Srovnávací studie optického výkonu běžných svítidel na základě LISUN Digitální luxmetr

AbstraktníTato studie se zaměřila na nejasný rozdíl v optickém výkonu mezi pěti typy běžných svítidel na trhu, a to žárovkami, PAR světly, LED světly, pouličními lampami a trubicemi. LISUN LMS-6000 Digitální luxmetr (plně funkční verze LMS-6000SF) provést systematický test klíčových optických parametrů pěti typů svítidel, včetně osvětlení, korelované teploty chromatičnosti (CCT), indexu podání barev (Ra), špičkové vlnové délky, hloubky blikání a rizika modrého světla pro sítnici. Prostřednictvím vědeckého návrhu testovacího schématu, přesného sběru dat a srovnávací analýzy byly objasněny výkonnostní výhody a použitelné scénáře různých typů svítidel. Výsledky ukazují, že pouliční osvětlení má vynikající výkon v oblasti osvětlení a potlačení blikání, PAR světla mají nejlepší index podání barev a LED světla mají vyvážený komplexní výkon. Tato studie poskytuje spolehlivou datovou podporu a technickou referenci pro výběr osvětlovací techniky, kontrolu kvality produktů a zlepšování průmyslových standardů.

1. Úvod
Díky neustálé inovaci osvětlovací technologie se žárovky, PAR světla, LED světla, pouliční osvětlení a trubice široce používají v domácnostech, komerčních prostorách, venkovních prostorách a dalších oblastech. Optický výkon těchto svítidel přímo souvisí s kvalitou osvětlení, zrakovým zdravím a spotřebou energie, takže přesné vyhodnocení výkonu má velký praktický význam.
Tradiční metody testování svítidel často vyžadují spolupráci více profesionálních zařízení, složité provozní postupy a jsou omezeny na laboratorní prostředí, kde je obtížné splnit potřeby rychlého testování na místě. LISUN LMS-6000 Řada digitálních luxmetrů efektivně řeší tento problém díky svým pokročilým technickým výhodám. Tento přístroj využívá teleobjektivní křížově asymetrický CT spektroskopický systém, který umožňuje synchronní testování více parametrů, jako je osvětlení, teplota chromatičnosti, index podání barev, blikání a riziko modrého světla. Přesnost vlnové délky dosahuje ±0.5 nm a rozsah testování osvětlení pokrývá 0.1–500000 4000 lx. Zároveň má lithiovou baterii s kapacitou 20 mAh pro dlouhou výdrž baterie (nepřetržitý provoz po dobu 8 hodin) a 100,000GB úložiště dat (schopné uložit XNUMX XNUMX protokolů). Snadno si poradí s dlouhodobým a vícescénárním testováním na místě a poskytuje ideální testovací nástroj pro tuto srovnávací studii svítidel s více kategoriemi.

LMS-6000 Přenosný spektrometr CCD

2. Návrh testovacího schématu
2.1 Zkušební přístroj
V této studii LISUN LMS-6000SF Byl vybrán plně funkční digitální luxmetr, jehož základní technické parametry jsou následující:
• Rozsah vlnových délek: 350–950 nm, který plně pokrývá viditelné světlo, blízké infračervené a ultrafialové pásmo, a splňuje tak požadavky na spektrální testování různých svítidel;
• Přesnost testu: přesnost chromatických souřadnic ±0.005, přesnost teploty barev ±0.6 %, přesnost indexu podání barev ±(0.3 % rd±0.3), což zajišťuje přesnost a spolehlivost testovaných dat;
• Funkční vlastnosti: podpora testu blikání (hloubka modulace 0–100 %), posouzení nebezpečí modrého světla pro sítnici (v souladu s GB/T20145 a CIE S009/E:2002 normy) a test parametrů osvětlení rostlin s komplexními funkcemi a vhodnými pro praktické aplikační scénáře;
• Kompatibilita softwaru: podpůrný počítačový software je kompatibilní se systémy Win7-Win11, což usnadňuje export dat, analýzu a generování reportů a zvyšuje efektivitu testovací práce.

