Эталонное устройство для передачи размера единиц координат цветности самосветящихся объектов

Полезная модель относится к измерительной технике в части создания эталонных устройств для передачи размера единиц координат цветности, коррелированной цветовой температуры и яркости самосветящихся объектов.

Эталонное устройство может быть использовано в качестве рабочего эталона для передачи размеров единиц координат цветности, коррелированной цветовой температуры и яркости самосветящихся объектов подчиненным эталонам и рабочим средствам измерений.

Задачей полезной модели является создание устройства обеспечивающего с достаточной точностью передачу размера единиц координат цветности, коррелированной цветовой температуры и яркости самосветящихся объектов как со сплошным спектром излучения, так и с близким к монохроматическому.

Эталонное устройство для передачи размера единиц координат цветности самосветящихся объектов, включающее фотометрический шар, набор светодиодных источников излучения с излучением близким к монохроматическому излучению и имеющих красный, зеленый, синий и белый цвета свечений; источник питания светодиодных источников излучения, спектрорадиометр, систему регистрации выходных сигналов и их обработки отличающееся тем, что содержит набор светоизмерительных ламп со сплошным спектром излучения, набор стеклянных цветных оптических фильтров, в фотометрическом шаре выполнено посадочное место для размещения светодиодных источников излучения (СПИ) или светоизмерительных ламп, набор СИИ содержит светодиод желтого свечения, и каждый светодиод из набора СИИ имеет корпус с воздушно-принудительным охлаждением, рабочая поверхность которого идентична внутренней поверхности фотометрического шара, внутри фотометрического шара расположен щиток для устранения направленного излучения от СИИ или светоизмерительных ламп, в плоскости выходного отверстия фотометрического шара размещен светорассеивающий экран для равномерного распределения излучения по площади.

Полезная модель относится к измерительной технике в части создания эталонных устройств для передачи размера единиц координат цветности, коррелированной цветовой температуры и яркости самосветящихся объектов.

Эталонное устройство может быть использовано в качестве рабочего эталона для передачи размеров единиц координат цветности, коррелированной цветовой температуры и яркости самосветящихся объектов подчиненным эталонам и рабочим средствам измерений.

Известна эталонная установка (эталонный спектрофотометр), предназначенная для измерения и передачи размера единиц координат цвета и цветности несамосветящихся прозрачных и отражающих образцов, а также самосветящихся объектов [1]. Установка состоит из: фотометрического шара; набора излучателей на основе ламп накаливания; набора излучателей, воспроизводящих спектральный состав и цветность основных люминофоров, применяемых в электронно-лучевых трубках (ЭЛТ); системы питания лампы накаливания; системы питания излучателей на основе ЭЛТ; монохроматора; приемника излучения; устройства связи с объектом; персонального компьютера, печатающего устройства; графопостроителя.

Недостатками данной установки являются:

- использование излучателей созданных на основе ЭЛТ, которые приводят к появлению дополнительных источников неопределенности при определении делении координат цветности самосветящихся объектов, использование сложной системы специализированных источников питания излучателей, что обусловлено особенностью обеспечения питания ЭЛТ; невозможность измерения коррелированной цветовой температуры и яркости самосветящихся объектов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототип) является эталонное устройство для передачи размера единиц координат цветности, силы света, освещенности и яркости самосветящихся объектов [2]. Устройство включает в себя: фотометрический шар; набор излучателей, расположенных внутри фотометрического шара и представляющих собой 4 блока, которые содержат 256 светодиодов с излучением близким к монохроматическому и имеющих красный, зеленый, синий и белый цвета свечения; многоканальный источник питания с встроенной системой термостабилизации светодиодов; приемники излучения на основе спектрорадиометра и фотометра; систему регистрации выходных сигналов и их обработки.

Недостатками данного устройства являются: необходимость предварительного отбора большого количества светодиодов как по фотометрическим, так и по спектральным характеристикам, отсутствие источника света со сплошным спектром, что влияет на точность измерения яркости, а также уменьшает перечень номенклатуры испытуемых изделий (невозможность калибровки источников излучения со сплошным спектром, невозможность измерения коррелированной цветовой температуры)

Задачей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего с достаточной точностью передачу размера единиц координат цветности, коррелированной цветовой температуры и яркости самосветящихся объектов как со сплошным спектром излучения, так и с близким к монохроматическому.

Задача решается тем, что эталонное устройство для передачи размера единиц координат цветности самосветящихся объектов, включающее фотометрический шар, набор светодиодных источников излучения с излучением близким к монохроматическому излучению и имеющих красный, зеленый, синий и белый цвета свечений; источник питания светодиодных источников излучения, спектрорадиометр, систему регистрации выходных сигналов и их обработки отличающееся тем, что содержит набор светоизмерительных ламп со сплошным спектром излучения, набор стеклянных цветных оптических фильтров, в фотометрическом шаре выполнено посадочное место для размещения светодиодных источников излучения (СИИ) или светоизмерительных ламп, набор СИИ содержит светодиод желтого свечения, и каждый светодиод из набора СИИ имеет корпус с воздушно-принудительным охлаждением, рабочая поверхность которого идентична внутренней поверхности фотометрического шара, внутри фотометрического шара расположен щиток для устранения направленного излучения от СИИ или светоизмерительных ламп, в плоскости выходного отверстия фотометрического шара размещен светорассеивающий экран для равномерного распределения излучения по площади.

