舞臺燈具用大口徑反光鏡通用檢測方法

穆佳麗 姚春龍 劉海濤

摘要： 本文以儀表院X公司生產(chǎn)的P400型舞臺燈光用反光鏡為例詳細(xì)介紹大口徑反光鏡的通用技術(shù)參數(shù)和檢測方法，檢測項目包括：尺寸、光譜、外觀、光斑和環(huán)境適應(yīng)性等方面。其中，光譜檢測確定了鹵素光源的光譜檢測范圍為：400nm～700nm，并設(shè)計了光譜檢測系統(tǒng)。外觀檢測，分別從表面、光斑等幾方面細(xì)化檢測方法。其他大口徑反光鏡產(chǎn)品可以此為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)要求進行檢測項目的增減。

Abstract： This article takes the P400 stage lighting mirror produced by Instrument Institute X Company as an example to introduce the general technical parameters and detection methods of large-aperture mirrors. The inspection items include： size， spectrum， appearance， spot and environmental adaptability， etc. . Among them， the spectral detection determines the spectral detection range of the halogen light source is： 400nm ～ 700nm， and designed the spectral detection system. Appearance detection is done respectively from the surface， light spots and other aspects to refine detection methods. Other large-diameter mirror products can be used as a standard， and inspection items can be increased or decreased as required.

關(guān)鍵詞： 大口徑反光鏡；舞臺燈光；光譜檢測；反光鏡檢測方法；增強鋁膜

Key words： large aperture reflector；stage lighting；spectral detection；mirror detection method；reinforced aluminum film

中圖分類號：O433.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）17-0144-03

0 引言

大口徑、大功率舞臺燈光系統(tǒng)正在引領(lǐng)新一代舞臺燈光技術(shù)，通過更精彩的創(chuàng)意、更鮮艷的色彩以及更高能效提升舞臺體驗，營造全方位的3D燈光渲染效果。現(xiàn)代舞臺燈光設(shè)備多采用大口徑反光鏡，利用高硬度增強鋁鍍膜技術(shù)，對比其他照明類反光鏡產(chǎn)品，具有壽命長、耐高溫、能耗低、色彩還原性好等特點。生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)要求更加嚴(yán)格，相應(yīng)的檢測過程也更加復(fù)雜。下面以X公司生產(chǎn)的P400拋物面型舞臺燈光用反光鏡為例詳細(xì)介紹大口徑反光鏡的通用技術(shù)參數(shù)和檢測方法，其他大口徑產(chǎn)品可根據(jù)要求進行檢測項目的增減。此方法已經(jīng)推廣至其他大口徑反光鏡的生產(chǎn)和檢測過程，生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)得到市場的廣泛認(rèn)可。

1 參數(shù)要求

1.1 基本尺寸要求

對反光鏡外口徑、內(nèi)口徑、底孔直徑、高度、厚度、槽頂端距中心線距離、焦距、反光鏡頂點距端面距離、槽圓角、反光鏡端面外沿厚度、反光鏡端面外沿倒角均有嚴(yán)格要求，如圖1為大口徑反光鏡的設(shè)計圖。

1.2 光譜要求

人眼的視覺函數(shù)[1]如圖2所示，對于全光譜鹵素光源的舞臺燈光來說，人眼對于近紫外及近紅外光譜已經(jīng)很難識別，因此保證出射光光譜范圍集中在400nm～700nm可見光范圍即可。一方面可以降低雜散光，另一方面可以減少發(fā)熱以提高效能。因此以人眼視覺函數(shù)去分析設(shè)計舞臺燈光更具有實際意義。

反光鏡設(shè)計應(yīng)保證可見光范圍的波長高反射，近紫外光及近紅外光范圍波長高透射。通過選擇適宜的光譜，使出射光顏色特性與日光接近，視覺特性好[2]。因此，鍍制工藝應(yīng)按照光譜分布要求，在提高可見光波段反射率前提下，盡量減少其他波段反射（投射或者吸收）。計算光源在400nm～700nm范圍內(nèi)的光輻射通量，400nm～700nm波段范圍內(nèi)光效水平已經(jīng)達到99%滿足實際需要，因此反射光譜選擇400nm～700nmnm范圍即可。

光譜檢測裝置設(shè)計如圖3。具體測試方法采用鹵素?zé)?5°入射反光鏡內(nèi)表面，入射光經(jīng)反光鏡反射后由接收器收集進入光纖，光纖連接波長精度優(yōu)于1nm的分光光度計探頭，采集反射光信息后計算光源在400nm～700nmnm波段范圍內(nèi)反射率的平均值 ，大于93%視為光譜合格（通用標(biāo)準(zhǔn)），合格光譜特性曲線如圖4所示。