2.2 Zkušební vzorky
Aby byla zajištěna reprezentativnost a objektivita výsledků testů, byly z trhu náhodně vybrány 3 vzorky od každého z pěti typů svítidel a všechny vzorky splňují běžné průmyslové specifikace a normy. Konkrétní informace jsou následující:​
• Žárovka: výkon 10 W, teplota chromatičnosti označená jako „teplá bílá 3000 K“, používá se hlavně pro osvětlení interiérů v domácnostech;
• PAR světlo: výkon 20 W, teplota chromatičnosti označená jako „neutrální bílá 4500 K“, často používané v komerčních výlohách, výstavních halách a dalších scénářích, kde je třeba zvýraznit barvu předmětů;
• LED světlo: výkon 15 W, teplota chromatičnosti označená jako „studená bílá 6500 K“, univerzální vnitřní svítidlo;
• Pouliční osvětlení: výkon 60 W, teplota chromatičnosti označená jako „studená bílá 5000 K“, speciálně navrženo pro venkovní osvětlení komunikací;
• Trubice: výkon 18 W, teplota chromatičnosti označená jako „teplá bílá 3500 K“, široce používaná v páskovém osvětlení v kancelářích, učebnách a dalších místech.

2.3 Testovací prostředí a proces
• Řízení prostředí: Bylo vytvořeno profesionální testovací prostředí temné komory a okolní teplota byla stabilně regulována na 25 °C, aby se zabránilo rušení výsledků testu vnějším rozptýleným světlem. V souladu s normou GB/T 9473-2017 „Požadavky na výkon stolních lamp pro čtení a psaní“ byla testovací vzdálenost jednotně nastavena na 1 m, aby byla zajištěna konzistence testovacích podmínek;
• Kalibrace přístroje: Před formálním testem je nutné provést kontrolu vestavěného standardního zdroje světla LISUN LMS-6000SF byl použit ke kalibraci přístroje, čímž se zajistilo, že přesnost testu klíčových parametrů, jako je vlnová délka a osvětlení, splňuje experimentální požadavky;
• Sběr dat: Každý vzorek svítidla byl třikrát nepřetržitě testován a byly zaznamenávány parametry, jako je osvětlení, korelovaná teplota chromatičnosti (CCT), index podání barev (Ra), maximální vlnová délka, hloubka blikání a vážená ozářenost modrým světlem. Průměrná hodnota výsledků 3 testů byla použita jako konečná data pro daný vzork;
• Ověření dat: Původní spektrogram byl exportován pomocí počítačového softwaru, který přístroj podporuje, aby se ověřila konzistence a racionalita testovacích dat, eliminovala abnormální data a zajistila platnost experimentálních dat.

3. Výsledky testů a analýza
3.1 Výsledky testů optických parametrů jádra​
Výsledky testů základních optických parametrů pěti typů svítidel jsou uvedeny v následující tabulce. Údaje v tabulce představují průměrné hodnoty 3 testů pro každý vzorek, které mohou objektivně odrážet úroveň optického výkonu různých typů svítidel.

3.2 Podrobná analýza každého parametru
3.2.1 Osvětlení a teplota chromatičnosti
• Osvětlovací výkon: Z testovacích dat vyplývá, že průměrná osvětlenost pouličního osvětlení je nejvyšší a dosahuje 2596.7 lx, což je v souladu s konstrukčním cílem pouličního osvětlení, kterým je dostatečné osvětlení venkovních komunikací a efektivní zajištění bezpečnosti řidičů a chodců v noci; průměrná osvětlenost PAR světel je 1263.9 lx, což je střední až vysoká úroveň a splňuje potřeby lokálního vysoce intenzivního osvětlení v komerčních prostorách, například pro zvýraznění produktů ve výloze; osvětlenost žárovek (893.5 lx) a LED světel (1025.3 lx) je střední a vhodná pro základní osvětlení vnitřních prostor, jako jsou domy a kanceláře; průměrná osvětlenost trubic je nejnižší a dosahuje 785.5 lx, což je vhodnější pro osvětlení úzkých prostor s nízkými požadavky na intenzitu světla.

