灯具的光度分布是灯具设计和照明设计中的最关键环节，采用科学的测试方法、选择合适的测量仪器是获得准确的灯具分布光度特性的基础。随着LED等新光源和新型灯具结构的出现，对灯具分布光度测量设备提出了新的挑战。目前行业内使用的灯具分布光度计有多种结构，其测量原理也有较大差异，究竟什么样的设备最科学合理呢？这个问题在曾引起国内两大光测量设备制造商的论战。以下是双方PK的文章，回顾一下，收获颇多。

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《评《灯具分布光度计现状分析》一文》原文下载：http://d.1tpan.com/tp1067016726

评《灯具分布光度计现状分析》一文

杭州远方光电信息有限公司应用科学研究所 李倩 裘真

 

编者按：他人之意见与异见，不是口诛笔伐或是党同伐异，而是尊重与认可。作为业内媒体，我们尊重每一位读者、每一位作者和每一位业内人士。对于那些奋战在研发前线的弄潮者，我们万分景仰；对于那些敢于提出意见和异见的前行者，我们同样满怀敬意。我们秉持客观中立的立场，刊发这篇评析文章，不是揭短，也不是庇护，只是还大家一个自由论争的环境。因为我们同样在接受大家的监督和批评，所以也希望大家不要将之视为洪水与猛兽。我们相信，技术和学术上的自由交流与论争，有利于大家和整个行业的共同进步。

作者声明：

我们做这个评析，不是想跟竞争对手打口水战，更无意贬低对方和老式的分布光度计，我们的主要目的是让更多的业内人士看到事实的真相，得到正确的信息和知识，并以此为社会和行业的发展尽一点绵薄之力。分布光度计和分布光度学是一个技术性很强的领域，它需要科学严谨的人们去认真研究和经营它，否则，很容易给社会和客户带来不必要的损失，也很容易给行业带来不必要的错误评判和导向。

假如本点评文章有不当之处，欢迎来电来信讨论，也欢迎大家公开讨论甚至辩论，更欢迎有识之士给予批评指正。

评析作者已征得了杭州远光电信息有限公司（文中简称“杭州远方公司”）管理层的同意，无论本评析文章以何种形式发表(或转载)，杭州远方公司愿意对本评析文章承担所有道义和法律责任。(作者E-mail: tech@everfine.cn)

写在前面的话：

言论自由，文责自负，是大家可以理解的，写文章偶有出错，也无可厚非。但是，无论是学术探讨还是商业宣传，实事求是和对读者负责，是每一位作者都必须遵守的原则。假如，有人蓄意歪曲事实，故意夸大自己产品的性能，误导读者，无论其以何种文章的面目出现，都终将为广大业内人士所认识，故意的误导言论是对读者的最大不尊重，也是对所载媒体的极大的不负责任。

刊登于《照明榜》2008年第02卷第01期和中国照明网的论文频道，并被《照明工程师社区》转载的《灯具分布光度计现状分析》（以下简称《分析》）一文，较多的说法与基本科学原理和客观事实不符，为避免误导读者，逐一给予分析点评，供大家参考。

为方便读者阅读，保留《分析》一文全部原文，原文以楷体字表示，并在原文下逐一给予分析和点评，用用宋体字和黑体字表示。

 

原文：

灯具分布光度计现状分析 

摘　要： 灯具分布光度计是一种大型的精密光学测试设备，目前有几种结构形式。本文从分布光度测量要求出发，分析了现有几种分布光度计在结构上的差异及应用中存在的问题。合理、舒适的照明，不仅可以满足人们日常生活的需要，更能提供一个安全、节能、高效工作的视觉环境。灯具的分布光度性能是影响照明质量的最关键因素。采用科学的测试方法、选择合适的仪器是获得准确的灯具分布光度特性的基础。灯具的分布光度测量是灯具设计和照明设计中质量控制的重要环节，尤其是随着新光源和新兴照明技术的发展，对灯具分布光度测量提出了新的挑战。国际上目前有多种结构的灯具分布光度计，采用不同的原理方案实现灯具空间光分布的测量。由于设备制造商的技术水平差异，使得测试设备在实际应用中存在各种各样的问题。某些商业的宣传也误导了用户的认识，使测试数据不能应用于实际的照明工程，无法在国际上进行对比交流。

 

一、 分布光度测量的基本要求

对于分布光度计，根据测试的需要，有如下要求：
1、光度测量距离
发光强度的测量是通过测量某一定距离上的照度，根据光度学的距离平方反比定律，计算得到光强值。
即：I(C,r) = E(C,r) * R2(C,r)
其中：I 为测试方向上的光强，E 为探测器光电接收面的照度， R 为测试距离．
但是对于许多灯具，尤其是LED 灯具，近场的光度定律不适用，CIE 文件对此作了明确的规定，灯具的光度测试距离应足够大，满足如下条件[1][2]
对于荧光灯类灯具 R>D × 10
对于投光灯类灯具 R>D × 200/θ
D: 发光面积最大尺寸 θ: 光束的半峰边角
通常，采用两种测量距离：宽光束灯具为：12m~15m，窄光束高强度灯为30m~35m，保证远场测量精度。

