一种跨平台环境下LED灯具光通量的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种跨平台环境下LED灯具光通量的计算方法，利用IES(记录光源发光强度分布数据的计算机文档)文件数据进行迭代求和运算，提出在C和γ非规整时一种通用的光通量计算方法，并给出一种简化而高效的计算步骤。采用本发明专利技术的计算方法算法可靠透明，运用潜力较大，方法通用性广，兼容性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED灯具光通量，具体涉及一种跨平台环境下LED灯具光通量的计算方法。
技术介绍
对每种LED灯具而言，自设计定型生产出厂后，其发光强度在空间分布属性就已固定，成为其产品属性的重要组成内容。为了描述该属性信息，现有光源发光强度测试方法是测试固定离散位置点的光强来实现，且这些离散位置点从空间分布来看，是按照半球形来分布的，其中球心为发光光源，半球截面是以通过该发光光源，平行于灯具基板的平面。在IES文件中保存的数据，就是这半球空间内各测试点上的发光强度，从数据属性分析上，是一些ASCII编码且数值离散的数据点。用数学的方法来分析，这些数据点可以看作分布在半球形空间内的数值矩阵，而且数值随着位置变化而不同，在不同方向呈现出各向异性的特性。将IES文件中照度按照空间分布，蓝色部分数值大，红色表示数值小，横切球体的绿色平面为γ＝90度平面。可以看出，该示例IES文件对应的密集矩阵，在半球形空间中的形态为一个伞状的锥体。在实际照明计算中，为了计算被照物体的照度数据，需要先获得LED光源在单位时间内发射出的光量，称为led光源的发光通量。由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量基准的单位----光通量来衡量。光通量的用符号Φ表示，单位为流明(lm)。现有方案中，获得灯具光通量的方法，除了查阅产品说明资料外，主要通过仪器获得光强、光谱或光度的分布数据后，以球面积分获得灯具光通量，具体主要有以下三个方法：LED光通量测量方法：1)积分光度法，就是采用积分球与光度计测试光通量；2)光谱光度法，就是采用积分球与光谱仪测试光通量；3)变角光度法，就是采用分布光度计测试光通量。对于具体LED光源而言，自设计定型开始批量生产后，其发光特性及性能就已经固化为产品物理和光学属性，在具体照明计算中常用IES来记述LED光源的发光性质。在个性化照明及互联网+物联网消费时代，设计新款个性化LED光源时，为了加快生产效率，往往根据场景需求预先设定IES文件，并据此对尚未生产光源开展模拟、校准、修正等操作，并将具体计算结果保存在未生产光源的IES文件，以实现精准指导生产环节。因此，通过现有方案计算光源光源光通量，显现出显著的局限性。本方法提出了一种原理简便、逻辑清晰、易于部署的光通量计算方法，不但适用于传统灯具生产领域，还能用于互联网时代跨平台领域的个性化照明计算中。对于IES文件数据组成进行了介绍，γ角度：[0：90]，间隔为1度，总计91个数据；C角度：[0:360]间隔为5度，总计73个数据。现有测试光通量的方法，以国标《光通量的测量方法》(GB/T26178-2010/CIE84-1889)为例，光通量通过光强的空间分布得到，运用公式其中Φ＝4πsr，I为光源在指定方向上的发光强度。通过测量光源照度分布来计算光通量是许多国家标准实验室用来建立光通量基准的测试方法，光通量单位流明是由光强的I基础单位。具体而言，假设积分球内内壁为理想漫反射层，各点漫反射系数相等，内壁对各波长的漫反射系数一致，且各点半径一致，无其他杂物。在内壁多次发生反射总照度且有挡光板时，出射窗的照度：式中：E-总照度；ρ-积分球内壁涂料总反射比；φ-被测总光通量；r-积分球内半径被测LED灯具的光通量计算公式为：式中：Ec、Es分别为被测LED光源和标准光源的在探测其上的照度，Φs为标准光源照度，标准光源一般选用2856K标准光源。光照度通过下述公式定义：光源光通量则使用下述公式：除上述积分球和分布式光度计结合的光通量测量方法外，行业内还采用朗伯光通量计算、蝙蝠翼型配光计算(轴对称)、球带系数法、环带分割法等方法。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种计算简单，成本更低的跨平台环境下LED灯具光通量的计算方法。技术方案：本专利技术采用以下技术方案：一种跨平台环境下LED灯具光通量的计算方法，包括以下步骤：1)获取IES文件数据，对IES文件中的数值进行横纵坐标划分，横坐标为γ，纵坐标为C，即IES文件中任意数值成为I(γ，C)；2)利用IES文件数据进行迭代求和运算，算式如下：上式中：M为IES文件中横向角度数据C的数量，以C步进5度计算，在空间横向区域内共有360/5＝72个；N为IES文件中横向角度数据γ的数量，以γ步进1度计算，在空间横向区域内共有＝90/1+1＝91个；I(γ,C)为光源IES文件数值，ΔC为C数值步进。作为优化，所述步骤2)具体包括以下步骤：1)对表中数据进行分组，C共计73组数值，γ共计91组数值；记C为数组c[72]，分别为c[0]、c[1]、c[2]、。。。、c[i]、。。。c[71]、c[72],记γ为数组r[90]，分别为r[0]、r[1]、r[2]、。。。、r[i]、。。。r[89]、r[90]；具体划分如下：第1组、是C＝c[0]：I(r[0]，c[0])，I(r[1]，c[0])，I(r[2]，c[0])，I(r[3]，c[0])......I(r[90]，c[0])总计91个数据；第2组、是C＝c[1]：I(r[0]，c[1])，I(r[1]，c[1])，I(r[2]，c[1])，I(r[3]，c[1])......I(r[90]，c[1])总计91个数据；第3组、是C＝c[2]；I(r[0]，c[2])，I(r[1]，c[2])，I(r[2]，c[2])，I(r[3]，c[2])......I(r[90]，c[2])总计91个数据；......