• Konzistence teploty chromatičnosti: Odchylka mezi skutečnou testovanou teplotou chromatičnosti a vyznačenou teplotou chromatičnosti pěti typů svítidel je malá, všechna v rozmezí 3 %, což splňuje příslušné normy pro chyby v GB 7000.1-2015 „Svítidla – Část 1: Obecné požadavky a zkoušky“. Mezi nimi mají PAR světla (odchylka 0.18 %) a pouliční osvětlení (odchylka 0.34 %) nejlepší konzistenci teploty chromatičnosti, což odráží výhodu průmyslových osvětlovacích produktů v přesnosti regulace teploty chromatičnosti; odchylka teploty chromatičnosti žárovek (odchylka 0.4 %), LED světel (odchylka 0.2 %) a trubic (odchylka 0.25 %) je také v rozumném rozmezí, což dokáže splnit požadavek na stabilitu teploty chromatičnosti při denním osvětlení.

3.2.2 Index podání barev a vlnová délka píku
• Index podání barev: Index podání barev (Ra) je důležitým ukazatelem pro měření schopnosti svítidla obnovit skutečnou barvu objektu. Čím vyšší je hodnota Ra, tím lepší je podání barev. Výsledky testů ukazují, že průměrný index podání barev u PAR světel je nejvyšší a dosahuje 92.5, což je svítidlo s vysokým podáním barev, které dokáže přesně obnovit původní barvu objektů. Proto je obzvláště vhodné pro scénáře s vysokými požadavky na obnovení barev, jako jsou muzea, umělecké galerie a luxusní komerční okna; průměrný index podání barev u trubic je 83.6 a u LED světel je 85.5, přičemž obě svítidla mají dobrý výkon podání barev a splňují potřeby většiny každodenních světelných scénářů, jako jsou domy a kanceláře; průměrný index podání barev u žárovek je 81.4, což v podstatě splňuje požadavky na obnovení barev v běžném domácím osvětlení; Průměrný index podání barev pouličního osvětlení je nejnižší, 78.5, protože konstrukčním cílem pouličního osvětlení je poskytovat osvětlení s vysokým jasem pro zajištění bezpečnosti provozu, spíše než usilovat o extrémní obnovu barev, a jeho výkon podání barev je stále v přijatelném rozmezí.

• Vrcholová vlnová délka: Vrcholová vlnová délka odráží koncentrovanou oblast spektrálního rozložení energie svítidla. Vrcholová vlnová délka LED světel je koncentrována na 450.5 nm, což je v modrém pásmu světla, což odpovídá spektrálním vlastnostem studených bílých LED světel; vrcholová vlnová délka žárovek, PAR světel, pouličního osvětlení a trubic je v žlutozeleném pásmu světla 540–560 nm. Světlo v tomto pásmu více odpovídá požadavkům lidského oka na vizuální komfort, takže tato svítidla poskytují při osvětlení jemnější vizuální pocit.

3.2.3 Nebezpečí blikání a modrého světla
• Hloubka blikání: Blikání označuje jev, kdy se světelný výkon svítidla periodicky mění v čase. Příliš vysoká hloubka blikání způsobuje únavu zraku lidského oka a dlouhodobé vystavení může také ovlivnit zrakové zdraví. Podle „Metody testování blikání LED osvětlení“ je hloubka blikání ≤ 3 % bezpečná úroveň. Testovací data ukazují, že průměrná hloubka blikání pouličního osvětlení je nejnižší, pouze 0.7 %, což je hluboko pod bezpečnostním prahem a může účinně zabránit únavě zraku způsobené dlouhodobým venkovním osvětlením; průměrná hloubka blikání PAR světel je 1.8 % a LED světel 2.4 %, obojí v bezpečném rozsahu, takže jsou relativně bezpečné pro používání; průměrná hloubka blikání žárovek je 3.1 %, což se blíží bezpečnostnímu prahu, a citlivé osoby se mohou při dlouhodobém používání cítit mírně nepříjemně; Průměrná hloubka blikání trubic je nejvyšší, 4.0 %, což nezpůsobuje vážné poškození lidského těla, ale dlouhodobá práce nebo studium pod takovými svítidly zvyšuje riziko únavy zraku.