1.3 外觀要求

1.4 光斑要求

光斑指反射光打到墻壁或者舞臺上呈現(xiàn)的形狀，應(yīng)保持光斑圓潤、亮度均勻，不能出現(xiàn)虛邊、變形、空心或黑心等缺陷。（表2）

1.5 環(huán)境適應(yīng)性要求

高溫測試：經(jīng)高溫試驗后，反光鏡膜層不應(yīng)出現(xiàn)裂紋、起皮、剝離等缺陷。

浸水測試：經(jīng)浸水試驗后，反光鏡膜層不應(yīng)出現(xiàn)變色、起皮、剝離等缺陷。

2 檢測方法及不合格品鑒定

2.1 尺寸

①外口徑。用精度優(yōu)于0.02mm的卡尺對外口徑進行檢測，公差±1.5mm。

②內(nèi)口徑。用精度優(yōu)于0.02mm的卡尺對內(nèi)口徑進行檢測，公差±1.5mm。

③底孔直徑。用精度優(yōu)于0.02mm的卡尺對底孔直徑進行檢測，公差±1.0mm。

④高度。用精度優(yōu)于0.02mm的卡尺對高度進行檢測，公差±1.0mm。

⑤厚度。用精度優(yōu)于0.02mm的千分尺對厚度進行檢測，公差±0.5mm。

⑥槽頂端距中心線距離。用精度優(yōu)于0.02mm的卡尺對槽短邊距底孔邊緣距離，計算該距離與底孔半徑（底孔直徑/2）的差值，公差±0.5mm。

⑦焦距。用塞尺測量P400專用樣板比對與反光鏡面型的匹配程度，即樣板下沿距反光鏡端面的距離，該距離與理論焦距的和即為焦距。

⑧反光鏡頂點距端面距離。用塞尺測量P400專用樣板比對與反光鏡面型的匹配程度，即樣板下沿距反光鏡端面的距離，該距離與反光鏡頂點距端面距離理論值的差值，公差±1.0mm。

⑨槽圓角。計算底孔公差與理論槽圓角的和。

⑩反光鏡端面外沿厚度。用精度優(yōu)于0.02mm的卡尺對反光鏡端面外沿厚度進行檢測，公差±0.5mm。

？輥？輯？訛反光鏡端面外沿部倒角。反光鏡端面與外沿間倒角依賴加工尺寸，其他部分倒角依賴模具，不直接檢測。

2.2 光譜

通過光譜檢測系統(tǒng)得到常見光譜不合格為以下幾種情況，波長過短/波長過長/波形不符：

波長過短，雖然可以保證400nm～700nm波段的反射率，但是容易使反光鏡鍍膜表面偏藍(lán)，波長過長則容易降低反射率且鍍膜表面偏黃，這兩種情況都會加強或者減弱可見光范圍內(nèi)某光波段的光效，從而導(dǎo)致反射光偏色，影響燈具投射彩色的準(zhǔn)確性。（如圖5）

波形不符會加強或減弱可見光范圍內(nèi)某光波段的光效，從而導(dǎo)致反射光偏色，影響燈具投射彩色的準(zhǔn)確性。

某波段反射率過低，則會直接導(dǎo)致光源在400nm～700nm波段范圍內(nèi)反射率的平均值低于93%。（如圖6）

2.3 外觀

具體的檢驗方法如圖7所示。其中針孔檢驗項目通過透射觀察方法進行，其他檢驗項目通過反射觀察進行。此項檢驗通過目視燈下觀察。

2.4 光斑

將反光鏡裝入夾具垂直地面放置，在鹵素?zé)粽丈湎掠^察15m外白背景底板上成像光斑，觀察光斑形狀，與樣品比較。（過程檢驗方法）

將通過過程檢驗的反光鏡裝入舞臺燈具中，距離燈具1.5m處向上目視反光鏡垂直反射到天花板上的光斑（入射光是圓形光斑），觀察光斑形狀，與樣品比較。（最終檢驗方法）觀察到的光斑形狀呈現(xiàn)飽滿圓形為合格，不合格的情況主要有不規(guī)則形、橢圓形和亮度分布不均等。

2.5 環(huán)境適應(yīng)性

①高溫測試。將反光鏡放置于烤箱中，加熱至200℃±5℃，恒溫30min，在烤箱中自然冷卻后取出（若無其他規(guī)定，烘箱溫度變化率不超過3℃/min），進行附著力試驗，即在反光鏡膜層表面粘貼寬度為12mm～13mm，剝離強度不小于6.86N（2cm寬）的膠帶，以垂直于膜層表面方向的力沿膠帶一端快速拉起，目視檢驗?zāi)颖砻妗?/p>

②浸水測試。將反光鏡完全浸入純水中，24小時后進行附著力試驗，即在反光鏡膜層表面粘貼寬度為12mm～13mm，剝離強度不小于6.86N（2cm寬）的膠帶，以垂直于膜層表面方向的力沿膠帶一端快速拉起，目視檢驗?zāi)颖砻妗?/p>

3 檢測標(biāo)準(zhǔn)

反光鏡的檢驗按生產(chǎn)過程進行分類，即過程檢驗和最終檢驗。

檢驗項目見表3。

4 結(jié)論

通過以上各項測試方法最終得到的產(chǎn)品視為合格品，達到出廠標(biāo)準(zhǔn)，出廠時另附檢驗報告。燈具廠家和最終用戶都可以通過檢驗報告了解產(chǎn)品性能和檢驗參數(shù)。

另外，運輸過程也存在對產(chǎn)品造成傷害的風(fēng)險。即使嚴(yán)格按照包裝要求進行多重防護措施（包裝要求：按照產(chǎn)品尺寸定制的塑料封套、固定紙板及防護木箱）也難免在運輸過程中發(fā)生意外事件。因此，燈具廠家在接收產(chǎn)品之前需進行嚴(yán)格的入庫檢驗（按照文本所述的檢驗方法進行抽檢或全檢），最終用戶在使用之前也應(yīng)進行表面檢查和開機檢查。確認(rèn)無誤后，便可以放心使用，并按照說明書進行日常維護。

本文所介紹的大口徑反光鏡參數(shù)要求和測試方法能夠滿足舞臺燈具的實際使用要求，在實際生產(chǎn)中已經(jīng)得到有效驗證和廣泛推廣。但是，此方法相比其他反光鏡檢測方法比較繁瑣，還存在可以精簡和整合的過程，后期工作將著重對現(xiàn)有方法的進一步簡化和對實際使用過程中的反饋分析。

參考文獻：

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