Fotometrie svítidel a světelných zdrojů v Českém metrologickém institutu

Zkušební laboratoř Českého metrologického institutu (ČMI), akreditovaná podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005, provádí měření fotometrických, kolorimetrických a spektroradiometrických veličin světelných zdrojů a svítidel nejen podle aktuálních evropských, ale i podle světových norem, např.:

– pro světelné zdroje a svítidla typu LED (podle ČSN EN 13032-4,
IES LM-79-08),
– pro vnitřní a venkovní pracovní prostory (ČSN EN 13032-2),
– pro nouzové osvětlení pracovních prostorů (ČSN EN 13032-3),
– pro pozemní komunikace (ČSN EN 13201-2),
– pro návěstidla (ČSN EN 12368),
– pro reflektorové světelné zdroje (ČSN EN 61341),
– další podle požadavků zákazníka.

Obr. 1. Měření prostorových fotometrických a spektroradiometrických vlastností různých světelných zdrojů

Obr. 2. Detailní pohled na detekční systém goniofotometru

Při zkoušení fotometrických vlastností svítidel a světelných zdrojů jsou měřeny tyto veličiny:
– prostorové rozložení svítivosti (cd),
– celkový světelný tok (lm),
– měrný výkon světelného zdroje (lm/W),
– vyzařovací úhel (°),
– další podle konkrétních požadavků zákazníka.

Ze spektrálních vyzařovacích charakteristik svítidel a světelných zdrojů naměřených v různých úhlech jsou výpočtem podle ČSN EN ISO 11664/CIE S 014 určeny kolorimetrické prostorově závislé parametry charakterizující barvu světla zdroje:
– kolorimetrické (trichromatické) souřadnice (x, y),
– teplotu chromatičnosti T_c (K),
– indexy podání barev R_a,
– dominantní a průměrnou vlnovou délku (l).

Součástí kompletního měření je vždy i měření elektrických parametrů:
– elektrický příkon,
– účiník,
– elektrický proud,
– elektrické napětí,
– celkové harmonické zkreslení.

Tab. 1. Základní metrologické parametry goniofotometru

Výstupy měření jsou:
– Akreditovaný protokol o zkoušce, obsahující všechny vyhodnocené parametry zkoušeného světelného zdroje, které jsou využívány v návrzích osvětlovacích soustav. Lze vydat také akreditovaný kalibrační list.
– Grafické znázornění v 3D diagramech.
– Parametry odvozené z naměřených veličin, např. úhel vyzařování svítidla nebo pásmový tok.
– Export dat v různých standardizovaných formátech typu IES Files (*.ies), EULUMDAT Files (*.ldt), CIE Files (*.cie).

Exportovaná data jsou dále používána projektanty pro 3D simulace osvětlení v různých prostorech a pro návrhy komplexních osvětlovacích soustav.

Zkušební a kalibrační laboratoř ČMI je vybavena zrcadlovým goniofotometrem a třemi aparaturami kulových integrátorů různých velikostí.

Obr. 3. 3D graf rozložení osvětlenosti v rovině vzdálené 2,7 m od reflektorového 
LED zdroje

Obr. 4. Křivky svítivosti kompaktního LED zdroje vynesené v polárním grafu

Obr. 5. 3D graf rozložení osvětlenosti v rovině vzdálené 2,7 m od zkoušeného kompaktního LED zdroje v provedení retro

Zrcadlový goniofotometr

Zařízení zrcadlového goniofotometru prostřednictvím přesného spektrálně korigovaného a teplotně stabilizovaného fotometru umožňuje kvalitní metrologickou charakterizaci světelnětechnických parametrů všech typů světelných zdrojů včetně LED a OLED (organických světelných diod), svítidel a umělého osvětlení obecně.

Integrovaný precizní spektrometr měří spektrální charakteristiky světelného zdroje v různých úhlech. Z naměřených hodnot je posléze proveden výpočet dalších prostorově závislých kolorimetrických parametrů charakterizujících měřený zdroj světla.

Toto unikátní zařízení, vyrobené na zakázku pro ČMI, dosahuje nejvyšší primární metrologické úrovně v ČR, která je zcela ekvivalentní se špičkovými systémy předních světových národních metrologických institutů. Svojí přesností tato zařízení často i několikanásobně předčí požadované parametry definované uvedenými normami.

Obr. 6. Aparatura kulového integrátoru ČMI o průměru 3 m

Aparatura kulového integrátoru ČMI

Laboratoř je vybavena kulovými integrátory o průměru 3 m, 1 m a 0,3 m. Díky tomu lze měřit širokou škálu světelných zdrojů i celých svítidel.

Zařízení kulového integrátoru umožňuje časově efektivnější integrální měření celkového světelného toku a spektrálního složení měřených artefaktů.

Kalibrační zařízení ČMI jsou unikátní svou přímou návazností na státní etalon celkového zářivého toku viditelného záření (kryogenní radiometr) v ČR.

Ing. Petr Kliment, Ing. Alžběta Rossi,
Ing. Jana Gerneschová, Dr. Ing. Marek Šmíd

Kontaktní údaje pro případné další informace:
Dr. Ing. Marek Šmíd, msmid@cmi.cz
Ing. Petr Kliment, pkliment@cmi.cz

Český metrologický institut
Laboratoře primární metrologie Praha
Radiometrie a fotometrie
Hvožďanská 2053/3, 148 00 Praha-Chodov

---

Vyšlo v časopise Světlo č. 2/2019 na straně 34.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.