光源质量检测仪及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光环境测试仪器技术领域，具体涉及一种光源质量检测仪，还涉及上 述光源质量检测仪的检测方法。
【背景技术】
[0002] 在工业LED设计与家庭灯饰中，越来越关注光环境质量问题，但是光源质量往往 难以测量。目前，进行光环境设计时，仅靠从业者的主观判断选择灯具、LED、广告屏等产品 是否满足光环境设计需求，无法准确判断产品产生的光是否与使用场所匹配、是否对人的 生理心理产生危害、是否达到光环境设计目的。
[0003] 市场上现行的光测量仪器有光谱分析仪、光照度计等，但是它们体积庞大且只能 够独立测量某一光参数，色温测量方法不成熟、没有考虑闪烁频率，不能整体反映光源质量 问题，并且它们只能测量测量点光环境参数，不能反映光源质量本身问题，也没有涉及测量 环境对光参数测量结果的影响，使测量结果不具有参考价值，这使得使用者难以准确全面 获取光信息，无法判断光源质量是否达到设计目的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种光源质量检测仪，解决了现有技术中存在的不能全面测 量光参数及忽略环境对光质量的影响造成的光质量测量精确度低且不能测量光源本身质 量的技术问题。
[0005] 本发明的另一目的时提供上述光源质量检测仪的测量方法。
[0006] 本发明米用的第一技术方案是，一种光源质量测量仪，其包括外壳，在外壳上表面 部中间位置安装有光源参数测量探头、光源参数测量探头的左边安装有环境参数测量探 头，右边安装有激光测距探头；其中，环境参数测量探头、激光测距探头均安装在外壳的上 表面；外壳的内部设置有数据处理系统，数据处理系统包括微控制器，微控制器分别连接有 激光测距模块、光照度测量模块、图像传感模块、湿度测量模块、灰尘度测量模块；光照度测 量模块、图像传感模块与光源参数测量探头连接，湿度测量模块、灰尘度测量模块与环境参 数测量探头连接，激光测距模块与激光测距探头连接。
[0007] 本发明的第一技术方案的特点还在于，
[0008] 光源质量检测仪还包括设置在外壳前表面的光源质量参数显示屏和声光警报器， 声光警报器位于光源质量参数显示屏的正下方。
[0009] 微控制器还分别与光源质量参数显示屏和声光警报器连接。
[0010] 光源参数测量探头包括光照度传感器和图像传感器；环境参数测量探头包括灰尘 度传感器和湿度传感器，激光测距探头采用激光测距传感器；外壳采用带屏蔽镀层的不锈 钢外壳。
[0011] 光源质量参数显示屏采用LCD屏幕；声光警报器由发声与发光两部分组成，发声 部分采用蜂鸣器，发光部分采用LED灯。
[0012] 激光测距模块由依次连接的A/D转换芯片a和控制器a组成，A/D转换芯片a与 激光测距传感器相连，控制器a与微控制器相连；光照度测量模块由依次相连A/D转换芯 片b和控制器b组成，A/D转换芯片b与光照度传感器相连，控制器b与微控制器相连；图 像传感模块由依次相连的A/D转换芯片c和控制器c组成，A/D转换芯片c与图像传感器相 连，控制器c与微控制器相连；湿度测量模块由依次相连的数据接收转换芯片d和控制器d 组成，数据接收转换芯片d与湿度传感器相连，控制器d与微控制器相连；灰尘度测量模块 由依次相连的数据接收转换芯片e和控制器e组成，数据接收转换芯片e与灰尘度传感器 相连，控制器e与微控制器相连。
[0013] 本发明所采用的第二技术方案为，上述光源质量检测仪的光源质量检测方法，包 括以下步骤：
[0014] 步骤1 :激光测距传感器、光照度传感器和图像传感器采集光信号数据的模拟量， 经激光测距模块、光照度测量模块和图像传感模块的A/D转换芯片后得到光信号数据的数 字量，并分别传送至控制器a、控制b、控制器c;湿度传感器、灰尘度传感器采集环境信号数 据，经湿度测量模块、灰尘度测量模块的数据转换芯片得到环境信号数据的数字量，并分被 传送至控制器d、控制器e;
[0015] 步骤2 :控制器a~控制器e处理传送过来的数据，处理后得到光源与测量点之间 的距离r，测量点的光环境参数数据：光照度Ei、闪烁频率、色温TCl、光谱RGBi(f)，环境数 据：湿度％RH、粉尘度Pm，并将上述数据均传送至微控制器；
[0016] 步骤3 :微控制器处理控制器a~控制器e传送过来的数据，得到光源的光参数 数据：光照度E、色温Tc、RGB(f)、闪烁频率f;
