光源質(zhì)量檢測(cè)儀及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光環(huán)境測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光源質(zhì)量檢測(cè)儀，還涉及上 述光源質(zhì)量檢測(cè)儀的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)LED設(shè)計(jì)與家庭燈飾中，越來(lái)越關(guān)注光環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題，但是光源質(zhì)量往往 難以測(cè)量。目前，進(jìn)行光環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí)，僅靠從業(yè)者的主觀判斷選擇燈具、LED、廣告屏等產(chǎn)品 是否滿(mǎn)足光環(huán)境設(shè)計(jì)需求，無(wú)法準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品產(chǎn)生的光是否與使用場(chǎng)所匹配、是否對(duì)人的 生理心理產(chǎn)生危害、是否達(dá)到光環(huán)境設(shè)計(jì)目的。
[0003] 市場(chǎng)上現(xiàn)行的光測(cè)量?jī)x器有光譜分析儀、光照度計(jì)等，但是它們體積龐大且只能 夠獨(dú)立測(cè)量某一光參數(shù)，色溫測(cè)量方法不成熟、沒(méi)有考慮閃爍頻率，不能整體反映光源質(zhì)量 問(wèn)題，并且它們只能測(cè)量測(cè)量點(diǎn)光環(huán)境參數(shù)，不能反映光源質(zhì)量本身問(wèn)題，也沒(méi)有涉及測(cè)量 環(huán)境對(duì)光參數(shù)測(cè)量結(jié)果的影響，使測(cè)量結(jié)果不具有參考價(jià)值，這使得使用者難以準(zhǔn)確全面 獲取光信息，無(wú)法判斷光源質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種光源質(zhì)量檢測(cè)儀，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不能全面測(cè) 量光參數(shù)及忽略環(huán)境對(duì)光質(zhì)量的影響造成的光質(zhì)量測(cè)量精確度低且不能測(cè)量光源本身質(zhì) 量的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的另一目的時(shí)提供上述光源質(zhì)量檢測(cè)儀的測(cè)量方法。
[0006] 本發(fā)明米用的第一技術(shù)方案是，一種光源質(zhì)量測(cè)量?jī)x，其包括外殼，在外殼上表面 部中間位置安裝有光源參數(shù)測(cè)量探頭、光源參數(shù)測(cè)量探頭的左邊安裝有環(huán)境參數(shù)測(cè)量探 頭，右邊安裝有激光測(cè)距探頭；其中，環(huán)境參數(shù)測(cè)量探頭、激光測(cè)距探頭均安裝在外殼的上 表面；外殼的內(nèi)部設(shè)置有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括微控制器，微控制器分別連接有 激光測(cè)距模塊、光照度測(cè)量模塊、圖像傳感模塊、濕度測(cè)量模塊、灰塵度測(cè)量模塊；光照度測(cè) 量模塊、圖像傳感模塊與光源參數(shù)測(cè)量探頭連接，濕度測(cè)量模塊、灰塵度測(cè)量模塊與環(huán)境參 數(shù)測(cè)量探頭連接，激光測(cè)距模塊與激光測(cè)距探頭連接。
[0007] 本發(fā)明的第一技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于，
[0008] 光源質(zhì)量檢測(cè)儀還包括設(shè)置在外殼前表面的光源質(zhì)量參數(shù)顯示屏和聲光警報(bào)器， 聲光警報(bào)器位于光源質(zhì)量參數(shù)顯示屏的正下方。
[0009] 微控制器還分別與光源質(zhì)量參數(shù)顯示屏和聲光警報(bào)器連接。
[0010] 光源參數(shù)測(cè)量探頭包括光照度傳感器和圖像傳感器；環(huán)境參數(shù)測(cè)量探頭包括灰塵 度傳感器和濕度傳感器，激光測(cè)距探頭采用激光測(cè)距傳感器；外殼采用帶屏蔽鍍層的不銹 鋼外殼。
[0011] 光源質(zhì)量參數(shù)顯示屏采用LCD屏幕；聲光警報(bào)器由發(fā)聲與發(fā)光兩部分組成，發(fā)聲 部分采用蜂鳴器，發(fā)光部分采用LED燈。