 

评析文字：

对上面这段文字，有以下几个的疑问：

问题1.1：标题“光度测量距离”

建议把题目改为“光强测量距离”，这样的题目更适合于这一段文字的内容。此外，《分析》一文没有正确使用有关光度学基本概念。光度，即光学量度量的意思，度，即度量、测量之意。光度量不仅仅是包括光强，还包括照度、光通量等。因此，“光度测量距离”和“光强测量距离”是完全不同的。

问题1.2：“近场的光度定律”

不知是否存在文中所谓的“近场的光度定律”？据我们了解，光度定律有很多，但并没有所谓的“近场的光度定律”。光度定律中的其中之一为“距离平方反比定律”，当测量光强时，“距离平方反比定律”成立的前提是测量距离与被测光源或灯具（包括LED灯具）的最大发光口面尺寸之间的比值要足够大。

问题1.3：关于光强测量的合理测量距离

大尺寸光源（包括灯具，下同）、窄光束光源的光强测量需要足够的测量距离，仅从原理上讲，距离越大越好，但综合考虑实际应用需要、暗室条件和光度计灵敏度（探测能力）等因素，对于大尺寸、窄光束光源的光强测量距离可以在20米到30米之间选择。CIE 121-1996文件和欧洲最新标准13032-1:2004[1]对此有明确规定。

问题1.4：LED灯具的光强如何测量？

目前多数LED灯具发光面尺寸还不大（当然也有大的，如某些LED路灯），2米左右的测量距离特别适合于目前多数LED灯具，它完全满足“距离平方反比定律”要求。相反，对于多数LED灯具，如用30米的远距离来测量，很可能因信号太弱而影响测量精度，甚至可能无法测量！设备仅在12米—15米与30米—35米间切换也不能解决问题，因为从上述远场切换到近场，光度计仅仅获得了4倍探测能力的提高，所以这种切换实际意义是不大的。假如设备从30米远场切换到2米近场，光度计则可获得225倍的探测能力的提高！

 

原文：

2、 光度测量精度

光度探测器是分布光度计的重要组成部分之一，探测器的光谱响应S (λ)精度应与人眼的明视觉光谱光视效率函数V(λ)一致，即S(λ) =V(λ)。根据国际照明委员会CIE 规定，对于气体放电灯的光强分布测量，探测器的V(λ)匹配误差f1’应不超过2%。要使探测器的光谱响应匹配到与V(λ)曲线一致，通常采用一组不同材料的滤光片，加在硅光池前面。由于受玻璃材料的光谱透射比曲线的限制，要达到f1’小于2%的精度并非易事。因此高精度的分布光度计的探头还需从德国进口。也有一些探头采用部分滤光片法实现精确V(λ)的匹配。这种光度探测器只适合于均匀光束的测量。在分布光度测量中，空间光束分布极不均匀，部分滤光片法匹配的探测器，实际应用的误差会非常大。
目前在分布光度计中应用的硅光电探测器，灵敏度会随温度升高而降低，温度变化1℃，大约会引起0.1%的灵敏度变化。此外光电流放大电路的倍率也会受温度的影响。因此必须对光度探头和电路恒温，温度应控制在1℃以内。

 

评析文字：

这段文字也有不少问题：

问题1.5：建议将小标题改为“光度探测器精度”

“光度测量精度”所包含含义范围很广，不只是一个光度探测器就能解决问题的，还应包含后继处理电路、定标等诸多因素，“光度精度”和“光度探测器精度”两者不能混为一谈！

问题1.6：光度探测器的要求

表征V(λ)匹配水平的f1’值很重要，根据国际标准要求，2%是偏大了，正确的要求是1.5%[1]。同时，把光度探测器的温度控制在1℃以内，实在是要求太低，我国远方公司和德国较高水平的光度探测器的温度控制早已在0.05℃以内的水平。除f1’值和温度系数要求之外，光度探测器的精度包含了很多内容，线性、紫外响应、红外响应、偏振特性等都对光度探测器的精度产生很大影响[2]。假如不清楚对光度探测器的真正要求，并严格控制其质量，那么，即便从德国进口光度探测器也很难把分布光度计真正做好！杭州远方公司也经常根据客户需要到德国进口光度探测器，但从来不会“德商云我也云”，我们一定会对其进行严格的测试和品质的管控，杭州远方公司跟美国NIST国家实验室合作，建立了世界领先的光度探测器检测手段，至今杭州远方公司在国际照明委员会(CIE)还担任着这方面研究的国际学术负责人[3][4]。

问题1.7：“在分布光度测量中，空间光束分布极不均匀，部分滤光片法匹配的探测器，实际应用的误差会非常大”的表述是错误的！

首先，这个结论是完全错误的！部分滤色片法光度探测器，确有其局限性，但是，它还是很适合于在分布光度计中使用的！事实上，德国LMT公司在其分布光度计上无一例外地使用部分滤色片法光度探测器。

