城市道路照明检测仪器配置的规划与实践

1、城市道路照明检测仪器配置的规划与实践赵明 1，曹刚 2，秦大为 3(1. 无锡市照明管理处，江苏 无锡 214000；2. 盐城师范学院物电院，江苏 盐城 224002；3. 盐城师范学院实验中心，江苏盐城 224002)摘要 ：根据城市道路照明行业的特点和需要，本文系统地阐述了道路照明施工和管理工作常用的四大类检测仪器的基本配置方案、专业检测仪器配置的规划与实践。关键词 ：城市照明、检测仪器、配置方案The Planning and Practice of City Road LightingInstrumentation Configuration23Zhao Ming, Cao Gang

2、 ， Qin Dawei( 1. The Lighting Management office of Wuxi city ,Wuxi Jiangsu 2140002.The Physics and electron institute of Yancheng Teachers, College,Yancheng Jiangsu 224002 ；3.Experiment administrative Center of Yancheng Teachers , College,Yancheng jiangsu 224002; )Abstract According to the character

3、istics and needs of city road lighting industry,this paper describes the construction and management of road lighting four broad categories of testing instruments commonly used in the basic configuration, the planning and practice of professional instrumentation configuration.Keywords the lighting o

4、f city Instrumentation Configuration一、引言随着我国城建事业的迅速发展， 道路照 明工程的施工、管理工作量也随之增加，势 必需要依靠管理体系的科学化和技术进步 提供支撑。在城市道路照明技术领域， 无论 是施工质量检测， 还是照明电器、 设备的使 用性能和安全性能的验收测试都是保证施 工质量、 提高城市道路照明水平的一个重要 环节。本文就此问题，将我们近年来从事城 市照明检测中心建设的仪器配置的规划与 实践做一个简要的介绍。 二、检测仪器的基本配置方案城市照明施工和管理常用的测试仪器 一般分为四类，一类为光学测量仪器， 有照 度计、亮度计等，主要用于对新建成或

5、改建 后的道路路面的平均照度、照度均匀度、 平 均亮度、亮度均匀度等光学指标进行检测验 收。二类为电参数测量仪器，有万用表，钳 形电压、电流、功率、功率因数多用表，示 波器，电感电容表等，主要用于对路灯开关箱、灯泡、镇流器、触发器等设备和器件的 电气参数进行测量， 三类为安全性能检测仪 器，主要有接地电阻测试仪、 绝缘电阻测试 仪、耐压测试仪、红外线测温仪等，主要用 于对电气设备的接地电阻、绝缘电阻、介电 强度以及电器元件温升进行测量。 四类为其 他测试仪器， 有超声波测厚仪、 涂层测厚仪、 激光测距仪等，主要用于对路灯灯杆、 钢管 或塑料管道壁厚， 灯杆杆距， 灯具及架空线 距地的高度进行现

6、场检测验收。 上述四大类 仪器构成了城市照明检测仪器的基本配置。(一) 、光学参数测量类1. 照度计 作用： 测量道路路面的平均照度、照 度均匀度等。 原理：照度计，或称勒克斯计，照度 计通常是由硒光电池或硅光电池和微安表 组成，见图 1。硒光电池是把光能直接转换 成电能的光电元件。 当光线射到硒光电池表 面时，入射光透过金属薄膜 4 到达半导体硒产生光电效应。 产生电位差的大小与光电池 受光表面上的照度有一定的比例关系。 这时 如果接上外电路， 就会有电流通过，电流值 从以勒克斯 ( Lx)为刻度的微安表上指示出 来。光电流的大小取决于入射光的强弱和回 路中的电阻。 照度计有变档装置， 因此

7、可以 测高照度，也可以测低照度。 现以 TES-1330 型照度计为例，介绍 其主要技术参数： 仪器量程：20、200、2000、20000Lx ； 准 确 度：±3% ； 重复测试：± 2% ； 取样率： 2.0 次 /秒 ； 供电电源：单个 9V 电池 ； 尺寸：135(L)×75(W) × 33(H)mm 。2. 亮度计 作用：测量道路路面的平均亮度、亮 度均匀度等。原理：数字式亮度计采用数字V( )层 2 和金属薄膜 4 的分界面上， 在分界面上传感器，以全数字亮度信号检测系统替代模 拟信号检测系统。 改变了以模拟信号检测方 法为基础的亮度计，由

