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        航標燈/航標燈光強測量和燈光射程計算

        2017-10-17 14:18:58點擊:


          1 主題內容與適用范圍

          本標準規定了航標燈光強測量原理、方法及其燈光射程的計算方法。本標準適用于各種環射及定向航標燈。其他類似的燈器可參照使用。

          2 引用標準

          GB12708航標燈光信號顏色

          JJG245光照度計檢定規程

          3 航標燈光強測量

          3.1測量原理

          在一定的測距范圍以外,視航標燈近似為點光源,則按距離平方反比定律:

          E=I×cosθ/l2………………( 1)

          式中:E——在照度計接收面上的限度(Lx);

          I——被測航標燈的光強(cd);

          l——被測航標燈的光源中心到照度計接收面的距離(m);

          θ——航標燈被測方向上光束與照度計接收面法線之間的夾角。當θ角等于零時,(l)式變為:

          I=El2…………………………………………(2)

          航標燈的光強I是通過測得照度值E,再按公式(2)計算得出。

          3.2測量設備及安裝位置

          3.2.1測量設備

          a. 光軌(或其他相應的測量裝置)

          包括安裝照度計接收器的滑車。光軌調整后,平直性誤差在每米長度內不大于l㎜。

          b. 照度計

          達到國家技術監督局頒布的JJG245檢定規程規定的二級照度計技術要求,最小讀數不大于0.1lx。

          c. 轉臺

          可裝置被測燈,同時具有圍繞被測燈發光中心作水平360o轉動和垂直土30o轉動的功能。水平度盤最小分度為1o垂直度盤最小分度為0.5o,并可根據被測燈的大小作升降調節。

          d. 電源

          直流穩壓電源,10min內輸出電壓不穩定度不大于土0.5%;交流穩壓電源,10min內輸出電壓的變化不大于l%。

          e.氦氖激光準直儀或水平儀。

          3.2.2測量設備安裝位置可參照下列示意圖1。

          3.3測量環境

          測量可在暗室內或室外環境中進行。暗室內測量光軌應在20士5℃時工作,在被測燈與照度計接收器之間應設置若干擋屏,以保證不使雜激光照射到照度計接收器上。暗室內墻壁、測試設備、擋屏及其他測試附件均須徐以無光黑漆。

          當在室外測量時,進入照度計接收器的雜散光應限制在允許的誤差范圍內。

          3.4測量方法

          3.4.1測量前設備調整

          a. 照度計按使用要求操作,并進行回零誤差和零點飄移的檢查;亓阏`差不超過滿度的土0.5%,30min內零點飄移不大于滿度的士2%。使用交流電源的照度計應預熱15min。

          b. 被測航標燈在額定電壓下進行預熱,白熾鎢絲燈需預熱5min,氣體放電燈需預熱15min。

          c. 把被測燈放在轉臺中央固定,將燈泡燈絲中心位置調整到透鏡的焦點上,然后用激光準直儀調整照度計接收器平面和被測燈透鏡平面(鼓形透鏡指其軸線),使它們的中心點處于測量軸線上,并且垂直于測量軸線。

          d. 轉臺水平轉盤與垂直轉軸的刻度都置于零位。

          e. 根據試驗結果確定最小測量距離,即逐步拉大照度計接收器與被測燈之間距離,至所測得光強值I=El2不變為止。

          f. 把照度計接收器放在適當的位置,并選擇適當的量程。

          3.4.2鼓形透鏡航標燈

          3.4.2.1光強測量

          轉動水平轉臺,每隔90o測一個點,讀得照度值尺、E1、E2、E3、E4取平均值,即:

          ē=ē1+ē2+ē3+ē4/4…………………………(3)

          然后按公式(2)求得走光光強I0值。

          3.4.2.2 垂直發射角光強分布值測量

          轉動水平轉臺,每隔90o測一點。每個點都需轉動垂直轉軸,從+5o測至-5o,每隔1o讀一照度值。如:第一點的十一個照度值是E15、E14、E13、E12、E11、E10、E-11、E-12、E-13 、E-14 、E-15。其腳碼的第一位數表示水平點位置,第二位數表示不同的垂直角度,腳碼前的負號表示水平零位以下的垂直角度。計算一周四個點相對應垂直角度的平均照度值ē5、ē4、ē3、ē2、ē1、ē0、ē-1、ē-2、ē-3、ē-4、ē-5,然后按公式(2)分別求出垂直發散角光強分布值I5 、I4 、I3 、I2 、I1 、I0 、I-1 、I-2 、I-3 、I-4 、I-5,并繪制光強分布圖。如需測量土10o、土15 o、土20 o的垂直發射角光強分布值,同樣可按上述方法,則量間隔可在1 o~4 o范圍內。

