一种线光源空间光谱辐射测量方法以及测量系统与流程

本发明涉及光学辐射测量领域，特别是指一种线光源空间光谱辐射测量方法以及测量系统。

背景技术：

作为灯具或光源的重要参数，其空间各方向的光强分布、色度分布、亮度分布和总光通量等光学特性的精确测量尤其重要。分布式光度计是光学灯具特性测量的专用仪器，分布光度计的测量原理主要是照度距离平方反比定律，要求被测对象与光学探测器之间的距离足够长；此外，若要实现灯具或光源空间光强分布等参数的精确测量，必须使被测对象保持固定的燃点姿态，因此对分布光度计的稳定性要求极高。传统的分布光度计种类多样，其中测量精确度较高的分布式光度计有反射镜式分布光度计、同步反射分布光度计、转镜式分布光度计等。

现有的分布式光度计测量方法是光源安装在空间固定的位置，光探测器安装在可在空间转动的机械臂上，在与线光源保持一定距离的空间内环绕光源进行间隔式圆周运动，在间隔式圆周运动的过程中，在机械装置的控制下进行间隔式光谱信息采样，光探测器在空间每转过一定角度，就在该确定的角度位置停顿一定时间进行测量光谱信息，以此类推，直至完成整个空间待测范围的不同空间位置点的光谱信息测量。这种测量方法需要光探测器设备在特定空间位置上进行精确空间定位，机械定位点太多，机械复杂，机械设备在空间的位置定位精度低，测量角度准确度低，并且长期重复性很难保证，并且该测量方法在测量过程中耗时很长，光谱信息采集效率低，特别是在测量角度间隔较小的时候，测量频次更多，测量时间更长。该种测量方式不能满足需要进行大量多频次次试验的快速光谱测量。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种线光源空间光谱辐射测量方法以及测量系统，本发明实现了对线光源的空间光谱信息的快速采集，采集效率高，测量稳定性好。

本发明提供技术方案如下：

一种线光源空间光谱辐射测量方法，包括线光源安装座、控制中心、采光圆环、若干光导、光导汇总屏和平面光谱信息测量设备，其中：

被测线光源安装在所述线光源安装座上，线光源安装座安装在采光圆环的中心垂直轴线上，线光源轴线与采光圆环的中心垂直轴线同轴，采光圆环上沿圆周方向设置合适数量的空间坐标位置明确的采光点；

在每一个采光点上安装一个光导输入端，光导输入端正对被测线光源，采集被测线源发出的光线；

在光导汇总屏上按照确定的排列顺序安装光导输出端，被测线光源发出的向空间方向上发散的光线通过光导传导，在光导汇总屏上集中输出；

所述平面光谱信息测量设备设置在所述光导汇总屏的正面，采集光导汇总屏上每一条光导输出的光谱辐射信息；

控制中心给线光源安装座、平面光谱信息测量设备发出同步控制信号，在控制中心控制下，线光源安装座带动线光源沿采光圆环的中心垂直轴线以一定的速度穿过采光圆环，平面光谱信息测量设备在控制中心控制下同步采集线光源通过光导汇总屏输出的光谱辐射信息；

平面光谱信息测量设备依据每条光导输入端的空间坐标位置信息、光导输出端的排列位置信息、每条光导输出的光谱辐射信息、控制中心的同步控制信息、时间信息以及线光源运动速度信息，计算得到被测线光源空间各角度的辐射光谱数据。

进一步的，所述采光圆环、若干光导、光导汇总屏和平面光谱信息测量设备固定安装在同一个平台设备上，在控制中心控制下所述平台设备上的采光圆环可以沿线光源轴线以一定的速度直线运动通过线光源。

进一步的，所述采光圆环为360°圆环型。

进一步的，所述采光圆环为180°圆环型。

进一步的，所述采光圆环为90°圆环型。

进一步的，所述采光圆环的直径可以根据不同的测量需求选取不同的尺寸。

进一步的，所述采光圆环上设置的采光点可以根据不同的测量需求选取不同的数量。

一种线光源空间光谱辐射测量系统，包括被测线光源、线光源安装座、控制中心、采光圆环、若干光导、光导汇总屏和平面光谱信息测量设备，其中：

所述被测线光源安装在所述线光源安装座上，线光源安装座安装在采光圆环的中心垂直轴线上，线光源轴线与采光圆环的中心垂直轴线同轴，采光圆环上沿圆周方向设置合适数量的空间坐标位置明确的采光点；