其次，“在分布光度测量中，空间光束分布极不均匀”的真正含义没有表达清楚，其结论也不正确。相信上文此话的本意是被测光源的空间分布极有可能存在光强随角度快速变化和在不同的空间方向存在颜色分布不均匀性，因此，“用部分滤光片法匹配的探测器，实际应用的误差会非常大”。实际非也！即便是光强分布随角度快速变化的，即便是空间方向上颜色分布很不均匀的，但只要光度探测器离被测光源足够远，落在光度探测器上的光斑是足够均匀的！因此，部分滤光片法匹配的光度探测器，它在分布光度计的实际应用中所产生的误差是完全可以忽略不计的。部分滤色片法光度探测器确有不足之处，这里不进一步展开讨论。

 

原文：

3、 角度精度

分布光度计测试的是灯具在各个方向上的光度数据，对其旋转和定位系统的角度精度有较高的要求，包含角度精度、轴线精度、反光镜面形精度等。
对于带反光镜的分布光度计，反光镜的平面度非常重要，面形误差和角度安装误差都会以两倍影响角度精度；面形误差还会影响测量光束的空间特性，引起更大的测量误差。如果在测量过程中探测器的测量光束轴相对于反光镜需作空间旋转（锥面）运动，那么反光镜的面形误差将以四倍影响角度精度。目前国际上高档的分布光度计，反光镜与镜架均采用特殊的结构连接，浙大三色公司和德国LMT 公司制造的分布光度计，反光镜采用局部连接的方法，镜面的平行度通过激光精确校准。某些设备的反光镜采用直接粘结的方法，镜面平面度很难保证，粘结胶固化会引起镜面内的应力，使镜面镀层脱落、镜面玻璃产生双折射误差等问题。长期使用中钢架会时效变形，使镜面造成永久性的扭曲，不可调校。

 

评析文字：

问题1.8：德国LMT 公司制造的分布光度计真的采用跟三色公司一样的固定反射镜的技术吗？

通过网上检索，不难发现三色公司确实申请有“一种测量空间光强分布用的反射镜”专利，这个专利讲的就是文中的镜面可调节技术。假如专利成立，那么可以肯定，先于三色公司数十年制造转镜式分布光度计的德国LMT 公司肯定没有使用过这种技术，否则这个专利就是一个抄袭的东西！假如专利真成立，那么唯一可解释得通的是，德国LMT公司后来转过来抄袭了三色公司的专利了。假如上面两个假设都不成立，那么上文说法让读者很难理解了。相信我们的读者是有足够能力来辨别真伪的。

杭州远方公司存有德国LMT公司同类分布光度计的详细资料和照片，我们可以清楚看到德国LMT公司所采用的固定镜子的方法是用胶粘结，感兴趣的读者也可以到南京华电公司和宁波燎原公司实地察看一下。

问题1.9：何为反光镜采用局部连接的方法？

何为反光镜采用局部连接的方法？上文没有说清楚，但查阅“一种测量空间光强分布用的反射镜”专利可以知道，在反射镜的背后用胶水粘上关节轴固定座，在关节轴固定座上装有万向活动关节轴承杆，通过调节关节轴承杆的有效长度来调节镜面的平面度。

问题1.10：镜面的平行度可以通过激光精确校准吗？

所谓镜面的平行度就是镜子的两面的平行程度，一旦镜子加工成型，除用光学磨削的办法，是不可能再来改变镜子两面的平行度。激光精校是一个什么概念？难道是用激光作为切削加工吗？！假如是属于上文作者没有说清楚，假如作者原意可能是指平面度的话，那么就是利用激光观察平面镜的反射情况，并通过调节关节轴承杆的有效长度来调节镜面的平面度了。这种方法确能改变镜子的面形和平面度，但是，这种方法必须要挤压或拉起平面镜，无论是挤压还是拉起平面镜，都会伤害平面镜，使平面镜处于承受很强应力的危险状态。此外，无论是挤压还是拉起平面镜，都不可避免地要通过镜子背面胶结的关节轴固定座与镜面来传递力量，这种挤压和拉起是最容易拉伤整面镜子和镜面镀层的！

问题1.11：“粘结胶固化会引起镜面内的应力，使镜面镀层脱落、镜面玻璃产生双折射误差等问题”，是吗？

正如上面所分析的，任何一面大型镜子最终还摆脱不了与镜架的粘胶连接（也包括那种自称为采用特殊的结构连接的方法），假如“粘结胶固化会引起镜面内的应力，使镜面镀层脱落、镜面玻璃产生双折射误差等问题”，那么只能说其工艺存在问题了。

问题1.12：关于“长期使用中钢架会时效变形，使镜面造成永久性的扭曲，不可调校。”

钢架时效和变形是必须要控制的。假如有明显的变形存在，经常去校准镜子是一件费时费力和无效的工作，事情往往会变得更糟。杭州远方公司所生产的成品光学反射镜的面形等重要光学参数是有专门的精确测量手段进行最终验证的，杭州远方公司所不同的做法是选用合格的产品，丢弃不合品，这样做成本虽然要高很多，但质量更有保障。

 

