CIE 182-2007 CALIBRATION METHODS AND PHOTOLUMINESCENT STANDARDS FOR TOTAL RADIANCE FACTOR MEASUREMENTS《辐射系数测量用校正方法和光致发光标准》.pdf

1、 CALIBRATION METHODS AND PHOTO-LUMINESCENT STANDARDS FOR TOTAL RADIANCE FACTOR MEASUREMENTS CIE 182:2007 UDC: 535.37 Descriptor: Luminescence 535.241.43 Radiance ISBN 978 3 901 906 62 6 THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION The International Commission on Illumination (CIE) is an organisation

2、 devoted to international co-operation and exchange of information among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists of the National Committees in about 40 countries. The objectives of the CIE are: 1. To provide an international forum for

3、the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries. 2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting. 3. To provide guidanc

4、e in the application of principles and procedures in the development of international and national standards in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters relating to the science, technology and art in the fields o

5、f light and lighting. 5. To maintain liaison and technical interaction with other international organisations concerned with matters related to the science, technology, standardisation and art in the fields of light and lighting. The work of the CIE is carried on by seven Divisions each with about 2

6、0 Technical Committees. This work covers subjects ranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed by these international Divisions of the CIE are accepted throughout the world. A plenary session is held every four years at which t

7、he work of the Divisions and Technical Committees is reviewed, reported and plans are made for the future. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lighting. As such it occupies an important position among international organisations. LA COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIR

8、AGE La Commission Internationale de lEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale et lchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lclairage. Elle est compose de Comits Nationaux reprsentant environ 40

9、 pays. Les objectifs de la CIE sont: 1. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la science, de la technologie et de lart de la lumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces domaines. 2. Dlaborer des normes et des mthodes de base pour la mt

10、rologie dans les domaines de la lumire et de lclairage. 3. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthodes dlaboration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumire et de lclairage. 4. De prparer et publier des normes, rapports et autres textes, conce

11、rnant toutes matires relatives la science, la technologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. 5. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes par des sujets relatifs la science, la technologie, la normalisation et

12、 lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. Les travaux de la CIE sont effectus par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comits Techniques. Les sujets dtudes stendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de lclairage. Les normes et les rapports techniques labors par c

13、es Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier. Tous les quatre ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapport et tablit les projets de travaux pour lavenir. La CIE est reconnue comme la plus haute autorit en ce qu

14、i concerne tous les aspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisations internationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist eine Organisation, die sich der internationalen Zusammenarb

15、eit und dem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnik widmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in rund 40 Lndern. Die Ziele der CIE sind: 1. Ein internationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf de

16、m Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik und fr den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein. 2. Grundnormen und Verfahren der Metechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwickeln. 3. Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgn

17、gen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normen auf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu verffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und te

18、chnische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, die mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betriff

19、t Gebiete mit grundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt. Tagungen werden alle vier Jahre abgehalten, in der die Arbeiten der Divis

20、ionen berprft und berichtet und neue Plne fr die Zukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung angesehen. Auf diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den internationalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTER

21、NATIONALE DE LECLAIRAGE CIE Central Bureau Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIA Tel: +43(01)714 31 87 0, Fax: +43(01)714 31 87 18 e-mail: ciecbcie.co.at WWW: http:/www.cie.co.at/ CIE 2007 All rights reserved CALIBRATION METHODS AND PHOTO-LUMINESCENT STANDARDS FOR TOTAL RADIANCE FACTOR MEASUREMENTS

22、CIE 182:2007 UDC: 535.37 Descriptor: Luminescence 535.241.43 Radiance ISBN 978 3 901 906 62 6 CIE 182:2007 II This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 2-25 of Division 2 Physical Measurement of Light and Radiation and has been approved by the Board of Administration of the

23、Commission Internationale de lEclairage for study and application. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, and is intended to be used by the CIE membership and other interested parties. It should be noted, however, that the

24、status of this document is advisory and not mandatory. The latest CIE proceedings or CIE NEWS should be consulted regarding possible subsequent amendments. Ce rapport technique a t labor par le Comit Technique CIE 2-25 de la Division 2 Mesures physiques de la lumire et des radiations et a t approuv

