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路燈發光量在這條 10 米寬的雙車道上,每隔 30 米就有一根 10 米高 150W 的 led 路燈,這幾百根造價 7300 元的的路燈,會在日落后的 15 分鐘內打開,發出由藍光和黃色熒光粉混合而成的白光。
做一根路燈并不容易,太暗肯定不行,但是太亮又會閃瞎司機的眼睛。如何讓路燈恰到好處的發光?中國的 2600 萬路燈又是如何被統一管理的?
首先我們需要明確兩個基本概念:光通量和光強。
光通量的單位是流明,代表光源的發光總量,除以給定方向上的立體角,就是光強。假設一個光通量 1000 流明的燈泡,平均向所有方向發光,則這個燈泡的光強是 1000/4π = 79.6 cd。
用來測量這些光度數據的設備叫分布光度計,這是一份zhuanli。
分布光度計的核心結構是兩根相互垂直的旋轉軸。
垂直于水平面的旋轉軸兩端有光度探頭和攝像頭,被測光源在設備中央,縱軸繞光源旋轉一圈就能測量各個角度的光度數據。
之后把光源橫向旋轉,縱軸再次測量,再橫向旋轉,再測量,以此把光源橫向旋轉 360° 后,就能測出光源在各個發光平面上不同角度的發光強度。
有了確定距離的光強數據,我們就可以畫出路燈的配光曲線。
路燈的光強分布通常用 c-γ 坐標系表示,路燈是坐標系的中心點,把路燈向路面做垂線,把垂線平移就可以拉出一個 c 平面,讓 c 平面圍繞垂線旋轉,就得到了各個角度上的 c 平面,其中 c=0° 和 c=180° 度與道路方向平行。
γ 表示光線和垂線的夾角,這樣,空間中的每一個方向就都能用 c 和 γ 來確定了。
確定一個 c 平面角度,把這個平面上每個 γ 角的光強數據帶入這張由 γ 角和光強值構成的圖表中(以光通量為 1000 lm 進行換算),把所有點連起來,就能得到測路燈在這個 c 平面上的配光曲線。
路燈發光量意味著什么?
這是我們根據左上角的配光曲線渲染出來的路燈模型,這個綠色光圈上的每一個點的光強都對應著配光曲線上對應 y 角的光強值。