逆反射体光度性能测试方法

逆反射体光度性能测试方法 ICS 93(0fj0(01 P66 备案号: JT 中华人民共和国交通行业标准 逆反射体光度性能测试方法 2007(1 0(01实施20017(06(28发布 中华人民共和国交La3(部发布 目 次 前言 1范围 2规范性引用文件 l3术语和定义 ? “l 4测试仪器 ? ? ?2 5试样 ( ”3 6测试方法 3 7计算 - ? -? - -? ??- - ? ( ? ?- ??4 工 刖 再 E a1挣--2002(逆反射体光度性能测试方法》，一致性程度为非等效。 本标准对应于ASTM 223)提出并归口。 本标准由全国交通工程设旎(公路)标准化技术委员会(SAC,TC 本标准起草单位:交通部公路科学研究院、国家交通安全设施质量监督检验中心。 本标准参加单位:3M中国有限公司、北京中交华安科技有限公司。 本标准主要起草入:苏文英、杨金花、施炜琳。 ? 逆反射体光度性能测试方法 1范围 本标准规定了逆反射体光度性能测试所用的仪器、试样、测试方法及计算方法。 本标准适用于对逆反射体光度性能的测试。 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文2规范性引用文件 件，其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 JT胛688逆反射术语 3术语和定义 n"688确立的术语和定义以及下列术语和定义适用于本标准。 3(1 圆形孔径circular aperture 最大张角圆形孔面的直径。 3(2 光源孔径?apo(rtHm 从逆反射体中心到光源的出射光阑或光瞳的张角尺寸，见图1。 图1逆反射测量中的孔径演示田 3(3 接收器孔径geceiver aperture 逆反射体中心到接收器的入射光阑或光瞳的张角尺寸。 3(4 逆反射元孔径retnmeflector element 从接收器中心看到的逆反射元表面的张角尺寸。 注:aperture 逆反射元孑L径用于设定观测角时衡量误差源，是测量较大逆反射元或进行较短距离测量时的一个重要特征。 在使用校准过的光度器件时，将光源和接收器放置在候定的无穷远处，逆反射体元件孔径的虚拟值为零。 1 JT,叮690_一2007 3(5 illmnlnan, 垂直于观测反射照度E，n&c自ed 轴平面上的接收器所测量到的照度。 注:该值可 用于发光强度系数的计算。 R1=IrE_L=E，乎,Ei 式中:d——逆反射体到光接收器的距离。 其余符号 意义见几，r 688所确立的术语和定义。 4测试仪器 4(1基本 4(1(1测试仪器应包括光接收器、投射光源、角度计(试样架和接收器(光源支架。 4(1(2测试仪器的标准圆形孔径，包括光源孔径和接收器孔径，应符合表I的要求。 表1测试 单位为度 仪器孔径 0晒 0(1 0(167 0 333 标准圆形孔径 单个的逆反射元孔径 ?0(04 ?0(Ol ?0(02?0。D8 4(1(3对于所有标准圆形孔径，公差均为?8,。 4(1(4测试仪器的观测角与标准圆形孔径的关系如下: b)观测角a)观测角为0(1。时，圆形孔径为0(05。; 为0(2。时，圆形孔径为0(1。; c)观测角为 0(330时，圆形iL径为0(167。; d)观测角为1(00 或更大时，圆形孔径为0(333。。 注:理论上，逆反射以无穷小的iL径来定义。 4。2光接收器 4(2(1明视觉滤光器 光接收器应装有滤光器，使光接收器的光谱响应度与CIE标准明视觉观测器的 响应V(A)相对应， 公差，1在3,之内。可使用v(a)函数光谱校正滤光器。 4(2(2光接收器的稳定性和线性 光接收器应有足够的噙应度和测量范围，在测量范围内，光接收 器稳定性和线性误差不能超过 1,。测试投射光源和逆反射光时读数应能分辨工作量程的1,50。 4(2(3光接收器的孔径 光接收器设有能限制逆反射光通量收集角的装置，可通过光阑或物镜和孔径 来实现。应对视场进 行限制，将杂散光的影响减小到可以忽略的水平。测试水平涂层材料时，包括整个试样或照射区域的视 场应被限制在一个最小的7L径内。使用物镜时，在测试距离处应能聚焦。光接收器的孔径角由对试样 的张角确定。整个孔径内的响应度应均匀。 4(3投射光源 4(3(1光源应为均匀照明的投射源，其光功率的分布符合CIE标准A光源的要求。投射光源应装有 一个可调节的可变光阑或选择固定的孔径。在整个测试期间其变化不超过1,。 4(3(2投射光源的相关色温应为2856K?20K。 注:投射光源的设计色温一般大于2856K。 