Технический результат полезной модели состоит в том, что предлагаемое устройство позволит расширить номенклатуру исследуемых самосветящихся объектов как с близким к монохроматическому, так и со сплошным спектром излучения, расширить функциональные возможности в части измерения коррелированной цветовой температуры и яркости самосветящихся объектов со сплошным спектром излучения, производить питание СИИ и светоизмерительных ламп с помощью серийно выпускаемых источников питания.

Сущность полезной модели поясняется фигурой 1, на которой изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит: светорассеивающий экран 1, фотометрический шар 2, щиток 3, набор светодиодных источников излучения (СИИ) 4, набор стеклянных оптических фильтров 5, набор светоизмерительных ламп со сплошным спектром излучения 6, источник питания светоизмерительных ламп 7, источник питания светодиодных источников излучения 8, систему регистрации выходных сигналов и их обработки 9, спектрорадиометр 10.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают в посадочное место в фотометрическом шаре (2) один из светодиодых источников излучения (4), входящих в набор. С помощью преобразователя напряжения, входящего в состав СИИ, включают воздушно-принудительное охлаждение светодиода, с помощью источника питания (8) устанавливают ток, указанный в свидетельстве о калибровке данного светодиодного источника излучения (СИИ). Перед светорассеивающим экраном (1), расположенном в фотометрическом шаре, устанавливают спектрорадиометр (10). Расстояние от светорассеиваюшего экрана до спектрорадиометра зависит от применяемого совместно со спектрорадиометром объектива и приведено в эксплуатационной документации (ЭД) спектрорадиометра. Согласно ЭД спектрорадиометра производят измерения координат цветности x₀, y₀, коррелированной цветовой температуры Т_CP,0 (только для СИИ белого свечения) или яркости L₀ светящегося светорассеивающего экрана. Результаты измерений выводятся на экран персонального компьютера, входящего в состав системы регистрации выходных сигналов и их обработки (9) (далее - системы). Затем, при неизменном токе СИИ, устанавливают перед светящимся светорассеивающем экраном испытуемый прибор, предназначенный для передачи единиц координат цветности, коррелированной цветовой температуры или яркости. Включают испытуемый прибор согласно его ЭД и снимают показания координат цветности x_i, y_i, коррелированной цветовой температуры Т_CP,i (только СИИ белого свечения) или яркости L _i.

Оценивают систематическую составляющую погрешности показаний испытуемого прибора по формулам

где N_xi,yi - показания испытуемого прибора, соответствующие координатам цветности x и y, в единицах координат цветности.

N_x0,y0 - - показания спектрорадиометра, соответствующие координатам цветности x и y, в единицах координат цветности.

T_CP,i - показание испытуемого прибора, соответствующее значению коррелированной цветовой температуры, К

- показание спектрорадиометра, соответствующее значению коррелированной цветовой температуры, К

N_L,i - показание испытуемого прибора, соответствующее значению яркости, кд/м².

- показание спектрорадиометра, соответствующее значению яркости, кд/м².

Метрологические характеристики испытуемого прибора рассчитываются с помощью системы по формулам, приведенным в методиках поверки (калибровки) конкретного типа прибора.

Передача размера единиц координат цветности, коррелированной цветовой температуры и яркости источников излучения со сплошным спектром осуществляется следующим образом.

Устанавливают светоизмерительную лампу (6) перед входным отверстием фотометрического шара (входное отверстие, одновременно является посадочным местом для СИИ) таким образом, чтобы тело накала лампы находилось на одной оптической оси с центром входного отверстия фотометрического шара). С помощью блока питания (7) включают светоизмерительную лампу и подают на нее напряжение, указанное в свидетельстве о поверке (калибровке), которое регистрируется с помощью мультиметра, входящего в состав системы. При необходимости между телом накала лампы и входным отверстием устанавливают один из стеклянных цветных оптических фильтров, входящих в набор (5). Производят измерения, аналогичные как для СИИ.

Источники информации

1. Основы оптической радиометрии / B.C.Иванов [и др.]; под ред. проф. А.Ф.Котюка. - М.: Физматлит, 2003. - 368 с.

2. Fryc, I. LED-based spectrally tunable source for radiometric, photometric, and colorimetric applications / I. Fryc [et al] // Optical. Eng. - 2005. - Vol.44. - N11 - P.111309-1-111309-8.

Эталонное устройство для передачи размера единиц координат цветности самосветящихся объектов, включающее фотометрический шар, набор светодиодных источников излучения с излучением близким к монохроматическому излучению и имеющих красный, зеленый, синий и белый цвета свечений; источник питания светодиодных источников излучения, спектрорадиометр, систему регистрации выходных сигналов и их обработки, отличающееся тем, что содержит набор светоизмерительных ламп со сплошным спектром излучения, набор стеклянных цветных оптических фильтров, в фотометрическом шаре выполнено посадочное место для размещения светодиодных источников излучения (СИИ) или светоизмерительных ламп, набор СИИ содержит светодиод желтого свечения, а каждый светодиод из набора СИИ имеет корпус с воздушно-принудительным охлаждением, рабочая поверхность которого идентична внутренней поверхности фотометрического шара, внутри фотометрического шара расположен щиток для устранения направленного излучения от СИИ или светоизмерительных ламп, в плоскости выходного отверстия фотометрического шара размещен светорассеивающий экран для равномерного распределения излучения по площади.