          3.4.3 牛眼透鏡航標燈

          3.4.3.1 光強測量

          將牛眼透鏡航標燈按3.1.4.IC的規定放置,測得照度值E。如有n個面,需每個面測一次,取n次照度值的平均值即;

          ē=1/n×∑ni=1 Ei…………………………………(4)

          然后按公式(2)求出走光光強I0。

          3.4.3.2 水平發散角光強分布值測量

          水平轉臺和垂直轉軸以被測燈的牛眼透鏡平面垂直于光軌的測量軸線為基準零位。轉動水平轉臺。分別向左、右轉動,每隔3o測一照度值,左、右各15o,共11個照度值。按公式(2)分別求出水平發散角光強分布值,并繪制光強分布圖。如有幾個面,則以各面相對應水平角度的平均照度值,按公式(2)分別求出水平發散角光強分布值,并繪制光強分布圖。

          3.4.3.3垂直發散角光強分布值測量

          水平轉臺和垂直轉軸以被測燈的牛眼透鏡平面垂直于光軌的測量線為基準零位。轉動垂直轉軸,分別向上、下轉動,每隔3o測一照度值,上、下各15 o,共十一個值。按公式(2)分別求出垂直發散角光強分布值,并可繪制光強分布圖。同樣,如有n個面,則以各面相對應垂直角度的平均照度值,按公式(2)分別求出垂直發射角光強分布值,并繪制光強分布圖。

          3.4.3.4 透鏡型或反光型導標燈的光強測量和水平、垂直發散角光強分布值測量方法與牛眼透鏡航標燈基本相同,在測量光強分布值時,測量間隔可根據被測燈發散角大小作9~11等分。

          4 航標燈有放光強計算

          4.1 閃光燈隨時間而變化的瞬間光強不能被直接測量時,其有效光強計算可采用“布朗德爾一雷”(Blondel-Rey)公式:

          Ie=i0t/a+t…………………………………(5)

          式中:Ie——閃光燈有效光強(cd);

          IO——閃光瞬間光強量大值,即定光光強(cd);

          t——閃光的明的持續時間,S,對以不同的明的持續時間組成的一組閃光,應以其中最短的明的持續時間計算;

          a——視覺時間常數,在夜間,通過遮蔽或開關產生的閃光a=0.2,通過旋轉光學裝置產生的閃光a=0.3。

          4.2 燈光通過色罩、燈罩后有效光強計算

          燈光通過色罩(如濾色玻璃、色透鏡、有色燈泡等)和或燈罩(如燈殼玻璃、塑料罩殼)時,燈光將會衰減,其衰減后的有效光強可通過公式(6)獲得。

          If=bcIe…………………………………………(6)

          式中:If——衰減后的有效光強(cd);

          b——色罩的透射比,一般紅色罩b=0.2,綠包罩b=0.2,黃色罩b=0.6,通過色罩的燈光顏色,其色坐標應在GB12708規定的色度區內;

          C——燈罩的透射比,一般玻璃C=0.85,塑料,C=0.9。

          5 航標燈光射程計算

          5.1航標燈的燈光射程系指在黑暗情況下,氣象能見度在反差率為005的條件下,距離為10nmile(對應于大氣透射系數T—0.74)時,該燈光在肉眼上所產生的光照度E為0.2uLx時所處的距離。

          5.2 采用“阿拉特定律”(Allard’s law),根據燈光光強求出燈光射程:

          I=ED2/TD…………………………………(7)

          式中: D——燈光射程(n mile);

          I——燈光光強(cd),計算時以有效光強代入

          T——大氣透射系數,T=0.4;

          E——照度閾值,E=0.686。

          將上列系數代入得:

          I=0.686D2/0.74D………………………………(8)

          公式(8)為航標燈燈光射程計算公式。

          T=0.4的夜間光強與射程換算表見附錄A表A。


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