Измерение света: Измерение яркости света

Измерение освещенности фотоаппаратом

 

Измерение освещенности фотоаппаратом

     Конструкция цифрового фотоаппарата близка к конструкции яркомера, предназначенного для измерения яркости освещенных поверхностей. Таких как фасады домов и дорожные покрытия. Косвенно таким яркомером можно измерить освещенность. При этом погрешность измерения будет зависеть от точности определения коэффициента отражения поверхности. Если использовать белый лист белого ватмана, например формата А4, или качественную бумагу для принтеров, то коэффициент отражения с небольшой погрешностью можно принять 0,8…0,85. Не стоит использовать фотобумаги, особенно глянцевые.

      Используют фотоаппарат в качестве яркомера с последующим расчетом освещенности в следующей последовательности:

— на плоскость, на которой необходимо измерить освещенность кладут лист белой бумаги. В центре листа необходимо нарисовать небольшой кружек или крестик, или положить небольшой предмет, что бы фотоаппарат мог наводиться на резкость.

На Рис. 2 на листе бумаги лежит фотометрическая головка люксметра – по ней фотоаппарат и наведется на резкость. Лист белой бумаги положен на то место, где на Рис. 1 лежала фотометрическая головка;

— сфотографировать лист белой бумаги в автоматическом режиме при отключенной вспышке. Фотографировать необходимо так, что бы на бумагу не попадала тень, создаваемая фотографирующим и лист белой бумаги должен занять весь кадр;

 Подготовка к измерениям 

Рис. 2 Подготовка к измерениям

 Лист бумаги

 

Рис. 3 Сфотографированный лист бумаги

     Для вычисления освещенности необходимо посмотреть параметры экспозиции при съемке: выдержку t, диафрагму F и чувствительность ISO. Для этого необходимо загрузить фотографию в компьютер и посмотреть ее свойства (нажав на ярлык фотографии правой кнопкой мыши), либо, что значительно проще, после наведения фотоаппарата на резкость посмотреть на его дисплее значения экспозиции. Величину измеренной освещенности вычисляют по приближенной формуле:

Е=125•F²•t/ISO, лк

     В этой формуле под выдержкой t подразумевается не время экспозиции, а знаменатель выдержки. То есть если выдержка составила 1/100 секунды, то в формулу подставляем t=100. Коэффициент 125 подходит для большинства современных цифровых фотоаппаратов, но для некоторых моделей фотоаппаратов может быть другим. Далее будет показано, как можно выполнить калибровку фотоаппарата и соответственно скорректировать этот коэффициент.

     В таблице на Рис. 4 рассчитаны величины освещенности для некоторых величин диафрагмы и чувствительности матрицы фотоаппарата ISO.

 Таблица для расчетов освещенности

Рис. 4 Таблица для измерения освещенности

     Погрешность измерения определяется: шагом переключения выдержек фотоаппарата (диапазон изменения реальной освещенности примерно на 20% при таких измерениях отображается как одно значение), отклонением коэффициента отражения бумаги от предполагаемого, отсутствием корректирующих светофильтров, которые всегда присутствуют в люксметрах.

Корректирующие светофильтры необходимы для приведения спектра света к характеристике его восприятия глазом человека.

     Сравнение измерений освещенности, выполненных люксметром ARGUS-01 и фотоаппаратом Canon digital IXUS 75, показало расхождение результатов измерений в пределах ± 15-20%.  Измерения были произведены при искусственном освещении в диапазоне 50 – 500 лк и естественном освещении в пределах 200 – 50000 лк.

 

Калибровка фотоаппарата в качестве люксметра

     В интернете можно встретить большое количество различных рекомендаций по измерению освещенности фотоаппаратом. При этом интерпретации результатов измерения разных авторов значительно различаются. Поэтому необходимо иметь простой и доступный способ калибровки фотоаппарата. Для этого понадобится источник света с хорошо повторяющимися характеристиками. Пожалуй, самым доступным источником света с заранее известными характеристиками является обычная лампа накаливания. Световой поток ламп и номинальное напряжение указывают на их упаковке.

Ни в коем случае для калибровки нельзя использовать светильник. В светильнике за счет плафона сила света может возрасти в два и более раз. Лампу следует ввернуть в обычный патрон.

      Кривая силы света (КСС) ламп накаливания имеет максимум в направлении, противоположном цоколю. Для лампы со световым потоком Ф=1000 люмен (лм) сила света I в этом направлении равна 100 кандел (кд). Для ламп с другими значениями светового потока Ф сила света I в направлении, противоположном цоколю рассчитывается по формуле:

I=100•Ф/1000=Ф/10

Освещенность Е на рабочей плоскости определяется соотношением:

Е=I•cosα/r

2,

здесь r – расстояние в метрах от спирали лампы до рабочей плоскости, на которой необходимо создать  калиброванный уровень освещенности; α –угол между направлением силы света и нормалью к рабочей плоскости. Для нашего случая угол α близок к нулю, и соответственно можно принять cosα=1.

