辐射照度测量与色修正系数
辐射度、光度与色度及其测量 第1章
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黑体的概念。直到 1900 年，在大量实验和理论分析的基础上，才由 Planck 导出了描述黑体辐射能量和光谱 分布的物理定律。此后，随着温度测量精度的提高，普朗克常数和玻尔兹曼(Boltzma-nn)常数已可准确地求 到仅有 1％的误差了。
除了普朗克定律和量子理论这两个辐射度学对物理学最基本的贡献外，在 19 世纪的后 20 年，Langley 研制了辐射热计，开始研究大气辐射。当时热电偶的响应度也大大地提高，Angstrom 于 1893 年做出了第一 台标准探测计——电标定辐射热计。许多科学家用它来测量黑体总辐射能和温度的关系。
大小。
(4) 辐射强度(I)
Φ = dQ dt
定义为在给定传输方向上的单位立体角内光源发出的辐射通量，即
4
I = dΦ dΩ
辐射强度描述了光源辐射的方向特性，且对点光源的辐射强度描述具有更重要的意义。 所谓点光源是相对扩展源而言，即光源发光部分的尺寸比起其实际辐 射传输距离小得多时，把其近似认为是一个点光源，在辐射传输计算，测 量上不会引起明显的误差。点光源向空间辐射球面波。如果在传输介质内 没有损失(反射、散射、吸收)，那末在给定方向上某一立体角内，不论辐 射能传输距离有多远，其辐射通量是不变的。 大多数光源向空间各个方向发出的辐射通量往往是不均匀的，因此辐 射强度提供了描述光源在空间某个方向上发射辐射通量大小和分布的可 能。图 1-2 是一种钨丝白炽灯的辐强度分布特性。 (5) 辐亮度 (L) 定义为光源在垂直其辐射传输方向上单位表面积单位立体角内发出的 辐射通量，即
使人眼产生总的目视刺激的度量是光度学的研究范畴。光度学除了包括光辐射能的客观度量外，还应
考虑人眼视觉的生理和感觉印象等心理因素。就光度量作为物理量度量来说，可认为光度量是用具有“标 准人眼”视觉响应的探测器对辐射能的度量。但仅仅把光度测量局限在“物理量的度量”这一点是不够的， 人眼的生理、心理因素常常对光度测量有着很大的影响。
三度学复习题及参考答案 (1)
《辐射度、光度与色度及其测量》计算题参考答案 （涂蓝色）第一章 辐射度量、光辐射度量基础 (选择5题)1. 通常光辐射的波长范围可分为哪几个波段？教材3页2. 简述发光强度、亮度、光出射度、照度等定义及其单位。
3. 试述辐射度量与光度量的联系和区别。
教材3页4. 人眼视觉的分为哪三种响应？明暗和色彩适应各指什么？教材13、14页5. 何为人眼的绝对视觉阈、阈值对比度和光谱灵敏度？教材14、15页6. 试述人眼的分辨力的定义及其特点。
教材16页7. 简述人眼对间断光的响应特性，举例利用此特性的应用。
教材18页8. 人眼及人眼－脑的调制传递函数具有什么特点？9. 描述彩色的明度、色调和饱和度是怎样定义的，如何用空间纺锤体进行表示？教材22页，(112页，颜色三属性) 10. 什么是颜色的恒常性、色对比、明度加法定理和色觉缺陷。
11. 简述扬-赫姆霍尔兹的三色学说和赫林的对立颜色学说。
教材26、27页 12. 朗伯辐射体是怎样定义的？其有哪些主要特性？教材28页13. 太阳的亮度L ＝1.9⨯109 cd/m 2，光视效能K ＝100，试求太阳表面的温度。
教材36、37页解：太阳是黑体，可由斯蒂芬-波尔兹曼定律40T M σ=求太阳表面的温度0M 与0L 的关系为：00L M π=题目中给出的亮度L 的单位是cd/m 2，这属于光度量。
根据光视效能的定义0L L K v e v =ΦΦ= 所以，34894404105.695710010669.5109.114.3⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅===-K L L M T v σπσπσ(K) 14. 已知太阳常数(大气层外的辐射照度)E=1.95 cal/min/cm 2，求太阳的表面温度(已知太阳半径R s =6.955⨯105km ，日地平均距离l =1.495⨯108 km)。
解：太阳是黑体，可由斯蒂芬-波尔兹曼定律4T M σ=求太阳表面的温度。
题目给出的是太阳在大气层外的辐射照度E ，需要从E 求辐射出射度M 。
紫外光源的辐射效应和测量方法
紫外光源的辐射效应和测量方法一、概述辐射是一种基本的物理现象，是以电磁波或光子的形式发射或传播的一种特殊形态的能量。
辐射作用于物质或生物，就会产生各种物理的、化学的或生物的效应，在科学及应用上有巨大的价值。
紫外辐射就是波长范围约10～400nm的光辐射。
在这个波长范围内不同波长的紫外辐射有不同的效应，在研究和应用中，常把紫外辐射划分为：A波段（400～320nm）；B波段（320～280nm）；C波段（280～200nm）；真空紫外波段(200～10nm)。
波长小于200nm的紫外辐射由于大气的吸收，所以在空气中不能传播。