[0017] 步骤4 :微控制器将光源的光参数数据传送至光源质量参数显示屏进行显示；同 时将光源的光参数数据光照度E、色温Tc与标准光参数数据对比，如果有一项光参数数据 不符合标准光参数数据，则发出命令至声光警报器进行声光报警，同时发送命令至光源质 量参数显示屏，使不符合标准的光参数数据闪烁。
[0018] 本发明所采用的第二技术方案的特点还在于，
[0019] 步骤1的具体步骤为：
[0020] 1. 1，激光测距传感器采集激光发出经被测光源反射后接收返回信号过程所用时 间t对应的模拟量，并传送给激光测距模块内的A/D转换芯片a，将时间t的模拟量转化为 时间t对应的数字量，然后传送到激光测距模块内的控制器a;
[0021] 1.2,光参数测量探头中的光照度传感器采集测量点光照度的模拟量，传送给光照 度测量模块中的A/D转换芯片b，将光照度的模拟量转化为数字量Em，然后将其传送给光照 度测量模块内的控制器b;光参数测量探头中的图像传感器采集二维光信息、时间ts内接 收到的高频光脉冲个数η的模拟量，并把它们传送给图像传感模块中的A/D转换芯片c转 换成数字量，然后二维光信息以数组方式传递给图像传感模块内的控制器c，同时将ts时 间内接收到的高频光脉冲个数η的数字量传送到图像传感模块内的控制器c;
[0022] 1.3,环境参数测量探头的湿度传感器采集测量点环境的湿度信号传送至数据接 收转换芯片d，经转化后得到％RH，再传送到湿度测量模块内的控制器d;灰尘度传感器采 集测量点环境的灰尘度信号，将其传送至数据接收转换芯片e转化为脉宽调制的数字信号 PP，再传送至灰尘度测量模块的控制器e。
[0023] 步骤2中控制器a~控制器e处理得到光源与测量点之间的距离r，测量点的光 环境参数数据：光照度Ei、色温TCl、光谱1?? (f)、闪烁频率，环境数据：湿度％RH、粉尘度 Pm的具体方法为：
[0024] 2. 1，激光测距模块内的控制器a计算光源与测量点之间的距离r，r计算公式如 下：
[0025]r=cXt/2 (1)；
[0026] 其中，c为光速；
[0027] 2. 2,由光照度测量模块内的控制器b处理得到测量点光的光照度E1;由图像传感 模块内的控制器c处理得到测量点闪烁频率、色温TCl、光谱RGBi(f)，具体过程如下：
[0028] 2. 2.1，光照度计算公式如下：
[0029]
[0030] 2. 2. 2,色温1^的计算方法如下：图像传感器采集到的二维光信息经A/D转换芯 片c转换后传递到控制器c的是以N个色坐标（x，y)为元素的数组，计算公式如下：
[0031]
[0032] ^Iv W w
[0033] 其中，（Xl，yi)为第i个色坐标；
[0034] 2. 2. 3,光谱1?? (f)的获取方法：光信息以数组方式传递到控制器c后，由图像传 感器的光谱响应特性控制器c可以由其二维光信息直接得光谱曲线即光谱RGBi(f);
[0035] 2. 2. 4,光环境的闪烁频率匕的计算方法如下：
[0036]
[0037] 2. 2. 5,由湿度测量模块的控制器d和灰尘度测量模块内的控制器e处理得到当前 环境的湿度％RH和灰尘度Pm，具体过程如下：
[0038] 2. 2. 5. 1，湿度传感器采集的湿度信号经湿度测量模块内的数据接收转换芯片d 后得到环境湿度％RH，传送给控制器d后直接输出％RH;
[0039] 2. 2. 5. 2,灰尘度Pm(单位为kpcs)的计算方法为：
[0040]
[0041] 其中，PP的单位为％。
[0042] 步骤3中微控制器处理得到光照度E、色温Tc、RGB(f)、闪烁频率f的具体方法为：
[0043] 3. 1，光源光照度E的计算公式为：
[0044]
[0045] 3. 2,光源色温Tc的计算公式为：
[0046]Tc=fTc(TCl,%RH,Pm,r) =TClXln(%RHXPmXr) (7)；
[0047] 3. 3,光源光谱RGB(f):即将组成光谱RGBi(f)的二维数组中的各数组的值矫正后 得到的新的二维数组组成的光谱，矫正公式为：
[0048] RGB(f) =fRGB(RGBi(f),%RH,Pm,r) =RGBi(f)XIn(%RHXPmXr) (8)；
[0049]3. 4，光源闪烁频率f:
[0050] f=ff(f!,%RH,Pm,r) = 0.lX^XlnC%RHXPmXO. 6Xr) (9)。
[0051] 本发明的有益效果是：本发明的光源质量测量仪集测量光源本身的光照度、光谱、 色温和闪烁频率为一体，并充分考虑了环境对光参数的影响，克服了现有技术中测量对象 仅为测量点光环境参