每一个采光点上安装有一个光导输入端，光导输入端正对被测线光源，采集被测线源发出的光线；

光导输出端按照确定的排列顺序安装在光导汇总屏上，被测线光源发出的向空间方向上发散的光线通过光导传导，在光导汇总屏上集中输出；

所述平面光谱信息测量设备设置在所述光导汇总屏的正面，采集光导汇总屏上每一条光导输出的光谱辐射信息；

控制中心给线光源安装座、平面光谱信息测量设备发出同步控制信号，在控制中心控制下，线光源安装座带动线光源沿采光圆环的中心垂直轴线以一定的速度穿过采光圆环，平面光谱信息测量设备在控制中心控制下同步采集线光源通过光导汇总屏输出的光谱辐射信息；

平面光谱信息测量设备依据每条光导输入端的空间坐标位置信息、光导输出端的排列位置信息、每条光导输出的光谱辐射信息、控制中心的同步控制信息、时间信息以及线光源运动速度信息，计算得到被测线光源空间各角度的辐射光谱数据。

进一步的，所述采光圆环、若干光导、光导汇总屏和平面光谱信息测量设备固定安装在同一个平台设备上，在控制中心控制下所述平台设备上的采光圆环可以沿线光源轴线以一定的速度直线运动通过线光源。

进一步的，所述采光圆环为360°圆环型、180°圆环型或90°圆环型。

本发明具有以下有益效果：

本发明在采光圆环上的确定位置安装光导输入端，对线光源的光谱信息进行采集；当被测线光源固定不动时，采光圆环相对被测线光源的空间位置保持确定，采光圆环上的采光点的空间坐标位置明确，因此采光圆环上每一个采光点的空间位置相对被测线光源的空间位置明确，保证了被测线光源空间光谱采集的空间位置准确度。

采光圆环上各个采光点处的被测线光源光谱通过光导输入端进入光导，然后通过光导输出端在光导汇总屏上输出光谱信息，光导输出端输出的光谱信息被平面光谱设备采集。由于光导输出端照确定的排列顺序安装在光导汇总屏上，平面光谱信息测量设备可以一次性采集光导汇总屏上的全部光谱信息。当被测线光源固定不动时，由于光导输出端的平面位置信息和光导输入端的空间位置信息是精确确定的并且是一一对应关系。平面光谱信息测量设备在采集光导输出端光谱信息的同时，一并记录每条光导输入端的空间坐标位置信息和光导输出端的排列位置信息，平面光谱采集设备根据上述信息，可一次性、精确地计算出被测线光源的在采光圆环上的采光点处的空间光谱分布数据。

由于被测线光源固定不动时，测得的仅仅是采光圆环上的空间光谱分布数据，如果要测量被测线光源各个位置和角度上的空间光谱分布数据，可以将被测线光源以一定的速度穿过采光圆环。线光源移动时，根据被测光源的速度，运动时间，采光圆环与被测线光源的初始相对位置、控制中心的同步控制信息等可以计算出任意时刻采光圆环相对被测线光源的空间位置，也就可以得到采光圆环上每一个采光点在任意时刻的空间坐标位置。平面光谱信息测量设备在采集光导输出端光谱信息的同时，一并记录每条光导输入端的空间坐标位置信息、光导输出端的排列位置信息、每条光导输出的光谱辐射信息、控制中心的同步控制信息、时间信息以及线光源运动速度信息，平面光谱采集设备根据上述信息，可快速、精确地计算得到被测线光源在任意时刻在采光圆环上的采光点处的空间光谱分布数据，被测线光源整个穿过采光圆环，即可得到被测线光源空间各角度的辐射光谱数据。

综上所述，本发明实现了对线光源的空间光谱信息的快速采集，采集效率高，测量稳定性好。

附图说明

图1为360°采光圆环示意图；

图2为本发明的线光源空间光谱辐射测量系统一个实施例的示意图；

图3为本发明的线光源空间光谱辐射测量系统另一个实施例的示意图；

图4为180°采光圆环示意图；

图5为90°采光圆环示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本发明实施例提供一种线光源空间光谱辐射测量方法，如图1-2所示，包括线光源安装座2、控制中心3、采光圆环4、若干光导5、光导汇总屏6和平面光谱信息测量设备7，其中：

被测线光源1安装在线光源安装座2上，线光源安装座2安装在采光圆环4的中心垂直轴线8上，线光源轴线与采光圆环的中心垂直轴线8同轴，采光圆环4上沿圆周方向设置合适数量的空间坐标位置明确的采光点9；本发明的线光源为灯棍等。