原文：

4、 杂散光

杂散光是分布光度测量中影响测试精度最重要的因素之一。在分布光度测量设备的选购、实验室建造中必须引起足够的重视。应该注意的是，任何黑色的表面也都存在百分之几的光学反射。杂散光的影响对于测量窄光束灯具尤其明显，例如，若投光灯的光束角为4°，即使环境的反射比只有1%，背景杂散光的影响将引起总光通量的误差约达40%以上。因此，分布光度计中的光电探测器应只接收灯具发光面或仅从反光镜反射后的光束，其它杂散光，如反光镜边缘、地面、墙面等反射引起的杂光应予消除。实际的实验室中应在测试灯具、反光镜和探头之间分别设置一系列的光阑，光阑的通光孔径与测量光束的孔径相对应，严格控制环境的杂散光。

 

评析文字：

这段文字用字不多，但还是有不少问题。

问题1.13：“杂散光的影响对于测量窄光束灯具尤其明显”，这是真的吗？

由于窄光束灯具在非信号光方向很少发光，因此在多数情况下对于多数分布光度计系统而言，窄光束灯具的杂散光相对于宽光束灯具更小一些。当然，对于某些设计得不好的隧道式光路（中心旋转反射镜分布光度计经常采用的），由于大部分光都同时投入到测光隧道，此时，原本为消杂光而用的隧道变成了多次反射的狭窄的光学腔体，因此而引起严重的杂散光现象。美国LRC的研究结果也得出了相同的结论。

问题1.14：“例如，若投光灯的光束角为4°，即使环境的反射比只有1%，背景杂散光的影响将引起总光通量的误差约达40%以上”，这个结论科学吗？

请问，假如环境的反射比为2%（这已是很不错的吸光材料），那么，背景杂散光的影响将引起总光通量的误差会不会要高达80%以上？对于这样的结论，我想任何一个有常识的人都不会去相信的。我们也相信，尽管中心旋转反射镜分布光度计（《分析》一文推荐的这种老式的分布光度计）当设计有消光隧道对于大口面窄光束灯具（如大型投光灯）的测量的杂光要大一些，极容易造成5% –10% 的测量误差，但也不至于误差高达40% 、80% ，杭州远方公司生产的GO-R3000双镜双探分布光度计测量窄光束灯具时因杂散光所导致的总光通量测量误差典型值小于0.1%,系统测量光通量的总误差达到小于1%的水平。

 

原文：

二、几种分布光度计的结构

目前常用的分布光度计结构有旋转反光镜式分布光度计、运动反光镜式分布光度计和旋转灯具式分布光度计等几种，各种结构各有其优势，实际应用中应发挥其长处，避免或减少其不足所带来的影响。

1. 旋转反光镜式分布光度计
这种分布光度计结构是国际照明委员会CIE标准中推荐的方法，最早由德国开始制造，至今在全世界有八十多个实验室应用，PHILIPS在全球的八个实验室全部采用了这种结构的设备。我国从德国引进的两套灯具检测设备（南京华东电子集团和宁波燎原灯具股份有限公司）均采用这种结构。PHILIPS亚太灯具研发中心和上海国家灯具质量检测中心等国内外二十多个实验室也均采用了浙大三色制造的这种设备。在灯具光度测量领域被认为是一种经典的设备。

 

评析文字：

点评2.1：

旋转反光镜式分布光度计确实已应用多年，它在节能荧光灯出现以前就存在了，这么多年它有这样的应用和市场不足为怪。但科学技术总是在发展的，照明行业已从白炽灯时代经历了辉煌的荧光灯时代，现在都快要进入LED时代，我们的测灯用的分布光度计有革新，有进步是最正常不过的了！

杭州远方公司GO-R3000双镜双探分布光度计自2007年在有800名世界顶级专家参加的北京CIE大会上首次亮相并推入市场以来，以其独特的优势已受到了世界十余个高端用户的青睐！客户包括复旦大学电光源研究所、台湾工业技术研究院（台湾最高科研和计量机构）、GE公司、英国COOPER公司、美国Grandlite公司、中山华艺集团等，产品处于供不应求状态，短短一年时间获得了这么高度认可！为什么呢？关键问题是跟老式系统有比较，中国有句古话：“不怕不识货，只怕货比货”！

杭州远方公司也生产《分析》一文所说的那种老式旋转反光镜式分布光度计多年，并且在2006年UNDP（联合国开发署）的全球招标中以优异的性价比（绝非简单低价获胜），一举胜出，当时德国LMT公司和杭州浙大三色公司也均参与了竞标。

此外，杭州远方公司还生产运动反光镜式分布光度计和其他多种分布光度计，是世界生产分布光度计能力最强的公司之一，最高的角度精度达到0.01°,属当今世界最高水平。

 

