[发明专利]一种路面铺装材料亮度系数分布测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量路面铺装材料的光反射特性，尤其是一种测量观察者视线与路面成固定角度时，路面亮度系数随光线入射方向变化规律的分布式反射特性测量装置。

背景技术

由于存在巨大节能潜力，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等新光源在道路照明中获得越来越广泛的应用。LED路灯出现后，如何在节能的同时提高道路照明质量获得多方关注。道路照明的目的是通过照亮路面及其周围环境使路面上的目标为驾驶员所见，以增加道路交通的安全性、流量和舒适性。司机所感受的路面亮度取决于两个因素，照射道路的路灯和路面材料对路灯照射光的反射特性。我们观察到路面有一定亮度是因为路灯发出的光经路面材料反射后进入了人眼。

目前，国际通用的道路照明评价指标是：路面平均亮度、亮度均匀度和纵向均匀度。在道路照明设计过程中需要将路灯配光分布与路面材料的亮度系数相结合才能实现准确、合理的设计。路面材料的亮度系数是材料表面单位照度产生的亮度值，即亮度系数q＝L/E，L(单位cd/m²)为材料表面照度为E(单位lx)时的亮度。q和材料本身的反射特性、照明光的入射方向以及观察者的视线方向有关。路面材料的亮度系数指观察者视线与道路表面成1°角时的亮度系数。该角度对应于司机眼睛距离地面高1.5m处观察道路前方约86m处时视线与道路平面的夹角。视线倾角固定后，路面材料的亮度系数将主要和照明光线的入射角γ，以及光线入射面与观察者观察面的夹角β有关。只有准确了解路面反射特性才能够优化路灯的配光设计和灯杆配置，为道路使用者提供安全、舒适、节能的照明环境。

亮度系数和铺装路面的集料成分、级配等级等参数密切相关。各国、各地区道路建设所使用的材料取决于当地的具体条件，因此路面材料的亮度系数和地域相关。为了实际测量路面反射特性，美国发明专利申请US7298487B2“Method and Apparatus for Measuring Light Reflections of an Object”公开了一种测量道路表面标识和路面材料亮度系数的实现方法和装置，但这种方法和装置仅能测量汽车前灯照亮路面时特定角度的亮度系数。无法测量照明光从半球空间任意方向入射时亮度系数随入射角度的变化。美国专利申请US787275382，“Method and apparatus for establishing reflection properties of a surface”公开了一种路面亮度系数测量装置，但该装置只能给出5个光源倾角的测量数据，适用于现场粗略估算，无法满足对路面材料亮度系数的全面精确测量。

综上所述，在实际应用中迫切需要一种分布式测量装置能够精确测量照明光从各个不同方向入射时路面铺装材料的亮度系数，为路灯的最佳配光设计及路灯的合理布灯提供准确的设计依据。本发明通过旋转光源实现半球空间内任意β，γ角度的入射光，能够较快速、全面地测量道路路面铺装材料的亮度系数。

发明内容

在评价路面材料亮度系数时，一般规定观察者的视线与被测样品(2)的表面呈1°角。路面上各点相对于路灯的位置不同，路灯对路面各点的照射方向也不相同。为了准确计算路灯光照对司机所产生的路面亮度分布，需要了解光从不同方向入射时路面材料的亮度系数。本发明旨在提供一种结构简单、便于维护、能够测量光从整个半球空间各方向照射时路面材料亮度系数的装置。