光导5包括光导输入端10和光导输出端11，在每一个采光点9上安装一个光导输入端10，光导输入端10正对被测线光源1，采集被测线源1发出的光线。

在光导汇总屏6上按照确定的排列顺序安装光导输出端11，被测线光源1发出的向空间方向上发散的光线通过光导5传导，在光导汇总屏6上集中输出，光导汇总屏为平面。

平面光谱信息测量设备7设置在光导汇总屏6的正面，采集光导汇总屏6上每一条光导输出的光谱辐射信息。

控制中心3给线光源安装座2、平面光谱信息测量设备7发出同步控制信号，在控制中心3控制下，线光源安装座2带动线光源1沿采光圆环4的中心垂直轴线8以一定的速度穿过采光圆环4，平面光谱信息测量设备7在控制中心3控制下同步采集线光源1通过光导汇总屏6输出的光谱辐射信息；

平面光谱信息测量设备7依据每条光导输入端10的空间坐标位置信息、光导输出端11的排列位置信息、每条光导5输出的光谱辐射信息、控制中心3的同步控制信息、时间信息以及线光源1运动速度信息，计算得到被测线光源1空间各角度的辐射光谱数据。

为方便理解本发明，先以被测线光源固定不动时对本发明进行说明：

本发明在采光圆环上的确定位置安装光导输入端，对线光源的光谱信息进行采集；当被测线光源固定不动时，采光圆环相对被测线光源的空间位置保持确定，采光圆环上的采光点的空间坐标位置明确，因此采光圆环上每一个采光点的空间位置相对被测线光源的空间位置明确，保证了被测线光源空间光谱采集的空间位置准确度。

采光圆环上各个采光点处的被测线光源光谱通过光导输入端进入光导，然后通过光导输出端在光导汇总屏上输出光谱信息，光导输出端输出的光谱信息被平面光谱设备采集。由于光导输出端照确定的排列顺序安装在光导汇总屏上，平面光谱信息测量设备可以一次性采集光导汇总屏上的全部光谱信息。当被测线光源固定不动时，由于光导输出端的平面位置信息和光导输入端的空间位置信息是精确确定的并且是一一对应关系。平面光谱信息测量设备在采集光导输出端光谱信息的同时，一并记录每条光导输入端的空间坐标位置信息和光导输出端的排列位置信息，平面光谱采集设备根据上述信息，可一次性、精确地计算出被测线光源的在采光圆环上的采光点处的空间光谱分布数据。

由于被测线光源固定不动时，测得的仅仅是采光圆环上的空间光谱分布数据，如果要测量被测线光源各个位置和角度上的空间光谱分布数据，可以将被测线光源以一定的速度穿过采光圆环。线光源移动时，根据被测光源的速度，运动时间，采光圆环与被测线光源的初始相对位置、控制中心的同步控制信息等可以计算出任意时刻采光圆环相对被测线光源的空间位置，也就可以得到采光圆环上每一个采光点在任意时刻的空间坐标位置。平面光谱信息测量设备在采集光导输出端光谱信息的同时，一并记录每条光导输入端的空间坐标位置信息、光导输出端的排列位置信息、每条光导输出的光谱辐射信息、控制中心的同步控制信息、时间信息以及线光源运动速度信息，平面光谱采集设备根据上述信息，可快速、精确地计算得到被测线光源在任意时刻在采光圆环上的采光点处的空间光谱分布数据，被测线光源整个穿过采光圆环，即可得到被测线光源空间各角度的辐射光谱数据。

综上所述，本发明实现了对线光源的空间光谱信息的快速采集，采集效率高，测量稳定性好。

前述的实施例是对被测线光源进行移动，还可以对采光圆环进行移动，如图3所示，采光圆环4、若干光导5、光导汇总屏6和平面光谱信息测量设备7固定安装在同一个平台设备12上，在控制中心3控制下平台设备12上的采光圆环4可以沿线光源轴线8以一定的速度直线运动通过线光源1。同样可以测量被测线光源空间各角度的辐射光谱数据。

本发明的采光圆环可以为360°圆环型，如图1-3所示，适用于测量向360度方向发光的线光源。采光圆环也可以为180°圆环型，如图4所示，适用于测量向180度方向发光的线光源。采光圆环还可以为90°圆环型，如图5所示，适用于测量向90度方向发光的线光源。

本发明中，根据被测线光源的不同测量需求，采光圆环的直径可以选取不同的尺寸。采光圆环上设置的采光点可以根据不同的测量需求选取不同的数量。

另一方面，本发明实施例提供一种线光源空间光谱辐射测量系统，如图2所示，包括被测线光源1、线光源安装座2、控制中心3、采光圆环4、若干光导5、光导汇总屏6和平面光谱信息测量设备7，其中：