原文：

图1：旋转反光镜式分布光度计

如图1，旋转反光镜式分布光度计中有三个旋转轴。主轴驱动反光镜绕其中心点旋转，将灯具的光反射到探测器上。与此同时，灯臂调整轴同步逆向旋转始终保持灯架处于垂直位置，从而实现灯具在γ方向的测量。探测器与旋转主轴处于同一直线上，根据测试灯具的类型及功率，探测器离开反光镜的距离可以调节，一般采用两种光度测试距离。C-γ轴旋转实际等效于探测器围绕以灯具为中心的垂直球面旋转主轴（水平轴）的旋转，实现灯具在γ方向的测量，它的运动轨迹相当于地球的纬线方向。探测器测量各经纬线交叉点上的照度值。这种结构中的灯具可在C-平面或锥面系统中测量。

图2 电动光阑

在旋转反光镜式分布光度计中测量光束轴线恒定不变。在仪器的光电探测头和测量灯具之间均匀地安装有几个消杂散光光栏；灯具照到地面、墙面等其它表面上的反射杂光被光阑完全隔除。此外，在反光镜后的第一个通光孔上安装电控光阑（如图2），当测量各种不同尺寸的灯具时，还可以根据灯具的大小调整光栏通光孔尺寸，可更有效地消除镜面非测量区上的杂散光。因此这种结构的设备杂散光极低，测量精度高。

 

评析文字：

问题2.1：“灯具照到地面、墙面等其它表面上的反射杂光被光阑完全隔除”，这句话对吗？

这句话是错误的。灯具在测量方向的反方向所发出的经壁面或地面反射折回来的杂散光没有被如此消除！灯具一次像所发出的射回到灯具的光再进入信号光通道的杂散光也没有被如此消除！而且，这种形式的狭窄型消杂光隧道，在测量大型投光灯等较窄光束的灯具时，在测量中心关键点时所有光线几乎都被“关入”隧道内，多次反射和隧道内光阑的“聚焦”效应极易造成更大的杂散光！所以，这种老式分布光度计对于测量投光灯等对光强分布要求较高的灯具存在明显的不足（包括灯运动引起的不足）。在台湾有人曾用这种老式的旋转反光镜式分布光度计做过这样的试验：他们测试了白炽灯、高压汞灯路灯和PAR灯的总光通量，与英国国家实验室作比较，测量结果是，白炽灯误差为1%、高压汞灯路灯误差6%和PAR灯误差11%！

 

原文：

旋转反光镜式分布光度计可以采用两个探头，第一探头与小反光镜装在十余米远的电动转台上，用于测量小型、宽光束灯具。第二个探头装在数十米远的位置上，用于测量大功率、窄光束（投光）灯具。仪器的测量方法完全符合CIE等国际标准对探头距离要求，实现了真正的双探头测量，动态范围大。这种结构的唯一争议点是在测量中灯具需要作平移运动，流动的空气会改变灯具周边的温度场分布，由于祼光源和LED灯对温度有一定的敏感，尤其低气压荧光灯，光通量与管壁温度非常密切。因此国际照明委员会CIE根据专家的研究，对这种结构设备的灯具移动速度做出明确的规定，要求灯具周围气流速度应小于0.2m/s。因此实际测试仪中，测量的运动速度必须符合CIE的规定。例如目前浙大三色的GMS2000旋转反光镜式分布光度计可有三种可选速度，分别为0.04m/s、0.03m/s、0.02m/s三种，我们对某一款气流散热敏感的LED灯具进行了对比测试，运动气流对光强的影响小于0.05%，完全满足LED灯具的测量要求。

 

评析文字：

问题2.2：上文所设第二探头能真的有效增加测量动态范围吗？

我国自主发明了双镜双探分布光度计后，由于其优越性独特，以前的老系统也多纷纷推出第二探头设计，以期弥补老系统所存在的不足。但是，在上文这个系统中，较近的一个探头的增设的唯一作用是增加系统的光强测量下限，正如前面已经分析的，根据距离平方反比定律，在一半距离下新增的探头对动态范围的贡献在4倍左右，还不到一个数量级，虽然有点小小作用，但总体意义不大，跟真正的双镜双探比，相差近六十倍的动态范围（接近两个数量级！）。

问题2.3：关于灯的运动问题

灯的运动问题确实不只是上文所讲的“唯一争议”问题。灯的运动可能会带来很多问题，这些问题包括：

1. 在暗室中，必然存在房间上部温度高而下部温度低的现象，这样，被测光源会始终处于一个交变的环境温度之中，且暗室高度越高，这种影响就越明显；

2. 气体放电灯的放电电弧在运动中切割地球等空间磁力线，影响灯内的电场分布和稳定性;

3. 被测光源因圆周运动而产生的振动、冲击和向心力会影响极大多数光源的稳定工作;

4. 被测光源因运动而产生气流，导致被测光源表面温度较大幅度的变化，而极大部分光源和灯具对表面温度敏感，LED灯具对此也十分敏感；

5．系统无法进入快速测量状态，否则，上述不利因素会进一步加剧。

上述不利因素带来的影响会因被测光源种类不同而不同，对于多数气体放电灯而言，通常较容易产生约5% 左右的测量误差，情况严重时，由于被测光源的不稳定而带来的测量误差会高达10%以上。

这些问题有的是可以通过降低测量速度来减少，但是，用半天甚至一整天来测量一个灯具，确实会让测试工作变得非常难熬。此外，像上下空间存在明显温度差异等不利因素是永远不可避免的。

