【JT交通运输标准】 航标灯光强测量和灯光射程计算

中华人民共和国交通行业标准 JT/T 730—2008 代替 JT/T 7007—1993 航标灯光强测量和灯光射程计算 Luminous intensity measurement and luminous range calculation of a navigation light 2008-12-19 发布 2009-03-01 实施 中华人民共和国交通运输部 前言 本标准代替 JT/T 7007—1993《航标灯光强测量和灯光射程计算》。 本标准与 JT/T 7007—1993 相比，主要变化如下：对航标灯光强测量内容重新进行了分类（见第4章）；增加了计算公式的描述（见4.1）；修改了测量设备的性能要求指标（见4.2）；修改了测量环境和要求（见4.3）。本标准的附录A为资料性附录。 本标准由交通部航测标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：上海航标厂有限公司。本标准主要起草人：孙小华、郑琳珠。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：JT/T 7007—1993。 目次 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 航标灯光强测量 4.1 测量原理 4.2 测量设备及安装位置 4.3 测量环境 4.4 测量方法 5 航标灯有效光强计算 6 航标灯灯光射程计算 附录A（资料性附录） 1 范围 本标准规定了航标灯光强的测量，有效光强的计算和灯光射程的计算方法。本标准适用于各种环射及定向航标灯。其他航标灯可参照使用。 2 规范性引用文件 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协议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。 JJG 245 照度计检定规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 航标灯 navigation light 为保证船舶在夜间安全航行而安装在航标设施上的一类助航信号灯。它在夜间发出规定颜色和闪光频率的灯光，达到规定的照射角度和能见距离。 4 航标灯光强测量 4.1 测量原理 根据兰伯特（Lambert）1760年提出的照度定律：照度与到点光源的距离平方成反比，在光斜射的情况下，照度正比于光束方向与被照面的法线所成角度的余弦。 $E = (I_0 / L^2) cdot cos heta$ 式中： $E$——在照度计接收面上的照度，单位为勒克斯（lx）； $I_0$——被测航标灯的定光光强，单位为坎德拉（cd）； $L$——航标灯光源中心到照度计接收面的距离，单位为米（m）； $ heta$——航标灯被测方向上光束与照度计接收面法线之间的夹角。当 $ heta$ 等于零时，公式变为：$E = I_0 / L^2$。 航标灯的定光光强 $I_0$ 通过测得照度值 $E$ 并按公式计算得出。 4.2 测量设备及安装位置 4.2.1 测量设备 (1) 导轨（或其他相应的测量装置）：包括安装照度计接收面的滑车。导轨调整后，平直性误差在每米长度内不大于 1mm。 (2) 照度计：应符合 JJG 245 规定的二级照度计要求，最小读数不大于 0.1 lx。 (3) 转台：可水平 360° 转动，垂直 20° 转动，水平度/垂直度盘最小分度为 1°。 (4) 电源：根据不同灯器可采用直流稳压电源或交流稳压电源，电源的不稳定度应小于 ±0.5%。 (5) 水平仪。 4.2.2 设备安装 测量设备安装见图1。 [图1 安装示意图：1-照度计接收面；2-导轨；3-照度计的数字显示器；4-垂直/水平旋转台；5-水平仪；6-航标灯] 4.3 测量环境 测量在暗室内进行。暗室内测量光轨应在 20℃±5℃ 时工作，在被测航标灯与照度计接收面两边应设置若干挡屏，以保证不使杂散光照射到照度计接收器上。暗室内墙壁涂以无光黑漆，测试设备、挡屏及其他测试附件均采取无反光措施。 4.4 测量方法 4.4.1 测量前设备调整要求 4.4.1.1 按照照度计使用要求操作，进行回零误差和零点飘移的检查，使用交流电源的照度计应预热 15min。 