4(3(3投射光源的出口7L径和试样照明范围的尺寸和形状应符合相关规定。通过孔径的光辐照强度 应均匀。 4(4角度计(试样架(试样夹) 角度计(试样架应能在三条轴之间移动，可夹持符合规定几何要求的试 样。角度岛和,设定的公 2 矗n 6"90"--2007 差应小于0(H旋转角度口的公差应小于?0(2口。 4(5接收器-光源支架 接收器-光源支架用来精确设定投射光源和光接收器的空间位置，从而确定了观灏焦。接收器(光 源支架有时被视为观测角定位器(0AP)。光接收器的定位公差应控制在接收器孔径角的l,以内。例 如，在10m处，0(1。的标准孔径应为?0(0010或0(17mm。 4(6测量区域 测量区域提供了测试逆反射体的工作暗区。为将杂散光的影响最小化，试样后的背景应为黑板。 遮光板应放置在投射光源和试样之间。角度计的零件、暴露的墙和顶部以及未被遮挡、暴露在光束中的 底部都应涂成黑色。一 观测距离和照明距离的允许公差应在?0(05,范围内。 5试样 5(1试样应包括整个逆反射体。 5(2大的逆反射体的测试可以通过汇总其各个部分的测试值米实现。测试反光膜时，测试区域应在 O(0l舒,0(1m2之间。 6测试方法 6(1概述 6(1(1逆反射体光度性能测试方法有比率法、替代法、直接发光强度法和直接亮度法。 6(1(2比率法是用同样的仪器以同样的孔径和接收区域来测量反射照度(E，)和法向照度(E})。光接 收器不需要校准，未经校准的仪器的读数E，和E_-分别被记为ml和m:。不应使用不同的仪器来测量 占，和E上。 6(1(3替代法依赖于带有测量值的逆反射体。该逆反射体可为校准后的一个作为参考标准的逆反射 体(以后简称参考标准)，也可以是用其他方法校准过的带测量值的逆反射体。该方法是一个比较程序， 需要对同类试样进行大量的性能测试时尤其适用。使用该方法时，应保证工作标准(实际使用的标准逆 反射体)的尺寸、颜色和特性值要和未知逆反射体相同。允许在一定的限度内用光度装置缩短光度测试 距离。 注1:光学限制——该方法中经常使用准直光路，光源和光接收器都位于光度元件的焦距上，有效减小测试距离却 保证同样的孔径角。准直光路的试样及工作标准与堆直光路有--,'b段距离，便于多次测量。 注2:角度限制——可使用高质量的镜子或透镜之类的光学器件。如未使用准直光路而将光程缩短，应给出每个光 学元件的最大孔径角的限制。对于准直光路，当光学元件处于无穷远处时，其孔径大小可不受限制。 注3:光谱限制——由于工作标准应和试样颜色相似，或者最好和试样的颜色相同(所以系统的光谱要求不是特别 重要。需要对工作标准进行阶段性的再校准，以补偿其老化损失。 6(1(4直接发光强度法使用独立的照度计来测量逆反射体的照度，照度计应校准。 6(1(5直接亮度法普遍用于对水平涂层材料的测量。 6(2仪器调整 在进行逆反射体光度性能测试时，每次角度计或投射光源被移动时都应进行核查，所有测量值都以 妒作为参考点。如测量值都在750,90。这个极限范围内，则角度计也应调整到75。。90e。 将角度计校准到O。入射角的位置可有多种方法。其中一种为将一个200ram见方的平面镜放在试 样的位置，用黑色的摄影带放在镜面的中央形成一个200nan的十字架，在投射光源的出口孔径的中心 放置一个400ram见方的一片白色结构纸，纸的中央要有一个5mm孔。通过观察该白纸，可调整角度计， 使十字架的影子能直接反射到光源的出口孔径上，此时角度计的位置就是o。人射角。 6。3测试步骤 6(3(1比率法 1 6(3(1(1 选择适合的最小孔径，满足从光接收器中可观测到整个逆反射体，也可从逆反射体观测到 光源。 6(3(1(2 将光接收器的入射孔径放置在试样位置，用光接收器取代试样来掣量试样表面的法向照度， 记为m2。 (同样也可用光源来代替放置在测试距离处的试样，不必移动光接收器就可测量入射法向照度) 6(3(1(3将光接收器和试样放回到原来的位置，测试试样的反射照度，记为m，。 6(3(1(4用一个形状和面积与试样相同、其表面光泽度不会影响读数的黑色表面来取代试样，测量杂 散光的大小。黑色表面的光泽度最好小于4,。从读数m1中减去杂散光读数mo，得到m、。 6(3(1(5除非光接收器的重复性在?0(3,内(否则在测量m2和mI时光接收器应保持通电。6(3(1(6如光接收器不能校正为CIE标准明视觉观测器，则应使用一个颜色校正因子。可通过滤光器 来应用校正因子置，该滤光器薛光透射比和试样的光谱反射比成正比。 如滤光器与光谱不很相配，不应使用校正因子。