8、于应用了数字技术， 该仪器不产生零点漂移。 当光线照射到数字 V( ) 传感器上时，其产生数字信号传输给 CPU处理，处理完之后通过 LCD液晶显示， 还可通过 RS-232 接口通过计算机进行定标， 系统稳定性高。其结构原理如图 2 所示：入射光图2 现以 XYL- 型全数字亮度计为例， 介 绍其主要技术参数：2 亮度范围： 0.1 100,000 cd/m2 ； 仪器精度：优于± 5% ；2分辨率： 0.001 cd/m ；2重复性： 0.001 cd/m2 ；2 刷新频率： 3 次 /s( 1 cd/m2)， 1 次/2s(<1 cd/m 2) ；供电电源：单个 9V 电

9、池 ；尺寸： 135(L) × 72(W) ×33(H)mm 。(二) 、电参数测量类1. 钳形电压、电流、功率、功率因数多 用表 作用：测量路灯开关箱路灯干线或单 灯的电压、电流、功率、功率因数以及谐波 分析等。 原理：通过钳形探头测出电流信号， 红黑表棒测出电压信号， 将两个信号输送到 微处理器中， 经过 A/D 转换， 相位分析、 计 算即可转换成电压、 电流、 功率、功率因数、 波形信号，最后输送至显示器件， 即完成了 测量。 现以 Fluke 43B多用表为例，介绍其 主要技术参数：5V 、 500V 、电压量程(自动)1250V ；电流量程(自动) ：50A、5

10、00kA 、 1250kA ；功率因数范围： 0.2 1.0 ； 谐波范围： 53th ； 频率范围： 50 Hz 15kHz ； 尺寸：271(L) ×112(W)× 46(H)mm 。2. 示波器 作用： 测量电子触发器的触发脉冲电 压、 波形以及电子镇流器的输出频率、 波形 等参数。 原理： 被测的电信号经过增益控制和 增益频率补偿， 无畸变地缩放成仪器输入端 允许的信号幅度范围，采样器的采样及其 A/D 变换实现信号的数字化并存储在存储 器中，最后写入到显示器的刷新存储器中， 并通过显示屏显示， 其结构原理如图 3 所示：现以 ADS-1022C数字式示波器为例，介

11、绍其主要技术参数：实时采样率： 500MSa/S ； 水 平 扫 描 范 围 ： 25nS/DIV 50S/DIV ；垂直灵敏度： 2mV 5V/div ；带宽： 25MHz ； 具有数据存储功能 ； 尺 寸 ： 305(L) × 133(W) × 154(H)mm 。3. 电感电容表 作用： 测量电感镇流器的电感量、单 灯补偿电容的电容量等。 原理：通过多谐振荡器把被测元件Lx/Cx 转换成与元件参数成正比的脉宽。然 后把这具有特定脉宽的矩形作为门控信号， 在脉宽时间内对一个已知周期的标准脉冲 计数通过显示器就可以把脉宽 (实际上是元 件参数)显示出来。 现以 VICTO

12、R6243 电感电容表为例， 介绍其主要技术参数：电感量程： 2mH、20mH 、200mH 、 2H 、 20H ；电容量程： 2nF ，20nF，200nF，2uF，20uF， 200uF， 1000uF ；电阻量程： 200，2k，20k，200 k，2M，20M；尺寸： 185(L) × 91(W) ×49(H)mm 。 ( 三 ) 、安全性能测量类1. 耐压试验仪 作用：检测路灯开关箱、灯具、镇流 器等设备的绝缘材料所能承受的耐压能力。原理：耐压测试仪主要是由交(直) 流高压电源，定时控制器，检测电路，指示 电路和报警电路组成， 基本工作原理是：将 耐压测试仪产生

13、的按标准规定的试验电压 (如 1.5kv )施加在电气设备的带电体与外 壳之间，将其所产生的漏电流与规定漏电流 比较，若检测出的漏电流小于规定漏电流， 则仪器通过测试， 当检测出的漏电流大于规 定漏电流时， 试验电压瞬时切断， 仪器发出 声光报警， 从而确定被测电气设备的介电强 度。现以 CS2672D为例， 介绍其主要技术 参数：电压测试范围： 05kv ； 漏电流测试范围： 0.32/120mA ; 报警值预设范围： 0.32/120mA ; 时间测试范围： 199s ； 体积：375(L)×190(W) ×280(H)mm 。2. 数字接地电阻测试仪 作用：测量电气设