第72组、是C＝c[71]：I(r[0]，c[71])，I(r[1]，c[71])，I(r[2]，c[71])，I(r[3]，c[71])......I(r[90]，c[71])总计91个数据；第73组、是C＝c[72]：I(r[0]，c[72])，I(r[1]，c[72])，I(r[2]，c[72])，I(r[3]，c[72])......I(r[90]，c[72])总计91个数据；总计73组，由于C＝c[0]和C＝c[72]在空间关系上重叠，故致使第73组与第1组数据重合，因此删去73组，最终是72组数据；2)代入算式：A)把所有的γ进行cosγ计算，依次为：cosr[0]，cosr[1]，cosr[2]，cosr[3]，......，cosr[90]总计91个数据；B)开始cos[(n-1)Δγ]-cosnγ计算，如下式：cosr[0]-cosr[1]，cosr[1]-cosr[2]，cosr[2]cosr[3]，......,cosr[89]-cosr[90]，0；C)开始把步骤B)的数据依次乘以72组数据根据IES文件，确定C的取值；下面计算C取不同值时，计算上步骤算式值，如下所示：当C＝c[0]：I(r[0],C)[cosr[0]-cosr[1]]+I(r[1],C)[cosr[1]-cosr[2]]+I(r[2],C)[cosr[2]-cosr[3]]+......+I(r[89],C)[cosr[89]-cosr[90]]+0当C＝c[1]：I(r[0],C)[cosr[0]-cosr[1]]+I(r[1],C)[cosr[1]本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨平台环境下LED灯具光通量的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：1)获取IES文件数据，对IES文件中的数值进行横纵坐标划分，横坐标为γ，纵坐标为C，即IES文件中任意数值成为I(γ，C)；2)利用IES文件数据进行迭代求和运算，算式如下：上式中：M为IES文件中横向角度数据C的数量，以C步进5度计算，在空间横向区域内共有360/5＝72个；N为IES文件中横向角度数据γ的数量，以γ步进1度计算，在空间横向区域内共有＝90/1+1＝91个；I(γ,C)为光源IES文件数值，ΔC为C数值步进。

【技术特征摘要】
1.一种跨平台环境下LED灯具光通量的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：1)获取IES文件数据，对IES文件中的数值进行横纵坐标划分，横坐标为γ，纵坐标为C，即IES文件中任意数值成为I(γ，C)；2)利用IES文件数据进行迭代求和运算，算式如下：上式中：M为IES文件中横向角度数据C的数量，以C步进5度计算，在空间横向区域内共有360/5＝72个；N为IES文件中横向角度数据γ的数量，以γ步进1度计算，在空间横向区域内共有＝90/1+1＝91个；I(γ,C)为光源IES文件数值，ΔC为C数值步进。2.根据权利要求1所述的跨平台环境下LED灯具光通量的计算方法，其特征在于：所述步骤2)具体包括以下步骤：1)对表中数据进行分组，C共计73组数值，γ共计91组数值；记C为数组c[72]，分别为c[0]、c[1]、c[2]、。。。、c[i]、。。。c[71]、c[72],记γ为数组r[90]，分别为r[0]、r[1]、r[2]、。。。、r[i]、。。。r[89]、r[90]；具体划分如下：第1组、是C＝c[0]：I(r[0]，c[0])，I(r[1]，c[0])，I(r[2]，c[0])，I(r[3]，c[0])......I(r[90]，c[0])总计91个数据；第2组、是C＝c[1]：I(r[0]，c[1])，I(r[1]，c[1])，I(r[2]，c[1])，I(r[3]，c[1])......I(r[90]，c[1])总计91个数据；第3组、是C＝c[2]；I(r[0]，c[2])，I(r[1]，c[2])，I(r[2]，c[2])，I(r[3]，c[2])......I(r[90]，c[2])总计91个数据；......第72组、是C＝c[71]：I(r[0]，c[71])，I(r[1]，c[71])，I(r[2]，c[71])，I(r[3]，c[71])......I(r[90]，c[71])总计91个数据；第73组、是C＝c[72]：I(r[0]，c[72])，I(r[1]，c[72])，I(r[2]，c[72])，I(r[3]，c[72])......I(r[90]，c[72])总计91个数据；总计73组，由于C＝c[0]和C＝c[72]在空间关系上重叠，故致使第73组与第1组数据重合，因此删去73组，最终是72组数据；2)代入算式：A)把所有的γ进行cosγ计算，依次为：cosr[0]，cosr[1]，cosr[2]，cosr[3]，......，cosr[90]总计91个数据；B)开始cos[(n-1)Δγ]-cosnγ计算，如下式：cosr[0]-cosr[1]，cosr[1]-cosr[2]，cosr[2]cosr[3]，......,cosr[89]-cosr[90...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，张卓云，王健光，史志英，任敏，吴坚，
申请(专利权)人：无锡工艺职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32