基于分步法和积分半球法的路面亮度系数测量系统开发

摘要

道路照明的能耗约占照明总能耗的30％。准确测量路面材料的光反射特性可帮助我们有效改善路灯配光和道路照明设计，提高交通安全并大量节约能源。
　　本文设计了用于测量路面材料亮度系数的分布式反射特性测量装置。使用钨灯，LED等为光源，利用水平和垂直转臂带动光源在半球空间内分步转动，实现路面材料在多个光线入射角度下的亮度系数测量。光源入射角度控制精度为0.05°。整个测量过程为计算机自动控制，包括机器运行，数据获取和处理。利用所开发的装置对不同光源及各种不同的路面材料样品的组合进行了测量，并对测量结果进行了讨论。
　　此外，我们还提出了一种新型的便携式路面平均亮度系数(Q0)测量仪器。它使用一个特殊设计的积分半球和LED的组合作为测量照明体，一个观测角度调整为1°的CCD亮度计作为探测器。用分布式反射率测量仪和该测量工具对各种不同样品进行了测量，比较结果获得Q0的绝对值。研究显示该测量仪具有轻便便携、测量速度快等优点，非常适合Q0现场测量的需求。

目录

声明

致谢

摘要

插图和附表清单

1 绪论

1．1 道路照明评价系统

1．2 我国道路照明标准

1．3 道路照明亮度计算体系

1．4 材料表面反射特性

1．5 CIE道路材料反射特性

1．6 CIE道路分类

1．7 道路反射特性测量方法

1．8 国际上的案例分析

2 分布式反射率测量仪的设计与实现

2．1 分布式反射率测量仪的原理和结构

2．2 测量过程设计

2．3 机械臂精度讨论

2．4 样品平台位置校准

2．5 光源结构设计

2．6 光源波动的监测和校准

2．7 样品表面照度均匀性检测

2．8 亮度计视场和观测角对测量结果的影响

2．9 数据处理

2．10 伺服电机信号的连接与设置

2．11 光电编码器输入信号的连接

2．12 监控照度计的数据采集

2．13 计时器的选用

2．14 集成控制箱

3 分布式反射率测量仪测量结果及其分析

3．1 测量结果

3．2 光源光谱对测量结果影响的研究

4 便携式Q0测量仪设计和实现

4．1 设计原理

4．2 设计与实现方案

4．3 实验验证

5 便携式Q0测量仪的实测结果及其校正

5．1 由r表格计算Q0值

5．2 数据测量

5．3 便携式Q0测量仪分辨率，动态范围和测量结果

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历