https://doi.org/10.15407/iopt.2022.57.071

Optoelectron. Semicond. Tech. 57, 71-81 (2022)

B. G. Shabashkevich, Y. G. Dobrovolskyi, V. G.Yuryev, P. I. Neezhmakov, V. M. Sorokin, D. V. Pekur


SPECIALIZED PHOTOMETER FOR MONITORING THE BRIGHTNESS AND ILLUMINATION OF THE ROAD SURFACE


A specialized optical system for the Ekotensor-03 photometer was developed and based on it, the concept of direct measurements of the distribution of the brightness of the road surface, created, among other things, by LED light sources, was built. The specialized photometer (brightness meter), with readings directly in brightness units, was created on the basis of the Ekotensor-03 photometer of Ukrainian production, equipped with the appropriate optical system and mechanical devices. At the same time, instead of measuring brightness at a distance of 160 m at an angle of the receiver's field of view of 2 arc minutes vertically and 20 horizontally, it is suggested to bring the photometer closer to the illuminated planes, the brightness of which is determined, at a distance that eliminates the contradiction associated with the requirements of the DSTU and the problem of a small signal level generated by the photometric head at a long distance from the measurement object is removed. Taking into account the ultra-low levels of brightness during measurement in accordance with the requirements of the current DSTU and DBN, which is an obstacle even when carrying out measurements in controlled laboratory conditions of leading research centers, the proposed method has all the necessary advantages (high measurement accuracy, ease of implementation in non-laboratory (real) conditions, adaptability of the measurement model to the requirements of regulatory documents). The brightness measurement range of the photometer with a specialized optical system is from 0.1 Kd/m2 to 105 Kd/m2. The limits of the permissible main relative error of brightness measurement created by an arbitrary source do not exceed ± 5%. The uncertainty of calibration is 1.5%. The metrological support of the device is implemented with traceability to the national standards of the NSC "Institute of Metrology", in particular, to the primary standard of the unit of light power.

Keywords: InSb photodiode, cadmium diffusion, p-n junction, InSb substrates, passivation, sulfidation, shunt current.

References

1. Pryrodne i shtuchne osvitlennia: DBN V.2.5-28:2018. [chynnyi vid 2019-03-01]. K.: Minrehionbud. 2018. 157s.

2. Shabashkevych B.H., Dobrovolskyi Yu.H. «Fotometr Ekotenzor-03» dlia kontroliu svitlovoho seredovyshcha na vidpovidnist DBN V.2.5-28:2018». II Mizhnarodnyi hospodarskyi forum «Smart city & ekosystema» 05-10.02.2019, m. Yaremche. S.17.

3. Shabashkevych B.H., Dobrovolskyi Yu.H., Yuriev V.H. Kontrol yaskravosti osvitlenoho dorozhnoho polotna. Materialy VII Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii «AKTUALNI PROBLEMY SVITLOTEKhNIKY» v ramkakh mizhnarodnoho svitlotekhnichnoho forumu «LIGYT FORUM2019". 14 - 16 travnia 2019 r., Kharkiv. KhNUMH im. Beketova. S. 20 -21.

4. Shabashkevych B.H., Dobrovolskyi Yu.H., Neiezhmakov P.I., Kupko O.D., Tereshchenko V.V. Metrolohichne zabezpechennia vymiriuvannia yaskravosti dorozhnoho polotna, osvitlenoho svitlodiodnymy dzherelamy. Konferentsyia LED Progress 2019. 6-ya mezhdunarodnaia konferentsyia svetodyodnoho osveshchenyia. Kyiv, 10 - 12 veresnia 2019. S.36-37.

5. DSTU B B.2.2-30:2011. Budynky i sporudy. Metody vymiriuvannia yaskravosti (HOST 26824-86, MOD).

6. DSTU EN 13201-4: 2016 (EN 13201-4:2015, IDT). Vulychne osvitlennia. Chastyna 4. Metody vymiriuvannia svitlovykh kharakterystyk.

7. DBN V.2.3-5-2018. Vulytsi ta dorohy naselenykh punktiv.

8. Nazarenko L. A., Ioffe K. I. Shtuchne zovnishnie osvitlennia. Navchalnyi posibnyk. Kharkiv, KhNUMH im. O.M. Beketova. 2017.

9. Patent RF 2286419. Sposob yzmerenyia yarkosty dorozhnoho pokrыtyia. Boos V.H., Zaitsev S.L., Korobko A.A., Piatyhorskyi V.M. Elektronnyi resurs. Rezhym dostupu: http://www.findpatent.ru/patent/228/2286419.html.

10. Gibbons R. B., Meyer J., Edwards C.J., Development of a Mobile Measurement System for Roadway Lighting, NSTSCE, 2018.

11. LMK Mobile Air. Technical data. Elektronnyi resurs. Rezhym dostupu: https://www.technoteamvision.com/product_overview/photometer_colorimeter/products/lmk_mobile_air/index_eng.html.

Б. Г. Шабашкевич, Ю. Г. Добровольський, В. Г. Юр'єв, П. І. Неєжмаков, В. М. Сорокін, Д. В. Пекур

СПЕЦІАЛІЗОВАНИЙ ФОТОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЯСКРАВОСТІ ТА ОСВІТЛЕНОСТІ ДОРОЖНЬОГО ПОКРИТТЯ

Розроблено спеціалізовану оптичну систему для фотометра Екотензор-03 та побудовано на його основі концепцію методики прямих вимірювань розподілу яскравості дорожнього покриття, створюваної, в тому числі, світлодіодними джерелами світла. Спеціалізований фотометр (яскравомір), з відліком показань безпосередньо в одиницях яскравості, був створений на основі фотометра Екотензор-03 українського виробництва,  дообладнаного відповідною оптичною системою та механічними пристроями. При цьому, замість вимірювання яскравості на відстані 160 м при куті поля зору приймача 2, кутові мінути по вертикалі та 20 по горизонталі, пропонується наблизити фотометр до освітлюваних площин, яскравість яких визначається, на відстань, при якій усувається протиріччя, пов’язане з вимогами ДСТУ та  знімається проблема малого рівня сигналу, який генерує фотометрична головка на великій відстані від об’єкта вимірювання. Враховуючи наднизькі рівні яскравості під час вимірювання відповідно до вимог діючих ДСТУ та ДБН, що складає перешкоди навіть при проведенні вимірювань у контрольованих лабораторних умовах провідних дослідних центрів, запропонований метод має усі необхідні переваги (висока точність вимірювання, простота реалізації в позалабораторних (реальних) умовах, адаптивність моделі вимірювання до вимог нормативних документів). Діапазон вимірювання яскравості фотометра зі спеціалізованою оптичною системою складає від 0,1 Кд/м2 до 105 Кд/м2. Межі допустимої основної відносної похибки вимірювання яскравості, створюваної довільним джерелом, не перевищують ± 5 %. Невизначеність калібрування -1,5 %. Метрологічне забезпечення приладу реалізоване з простежуваністю до національних еталонів ННЦ «Інститут метрології», зокрема, до первинного еталона одиниці сили світла.  

Ключові слова: