LY5B Lampe mit dargestelltem Lichtschwerpunkt und Strahlen
LICHTSCHWERPUNKTABSTAND VON AUTOMOTIVE LED LAMPEN
Application Note - Messung des Lichtschwerpunktabstands von Automotive LED Lampen nach IEC 60809:2021
Diese Seite zeigt eine Zusammenfassung der Application Note. Thema des Dokuments ist die Messung des Lichtschwerpunktabstands am Beispiel einer LED-Signallampe vom Typ LY5B unter Verwendung eines Nahfeld-Goniophotometers vom Typ RiGO801 - LED. Die Methode, die sich auf die Auswertung von Strahldaten stützt, ist in der Norm IEC 60809:2021 [1] festgelegt.
Messung von Strahlendaten mit dem Nahfeld-Goniophotometer RiGO801 - LED
Alle RiGO801 Goniophotometer basieren auf dem Prinzip der Nahfeldmessung. Eine Leuchtdichtemesskamera erfasst die komplette räumliche Leuchtdichteverteilung einer Lichtquelle. Aus diesen Daten werden Strahlendaten und die Leuchtdichteverteilung auf der Grundlage des photometrischen Grundgesetzes abgeleitet (siehe [2], [3], [4], [5], [6]).
Strahlendaten sind ein Datensatz von Vektoren mit zugehörigen Lichtstromanteilen. Eine ausreichend große Anzahl von Strahlen repräsentiert die komplette Abstrahlcharakteristik einer Lichtquelle. Die Strahlendaten werden mit der kostenlosen Software Converter801 verarbeitet. Neben dem Export der Daten in alle gängigen Dateiformate können verschiedene Auswertungen durchgeführt werden, beispielsweise die Berechnung des Lichtschwerpunkts bzw. des photometrischen Schwerpunkts.
Das Goniophotometer Typ RiGO801 - LED ist speziell für die Messung von Strahlendaten von LEDs und LED-Modulen konzipiert. Die Leuchtdichte-Messkamera LMK 6-5 wird auf einem Kreisbogen (Theta-Achse) um das auf der stehenden Drehachse (Phi-Achse) montierte Messobjekt bewegt.
RiGO801 - LED
Berechnung des Lichtschwerpunktabstands nach IEC 60809:2021
Im Anhang K.1 der Norm IEC 60809:2021 wird ein Verfahren zur Messung des Lichtschwerpunktabstands für LED Lampen der Typen Lx3A, Lx3B, Lx4A, Lx4B, Lx5A, Lx5B8), L1A/6 und L1B/6 beschrieben.
Der Lichtschwerpunktabstand wird aus gemessenen Strahlendaten berechnet. Der Lichtschwerpunkt ist definiert als der Ort, an dem die Summe der quadratischen Abstände der Strahlvektoren minimal ist.
Unter Verwendung der Messobjekt - Ausrichten Funktionalität der RiGO801 Messsoftware wird die Lampe entsprechend der Norm positioniert. Die Messauflösing ist 1° x 1°.
Ergebnisse
Die TTR Messdatei wird mit dem Konverter801 Programm geöffnet. Die Berechnung der Position des Lichtschwerpunktes erfolgt über den Menüpunkt Tools -> Calculate the center of gravity of rays. Entsprechend IEC 60809:2021 sind 1 Million Strahlen ausreichend.
Dialog zur Berechnung der Lichtschwerpunkt - Koordinaten
Das Ergebnis wird im Ausgabefenster angezeigt. Der Lichtschwerpunktabstand e ist hier die Z Koordinate des Lichtschwerpunkts. Das Ergebis ist e = 2,996 mm. Entsprechend R.E.5 [4] ist die Toleranz +/- 0,3 mm für „Production LED light sources“ und +/- 0,15 mm für „Standard LED light sources“. Toleranzen für die ebenfalls berechneten x und y Koordinate des Lichtschwerpunkts werden in den Normen nicht aufgeführt bzw.. Hier liegen sie mit -0,02 und -0,12 mm sehr dicht an der Symmetrieachse der Lampe.
Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Application Note wurde gezeigt, wie man mit wenig Messaufwand den Lichtschwerpunktabstand einer Automotive Signallampe aus Strahlendaten entsprechend der Anforderungen der IEC 60809:2021 bestimmen kann. Es wurden viele Praxistipps und mögliche Fehlerquellen bei der Messung bzw. Verarbeitung der Strahlendaten erläutert. Das Nahfeldgoniophotometer RiGO801 – LED eignet sich sehr gut die Messaufgabe. Die Messdauer bei einer hohen Winkelauflösung von 1° x 1° ist aufgrund der kontinuierlichen on-the-fly Messung sehr gering und damit Praxistauglich. Das Messverfahren hat sich bereits mehrfach in der Industrie bewährt.
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Referenzen
| [1] | IEC 60809:2021, „Lamps and light sources for road vehicles - Dimensional, electrical and luminous requirements,“ IEC, 2021. |
| [2] | CIE 070-1987, „The Measurement of Absolute Luminous Intensity Distributions,“ CIE, 1987. |
| [3] | R. Poschmann, M. Riemann und F. Schmidt, „Verfahren und Anordnung zur Messung der Lichtstärkeverteilung von Leuchten und Lampen“. DE Patent 41 10 574, 30 March 1991. |
| [4] | M. Riemann und F. P. R. Schmidt, „Zur Bestimmung der Lichtstärkeverteilung von Leuchten innerhalb der fotometrischen Grenzentfernung mittels eines bildauflösenden Goniofotometers,“ LICHT, Nr. 7-8, pp. 592 - 596, 1993. |
| [5] | I. Ashdown, „Near-Field Photometric Method and Apparatus“. USA Patent 5,253,036, 12 October 1993. |
| [6] | I. Ashdown, "Near-field photometry: a new approach," J. Illuminating Engineering, vol. 22, pp. 163-180, 1993. |
| [7] |
Resolution (RE5), „Consolidated Resolution on the Common Specification of Light Source Categories (RE5).,“ ECE - United Nations. |