25、par le Bureau de la Commission Internationale de lEclairage, pour tude et emploi. Le document expose les connaissances et lexprience actuelles dans le domaine particulier de la lumire et de lclairage dcrit ici. Il est destin tre utilis par les membres de la CIE et par tous les intresss. Il faut cepe

26、ndant noter que ce document est indicatif et non obligatoire. Il faut consulter les plus rcents comptes rendus de la CIE, ou le CIE NEWS, en ce qui concerne des amendements nouveaux ventuels. Dieser Technische Bericht ist vom CIE Technischen Komitee 2-25 der Division 2 Physikalische Messungen von Li

27、cht und Strahlung ausgearbeitet und vom Vorstand der Commission Internationale de lEclairage gebilligt worden. Das Dokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem behandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere I

28、nteressierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, da das Dokument eine Empfehlung und keine Vorschrift ist. Die neuesten CIE-Tagungsberichte oder das CIE NEWS sollten im Hinblick auf mgliche sptere nderungen zu Rate gezogen werden. Any mention of organisations or products does not imply endor

29、sement by the CIE. Whilst every care has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malgr le soin apport la compilation de tous les documents jusqu la mise

30、sous presse, ce travail ne saurait tre exhaustif. Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt der Drucklegung angewendet wurde, ist es mglich, da diese nicht vollstndig sind.

31、CIE 2007 All rights reserved CIE 182:2007 III The following members of TC 2-25 “Calibration methods and photoluminescent standards for total radiance factor measurement“ took part in the preparation of this technical report. The committee comes under Division 2 “Physical Measurement of Light and Rad

32、iation“. Members: Billmeyer, F. USA Bristow, A. Sweden Clarke, P. (2001-) UK Erb, W. Germany Griesser, R. Switzerland Leland, J. USA McCamy, C. USA Minato, H. Japan Puebla, C. Germany Rcz, M. Hungary Rich, D. USA Simon, F. USA Verrill, J. = UK Witt, K. Germany Zwinkels, J. Canada (chair) Advisors: B

33、urns, D. USA Carter, E. USA Couzin, D. USA Harold, R. USA Johnson, N. USA CIE 182:2007 IV CONTENTS SUMMARY VI RESUME VI ZUSAMMENFASSUNG VI 1. INTRODUCTION 1 1.1 Definition of problem 1 1.2 Terminology 2 2. BACKGROUND 4 2.1 Fluorescent whitening agents (FWAs) in textiles and paper 4 2.1.1 Whitening:

34、industrial significance 4 2.1.2 Chemical structure and action of FWAs 5 2.1.3 Colorimetry of white 6 2.2 Fluorescent dyes in textiles and plastics 7 2.2.1 Fluorescent whitening (brightening) agents 7 2.2.2 Older fluorescent dyes 7 2.2.3 Encapsulated dyes 7 2.2.4 Basic dyes 7 2.2.5 Disperse dyes 8 2.

35、2.6 Solvent dyes and pigments 8 2.2.7 Vat dyes 8 2.3 Fluorescent materials in visual signalling 8 3. MEASUREMENTS OF TOTAL RADIANCE FACTOR 9 3.1 One-monochromator methods 9 3.1.1 Fluorescence-weakening method 9 3.1.2 Two-mode method 10 3.1.3 Filter reduction method 10 3.1.4 Serial filter method 10 3

36、.1.5 Adjustment method 10 3.1.6 Comparison of methods 11 3.2 Two monochromator methods 11 3.2.1 Measurement procedures 12 3.2.2 Bispectral luminescent radiance factors 15 3.2.3 Summary 15 3.2.4 NPL diode array spectrofluorimeter theory 17 3.3 Representation of bispectral luminescent radiance factor

37、18 4. STANDARDIZATION PROBLEMS 20 4.1 Effect of illuminant 20 4.2 Effect of instrument geometry 21 4.2.1 General considerations 21 4.2.2. Measurement of fluorescent white materials in a d/0 geometry 23 4.3 Effect of instrument polarization 24 4.3.1 Spectrophotometric errors 24 4.3.2 Errors of colori

