“濾鏡”光譜輻射測(cè)量?jī)x器在國際比對(duì)取得優(yōu)秀成績(jī)

“濾鏡”光譜輻射測(cè)量?jī)x器在國際比對(duì)取得優(yōu)秀成績(jī)

發(fā)布時(shí)間:2007-11-30  

    “本市明天中午前后紫外線指數(shù)為6級(jí)，紫外線輻射強(qiáng)度中等，在直射陽光下暴露30分鐘以上有可能對(duì)皮膚等產(chǎn)生輕微影響，請(qǐng)注意進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)，外出活動(dòng)時(shí)請(qǐng)注意戴上遮陽帽和太陽鏡，也可以涂擦一些SPF指數(shù)大于15的防曬霜……”2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，來自世界各地的運(yùn)動(dòng)員、教練員和觀眾每天都能接收到這樣詳細(xì)實(shí)用的太陽紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)。確保我國的太陽紫外線指數(shù)真正與國際接軌，提供預(yù)報(bào)紫外線防護(hù)系數(shù)的檢測(cè)方法和手段，這正是國家科技攻關(guān)計(jì)劃課題——“奧運(yùn)場(chǎng)館光學(xué)照明系統(tǒng)計(jì)量關(guān)鍵技術(shù)研究”任務(wù)之一。
紫外線預(yù)報(bào)與國際接軌
    “奧運(yùn)場(chǎng)館光學(xué)照明系統(tǒng)計(jì)量關(guān)鍵技術(shù)研究”由中國計(jì)量科學(xué)研究院光學(xué)所承擔(dān)，共分為3個(gè)子課題。代彩紅是其中“體育場(chǎng)館太陽紫外線輻射檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)”子課題的負(fù)責(zé)人。
    “北京奧運(yùn)會(huì)將在明年8月舉行，恰逢北京的炎熱季節(jié)，太陽的紫外線輻射強(qiáng)度很強(qiáng)。我們的研究任務(wù)就是嚴(yán)格依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)奧運(yùn)各場(chǎng)館尤其是露天場(chǎng)館的太陽紫外線光譜輻射照度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)行太陽紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)。”代彩紅告訴記者，我國在2002年由中國氣象局頒布了《紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)服務(wù)暫行規(guī)定》，將紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)分為五級(jí)，最弱、弱、中等、強(qiáng)、很強(qiáng)。但是，由于觀測(cè)儀器和標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，實(shí)際上目前國內(nèi)的太陽紫外指數(shù)預(yù)報(bào)工作仍沒有與國際接軌，而且各地所用儀器種類繁多，測(cè)量方法和量值的一致性很難保證。
    2004年5月27日，世界衛(wèi)生組織發(fā)表公報(bào)，建議更多的成員國采用全球統(tǒng)一的太陽紫外線指數(shù)。紫外線指數(shù)是衡量紫外線輻射強(qiáng)度的國際標(biāo)準(zhǔn)尺度，從1級(jí)至11級(jí)，其中1級(jí)強(qiáng)度最低，11級(jí)為危險(xiǎn)級(jí)。現(xiàn)在，紫外線指數(shù)已在許多國家得到了普及，旅行者不管走到世界哪個(gè)國家都能準(zhǔn)確掌握當(dāng)?shù)刈贤饩€輻射強(qiáng)度，關(guān)注紫外線輻射強(qiáng)度預(yù)報(bào)也如同關(guān)注天氣預(yù)報(bào)一樣成了每天必不可少的事情。
    奧運(yùn)會(huì)是國際賽事，從場(chǎng)館建設(shè)到后勤服務(wù)，都應(yīng)做到與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，紫外線強(qiáng)度預(yù)報(bào)也不應(yīng)例外。由中國計(jì)量院為我國氣象行業(yè)專門研制的太陽紫外標(biāo)準(zhǔn)光譜輻射測(cè)量?jī)x器，統(tǒng)一了國內(nèi)各氣象臺(tái)（站）太陽紫外光譜輻射測(cè)量量值和方法，使我國的太陽紫外輻射測(cè)量趨于標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。
