逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源探讨

逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源探讨

谭维

四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，成都 611130

摘要：本文就逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源进行了研究和探讨。

关键词：逆反射系数；共平面几何法；检测设备；量值溯源

一、引言

交通标志通过表面的反光膜，在夜间反射车辆前灯的光线，达到驾驶员识读标志的要求，反光膜的逆反射性能严重影响着交通标志的夜间识认性。由于环境的影响，反光膜的逆反射性能会随着时间衰减。当标志的逆反射性能低于某一水平时，如果没有及时采取相对应的养护措施，将可能产生重大的安全隐患。因此，了解交通标志逆反射性能相关内容，对于保障道路安全具有重大意义。

《道路交通反光膜》（GB/T 18833-2012）中第6.4节光度性能中指出：仲裁试验时，反光膜的逆反射系数按JT/T 689（《逆反射系数测试方法共平面几何法》）规定的方法进行测试。逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的准确性直接影响反光膜逆反射系数的准确性。检测设备的量值溯源的准确和可靠性就显得尤为重要。本文以逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源进行研究和探讨。

二、检测设备的工作原理

逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备一般由投射光源（准直A光源）、接收器（微光照度计）、接收器-试样架、角度计-试样架、测量系统、手持光照度计等组成，测量原理见下图：

反光膜的逆反射系数计算公式见下图：

三、检测设备的量值溯源方法

根据《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中对检测设备的具体要求，对逆反射系数测试方法共平面几何法用检测设备的量值溯源展开了以下探讨。

（一）测试距离

《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中测试区域要求投射光源和试样之间距离为15m或30m,测试应精确到±0.01m。

可参照《手持式激光测距仪检定规程》（JJG 966-2010 ） ，用激光跟踪仪测量投射光源至样品表面的距离，测得测试距离，计算示值误差。

将激光跟踪仪的定位器置于光源处定位一点，再在样品中心处定位一点。测量两点间的水平距离。测得测试距离。

（二）角度（观测角、入射角）

《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中对观测角和入射角有相关要求。

由测量原理图可知，可参照《激光跟踪三维坐标测量系统校准规范》（JJF 1242-2010），用激光跟踪仪测量观测角和入射角，计算示值误差。

通过定位投射光源、样品表面、光接收器等各点，定位照明轴和观测轴。测量照明轴和观测轴的夹角，得到观测角实测值，计算观测角示值误差。同理，采用相同的方法定位照明轴和参考轴，测量照明轴和参考轴的夹角，得到入射角实测值，计算入射角示值误差。

（三）投射光源的色温

《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中要求投射光源相关色温为2856±20K。

可参照 《分布（颜色）温度标准灯检定规程》（JJG 213-2003），采用光谱辐射照度测量装置对标准A光源色温进行校准。

（四）投射光源的照度均匀性。

《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中要求垂直于光源，试验表面照度均匀性不应超过±5%。

可参照《光照度计检定规程》（JJG 245-2005）对标准A光源进行照度均匀性校准。

（五）接收器（手持式光照度计）的相对示值误差。

《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中m2为试样上垂直于光源的平均照度读数。测量m2可采用手持式照度计在试样表面测量照度值。

可参照《光照度计检定规程》（JJG 245-2005）对手持式光照度计进行校准。

（六）有效照射面垂直照度

《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中试样表面的法向照度通常为10lx。

可用已溯源的手持式光照度计在试样中心垂直光源处测量照度。

（七）接收器（微光照度计）的示值误差和非线性误差。

《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中线性要求不超过±1%。可使用修正因子，保证线性响应。

可参照《微弱光照度计检定规程》（JJG511-1987）对微光照度计进行示值误差校准。参照《光照度计检定规程》（JJG 245-2005）对微光照度计进行非线性误差校准。

四、讨论

1. 逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备一般采用配套软件采集最终数据，若软件数据传送发生故障，最终采集数据的可靠性将无法得到保障。建议将测量设备的显示数据和软件采集最终数据的一致性作为一项校准项目，为检测设备检测结果的准确性提供支撑。
2. 检测设备除了定期进行量值溯源外，其维护保养仍是重点关注问题。该检测设备由投射光源、接受器、转台等光学器件组成，尤其对于湿度较大的南方地区，应保障合理的温湿度储存环境。为溯源周期内检测设备检测结果的准确性提供支撑。
3. 《逆反射系数测试方法共平面几何法》（JT/T 689-2007）中测试区域要求应使用无光泽的黑色涂料、黑色幕布、黑色只带和其他方法消除杂散光。逆反射系数计算公式中的mb为背景读数，试验检测过程中的杂散光直接关系到背景读数取值。所以测试区域内的杂散光应尽可能少。可通过改善测试区域的环境条件，使背景读数值尽可能小，为溯源周期内检测设备检测结果的准确性提供支撑。

五、结束语

本研究通过对逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的工作原理和校准方法进行了简单研究，探讨了其主要计量特性指标，应注意的问题进行了详细阐述。为逆反射系数测试方法共平面几何法检测设备的量值溯源提供了思路和参考。

参考文献：

[1]杨学政、滕方勇.标志反光膜逆反射性能评价方法与影响因素分析 [J].山东交通科技.2020(02) 

[2]道路交通反光膜.GB/T 18833-2012[S]

[3]逆反射系数测试方法 共平面几何法 . JT/T 689-2007 [S]

[4]手持式激光测距仪检定规程 . JJG 966-2010[S]

[5]激光跟踪三维坐标测量系统校准规范 .JJF 1242-2010[S]

[6]分布（颜色）温度标准灯检定规程 . JJG 213-2003[S]

[7]光照度计检定规程.JJG 245-2005[S]

[8]微弱光照度计检定规程.JJG 511-1987[S]

[9]逆反射标准器校准规范.JJF 1796-2020[S]

作者简介：

谭维（1990-），女，本科，工程师，主要从事道桥试验检测、计量检定工作。