fotometrisk test af vej- og gadebelysning...technoteam 3d-viewer, freeware kik langs vejen y: langs...
TRANSCRIPT
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Fotometrisk test af vej- og gadebelysning– armaturer og installationer
Carsten Dam-Hansen, DTU [email protected]
2
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Indhold• LED F&U og lys-metrologi ved DTU Fotonik• Fotometrisk test af vej/gade belysning• Test af armaturer;
– lysstrøm, lysfordeling, effektivitet, – farvetemperatur og farvegengivelse
• Test standard for LED, • Interlaboratory comparison IC2017• Test af installationer
– Hvorfor og hvordan?– Eksempel
• Konklusion
3
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
DTU Fotonik
4
Main campus i Lyngby
Risø campus
Risø grundlagt i 1958, nuclear forskning
1985 Forskningscenter Risø
2007 Fusioneret med DTU
DTU Fotonik, Institut for Fotonik220 ansatte, 35 på Risø
LED team og fotometriske laboratorier
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
LED team ved DTU Fotonik
5
Aktiviteter: • Fotometrisk laboratorium for
forskning, udvikling og uddannelse• DOLL Greenlab for industrien• Internationalt samarbejde
• >50 eksternt finansieredeforsknings, innovations og demonstrations projekter
• Forskningsområder:
Arbejdet med F&U indenfor LED optiske systemer, karakterisering siden 2004
nye lys teknologier: LED, laser belysning, optiske systemer og metrologi omkringlys/belysning
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Fotometriske målinger ved vej & gadebelysning
6
Uvildig laboratorietest af sample armature/er
Farvetemperatur
Effektivitet
Ra-indeks
Hvordan sikrer man sig, at de data, der kommerfra en leverandør i et udbud, er korrekte?
Kontrollér lystekniske beregninger for angivne vejprofiler
Efter installation erdet muligt at udføretest for at sikre sig at kravene er overholdt
Afskærminingsklasse
LysfordelingLysstrøm
Effekt
Power faktor
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test standard• Ny International og Europæisk standard• CIE S025 og • DS/EN 13032-4:2015+A1:2019
• Betingelser for måling af elektriske, fotometriske, og kolorimetriske størrelserunder standard test forhold
• Gælder for LED lyskilder, LED armaturerog LED moduler (LED light engines)
7
Gælder ikke for: LEDer og produkter baseret på OLEDs (organisk LED).
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test standardStandarden specificerer en række værdier og tolerancer• Ambient temperature 25oC ± 1.2oC• Air movement ≤ 0.25 m/s• Test voltage AC ≤ 0.4 %, frequency ≤ ±0.2 %• Test voltage DC ≤ 0.2 %
og målesystemer, der skal være sporbare til SI.
8
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Goniofotometer systemer• goniofotometer (photometer som detektor),• gonio-spektroradiometer (spectroradiometer som detektor)
9
Måleafstand (fjern-felts betingelse)
≥ 5, 10, 15 xD
for Lambertian, bred og snæver intensitets fordeling
The DUT shall remain in its designed operating condition throughout the stabilization and testing period. (operating position as for intended use) (4.2.5)
DTU Fotonik: Nær-felts goniofotometer med luminans kamera og fotometer
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Absolut/relative målingLED armaturer,med integreret lyskilde (LED board, LED modul)Absolut måling, med LOR = 100 %
Tidligere målte man armaturer med udskiftelige lyskilder,
Releativ måling I forhold til en bestemt lyskilde (f.eks. 50 W metal halogen) og angiverLOR < 100 %
10
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Lysfordelingsmåling af LED armatur
11
C90
C90
Opsætning i goniofotometerHovedretningLED board med optik
C0Set nedefra:
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Lysfordelingsmåling, stabilisering
12
Lyskilden skal være stabil før man kan måle, vent mindst 30 minutter,
og lysstrøm og effektforbrug må ikke varierer mere end 0.5% over 15 minutter
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Lysfordelingsmåling
13
Fotometriske resultater:• Lysstrøm 6138 lm• Effektivitet 155 lm/W• Effekt 39.8 W• Spænding DC33.8 V• Strøm DC 1.178 A
Lysfordelings data• Max. intensitet 3938 cd• EULUMdat .ldt• IESNA .ies
Lysfordelings graf• Intensitet cd/klm• 2-3 specifikke C-planer
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Lysfordelingsmåling,
14
Lysfordelingen er grundlaget for beregninger, måling på et armatur, kan være symmetriseret, og ændret i lysstrøm
Software til kontrol af ldt filer: f-eks. QLumEdit
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Lysfordelingsmåling, visualisering
15
Software: f-eks. Technoteam 3D-viewer, freeware
Kik langs vejen
Y: langs vejen
X: tværs af vejen
OppefraFra anden side af vejen
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test af armatur/lyskildeI integrerende kugle spektroradiometer målesTotal spektral flux [W/nm]Farvekoordinater (x,y)
16
Korreleret farvetemperatur [K] (Duv)3000 K eller 4000 K anbefales
Vigtigt at de er ens over lange strækninger
3000 K 4000 K
6000 K
Ra-indeks for farvegengivelseGenerelt > 70, eller > 80
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test af armatur/lyskilde
17
Farve og lysstrøms vedligehold (color and luminous flux maintenance)
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Interlaboratorie sammenligninger
18
IC2013: LED pærer med brug af integrerende kuglespektroradiometre
IC2017: Større SSL produkter med brug af goniofotometre
Test af robustheden af standarderne CIE S025/EN 13032-4
Færdighedstest for SSL test akkrediterings programmer
DTU Fotonik deltog med to goniofotometer systemer i IC2017, som repræsenterer stor del af de systemer der benyttes afdansk industri.