被测线光源1安装在线光源安装座2上，线光源安装座2安装在采光圆环4的中心垂直轴线8上，线光源轴线与采光圆环的中心垂直轴线8同轴，采光圆环4上沿圆周方向设置合适数量的空间坐标位置明确的采光点9；

每一个采光点9上安装有一个光导输入端10，光导输入端10正对被测线光源1，采集被测线源1发出的光线；

光导输出端11按照确定的排列顺序安装在光导汇总屏6上，被测线光源1发出的向空间方向上发散的光线通过光导5传导，在光导汇总屏6上集中输出；

平面光谱信息测量设备7设置在光导汇总屏6的正面，采集光导汇总屏6上每一条光导5输出的光谱辐射信息；

控制中心3给线光源安装座2、平面光谱信息测量设备7发出同步控制信号，在控制中心3控制下，线光源安装座2带动线光源1沿采光圆环4的中心垂直轴线8以一定的速度穿过采光圆环4，平面光谱信息测量设备7在控制中心3控制下同步采集线光源1通过光导汇总屏6输出的光谱辐射信息；

平面光谱信息测量设备7依据每条光导输入端10的空间坐标位置信息、光导输出端11的排列位置信息、每条光导5输出的光谱辐射信息、控制中心3的同步控制信息、时间信息以及线光源运动速度信息，计算得到被测线光源1空间各角度的辐射光谱数据。

为方便理解本发明，先以被测线光源固定不动时对本发明进行说明：

本发明在采光圆环上的确定位置安装光导输入端，对线光源的光谱信息进行采集；当被测线光源固定不动时，采光圆环相对被测线光源的空间位置保持确定，采光圆环上的采光点的空间坐标位置明确，因此采光圆环上每一个采光点的空间位置相对被测线光源的空间位置明确，保证了被测线光源空间光谱采集的空间位置准确度。

采光圆环上各个采光点处的被测线光源光谱通过光导输入端进入光导，然后通过光导输出端在光导汇总屏上输出光谱信息，光导输出端输出的光谱信息被平面光谱设备采集。由于光导输出端照确定的排列顺序安装在光导汇总屏上，平面光谱信息测量设备可以一次性采集光导汇总屏上的全部光谱信息。当被测线光源固定不动时，由于光导输出端的平面位置信息和光导输入端的空间位置信息是精确确定的并且是一一对应关系。平面光谱信息测量设备在采集光导输出端光谱信息的同时，一并记录每条光导输入端的空间坐标位置信息和光导输出端的排列位置信息，平面光谱采集设备根据上述信息，可一次性、精确地计算出被测线光源的在采光圆环上的采光点处的空间光谱分布数据。

由于被测线光源固定不动时，测得的仅仅是采光圆环上的空间光谱分布数据，如果要测量被测线光源各个位置和角度上的空间光谱分布数据，可以将被测线光源以一定的速度穿过采光圆环。线光源移动时，根据被测光源的速度，运动时间，采光圆环与被测线光源的初始相对位置、控制中心的同步控制信息等可以计算出任意时刻采光圆环相对被测线光源的空间位置，也就可以得到采光圆环上每一个采光点在任意时刻的空间坐标位置。平面光谱信息测量设备在采集光导输出端光谱信息的同时，一并记录每条光导输入端的空间坐标位置信息、光导输出端的排列位置信息、每条光导输出的光谱辐射信息、控制中心的同步控制信息、时间信息以及线光源运动速度信息，平面光谱采集设备根据上述信息，可快速、精确地计算得到被测线光源在任意时刻在采光圆环上的采光点处的空间光谱分布数据，被测线光源整个穿过采光圆环，即可得到被测线光源空间各角度的辐射光谱数据。

综上所述，本发明实现了对线光源的空间光谱信息的快速采集，采集效率高，测量稳定性好。

前述的实施例是对被测线光源进行移动，还可以对采光圆环进行移动，如图3所示，采光圆环4、若干光导5、光导汇总屏6和平面光谱信息测量设备7固定安装在同一个平台设备12上，在控制中心3控制下平台设备12上的采光圆环4可以沿线光源轴线8以一定的速度直线运动通过线光源1。同样可以测量被测线光源空间各角度的辐射光谱数据。

本发明的采光圆环可以为360°圆环型，如图1-3所示，适用于测量向360度方向发光的线光源。采光圆环也可以为180°圆环型，如图4所示，适用于测量向180度方向发光的线光源。采光圆环还可以为90°圆环型，如图5所示，适用于测量向90度方向发光的线光源。

本发明中，根据被测线光源的不同测量需求，采光圆环的直径可以选取不同的尺寸。采光圆环上设置的采光点可以根据不同的测量需求选取不同的数量。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。