总之，在分布光度的实践中，能让被测灯保持不动是一个十分重要的追求目标，假如灯运动这个因素可以忽略不计，那么，没有镜子的卧式分布光度计（旋转灯具式分布光度计）会是最理想的选择，它既廉价而自身精度又可以做得很高。

问题2.4： 测量LED灯具时灯具的运动难道没有问题吗？“运动气流对LED光强的影响小于0.05%”吗？

LED灯具是对散热极为敏感的，即便是在完全没有对流的恒温环境，真正测量过LED灯具的人和懂得LED灯具的人，没有一个人敢宣称LED灯具已经做到了0.05%的发光稳定度。上文作者不知道是如何观察到“运动气流对LED光强的影响小于0.05%”的？杭州远方公司从很多测试实验中知道，只要有运动气流存在，LED灯具是极容易产生5%以上的发光波动的，严重时会超过20%！

 

原文：

2. 运动反光镜式分布光度计

运动反光镜式分布光度计在北美应用多一些，如图3。在这种分布光度计中，光度探头固定，并位于光轴线上。在测量过程中，灯具只需做自旋运动，反光镜绕着测量灯具运动，并将光信号反射到探测器上。测量光线以与光度探头的法线成一定圆锥角入射。因此这种分布光度计运动气流对灯具温度的影响较小。但由于测量光束绕圆锥变化，在探测器与灯具之间需设置圆环形的光阑来消除环境的反射杂光，消杂光性能不如上述旋转反光镜分布光度计。此外，入射到探测器上的光束方向在测量过程中变化，探测器在各方向上的灵敏度不一致，将会引入一定的光度测量误差。

图3 运动反光镜式分布光度计

 

评析文字：

点评2.2：基本同意以上观点。

上述分布光度计确实是具有无可比拟的被测灯稳定不动的优点，它也确实存在杂散光大的问题（因为在这个结构中探测器前没有设置同步运动的光阑，使探测器可同时看到来自圆环其他方向的光）和光不垂直入射到探测器的问题。尽管如此，它仍与《分析》一文称为旋转反光镜式分布光度计一道并列列入CIE70-1987文件，CIE之所以将上述两种转镜式分布光度计同时列入推荐文件，说明两者总体性能各有千秋，难以取舍。假如有人能在CIE所推荐的这两款典型的分布光度计上做出实质性的改进，保留优点，改进不足，那么，这种新式的分布光度计在技术竞争和市场竞争中胜出是一件顺理成章的事！

 

原文：

3. 旋转灯具式分布光度计

这种分布光度计的探测器固定在离灯具一定距离的位置上，灯具装在可绕水平和垂直两个方向旋转的转台上。该转台的垂直主轴线是固定的，水平轴线可以移动，如图所图2：电动光阑。在计算机控制下，电机驱动垂直主轴旋转时，光度探头测量灯具在水平面上各方向的发光强度值。当一个平面测量完毕后，水平轴电机驱动灯具转过某一角度，然后光度探头再测量另一平面上的光强分布。如此反复，垂直主轴连续旋转，水平轴间断运动，实现灯具在空间各个方向上的光强分布数据的测量。这种分布光度计比较适合于格栅灯具的测试。

图4旋转灯具式分布光度计

由于这种结构的分布光度计会不断旋转灯具，改变灯具的状态。因此不适合于气体放电灯等光电参数较容易受其工作状态变化影响的灯具。

 

评析文字：

点评2.3：基本同意以上观点。上述观点表明，灯具不运动是何等的重要！！！

 

 

原文：

4. 双镜反射式分布光度计

图5  双镜反射式分布光度计

这种结构最早是由西班牙人提出的，并有文章介绍过[4]，但至今未被任何相关国际标准所采纳。去年也有相关的公司按照这种结构制造测试设备，其原理结构如图5，分布光度计有两个反射镜，分别安装在转臂和远离主机的架子上，探测器安装在转臂的另一端。灯具的测量光束由第一个反射镜反射到远处固定反光镜上，再反射到安装在旋转臂上的探测器。

还有一种所谓双镜双探头的分布光度计，在旋转臂上又安装了第二个探测器，光束接收方向直接朝向测试灯具，测试距离2米左右。根据国际照明委员会CIE的光度测试要求，这种测试距离不适合灯具和荧光灯等光源的光度测量，否则会引入很大的光度原理性误差。

 

评析文字：

点评2.4: 关于双镜双探分布光度计专利以及CIE的推荐

双镜双探分布光度计是杭州远方公司的发明专利，发明专利申请号：200710068057.5,公开号CN：101059369A，该专利技术确实是用到了一些现有技术，技术进步总是建立在前人的技术基础上的。这类新型的分布光度计是刚刚出现的，CIE国际标准从酝酿到最终推出，一般需要十年以上时间，所以CIE目前没有这一方面的现成文件，相信今后对CIE70-1987进行改版时一定会支持这类先进的分布光度计的。相信杭州远方公司一定能在CIE中为我们中国人争取到这个参与修改国际标准的权力。