    代彩紅介紹，他們的研究成果在國際計(jì)量局組織的國際比對(duì)中取得了優(yōu)秀成績(jī)。“我們研制的光譜輻射測(cè)量?jī)x器是我們自主創(chuàng)新的成果，測(cè)量水平達(dá)到了國際先進(jìn)水平，而成本只有進(jìn)口儀器的十分之一。”這套性能穩(wěn)定可靠的太陽紫外線光譜輻射測(cè)量裝置及量值溯源體系不僅可以直接服務(wù)于運(yùn)動(dòng)員、裁判員和來自世界各地的觀眾，為他們合理選擇防曬用品提供科學(xué)的技術(shù)依據(jù)，而且改善了當(dāng)前我國的太陽紫外線指數(shù)發(fā)布的地域局限性，填補(bǔ)了我國紫外線輻射測(cè)量的空白。
給場(chǎng)館的燈光“打分”
    “色溫”、“顯色性”這些光學(xué)中的專業(yè)術(shù)語與奧運(yùn)會(huì)的順利召開卻有著極其重要的關(guān)系。馬煜負(fù)責(zé)的“體育場(chǎng)館照明光源的色溫和顯色性的測(cè)量和評(píng)價(jià)方法”子課題就是通過測(cè)量場(chǎng)館內(nèi)燈光的色溫和顯色性，為奧運(yùn)場(chǎng)館燈具的感官舒適性及電視轉(zhuǎn)播圖像的顏色質(zhì)量提供計(jì)量數(shù)據(jù)。
    不同的光有不同的色溫，發(fā)白的光色溫高，發(fā)黃的光色溫低。為了讓裁判、運(yùn)動(dòng)員看清場(chǎng)館里的情況，幾乎所有的體育場(chǎng)館都模擬白晝照明，采用白光。“場(chǎng)館內(nèi)環(huán)境不同，照明情況千變?nèi)f化，采用的燈的種類也非常復(fù)雜，如何判斷場(chǎng)館里的照明是否符合真正白晝的要求，從而不影響運(yùn)動(dòng)員和裁判的視線判斷，這就是我們需要研究的內(nèi)容。”馬煜用幾句話概括了準(zhǔn)確測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)色溫對(duì)奧運(yùn)比賽的重要性。
    “顯色性則是指燈光還原物品在自然光下顏色的性能。場(chǎng)館內(nèi)的燈光顯色性不好，會(huì)造成視覺辨別混亂，影響電視轉(zhuǎn)播。如果運(yùn)動(dòng)員身穿紅色運(yùn)動(dòng)服，而燈光對(duì)紅色的顯色性不好，通過電視轉(zhuǎn)播，屏幕上的運(yùn)動(dòng)服很可能出現(xiàn)發(fā)黑的情況。”
    馬煜介紹，雖然以前我國的體育場(chǎng)館在驗(yàn)收時(shí)都要求測(cè)試色溫和顯色性，但由于測(cè)試方法不統(tǒng)一、不準(zhǔn)確，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果混亂。
    研究人員在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)量了實(shí)際應(yīng)用于奧運(yùn)場(chǎng)館的1000W觀眾燈、2000W觀眾燈、400W泛光燈和1000W應(yīng)急燈的色溫和顯色指數(shù)，量值溯源到光譜輻射亮度基準(zhǔn)，并出具了測(cè)試報(bào)告，為生產(chǎn)廠家競(jìng)標(biāo)和奧運(yùn)場(chǎng)館照明燈具的選擇提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)保證。同時(shí)，他們還根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量了北京理工大學(xué)和北京中醫(yī)藥大學(xué)的體育場(chǎng)館的色溫與顯色性，出具了測(cè)試報(bào)告，給出了是否適合彩色電視轉(zhuǎn)播的建議，為體育場(chǎng)館的驗(yàn)收提供了有效的技術(shù)支持。
    “通過這個(gè)課題，我們找到了一種科學(xué)準(zhǔn)確的測(cè)量方法，相信會(huì)對(duì)奧運(yùn)場(chǎng)館和今后我國體育場(chǎng)館的建設(shè)和驗(yàn)收提供幫助。”馬煜滿懷信心地說。
百變的LED顯示屏
    根據(jù)LED顯示屏的使用環(huán)境，提出亮度、亮度均勻性、色坐標(biāo)、色度均勻性、對(duì)比度、平整度、視角的相應(yīng)檢測(cè)方法是“體育場(chǎng)館用LED顯示屏光色參數(shù)的測(cè)量方法”子課題的研究?jī)?nèi)容。
    研究人員通過考察LED顯示屏對(duì)比度與視覺舒適度的關(guān)系，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得到了LED顯示屏的推薦指標(biāo)，從而指導(dǎo)使用者根據(jù)不同的環(huán)境條件將顯示屏調(diào)在不同的亮度水平和不同的色溫，以提供給觀眾最好的視覺感受。
    課題研究成果將為奧運(yùn)場(chǎng)館的LED顯示屏和照明驗(yàn)收提供準(zhǔn)確公正的測(cè)量結(jié)果，作為場(chǎng)館驗(yàn)收的依據(jù)和國際奧委會(huì)驗(yàn)收的依據(jù)，為比賽的順利進(jìn)行提供技術(shù)支撐。