4.4.1.2 航标灯在额定功率下进行预热，LED 光源、气体放电光源的航标灯需预热 15min。 4.4.1.3 转台水平转盘与垂直转轴的刻度都置于零位。 4.4.1.4 航标灯在转台中央固定，用水平仪调整照度计接收面和航标灯光中心位置，使它们的中心点处于测量轴线上，并且垂直于测量轴线。 4.4.2 光强测量 4.4.2.1 将照度计接收面放置在距离航标灯 3m 处，测量航标灯的照度值，按公式计算光强，逐步拉大照度计接收面与航标灯之间距离，按 6m、9m、10m、20m、30m，重复上述步骤，至所测得光强值不变为止。 4.4.2.2 定光光强及水平分布 转动水平转台，按测量范围百分之五取点，读得照度值 $E_1, E_2, E_3, E_4, E_5$ 取平均值，即：$E = (E_1+E_2+E_3+E_4+E_5)/5$。然后按公式求得定光光强 $I_0$ 值。 4.4.2.3 垂直发射角光强分布值测量 将航标灯水平置于转台上，每隔 1° 读得一个照度值，根据每一点的数值绘制光强分布图。如需测量 ±10°、±15°、±20° 的垂直发射角光强分布值，同样可按上述方法计算，测量间隔可在 1°~4° 范围内选择。 5 航标灯有效光强计算 航标灯内光随时间而变化的瞬间光强不能被直接测量时，其有效光强计算可采用布朗德尔—雷（Blondel-Ray）公式： $L = I_0 cdot lpha(t+a)$ $L$——航标灯闪光有效光强，单位为坎德拉（cd）； $I_0$——定光光强，单位为坎德拉（cd）； $t$——闪光的持续时间，单位为秒（s），对以不同的闪光持续时间组成的一组闪光，应以其中最短的闪光持续时间计算； $lpha$——视觉时间常数，在夜间，通过遮蔽或开关产生的闪光 $lpha=0.2$，通过旋转光学装置产生的闪光 $lpha=0.3$。 6 航标灯灯光射程计算 6.1 航标灯的灯光射程系指在黑暗情况下，气象能见度在反差率为 0.05 的条件下，距离为 10 nmi（对应于大气透射系数 $T=0.74$）时，该灯光在肉眼上所产生的光照度 $E$ 为 $0.2 mu lx$ 时所处的距离。 6.2 采用“阿拉特定率”（Allard's law），根据灯光光强求出灯光射程。 $D = (L cdot 0.686) / (T cdot E)$ 式中： $L$——航标灯灯光光强，单位为坎德拉（cd），计算时以有效光强代入； $E$——照度阈值，单位为 $mu lx$； $D$——灯光射程，单位为海里（nmi）； $T$——大气透射系数，一般取 $T=0.74$。 将上列系数代入公式，即为航标灯灯光射程计算公式：$D = (L cdot 0.686) / (T cdot E)$。 附录A（资料性附录） 夜间光强与射程换算表（T=0.74） 光强 (cd) | 射程 (nmi) 10 | 1.0 20 | 1.4 30 | 1.6 40 | 1.8 50 | 2.0 60 | 2.2 70 | 2.3 80 | 2.4 90 | 2.5 100 | 2.6 110 | 2.7 120 | 2.8 130 | 2.9 140 | 2.9 150 | 3.0 160 | 3.1 170 | 3.1 180 | 3.2 190 | 3.2 200 | 3.3 220 | 3.5 240 | 3.8 270 | 3.9 300 | 4.1 330 | 4.3 360 | 4.4 400 | 4.5 450 | 4.7 500 | 4.8 550 | 4.9 600 | 5.0 650 | 5.1 700 | 5.1 750 | 5.2 800 | 5.3 850 | 5.4 900 | 5.5 950 | 5.6 1000 | 5.8 1100 | 5.9 1200 | 6.0 1300 | 6.1 1400 | 6.2 1500 | 6.3 1600 | 6.4 1700 | 6.5 1800 | 6.6 1900 | 6.8 2000 | 7.0 2200 | 7.1 2400 | 7.3 2700 | 7.5 3000 | 7.6 3500 | 7.9 4000 | 8.1 5000 | 8.2 6000 | 8.4 7000 | 8.5