此外，双镜双探分布光度计也不是什么革命性产品，它仅仅是CIE70-1987所推荐的运动反光镜式分布光度计的改进型，同时又有机组合了CIE 84-1989[5]所推荐的国家总光通量基准建立所用分布光度计[6][7]。它与CIE70-1987所推荐的运动反光镜式分布光度计相比，改进了入射光的角度，为完全垂直入射；它由于采用了带消杂光筒的始终自然同步于运动反射镜的光度探测器，双镜双探分布光度计的杂散光水平大幅度降低；由于固定镜的使用，使暗室空间缩减近一半。双镜双探分布光度计保留了传统转镜式分布光度计的所有优点、克服了传统转镜式分布光度计所存在的不足，所表现出来的优越性能是以前的分布光度计所无可比拟的。

问题2.5：2米左右的测量距离“不适合灯具和荧光灯等光源的光度测量，否则会引入很大的光度原理性误差”吗?

《分析》一文没有明确指出“CIE的光度测试要求”是出自哪一份技术报告或者标准，但2米左右的测量距离“不适合灯具和荧光灯等光源的光度测量”的结论显然是片面和错误的。

根据CIE 84-1989的明确规定，在测量总光通量时，测量距离只需满足探测器围绕被测光源旋转的物理尺寸即可，而无需满足光强测量的远场条件。根据这个要求，2米左右的距离足以以高精度测量绝大多数（包括大尺寸）的灯具和光源（荧光灯）的总光通量（总光通量是灯最为重要的光度量之一）。德国国家实验室最大也仅在3米处测量光源的总光通量[6]。

这里最关键的还是要弄楚基本概念，只有在进行光强测量时，根据CIE 121-1996的要求，才需要足够的距离。

 

原文：

这种双镜式分布光度计还有一个很严重的问题是杂散光大，如图5。由于反光镜和探测器均绕着中心轴旋转，在探头、反光镜及灯具之间的光路上无法安装消杂光的挡屏。反光镜的边缘、地面、墙面的反射杂光很大。如果探头前加一个接筒，可以适当降低一部分杂散光，但不能从根本上解决杂散光问题。因此，用这种设备测量投光灯、路灯、LED灯等窄光束灯具，精度会比较差。

双镜反射式分布光度计 反射杂散光大

图6 杂散光分析

 

评析文字：

点评2.5: 关于双镜双探分布光度计的杂散光

正如点评2.4所述，双镜双探分布光度计比CIE所推荐的分布光度计明显改进了杂散光水平是一大技术特色。《分析》一文中的图5和图6是故意夸大了杂散光的影响，实际情况见图示1所示。勿用多言，相信读者比较一下有关图示，一定能辨清孰是孰非。

图示1：GO-R3000双镜双探分布光度计的真实比例示意图和杂散光控制措施

 

原文：

由于这种结构中主反光镜和探头旋转运动，使固定的辅反射镜上的入射和出射光束方向不断改变，而反光镜在各个方向的反射比不同，会产生较大的误差。此外，由于测量光束不断旋转变化，反光镜的面形误差和安装方向误差将放大四倍，影响测量结果的准确度。

 

评析文字：

点评2.6: 关于平面镜的各向同性

平面镜关于法线各向同性，是一个不太难的常识。四倍误差放大的结论不知原自何处？当然，假如故意选用劣质的反光镜，那不是本点评讨论范围之内。平面镜关于法线各向同性的验证是不难的。

 

原文：

三、道路灯具的分布光度测量

对于道路灯具的光度测试而言，目前路灯大部分采用气体放电灯，最近也有一些LED灯具做样板工程开始应用。对于气体放电灯具的测量，要求测量灯具不能翻转，因此一般需采用带反光镜的分布光度计进行测量。当测量LED 路灯时，不论是旋转反光镜式分布光度计，还是运动反光镜式分布光度计，都会有一个自旋转运动，需注意LED 灯具的运动速度应满足CIE NO.121 中规定的要求[3]。如果速度很快，则需在灯具附近安装一个光监测探头。

并应注意，该探头不能对测量光束造成明显的遮挡，同时牢固地跟随测量灯具一起运动，计算机随时测量运动过程中的灯具发光变化，并对空间光强分布进行修正。这种参考光度补偿测量的另一好处还可以消除由于灯具供电波动引起的发光变化误差。

 

评析文字：

点评3.1: 灯运动的分布光度计确是有问题的！

上文终于承认灯运动的分布光度计会使被测灯不稳定，这是一个不争的事实！在灯具附近安装一个光监测探头，无法改变运动的灯具不稳定的事实，它只是起到一个事后补救的作用，起到的作用较小，否则，人们只要在卧式分布光度计（旋转灯具式分布光度计）上加一个光监测探头就可以了。杭州远方公司的双镜双探分布光度计在测量时被测灯完全静止不动，不会因为灯的转动而引起灯的发光不稳定，双镜双探分布光度计也是有一个监测探头的，它是用来监测因灯自身内在因素不稳定而采取的措施，似乎作用类似，但有本质的区别！明眼人一看就明白了。CIE 121-1996文件是告诉我们，假如有因运动而不稳的问题，我们必须要采取补救措施！这并非是鼓励我们必须要有这类问题！能避免灯运动是最好的。