太阳的紫外辐射是人类接受的紫外辐射的主体，但是由于紫外线在大气传播中的衰减过程，真正照射到地球表面的紫外辐射量只占总辐射量比例的4%。
因此在实际应用中，人造紫外光源就显得尤为重要。
人造紫外辐射源解决了自然光源（太阳）在时间、空间上的不足。
紫外线光源的开发和应用目前正处在一个高速发展时期，紫外光源的不断研制开发逐渐地填补各紫外线波段的光源品种空白，如光固化用的超高压紫外汞灯、254nm紫外杀菌灯、A波段紫外日光浴保健灯、B 波段理疗灯等等。
近几年，紫外线的应用发展更快，例如感光油漆、油墨等光敏材料的固化、照相制版、光刻、复印、皮肤病、内外科疾病治疗、杀菌消毒、保健、荧光分析等领域的应用都有了快速的发展。
所以人类在防护紫外线伤害的同时又在开发和利用紫外线。
紫外线光源的发展，使我们加深了对电光源的认识，除照明光源外，非照明用的功能性光源也有非常广阔的应用前景。
对照明光源的评价，主要考虑与人眼的视觉特性相关的光度学和色度学参数。
如光源的发光颜色[色品坐标x、y，色温Tc，色纯度Pe，显色特性（显色指数Ra,R1～R15），光通量Φ，发光效率η等参数]，而对于非照明光源的光辐射参数的评价，则需根据具体的应用对象，考虑其生物辐射效应或材料的辐射效应。
如紫外汞灯，从杀菌效果来评价，主要考虑其254nm的紫外辐射强度，越高越好。
辐射度、光度与色度及其测量 第5章
5.6.2 均匀明度标尺 ........................................................................................................................................ 110 5.6.3 均匀色品标尺－CIE 1960 UCS均匀色品图......................................................................................... 110 5.6.4 CIE 1964 均匀色空间及色差公式............................................................................................................ 112 5.6.5 CIE 1976 均匀色空间及色差公式 ......................................................................................................... 113
逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源探讨
逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源探讨摘要：本文就逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源进行了研究和探讨。
关键词：逆反射系数；共平面几何法；检测设备；量值溯源一、引言交通标志通过表面的反光膜，在夜间反射车辆前灯的光线，达到驾驶员识读标志的要求，反光膜的逆反射性能严重影响着交通标志的夜间识认性。
由于环境的影响，反光膜的逆反射性能会随着时间衰减。
当标志的逆反射性能低于某一水平时，如果没有及时采取相对应的养护措施，将可能产生重大的安全隐患。
因此，了解交通标志逆反射性能相关内容，对于保障道路安全具有重大意义。
《道路交通反光膜》（GB/T 18833-2012）中第6.4节光度性能中指出：仲裁试验时，反光膜的逆反射系数按JT/T 689（《逆反射系数测试方法共平面几何法》）规定的方法进行测试。
逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的准确性直接影响反光膜逆反射系数的准确性。
检测设备的量值溯源的准确和可靠性就显得尤为重要。
本文以逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源进行研究和探讨。
二、检测设备的工作原理逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备一般由投射光源（准直A光源）、接收器（微光照度计）、接收器-试样架、角度计-试样架、测量系统、手持光照度计等组成，测量原理见下图：反光膜的逆反射系数计算公式见下图：三、检测设备的量值溯源方法根据《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中对检测设备的具体要求，对逆反射系数测试方法共平面几何法用检测设备的量值溯源展开了以下探讨。
（一）测试距离《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中测试区域要求投射光源和试样之间距离为15m或30m,测试应精确到±0.01m。