[0012] 激光測(cè)距模塊由依次連接的A/D轉(zhuǎn)換芯片a和控制器a組成，A/D轉(zhuǎn)換芯片a與 激光測(cè)距傳感器相連，控制器a與微控制器相連；光照度測(cè)量模塊由依次相連A/D轉(zhuǎn)換芯 片b和控制器b組成，A/D轉(zhuǎn)換芯片b與光照度傳感器相連，控制器b與微控制器相連；圖 像傳感模塊由依次相連的A/D轉(zhuǎn)換芯片c和控制器c組成，A/D轉(zhuǎn)換芯片c與圖像傳感器相 連，控制器c與微控制器相連；濕度測(cè)量模塊由依次相連的數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換芯片d和控制器d 組成，數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換芯片d與濕度傳感器相連，控制器d與微控制器相連；灰塵度測(cè)量模塊 由依次相連的數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換芯片e和控制器e組成，數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換芯片e與灰塵度傳感器 相連，控制器e與微控制器相連。
[0013] 本發(fā)明所采用的第二技術(shù)方案為，上述光源質(zhì)量檢測(cè)儀的光源質(zhì)量檢測(cè)方法，包 括以下步驟：
[0014] 步驟1 :激光測(cè)距傳感器、光照度傳感器和圖像傳感器采集光信號(hào)數(shù)據(jù)的模擬量， 經(jīng)激光測(cè)距模塊、光照度測(cè)量模塊和圖像傳感模塊的A/D轉(zhuǎn)換芯片后得到光信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù) 字量，并分別傳送至控制器a、控制b、控制器c;濕度傳感器、灰塵度傳感器采集環(huán)境信號(hào)數(shù) 據(jù)，經(jīng)濕度測(cè)量模塊、灰塵度測(cè)量模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片得到環(huán)境信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)字量，并分被 傳送至控制器d、控制器e;
[0015] 步驟2 :控制器a~控制器e處理傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，處理后得到光源與測(cè)量點(diǎn)之間 的距離r，測(cè)量點(diǎn)的光環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)：光照度Ei、閃爍頻率、色溫TCl、光譜RGBi(f)，環(huán)境數(shù) 據(jù)：濕度％RH、粉塵度Pm，并將上述數(shù)據(jù)均傳送至微控制器；
[0016] 步驟3 :微控制器處理控制器a~控制器e傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，得到光源的光參數(shù) 數(shù)據(jù)：光照度E、色溫Tc、RGB(f)、閃爍頻率f;
[0017] 步驟4 :微控制器將光源的光參數(shù)數(shù)據(jù)傳送至光源質(zhì)量參數(shù)顯示屏進(jìn)行顯示；同 時(shí)將光源的光參數(shù)數(shù)據(jù)光照度E、色溫Tc與標(biāo)準(zhǔn)光參數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)比，如果有一項(xiàng)光參數(shù)數(shù)據(jù) 不符合標(biāo)準(zhǔn)光參數(shù)數(shù)據(jù)，則發(fā)出命令至聲光警報(bào)器進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)發(fā)送命令至光源質(zhì) 量參數(shù)顯示屏，使不符合標(biāo)準(zhǔn)的光參數(shù)數(shù)據(jù)閃爍。
[0018] 本發(fā)明所采用的第二技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于，
[0019] 步驟1的具體步驟為：
[0020] 1. 1，激光測(cè)距傳感器采集激光發(fā)出經(jīng)被測(cè)光源反射后接收返回信號(hào)過(guò)程所用時(shí) 間t對(duì)應(yīng)的模擬量，并傳送給激光測(cè)距模塊內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換芯片a，將時(shí)間t的模擬量轉(zhuǎn)化為 時(shí)間t對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，然后傳送到激光測(cè)距模塊內(nèi)的控制器a;
[0021] 1.2,光參數(shù)測(cè)量探頭中的光照度傳感器采集測(cè)量點(diǎn)光照度的模擬量，傳送給光照 度測(cè)量模塊中的A/D轉(zhuǎn)換芯片b，將光照度的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量Em，然后將其傳送給光照 度測(cè)量模塊內(nèi)的控制器b;光參數(shù)測(cè)量探頭中的圖像傳感器采集二維光信息、時(shí)間ts內(nèi)接 收到的高頻光脈沖個(gè)數(shù)η的模擬量，并把它們傳送給圖像傳感模塊中的A/D轉(zhuǎn)換芯片c轉(zhuǎn) 換成數(shù)字量，然后二維光信息以數(shù)組方式傳遞給圖像傳感模塊內(nèi)的控制器c，同時(shí)將ts時(shí) 間內(nèi)接收到的高頻光脈沖個(gè)數(shù)η的數(shù)字量傳送到圖像傳感模塊內(nèi)的控制器c;