 

原文：

路灯等室外照明灯具的光束空间分布往往比较陡峭，光束角窄，对测量系统及实验室的消杂光要求比较高。在测试实验室的建造中，应在测试灯具、反光镜及探测器之间加上相应的消杂光光阑，避免地面、墙面、天花板等反射杂光。此外，路灯的发光口径一般只有数十公分，若采用大尺寸的反光镜测量，还应该调整限制光阑的通光口径，使灯具投射到反光镜上非测量区域的光束被光阑完全隔离，只让反光镜中心测量区域的光束进入探测器的光敏面。

 

评析文字：

点评3.2: 前面早已说过，可千万不要把窄光束全部“关进”一个狭小的测光隧道中，否则，弄得不好，真要出现40% 以上的误差了。

 

原文：

四、总结

灯具的分布光度测量是一项非常专业的工作，测试设备、实验室结构及操作人员是影响测量结果的三项重要环节。尤其是路灯等室外照明灯具的测量，在设备的选型上一定要考虑灯具的光束性能，测试方法必须符合CIE 的远场光度测量原则，尤其要注意测量设备及实验室的杂散光影响。在测试设备的各个环节，要适当地安置相应的消杂散光阑，保证测试结果的准确度。

 

评析文字：

问题4.1: “在设备的选型上一定要考虑灯具的光束性能”，这个说法对吗？
这个结论很难找出科学依据，文中好像也没有有关的论证。依照我们已有常识，选测光设备应要注意应用对象，比如是要测量普通照明用灯具还是要测量汽车灯具，两者虽然基本原理相差不远，但结构形式和性能是完全不一样的。根据灯具的光束性能选设备是有点“别出心裁”的。

问题4.2: 关于“测试方法必须符合CIE 的远场光度测量原则”的讨论

这句话似乎正确，但必须要注意，完整的说法是：测量光强时，测量距离必须符合CIE 的远场光度测量原则。进一步需要说明的是，第一，对于不同的灯，CIE远场测量条件是不同的，对于大尺寸窄光束灯，这个远场距离可能需要20米或以上，对于LED小光源，这个远场距离可能只要1米或2米；第二，测量总光通量时，CIE 84-1989文件[5]明确指出，无需要求在远场条件下测量，即便是用于建立国家总光通量基准的分布光度计都没有这个要求。德国国家实验室（PTB）于本世纪刚刚建立的用于建立国家总光通量基准的分布光度计[6]，其测量距离最大才3米，其基本测量原理与远方公司双镜双探分布光度计的第二光度探测器所实现的功能相同。

 

评析文章结束语：

结束语：

我们做这个评析，不是想跟竞争对手打口水战，更无意贬低对方和老式的分布光度计，我们的主要目的是让更多的业内人士看到事实的真相，得到正确的信息和知识，并以此为社会和行业的发展尽一点绵薄之力。分布光度计和分布光度学是一个技术性很强的领域，它需要科学严谨的人们去认真研究和经营它，否则，很容易给社会和客户带来不必要的损失，也很容易给行业带来不必要的错误评判和导向。

假如本点评文章有不当之处，欢迎来电来信讨论，也欢迎大家公开讨论甚至辩论，更欢迎有识之士给予批评指正。

评析作者已征得了杭州远光电信息有限公司（文中简称“杭州远方公司”）管理层的同意，无论本评析文章以何种形式发表(或转载)，杭州远方公司愿意对本评析文章承担所有道义和法律责任。

 

原文参考文献：

参考文献：
1. IESNA，IES Lighting Handbook,NewYork,2000
2. CIE Technical Report, The Measurement of Absolute Luminous Intensity Distributions, CIE　Pub. NO. 70
3. CIE Technical Report, The Photometry and Goniophotometry of Luminaires, CIE Pub. NO.121
4. An Automated Goniophotometer For Luminaire Characterization, V. F. Muñoz, J.
Gómez-de-Gabriel, 15th Triennial World Congress,Barcelona,Spain,2002

 

评析参考文献：

参考文献：
[1] EN 13032-1:2004 Measurement and presentation of photometric data of lamps and luminaries-Part 1: Measurement and file format
[2] DIN 5032 part 7: 1985. Lichtmessung-Klasseneinteilung von Beleuchtusstärke-und Leuchtdichtemessgeräten. (Photometry: classification of illuminance meters and luminance meters)
[3] Jiangen Pan,et al. Accurate assessment of f1’ value of fine photometer heads”, Metrologia 42 (2005) , p. 239–245,
[4] CIE Division 2 Activity Report April 2008
[5] CIE 84-1989 The measurement of luminous flux
[6] G. Sauter， Review on new developments in Photometry  NEWRED  9th International Conference (2005)
[7] Y. Ohno and Y. Zong, Proc. Symp. NIST Facility for Total Spectral Radiant Flux Calibration  Metrology 2004, CENAM,Mexico, published in CD (2004)