Тогда освещенность рабочей плоскости вычислим по формуле:

Е=Ф/(10 •r²), лк

     Например, для лампы накаливания мощностью 95 Вт, имеющей световой поток 1250 лм при расстоянии от спирали лампы до рабочей плоскости 0,65 м освещенность Е=1250/10•0,65²=1250/4,225=296 лк.

      Схема осветительной установки для выполнения измерений  показана Рис. 5. Лампа подвешена в центре комнаты к потолку (проще всего подвес закрепить к люстре, если она имеется в комнате).

Подвес лампы накаливания для калибровки фотоаппарата

Рис. 5 Калибровка фотоаппарата

     Что бы ни допустить возникновения больших погрешностей необходимо выполнить следующие условия:

— лампа накаливания должна быть новой. После 500 – 700 часов работы ее световой поток может упасть на 15 и даже 20%.

— расстояние r от спирали лампы до рабочей плоскости должно быть как минимум в 5 раз меньше, чем расстояние от лампы до стен и потолка. Иначе свет, отраженный от потолка и стен, попадая на рабочую плоскость, увеличит ее освещенность. Если расстояние r превышает расстояние до стен и потолка только в 2 — 3 раза, то погрешность может составлять десятки процентов. Данную погрешность можно значительно снизить, используя защитный экран из материала с низким коэффициентом отражения.

Черная бумага имеет коэффициент отражения ρ около 0,05. Черный бархат имеет ρ, близкий к 0,01. В следующей главе будет рассказано, как измерить коэффициент отражения. Кроме того защитный экран защитит фотоаппарат от прямого излучения лампы.

— если напряжение в сети существенно отличается от номинального напряжения лампы, то необходимо ввести поправку. Величину номинального напряжения ламп накаливания наносят на ее колбу рядом с маркировкой номинальной мощности (эти обозначения так же присутствуют на упаковке лампы). При превышении напряжения в сети на  5% над номинальным напряжением лампы, ее световой поток увеличивается уже на 17,5%, (изменение напряжения на 1% изменяет световой поток на 3,5%). Соответственно световой поток уменьшается, если номинальное напряжение сети ниже номинального напряжения лампы. То есть если номинальное напряжение лампы 220 В, а измеренное напряжение  в сети составляет 230 В (превышение напряжения на 4,5%), то для лампы накаливания мощностью 95 Вт, и номинальным световым потоком 1250 лм фактический световой поток увеличится на 4,5•3,5=15.

75% и приблизительно равен 1250•1,16=1450 лм. При расстоянии от спирали лампы до рабочей плоскости 0,65 м (как в предыдущем примере) освещенность в этом случае будет равна Е=1450/10•0,65²=1250/4,225=343 лк.

      Введение поправок описано в п. 7.1.7 ГОСТ Р 54944-2012. Целесообразно использовать лампу с номинальным напряжением, близким к напряжению в сети (как правило, лампы накаливания выпускают на 220, 230 и 235 В).

 

Измерение коэффициента отражения поверхности

     При помощи фотоаппарата так же можно измерить коэффициент отражения, например, обоев. Коэффициент отражения входит в расчетные формулы при расчете освещенности и представляет собой отношение отраженного от исследуемой поверхности светового потока Ф

отр к падающему на поверхность потоку Ф_пад. Отсутствие информации о коэффициенте отражения поверхностей зачастую приводит к большим ошибкам в светотехнических расчетах. Для этого можно сфотографировать (обязательно при выключенной вспышке) фрагмент исследуемых обоев и лист белой бумаги. Бумага и обои во время фотосъемки должны находиться на одном и том же месте. Условия освещения фотографируемых поверхностей должны быть одинаковыми. Для повышения точности можно выполнить несколько измерений и результаты усреднить. Диафрагма и чувствительность ISO в обоих случаях должны быть неизменными. Вычислить коэффициент отражения исследуемой поверхности ρ _иссл. можно по формуле:

ρ_иссл.  = 0,82• t₁/ t₂

Здесь число 0,82 – коэффициент отражения эталонной поверхности (листа ватмана),

t₁— знаменатель выдержки при фотографировании исследуемого образца, t₂— знаменатель выдержки при фотографировании листа белой бумаги.

     Если фотоаппарат позволяет определять выдержку после его наведения на исследуемую плоскость по экрану дисплея фотоаппарата, то саму фотосъемку производить не обязательно.

