰減系數(shù)Ki,λ的計(jì)算公式為：
Ki,λ＝-ln((Pi,λ)/(Pi+1,λ))/i (2)
取所述相同長度不同波長光纖的衰減系數(shù)Ki,λ的n次的平均值得到光纖衰減系數(shù)Kλ；即：
連續(xù)測試不同長度i下光纖的衰減系數(shù)得到光纖衰減系數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫K(i,λ)；
所述建立光源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，包括，
Ⅰ、計(jì)算光源的電流-輻射強(qiáng)度的擬合系數(shù)
測試同一光源在不同電流I下的輻射強(qiáng)度Pλ,I，通過多項(xiàng)式擬合，擬合系數(shù)公式為：
Pλ,I＝a0+a1×I+a2×I2+a3×I3+…+an×In (4)
得到系數(shù)a0，a1，a2，a3，…an；
所述多項(xiàng)式的階為3階或4階，實(shí)際程序中計(jì)算R平方值來決定階數(shù)，通過計(jì)算擬合后參數(shù)與原始參數(shù)的R平方值越大越好，所述R平方值接近1時(shí)擬合最好，R為收斂半徑；
測試不同光源下的輻射強(qiáng)度Pλ,j，其中j為變量，表示不同的光源；通過多項(xiàng)式擬合，擬合系數(shù)公式為：
Pλ,j＝a0,j+a1,j×I+a2,j×I2+a3,j×I3+…+an,j×In (5)
得到系數(shù)a0,j，a1,j，a2,j，a3,j，…an,j；
Ⅱ、不同光源、不同光纖的組合光譜的計(jì)算
首先，計(jì)算單組光源光纖的組合光譜，選擇光源j，通過下式計(jì)算光源j在電流Ix下的光源輻射通量
則光源j通過長度i＝Ly的光纖，此時(shí)光纖透過率:
由所述光源輻射通量和光纖透過率可得光源j在電流Ix下通過長度i＝Ly的光纖的輻射通量：
對(duì)m組光源光纖的組合光譜的輻射通量進(jìn)行線性迭加，則總輻射通量為：
由此，建立不同光纖、不同光源、不同電流強(qiáng)度與總輻射通量的光源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。
對(duì)不同光纖和不同光源進(jìn)行組合得到光源光纖組合參數(shù)，求得總輻射通量，再根據(jù)總輻射通量計(jì)算光學(xué)參數(shù)，包括，
根據(jù)不同光纖、不同光源、不同電流強(qiáng)度與總輻射通量的光源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中計(jì)算出的所述總輻射通量Pλ，按GB/T 5702-2003進(jìn)行光學(xué)參數(shù)即色溫、色坐標(biāo)、色容差、顯色指數(shù)和主波長的計(jì)算。
顯然，本發(fā)明提供的一種多光纖照明組合光光學(xué)參量的設(shè)定方法基于前期建立的光纖和光源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，不再需要對(duì)多種光源和光纖進(jìn)行全部測試，通過本發(fā)明提供的設(shè)定方法能夠快速找到合理的組合，只需進(jìn)行小量驗(yàn)證測試，就能找到滿足生產(chǎn)研發(fā)需求的數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的時(shí)間和測試用物料，生產(chǎn)成本大大減少。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。