汽车光源光通量的测量方法

明文威

长春市产品质量监督检验院 吉林省长春市 130000

1 引言

汽车光源光通量的测量方法有三种：一种是积分法，即在积分球探测窗口上设置光度计，测量光通量。第二种方法是分光法，即在积分球探测窗口上设置光谱辐射的取样装置，使用光谱辐射计计算光通量。第三种方法是积分-分光结合法，在积分球探测窗口同时设置光度探头和光谱辐射计的取样装置，光度计测量光源模块的光通量。积分法是简单而且能够快速得到的光源光通量的最实用方法，本文采用第一种方法，用H7标准光源和H7普通光源，通过实验对比计算光源在标称电压下的光通量，和在额定光通下的电压和功率。

2 光通量的测量原理

积分球又称光通球，是一个中空的球壳，内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀。

如图1所示，光源S在球壁上任意一点B上产生的光照度是由反射光多次反射产生的光照度叠加而成的。由积分学原理可得，球上任意一点B的光照度E为：

公式（1）中，E1为光源 S 直接照在 B点上的光照度，E1的大小不仅与 B 点的位置有关，也与光源在球内的位置有关。如果在光源S和 B点间放一挡屏，挡去直接射向B点的光，则E1 = 0，因而在B点的光照度为：

公式（2）中，R为积分球半径、ρ为积分球内壁反射率。R和ρ均为常数，因此在球壁上任意位置的光照度 E（挡去直接光照后）与灯的光通量Φ成正比。通过测量球壁窗口上的光照度E，就可求出光源的光通量Φ。

照度ES为：

放入待测灯点燃后，可测得的照度EC为：

比较上述两式，可得待测灯的光通量为：

3 标称电压下光通量的测量

使用VL800机动车配光性能综合测试系统，测量标称电压下的光通量时，选用H7标准光源和被测光源进行对比测量。H7标准光源按照GB4599-2007标准要求，在12V电压下的光通量为1100lm。测量前，将标准光源放入积分球中点亮。光的背影将积分球挡屏罩在正中为适。待标准光源光电性能稳定后，标定为1100lm，此时仪器显示的读数为636.而后将标准光源从积分球中取下，换上被测光源。按照标准要求调节试验电压为13.2V，待试验电压稳定后，点击“样品测试”，仪器左侧显示的数据就是被测光源的光电参数，如下图2所示。从试验数据看出，此被测光源在试验电压13.2V下的功率为56.45W，而被测光源的光通量为1475lm，符合GB4599-2007中对被测光源功率和光通量的要求。

图1 积分球原理

图2 被测光源光通量

图3 额定光通下的电压

4 额定光通量下的实验电压和功率

利用VL800机动车配光性能综合测试系统，不仅可以测量光源在试验电压下的光通量和功率，而且可以测量光源在额定光通下的实验电压和功率。要得到被测光源在标准光通下得实验电压和功率等数据，需要记下初始标准光源在标称电压下仪器的读数，依据光源光通量的测量原理，此时可以将仪器光通量微调到636，而此时仪器显示的电压和电流就是被测光源在额定光通下得电压和电流，通过换算可以得到额定光通下的功率，如下图3所示。

5 结语

汽车光源做为汽车灯具重要的组成部分，其自身的光电性能直接影响到行车安全。本文应用积分球，对光源光通量的测量原理进行了分析，通过理论与实验相结合的方法，测定了光源在标称电压下的光通量，同时也测定了光源在额定光通量下的电压和功率。准确、快速地测出光源的光电性能，对于提升汽车灯具生产企业的产品质量有着积极的影响。