     На Рис. 6 показана фотография обоев на стене, выполненная при искусственном освещении. Далее на место сфотографированных обоев был помещен лист ватмана и так же сфотографирован. Положение фотоаппарата в обоих случаях зафиксировано в одном месте.

 Исследуемые обои

Рис. 6 Фрагмент обоев

 

     При измерении коэффициента отражения показанных на Рис. 6 обоев диафрагма фотоаппарата имела значение 2,8. Чувствительность матрицы фотоаппарата ISO = 80. При фотографировании обоев выдержка составила величину t₁= 1/10 секунды. При замещении обоев белой бумагой выдержка равна t₂= 1/13 секунд.

     Коэффициент отражения белой бумаги ρ_бумага можно принять равным 0,82. Тогда искомый коэффициент отражения обоев ρ_обои  определим как: ρ_обои  = 0,82•10/13=0,63. После усреднения серии измерений при естественном и искусственном освещении коэффициент отражения данного образца обоев снижен до 0,55.           

     На Рис. 7 показана таблица с рассчитанными коэффициентами отражения. Здесь значения выдержек при калибровке (на желтом фоне) соответствуют выдержке t₂ при наведении фотоаппарата на лист белой бумаги, а в режиме измерения t₁— наведение фотоаппарата на исследуемый образец.

 

Таблица для измерения коэффициентов отражения 

Рис. 7 Таблица для измерения коэффициентов отражения

     При измерении коэффициента отражения тканей следует учитывать светопропускную способность ткани. Для минимизации влияния отражения света от поверхности, на которой лежит ткань, желательно в качестве этой поверхности использовать лист черной бумаги.

     Погрешность измерения довольно велика и в первую очередь определяется шагом переключения выдержки фотоаппарата. А так же различием отражательных свойств исследуемых образцов и ватмана.

     При измерении отражающих свойств поверхностей в светотехнических лабораториях используют специальные фотометрические шары, позволяющие выполнить измерения с высокой точностью. Для измерений в домашних условиях описанные в статье методы вполне приемлемы.

      Примерные коэффициенты отражения поверхностей различных цветов показаны на Рис.8. Измерения выполнены при солнечном свете.

Коэффициенты отражения различных поверхностей

Рис.8 Коэффициенты отражения различных поверхностей

№1 – 0,05; №2 – 0,08 ; №3 – 0,1; №4 – 0,13; №5 – 0,21; №6 – 0,35; №7 -0,55 ; №8 – 0,55; №9 – 0,55.

     Синие и зеленые цвета в зависимости от их насыщенности (светлые тона, темные тона) могут иметь коэффициент отражения от 0,15 до 0,6. Красные цвета имеют коэффициент отражения от 0,1 до 0,3.

     Следует обратить внимание, что фотографии одних и тех же поверхностей, снятых при естественном и искусственном освещении могут иметь различный вид. Например, поверхность №8 на Рис. 8, это те же обои, что и на Рис. 6. Но, показанные на Рис. 6 обои сняты при искусственном освещении, а на Рис. 8 — при естественном.  

 

    К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)

27.07.2015 г.

Проблематика измерения скорости света / Блог компании ITSOFT / Хабр

Человечество исследует свет как физическое явление уже больше 2000 лет. Может сложиться впечатление, что этот феномен досконально изучен. Но не все так однозначно. На некоторые вопросы до сих пор нет однозначного ответа.

Как все начиналось

Вообще, при изучении света у ученых всегда возникали различные сложности. Для античных ученых проблемой являлось определение самой природы света. Некоторые из них объясняли способность человека видеть лучами, идущими из глаз. А римский писатель Лукреций, наоборот был близок к истине. В своих трудах он писал о том, что свет и тепло состоят из маленьких движущихся частиц, но, к сожалению, его идеи не обрели популярности. В итоге, сформированная в античности точка зрения о бесконечной скорости света была основной до 17 века.

17 век стал началом активного изучения природы света. Изобретение телескопа, корпускулярная теория света Ньютона и Декарта, волновая теория Гука и Гюйгенса, а также первая оценка скорости света Олафа Рёмера. Изучая затмения спутников Юпитера, он заметил, что время затмений отклоняется от усредненного расписания, в зависимости от расстояние между Землей и Юпитером. Когда оно увеличивается, то затмения отстают от расписания, и наоборот. Рёмер связал этот факт с тем, что свет проходит больший или меньший путь, в зависимости от положения планет. К сожалению, у ученых 17 века, в том числе и Рёмера, не было возможности достаточно точно измерить время и расстояния. Поэтому, пользуясь доступными ему средствами, он рассчитал скорость света и получил 220000 км/с.