• Nebezpečí modrého světla: Nebezpečí modrého světla se týká především potenciálního poškození sítnice lidského oka způsobeného modrým světlem o vlnové délce 400–500 nm. Podle CIE S009Podle normy /E:2002 je bezpečný rozsah vážené ozáření modrým světlem ≤200μW/cm². Vážené ozáření modrým světlem pěti typů svítidel je hluboko pod horní hranicí bezpečnosti, z nichž žárovky mají nejnižší (12.7μW/cm²) a LED světla nejvyšší (23.6μW/cm²). Přestože je riziko modrého světla u LED světel relativně vysoké, stále je v bezpečném rozsahu, takže se není třeba příliš obávat každodenního běžného používání; pouliční osvětlení a žárovky mají nízké riziko modrého světla a jsou vhodnější pro dlouhodobé používání citlivými skupinami, jako jsou děti a starší osoby.

4. Závěry a doporučení
4.1 Závěry
Zjevné rozdíly ve výkonu: Vzhledem k různým scénářům použití a konstrukčním cílům vykazuje pět typů svítidel významné rozdíly v optickém výkonu. Hlavní výhody pouličního osvětlení spočívají ve vysokém jasu a nízkém blikání, což splňuje bezpečnostní požadavky venkovního osvětlení komunikací; světla PAR se vyznačují vysokým indexem podání barev a jsou ideální volbou pro scénáře s vysokými požadavky na obnovu barev; LED světla mají vyvážený výkon z hlediska jasu, teploty barev, indexu podání barev a blikání a nízkou spotřebu energie, což z nich činí univerzální osvětlovací produkty s vynikajícím komplexním výkonem; žárovky a trubice se více zaměřují na splnění základních potřeb vnitřního osvětlení a jsou vhodnější pro domácnosti, kanceláře a další scénáře z hlediska jasu a teploty barev.
Vynikající výhody nástroje: LISUN LMS-6000SF Digitální luxmetr v tomto testu prokázal silné výkonnostní výhody. Dokáže nejen synchronně a přesně testovat více parametrů, ale má také dobrou přenosnost a výdrž baterie a snadno si poradí s testováním na místě. Jeho testovací data jsou přesná a spolehlivá, což poskytuje silnou technickou podporu pro srovnávací analýzu výkonu svítidel a je účinným nástrojem pro testování kvality osvětlovacích produktů a výzkum výkonu.

4.2 Doporučení
• Výběr na základě scénáře: V praxi by se při osvětlování a nákupu spotřebitelem měla vybírat vhodná svítidla podle specifických potřeb daného scénáře. Pro osvětlení domácností by měla být dána přednost žárovkám (nízké modré světlo, příjemná teplota chromatičnosti); pro komerční okna a výstavní haly se doporučují světla PAR (vysoké podání barev); pro venkovní osvětlení komunikací je nutné zvolit pouliční osvětlení, které splňuje normy (vysoká svítivost, nízké blikání); pro kanceláře lze rozumně zvolit LED světla nebo trubice podle požadavků na intenzitu světla.
• Kontrola kvality: Výrobci svítidel mohou přijmout LMS-6000 Řada digitálních luxmetrů zavádí systém kontroly z výroby se zaměřením na monitorování parametrů, jako je teplota chromatičnosti, index podání barev a blikání, aby se zabránilo vstupu nekvalifikovaných produktů na trh.
• Následný výzkum: Rozsah vzorků lze rozšířit přidáním srovnávacích testů světelných zdrojů s různými výkony a značkami, aby se dále zlepšila databáze výkonnosti osvětlovacích produktů a poskytla datová podpora pro optimalizaci průmyslových standardů.