14、备的接地电阻。 原理： 数字接地电阻测量仪采用先进 的中大规模集成电路，应用 DC/AC变换技术 将机内的直流电源转换为交流的低频恒流。 工作原理是采用三点式电压落差法。 其测量 手段是在被测地线接地桩(称为 X)一侧地 上打入两根辅助测试桩， 要求这两根测试桩 位于被测地桩的同一侧， 三者基本在一条直 线上，距被测地桩较近的一根辅助测试桩 (称为 Y)距离被测地桩 20 米左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩（称为 Z）距离 被测地桩 40米左右。按下测试键， 此时在被 测地桩 X和辅助地桩 Y之间可获得一电压， 仪 表通过测量该电流和电压值， 即可计算出被 测接地桩的地阻。其结构原理图如图

15、 4 所示：数字显示 接地电阻图4现以 TES-1605 型数字接地电阻测试仪 为例，介绍其主要技术参数：仪器量程： 20，200， 2000 ； 准确度：± 3% ； 解析度： 0.01 ；供电电源： 5 号电池（ 6 节） ； 尺寸： 165（L） ×100（W） ×57（H）mm 。3. 红外测温仪 作用：非接触式、安全、方便地测出 电气设备的温度和温升。 原理：通过发出激光束起指向作用， 然后接受所指的被测物体表面辐射的红外 线能量， 并由其内部电路分析处理、运算后 显示出被测物体的表面温度数值。 红外线测 温仪构造主要是由光电探测器、 信号放大器 及信号

16、处理、显示输出等部分组成。图5 现以 CENTER 352 红外线测温仪为 例，介绍其主要技术参数：测量范围： -20500 ， -4932 ； 准确度：±2（4）或± 2%读值 ； 解析度： 0.1 /0.2 ；重复率： ± 1%读值或 1%（） ； 反应时间： 0.5 秒 ； 供电电源：单个 9V 电池 ； 尺寸 ： 157.5 （ L ） × 115（W） × 36（H）mm 。由于万用表、 钳形电流表、兆欧表等测 量仪器原理简单， 一般单位均具备，限于文 章篇幅在这就不一一介绍了。（四）、其他测量类1.超声波测厚仪 作用： 测量路灯灯杆

17、、 地埋钢管的厚 度。其结构原理如图 5 所示： 原理： 探头发射的超声波脉冲到达被 测物体并在物体中传播， 到达二种材料分界 面时被反射回探头， 通过精确测量超声波在 材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。 其结构原理图如图 6 所示：图6 现以 TT110 超声波测厚仪为例， 简要 介绍其特性：显示最小单位： 0.1mm ； 厚度测量范围： 020cm ； 测量误差：± (1%H+0.1)mm ， H 为 被测物实际厚度 ；声速： 5900m/s(可调节) ； 供电电源： 5 电池( 2 节) ； 尺寸：126(L) × 68(W) ×23(H) mm 。2.

18、 磁感应式涂层测厚仪 作用： 测量路灯灯杆、 路灯控制箱体 的喷塑、油漆、镀锌等涂层厚度。 原理： 当测头与覆盖层接触时， 测头 和磁性金属基体构成一闭合磁路， 由于非磁 性覆盖层的存在， 使磁路磁阻变化，覆层越 厚，则磁阻越大，通过测量其变化可计算出 覆盖层的厚度。 现以 TT220 涂层测厚仪为例， 简要介 绍其特性：测量范围： 0 1250um ； 分辨率： 1 um ； 使用环境：温度： 0 40 湿度： 20% 75%供电电源：镍镉电池 3.6 V(2 节)； 尺 寸 ： 150 ( L) × 55.5(W) × 23(H)mm 。3. 激光测距仪 作用： 快速测