可参照《手持式激光测距仪检定规程》（JJG 966-2010 ），用激光跟踪仪测量投射光源至样品表面的距离，测得测试距离，计算示值误差。
光辐射测量原理与技术——光通量及亮度的测量
第三章光通量及亮度的测量§３-１理想积分球原理及光通量标准灯理想积分球的条件：①积分球的内表面为一完整的几何球面,半径处处相等②球内壁是中性均匀漫射面，对各种波长的入射光线具有相同的漫反射比 ③球内没有任何物体,光源也看作只发光而没有实物的抽象光源理想积分球原理：１.积分球（光通球或球形光度计）结构： ①内部空的完整球壳,内壁涂白色的漫射层②球直径按待测灯尺寸和功率大小而定,直径D=1m 、2m 、3m 等 ③球壁上开一小窗口,其直径d ∝r(灯的尺寸）④球上开一个小门,或打开个口方便装取灯,有接线架、灯头、挡屏 2.积分球原理：设光源S 直接在球内任一点建立的照度E A ，在M 处的照度为E M A 处dS 发生第一次漫射出度为： 故由朗伯定律的特性知dS 面的光亮度为：A 处dS 发生漫射在M 处产生的二次照度为:a M E ρ=0/A L E ρπ=2222222(/2)cos ()()4L L ds AM L ds dE ds AM AM r r θ⋅⋅=⋅=⋅=上式代入得:整个球面发生一次漫射在M 处建立的二次照度为：222244AE dE E ds r r ρρφππ===⎰⎰类似分析为：二次漫射光线在M 处建立的照度为：23233222/44dE E ds r E dE E ds E r ρρπρπ=→===⎰⎰同理：2432E E E ρρ==235432E E E E ρρρ===⋅⋅⋅⋅⋅⋅则M 点的总照度E M 为:212312(1)M E E E E E E ρρ=+++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅121121114M E E E E E E r ρρφρρπ→=+=+⋅=+--故用小挡屏挡住S 直接射向M 点的光线时，则E 1=0221414M E E r E r ρρρφρφπρπρ-→==⋅→=- 上式中r 、ρ均为常数,球壁上任何位置的E 与光源S 的总光通量Φ总成正比,因此可以通过测量球壁上开的小窗口的照度来计算光源的总光通量Φ总。
辐射照度值与那些因素有关？
大功率测量时，接收器被光照射的时间不宜长，否则温度升高，紫外辐射 照 度 计 的 示 值 会 发 生 变 化。 滤 光片的峰值波长也会随着温度的明显改变而发生变化。光电池的灵敏度也有随温度变化而改变的特性。 另外连接接收器的塑料线也会被烤坏。
紫外辐射照度计接收器中的滤光片材料在空气中容易受潮霉变或受到污染 、此 情 况 会 使 光 谱 透 过 率 发 生变化，影响测量结果。再有，滤光片受潮后，峰值波长会偏移，有时偏移较多，使 得 紫 外 辐 射 照 度 计 示 值 发 生 变 化 。 所 以 接 收 器 若 较 长 时 间 不 用 ，应 放 置 在 干 燥 器 里 保 存 。
大多便携式紫外辐射照度计是使用电 池 的，校 准 时，一 定 要 注 意，当 电 池 电 压 不 足 时，紫 外 辐 射 照 度 计 度示值会产生较大偏差，如果不注意这一点，很可能会出错误的结果。当电池 电 压 不 足 时，应 及 时 更 换。 一 般 更 换 新 电 池 后 ，紫 外 辐 射 照 度 计 示 值 就 会 正 常 了 。
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计量：ｗｗｗ．ｃｑｓｔｙｑ．ｃｏｍ
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在同一光源、同一位置、相同环境等条件下，将测量的被检紫外辐射照度计的 辐 射 照 度 值 与 测 量 的 标 准 紫 外 辐 射 照 度 计 的 辐 射 照 度 值 进 行 比 对 计 算 ，给 出 被 检 紫 外 辐 射 照 度 计 辐 射 照 度 值 的 修 正 值 。
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辐射度光度与色度及其测量
辐射度光度与色度及其测量绪论一基本问题：1 辐射度学：电磁辐射能的度量与测量：解决电磁辐射能量的定义和测量方法。
建立统一的标准。
是单纯的客观物理量的问题在光电转换、光化学效应、光生物技术、光的热加工，激光技术等领域都有广泛应用。
2光度学：光辐射能引起的人眼视觉刺激效果的量度和测量。
解决：人眼对光刺激效果的特性（平均特性）刺激效果的量化，刺激量的定义和测量。
主要用于照明，环境工程、测量技术等领域3色度学：有色光辐射能引起的人眼视觉刺激效果的量度和测量。
问题涉及：人眼颜色视觉特性、色光刺激与人眼感觉的量化定义、颜色的匹配与显示规律，颜色匹配技术、颜色的测量方法，颜色的分类与排列。
在涉及有颜色的领域都有应用（和视觉颜色判断有关问题）颜色本身的测量，温度测量、遥感，管理等等第一章辐射度与光度学基础问题：怎样描述一个辐射体的性质？§1-1 辐射度的基本物理量Q1、辐射能：e以辐射形式发射、传播或接收的能量。