如使用校正因子，可由下式确定: K:“2T,mf (1) 式中:卜校正因子; m2——在逆反射试样的位置测量法向照度时光接收器的读数(即:一个没有校准过的E I); m厂一光接收器位于和测量m2时相同位置时的读数，在接收孔径前直接放置颜色过滤器; 卜已知28561(光源(caE光源A)的(总)亮度透射率。 6(3(1(7根据7(1中的公式进行计算。 6(3(2替代法 6(3(2(1根据比率法或者用一个校准过的参考标准来确定工作标准的特性值。 6(3(2(2将工作标准或参考标准放在角度计上，读出读数m，(砌)，再将试样放在工作标准的位置，读 取ml(test)。 6(3(2(3根据7(2中的公式进行计算。 6(3(3直接发光强度法 6(3(3(1将已知光强并已经过校准的标准光源放置在逆反射体的位置，以校准光接收器的刻度。 6，3(3(2测量逆反射体的发光强度。 6。3(3(3根据7(3中的公式进行计算。 6(3(4直接亮度法 6(3(4(1用照度计来测量照度，同时用亮度计来测量亮度。 6(3。4。2在试样完全被照明对，测量(采集)的范围应全部位于样品区域内。 6(3(4(3根据7(4中的公式进行计算。 7计算 7(1比率法 7(1(1发光强度系数: (2)RI=mjd2,ma 式中:d——观浏距离，m; mj——用于测量观测位置的反射照度的仪器读数(减去散光)，以相应的单位表示; m2——用于测量法向照度的仪器读数，以相应的单位表示。 7(1(2逆反射亮度系数: (3)RL=mId2,(m2Acosu) 式中:A——试样的面积，mz; 4 3、n fi90---2007 v——视角。 7。1。3逆反射系数: (4) R^=mId2,(“2A) 7(1(4线逆反射系数: (5) RM=mId2,(m2f) 式中:z——线性测量器的长度。 7(1(5逆反射因数: (6)d2,(m2Acos』9cosv) RF=(?)mI 式中:口——入射角。 7(1(6每单位立体角的光通量系数: (7)Re=m’l?,(m2A?s卢) 7(2替代法 7(2(1发光强度系数: RI-[m](test),mi(std)]×RI(std) (8) 式中:m'l(std)——按照比率法测量时，使用工作标准得到的光接收器的读数(未经校准的); m1(1est)——按照比率法测量时，试样在光接收器7L径处的照度(未经校准的); R((std)——按照比率法得出并指定给工作标准的照度系数(和固定的测试条件相关)。 7(2(2逆反射亮度系数: RL=[A(std)m;(test),A(test)m{(scd)]xRL(std) (9) 式中:RL(std)——按照比率法得出并指定给工作标准的逆反射亮度系数(和固定的测试条件相关); A(std)——工作标准的逆反射面积; A(t船t)——试样的逆反射面积。 7(2(3逆反射系数: R^=[A(std)m{(test),A(test)mi(std)]x R^(std) (10) 式中:如(std)——按照比率法得出并指定给工作标准的逆反射系数(和固定的测试条件相关)。 7(2(4线逆反射系数: (11)月M=[,(std)m1(test),,(test)m't(std)]×RM(std) 式中:R。(std)——按照比率法得出并指定给工作标准的线逆反射系数(和固定的测试条件相关); z(std)——工作标准的长度; z(test)——试样的长度。 7(2(5逆反射因数: 最F=[a(std)m](test),A(test)mj(std)]×RF(std) (12) 式中:R，(std)——按照比率法得出并指定给工作标准的逆反射因数(和固定的测试条件相关)。 7(2(6每单位立体角的光通量系数: (13)Re=[A(std)mI(test),A(test)m1(划)]×R(std) 式中:R(sta)——按照比率法得出并指定给工作标准的每单位立体角的光通量系数(和固定的测试条件 相关)。 7(3直接发光强度法 7(3(1发光强度系数: RI=I,EI (14) 式中:卜,在光接收器位置测量的试样的发光强度; E(——垂直于试样位置的光源的照度。 5 n?弋690--2007 7(3(2逆反射系数: RA=i,(AEI)(15) 式中:A——试样的面积。 7(3(3逆反射亮度系数: RL=I,(AE【c08v) (16) 式中:y——视角，c?v=(岛一口)cos恳。7(4直接亮度法 逆 反射亮度系数: RL=L,El (17) 注:逆反射亮度系数也可以用亮度计通过下式得出: RL=flL,(“L。) (18) 式中:t——光源垂直照射下，与亮度因数芦成450视角的完全漫反射体的亮度。 6