Afventer “Participants results reports” og “Final report”
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
IC2013 Results
19
Lysstrøm for rundstrålende LED pære
Overall good agreementflux ± 4 %, chromaticity ± 0.004
Final report http://ssl.iea-4e.org/
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Simuleringer
20
Udfra lysfordelingsmålinger simuleres vejbelysningen, i f.eks. Dialux® og Relux®
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Simuleringer
21
Belysningsklasser
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Afskærmningsklasse
22
Udfra lysfordelingsmålinger kanafskærmingsklasse bestemmes
Eksemplet er et LED board med optik som ikke er målt i armaturet
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Blændingstalklasse
23
85°Intensitet I [cd]
Tilsyneladende areal af lyskilde A𝐼𝐼𝐴𝐴
Blændingstal =
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test af installationer
24
Hvorfor teste installationer?
• Simuleringer er kun rigtig med rigtige input!
• Stemmer vejgeometri med virkeligheden? (installerede mastehøjder, placeringer og afstande)
• Forkerte Lumen-/optikpakker!
• Forkert indstilling af strømniveau
Hvordan?
Manuelt: kræver vejafspærringer, ca. 50 punkter pr.lampe
Målebil:
Ingen vejspærringer Upåvirket af andre bilers lyskegler 5000 målepunkter pr. lampehurtige målinger (op til 80km/t)
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test af installationer, målebil system
25
To kameraer5 +1 fotometre
Frem/bag forhold
Beregnet belysningsstyrke [lux]
Beregnet luminans [cd/m2]
Beregnet halvrumlig belysningsstyrke [lux]
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test af installationer, Almind, Viborg
26
Results shown in Google Earth
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test af installationer, Almind, Viborg
27
Results shown in Google Earth
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Test af installationer, hvad vi kan måle
28
• Illuminans, luminans• Uniformitet• Vej lumen (lumen effektivitet)• Højde af lys punkter, maste afstande, vej bredde• KML data (Google Earth)---------------------------------------• GIS data (3D position, billeder of armaturer/master)• Korreleret farvetemperatur, Ra-indeks • Flicker• Stabilitet over tid---------------------------------------• Veje, fortove, cykelstier, enkelt og dobbeltsidet belysning • Vej træer
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Måleinstrumenter• Luminansmåling med Luminanskamera
29
Neutral density filter - set (opt. density: 1.0; 2.0; 3.0) Sigma Fisheye [ 4.5mm F2.8 EX DC HSM ]
Glare assessment based on the TI -method for artificial road lighting (EN13201)
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Måleinstrumenter• Luminansmåling med spotmeter
• Luminansmeter, spotmåling, farve og luminans• https://sensing.konicaminolta.us/products/cs-200-color-and-luminance-meter/
30
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Konklusion
31
Overblik over fotometrisk test i forbindelse med gade/vej belysning• Test standard for LED armaturer og måleinstrumenter
• Uvildig test af sample armaturer,• test rapport, fotometriske og kolorimetriske data• lysfordelings data
• Simulering • Er rigtige lysfordelings data og lysstrøm benyttet?• Er de rigtige forudsætninger benyttet?
• Få testet installationen• nye installationer, (spar energi, få udbedret fejl i lumenpakker, optikpakker,
natsænkning)• 1-års og 5-års mangelgennemgang
DTU Fotonik21 November 2019 Fotometrisk test af vej- og gadebelysning
Kontakt os
Carsten Dam-Hansen4677 [email protected]
32
Anders [email protected]
Dennis [email protected]
Johannes Lindé[email protected]
Hvis du/I har spørgsmål omkring lysmålinger eller andet:
Linda [email protected]