19、量灯杆之间的距离，灯 具离地面的高度等。 原理： 如果光以速度 c 在空气中传播 在 A 、B 两点间往返一次所需时间为 t，则 A 、 B 两点间距离 D 可用下列表示。D=ct/2式中： D测站点 A、B 两点间距离； 由上式可知，要测量 A 、B 距离实际上 是要测量光传播的时间 t ，根据测量时间方 法的不同， 激光测距仪通常可分为脉冲式和 相位式两种测量形式。常用的相位式激光测距仪是用无线电 波段的频率， 对激光束进行幅度调制并测定 调制光往返测线一次所产生的相位延迟， 再 根据调制光的波长， 换算此相位延迟所代表 的距离。即用间接方法测定出光经往返测线 所需的时间，如图 7 所示。

20、图7无强磁场环境其特性： 现以 A3 激光测距仪为例，简要介绍 测量精度：± 1.5mm ； 测量范围： 0.05m 至 100m ； 供电电源： 7 号电池（ 2 节） ； 尺寸：135（ L）×45（W） ×31（H）mm 。 三、专业仪器配置 针对一些城市规模大、 建设资金宽裕并 确有需要的市政路灯管理部门， 可根据需要 在基本检测仪器的基础上配置如下专业检 测仪器。（一）、光源光谱分析系统 （积分球系统） 1. 作用：可检测高压钠灯，低压钠灯， 金卤灯，高压汞灯， LED 灯源，无极灯，节 能灯，荧光灯，白炽灯，卤钨灯等光源的光 通量、发光效率、 光谱辐射

21、功率、 显色指标、 色温等 10 余种技术参数。2. 建议规格与型号：一般用户选用 PM-S80 型，积分球直径 为 1.5m 的光谱分析系统即可满足检测工作（二）、灯具配光曲线测试系统（卧式 分布光度测试系统）1. 作用：检测普通路灯灯具， LED灯具， 室内外各种常规灯具的空间光强分布曲线、 等照度分布曲线、 任意截面上的光照分布曲 线、区域光通量、总光通量、有效光通量、 效率、眩光等级等 10 余种技术参数。2. 建 议规 格与 型号 ：一般 用 户选 用 GO-2000型卧式配光曲线测试系统即可满足 检测工作需要。（三）、电子镇流器及配套电器电磁兼 容检测系统1. 作用： 检测各种电子

22、镇流器及其相关 高频电源的峰值、 准峰值、平均值等多种电 磁干扰技术参数。2.建议规 格与型号 ：一般 用户选 用 EMS61000-2A型电磁兼容检测系统即可满足 检测工作需要。（四）、灯具温升测试系统1. 作用： 检测普通路灯灯具， LED灯具， 室内外各种常规灯具的表面工作温度、 表面 温升、灯头表面工作温度、灯头表面温升、 环境温度等多种技术参数。2.建议规 格与型号 ：一般 用户选 用YFF-10 型灯具温升试验系统即可满足检测（五）、灯具淋雨试验系统1. 作用： 检测各类户外路灯灯具在不同 淋雨水压情况下的物理性能和在不同淋雨 角度情况下的物理性能等多种技术参数。2. 建议规格与型

23、号： 一般用户选用 IPX3 型灯具淋雨试验系统即可满足检测工作需 要。（六）、照明电器灯具的高低温和湿热 试验1. 作用：检测各类照明电器路灯灯具， 室内外灯具在高温环境下贮存、运输、使用 性能，在低温环境下贮存、运输、使用性能 和在温热环境下贮存、 运输、 使用性能等多种技术参数照度均匀度、平均亮度和亮度均匀度。2. 建 议规 格与 型号 ：一般 用 户选 用GD3-408型高低温湿热试验箱即可满足检测（七）、灯泡灯头的扭转力矩测试系统1. 主要检测对象： 高压钠灯、 低压钠灯、 金卤灯、高压汞灯、节能灯、白炽灯等光源 的灯头的正转扭矩和反转扭矩。2. 建 议规 格与 型号 ：一般 用 户选 用 FD-100 型灯头扭力矩测试系统即可满足检 测工作需要。（八）、路灯综合检测台1. 作用：检测高压钠灯、低压钠灯、金 卤灯、高压汞灯、 LED灯、无极灯、 节能灯、 白炽灯等光源的启动电压、启动电流、工作 电流、灯管电压、熄弧电压、功率、功率因 数、谐波分析，配套的镇流器的