38、metric quantities 26 4.3.3 Example of measurement error 26 4.3.4 Conclusion 28 4.4 Effect of reflectance standard 28 4.4.1 Introduction 28 4.4.2 Reflectance 29 4.4.3 Stability 29 4.4.4 Uniformity 29 4.4.5 Freedom from photoluminescence 29 4.4.6 Low translucency 29 4.4.7 Matte and glossy reflectance

39、standards 30 4.5 Effect of photoluminescent standard 30 CIE 182:2007 V 5. STANDARDIZATION PROCEDURES 30 5.1 Daylight simulators 30 5.2 Bidirectional instruments 33 5.3 Sphere instruments 34 5.4 Correction methods 35 5.4.1 Correction of total radiance factor 37 6. REFERENCES 38 APPENDIX A. COMPARISON

40、 OF NOTATION FOR QUANTITIES RELEVANT TO PHOTOLUMINESCENT MEASUREMENTS 44 APPENDIX B. DOCUMENTARY STANDARDS FOR PHOTOLUMINESCENT MATERIALS 45 APPENDIX C. SURVEY OF PHOTOLUMINESCENT MATERIAL STANDARDS 47 APPENDIX D. SURVEY OF CALIBRATION LABORATORIES 50 CIE 182:2007 VI CALIBRATION METHODS AND PHOTOLUM

41、INESCENT STANDARDS FOR TOTAL RADIANCE FACTOR MEASUREMENTS SUMMARY This technical report provides the recommendations of the CIE concerning total radiance factor measurements of photoluminescent samples. The scope is limited here to photoluminescent samples whose fluorescence is excited by ultraviole

42、t or visible radiation only. These recommendations include procedures for both one-monochromator and two-monochromator methods. Detailed information is provided on the influence of various measurement parameters, such as the illuminant, instrument geometry, polarization, reflectance standard and pho

43、toluminescent standard. The report includes a survey of currently available photoluminescent material standards and calibration laboratories. METHODES DETALONNAGE ET ETALONS DE PHOTOLUMINESCENCE POUR LES MESURES DU FACTEUR DE LUMINANCE NERGTIQUE TOTALE RESUME Ce rapport technique donne les recommand

44、ations de la CIE concernant les mesures du facteur de luminance nergtique totale pour des chantillons photoluminescents. On se limite ici des chantillons photoluminescents dont la fluorescence est excite seulement par de la radiation ultraviolette ou visible. Ces recommandations incluent les procdur

45、es pour les mthodes utilisant soit un monochromateur ou deux monochromateurs. De linformation dtaille est donne sur linfluence de diffrents paramtres de mesure, comme par exemple lilluminant utilis, la gomtrie de linstrument, la polarisation, et les talons du facteur de rflexion et de photoluminesce

46、nce utiliss. Le rapport inclut un relev des matriaux prsentement disponibles comme talons de photoluminescence et un relev des laboratoires dtalonnage. KALIBRIERVERFAHREN UND LUMINESZENZNORMALE FR MESSUNGEN VON GESAMTSTRAHLDICHTEFAKTOREN ZUSAMMENFASSUNG Dieser technische Bericht enthlt die Empfehlun

47、gen der CIE fr die Messung des Gesamtstrahldichtefaktors von Lumineszenzproben. Der Anwendungsbereich ist hier auf fotolumineszierende Materialien begrenzt, deren Fluoreszenz nur durch ultraviolette oder sichtbare Strahlung angeregt wird. Die Empfehlungen beziehen sich auch auf Verfahren, die einen

48、oder zwei Monochromatoren verwenden. Genauere Informationen ber die verschiedenen Einflsse auf die Messung, sowie Beleuchtung, Aufbau des Instruments, Polarisation, Reflexionsgrad und Lumineszenz sind angegeben. Die Arbeit gibt einen berblick von zur Zeit erhltlichen Lumineszenznormalen und ber Labo

49、ratorien, die mit Kalibrierungen beauftragt sind. CIE 182:2007 1 1. INTRODUCTION In recent years, there has been an increasing use of fluorescent colorants and whitening agents in the manufacture of paints, plastics, papers, and textiles for a diverse range of applications. These applications include enhanced visibility of safety and security goods, increased detection in process monitorin