单位为焦耳——J一般可描述辐射能的积累。
2、 辐射通量：e Φ（辐射功率 e P ）以辐射形式发射、传播或接收的功率，（单位时间内的辐射能）。
单位为W （瓦）（焦耳每秒）W/sr 。
描述辐射源的时间特性。
dtdQ ee =Φ （1-1）3、 辐射强度：（I ）在给定方向上的单位立体角内点辐射源发出的辐射通量（辐射功率）单位为W/sr （瓦每球面度）ΩΦ=d d I ee（1-2）点辐射源：辐射源尺寸比传输距离小的多。
例如在地球上可以把太阳视为点光源。
点光源发射球面波，不计辐射损失（反射、散射、吸收）其辐 射强度不变（为什么）对各向同性点光源有Ω=Φe e I （1-3）在空间所有方向上有e e I π4=Φ （1-4）多数光源的辐射强度并不是各向同性的。
如白炽灯。
这种情况有 ⎰⎰⎰=Ω=Φθθϕθφφθππd I d d Ie e e sin )()(020(1-5)4、 辐亮度（L ）辐射源在垂直其传输方向上单位表面积上的辐射强度。
辐照度测量与评估(光伏电站)
地球主要的能量源于太阳，它直接或者间接地保障了地球上生命的存在和繁衍。太阳由71%的氢、27%的氦和2%的 其他物质构成。太阳中心的温度高达1600万度，其中心的核反应范围占了总直径的四分之一，太阳辐射的能量达到了 3.72*1020兆瓦。地球在日地平均距离处，与太阳光垂直的大气上界单位面积上在单位时间内所接收的太阳辐射的总能量约 为1367W/m 2，该数值被称为“太阳常数”。无论太阳处于活动周期（约11年为1个周期）的何种阶段，其产生的能量变化 不会超过0.1%。
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辐照度监控的意义
总辐射(MJ/m2)
5500 5200 4900 4600 4300 4000
总辐射量
直射辐射比例
直射比例(%)
60% 55% 50% 45% 40%
将历年的平均每月的总辐照及散射辐照量输入PVSYST的换算评估模型中，即可得到斜面上的辐射量，预作电站发电 量的评估！
k() = ISC()/(cos().ISC(0°)),引用IEC61853-2
k Vs Incident angle(不同封装玻璃)
PVEL评估光伏组件k()的数据列表
备注：现在越来越多的客户关心光伏组件的余弦校正因子k，也就是目前行业内备受关注的IAM值。
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辐照度监控的意义
实地测量数据能够根据实际地点定位测量太阳能资源，有效范围及数据较卫星数据要好，从气象局获得的太阳能辐射 数据，一般包括水平面的总辐射量、直接辐射量和散射辐射量。而从卫星扫描得到的太阳能辐射数据仅为水平面上的总辐射 量。在水平面上的辐射量转换为斜面上的辐射量的数学模型中，散射辐射量是不可缺少的一部分。
《辐射度、光度与色度及其测量》_第八章
第8章光度量的测量 (166)8.1发光强度的测量 (166)8.1.1 在光度导轨上测量发光强度 (166)8.1.2 用偏光光度计测量发光强度 (168)8.1.3 用客观光度法测量光强度 (169)8.1.4 光强度测量中应注意的问题 (170)8.2光通量的测量 (171)8.2.1 用分布光度计 (171)8.2.2 用积分球 (173)8.3照度的测量 (174)A. 照度计光辐射探测器的光谱响应应符合照度测量的要求 (175)B. 探测器的余弦校正 (176)C. 照度示值与所测照度有正确的比例关系 (177)D. 照度计要定期进行精确标定 (177)E. 照计计要有较多强的环境适应性 (177)8.4亮度的测量 (178)8.4.1 目视法测量亮度 (178)8.4.2 客观法测量亮度 (178)第8章 光度量的测量光度量是平均人眼接收辐射能引起视觉神经刺激程度的度量。
光度量的测量主要包括光通量、发光强度、照度和亮度的测量，这些光度量是在可见光范围内平均人眼受到光刺激程度的度量，是可见光范围内各波长光对人眼刺激的积分值。
在光度量的测量中，根据接收器不同(用人眼接收或物理探测器接收)，可分为两种测量方法：以人眼作为接收器称为目视光度法；以物理探测器，如光敏元件、照相底片等，作为接收器的称为客观光度法。
目前在光度测量领域，目视光度法有被客观光度法取代的趋势。
由于光度测量原则上是使用平均人眼作为评价标准的，因此掌握光度量的目视光度测量方法仍是很重要的。
8.1 发光强度的测量发光强度的测量可用目视光度法测量，也可用客观光度法测量。
测量可在光度导轨上运用平方反比定律来进行。
8.1.1 在光度导轨上测量发光强度测量装置(如图8-1)在滑轨上装有三个可滑动的小车，两边小车上安装进行比较的光源，中间小车安装陆未-布洛洪光度计(见6.1)。
这种装置测量发光强度的简单方法是直接比较法。
在一端的小车上装上光强标准灯(s 灯)，另一端的小车上装上待测灯(c 灯)。