[0022] 1.3,環(huán)境參數(shù)測(cè)量探頭的濕度傳感器采集測(cè)量點(diǎn)環(huán)境的濕度信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)接 收轉(zhuǎn)換芯片d，經(jīng)轉(zhuǎn)化后得到％RH，再傳送到濕度測(cè)量模塊內(nèi)的控制器d;灰塵度傳感器采 集測(cè)量點(diǎn)環(huán)境的灰塵度信號(hào)，將其傳送至數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換芯片e轉(zhuǎn)化為脈寬調(diào)制的數(shù)字信號(hào) PP，再傳送至灰塵度測(cè)量模塊的控制器e。
[0023] 步驟2中控制器a~控制器e處理得到光源與測(cè)量點(diǎn)之間的距離r，測(cè)量點(diǎn)的光 環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)：光照度Ei、色溫TCl、光譜1?? (f)、閃爍頻率，環(huán)境數(shù)據(jù)：濕度％RH、粉塵度 Pm的具體方法為：
[0024] 2. 1，激光測(cè)距模塊內(nèi)的控制器a計(jì)算光源與測(cè)量點(diǎn)之間的距離r，r計(jì)算公式如 下：
[0025]r=cXt/2 (1)；
[0026] 其中，c為光速；
[0027] 2. 2,由光照度測(cè)量模塊內(nèi)的控制器b處理得到測(cè)量點(diǎn)光的光照度E1;由圖像傳感 模塊內(nèi)的控制器c處理得到測(cè)量點(diǎn)閃爍頻率、色溫TCl、光譜RGBi(f)，具體過(guò)程如下：
[0028] 2. 2.1，光照度計(jì)算公式如下：
[0029]
[0030] 2. 2. 2,色溫1^的計(jì)算方法如下：圖像傳感器采集到的二維光信息經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換芯 片c轉(zhuǎn)換后傳遞到控制器c的是以N個(gè)色坐標(biāo)（x，y)為元素的數(shù)組，計(jì)算公式如下：
[0031]
[0032] ^Iv W w
[0033] 其中，（Xl，yi)為第i個(gè)色坐標(biāo)；
[0034] 2. 2. 3,光譜1?? (f)的獲取方法：光信息以數(shù)組方式傳遞到控制器c后，由圖像傳 感器的光譜響應(yīng)特性控制器c可以由其二維光信息直接得光譜曲線(xiàn)即光譜RGBi(f);
[0035] 2. 2. 4,光環(huán)境的閃爍頻率匕的計(jì)算方法如下：
[0036]
[0037] 2. 2. 5,由濕度測(cè)量模塊的控制器d和灰塵度測(cè)量模塊內(nèi)的控制器e處理得到當(dāng)前 環(huán)境的濕度％RH和灰塵度Pm，具體過(guò)程如下：
[0038] 2. 2. 5. 1，濕度傳感器采集的濕度信號(hào)經(jīng)濕度測(cè)量模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換芯片d 后得到環(huán)境濕度％RH，傳送給控制器d后直接輸出％RH;
[0039] 2. 2. 5. 2,灰塵度Pm(單位為kpcs)的計(jì)算方法為：
[0040]
[0041] 其中，PP的單位為％。
[0042] 步驟3中微控制器處理得到光照度E、色溫Tc、RGB(f)、閃爍頻率f的具體方法為：
[0043] 3. 1，光源光照度E的計(jì)算公式為：
[0044]
[0045] 3. 2,光源色溫Tc的計(jì)算公式為：
[0046]Tc=fTc(TCl,%RH,Pm,r) =TClXln(%RHXPmXr) (7)；
[0047] 3. 3,光源光譜RGB(f):即將組成光譜RGBi(f)的二維數(shù)組中的各數(shù)組的值矯正后 得到的新的二維數(shù)組組成的光譜，矯正公式為：
[0048] RGB(f) =fRGB(RGBi(f),%RH,Pm,r) =RGBi(f)XIn(%RHXPmXr) (8)；
[0049]3. 4，光源閃爍頻率f:
[0050] f=ff(f!,%RH,Pm,r) = 0.lX^XlnC%RHXPmXO. 6Xr) (9)。
[0051] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的光源質(zhì)量測(cè)量?jī)x集測(cè)量光源本身的光照度、光譜、 色溫和閃爍頻率為一體，并充分考慮了環(huán)境對(duì)光參數(shù)的影響，克服了現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量對(duì)象 僅為測(cè)量點(diǎn)光環(huán)境參