Рисунок из статьи Рёмера. Рёмер наблюдал затмения в точках E. K. L. H, G, F

Как обстоят дела сегодня

Если 17 век можно охарактеризовать отсутствием необходимых технологий, то в наше время с этим проблем нет. Высокочастотные лазеры, невероятно точные часы. Но возникает другая проблема — практическая реализация измерения скорости. Представим измерение скорости света. Возьмём точные часы, источник света, например лазер, и зеркало. Включим лазер и измерим, за какое время луч пройдет от лазера до зеркала и обратно. Поделим два расстояния от лазера до зеркала на время и получим скорость света. В ходе такого эксперимента мы получим двустороннюю скорость света. Двусторонняя, потому что свет во время измерения проходит один и тот же путь два раза(от лазера до зеркала и обратно). В чем может быть проблема? Возможно, скорость света явление анизотропное, то есть имеет различное значение в разных направлениях. Например. в одну сторону луч движется со скоростью c/2, а возвращается мгновенно. Различия могут быть менее существенными, например в несколько процентов. Но для того, чтобы подтвердить или опровергнуть эту теорию необходимо измерить одностороннюю скорость света.

Схема измерения скорости света

Одновременность и синхронизация Эйнштейна

Для измерения односторонней скорости света мы не обойдемся одними часами как в случае измерения двусторонней скорости (т. е. по замкнутой траектории). Самого понятия «односторонняя скорость» нет, пока мы не определим, что такое «одно и то же время» в двух разных местах. Поэтому понадобится пара часов, чтобы измерить время старта и финиша по одной временной шкале. Для этого нужно синхронизировать часы. Именно от того, каким образом мы сделаем это, зависит измерение величины односторонней скорости. Таким образом, одновременность двух событий в одной системе отсчета, разделенных расстоянием определяется соглашением о том, как синхронизировать часы в этих двух точках. В работе «К электродинамике движущихся тел» Эйнштейн предложил схему, которая названа «синхронизацией Эйнштейна». Согласно ей, односторонняя скорость света равна двусторонней независимо от направления. В той же работе Эйнштейн писал: «…это не предпосылка и не гипотеза о физической природе света, а требование, которое я делаю на основании свободного выбора, чтобы получить понятие одновременности».

Синхронизация Эйнштейна. Время t’ вторых часов определяется таким образом, чтобы оно равнялось половине времени, за которое свет проходит расстояние 2*AB

База, который час?

Как изменится понимание процессов во вселенной, если окажется, что односторонняя скорость света не одинаковая в разных направлениях? Представим себе такую картину: офис NASA на Земле хочет синхронизировать часы с космической станцией. Допустим, что свет от Земли до станции и обратно проходит за 20 минут. Офис отправляет сообщение в 12:00. Если односторонняя скорость света равна c, то сигнал дойдет до станции за 10 минут. Экипаж устанавливает свои часы на 12:10 и шлет ответ Земле, который дойдет в 12:20. Теперь представим, что до станции односторонняя скорость света равна c/2, а обратно свет доходит мгновенно. Офис также отправляет сообщение в 12:00. Сигнал доходит до станции в 12:20, но экипаж думает, что односторонняя скорость света равна c, поэтому устанавливает часы на 12:10 и шлет ответ офису, который доходит мгновенно. Земля получает сообщение, в котором говорится, что время на станции установлено на 12:10, причем сигнал получен Землей в 12:20. Для наблюдателя ничего не изменилось, но часы в обоих случаях синхронизированы по-разному.

Пространственно-временная диаграмма. Для наблюдателей два случая идентичны, но часы синхронизированы по-разному

Современные исследования

Периодически, возникают исследования, заявляющие о том, что односторонняя скорость света определена. В 2009 году в октябрьском выпуске «Американского физического журнала» вышла статья о том, как группа ученых нашла способ определить одностороннюю скорость света. Но через определенное время различные ученые опровергли представленный метод и показали, что в ходе исследования была измерена двусторонняя скорость

Текст статьи можно найти на сайте журнала

На сегодняшний день мы не знаем величину односторонней скорости света. Зачем об этом вообще говорить, если общепринятые физические модели работают. Если нельзя определить одностороннюю скорость света, то имеет ли смысл понятие одновременности для двух объектов, разделенных расстоянием? Возможно, это просто случайная причуда Вселенной, а может быть ключ к следующей смене парадигм к физике.

---

Дата-центр ITSOFT — услуги размещения и аренды серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. За последние годы UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.

Термины и определения

Подробности

Категория: Информация RU

Основные термины и определения: *

СВЕТ, электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (4,01014-7,51014 Гц). Длина волн от 760 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый). В широком смысле — то же, что и оптическое излучение.

СВЕТОВАЯ ВОЛНА, электромагнитная волна видимого диапазона длин волн. Частота световой волны (или набор частот) определяет «цвет». Энергия, переносимая световой волной, пропорциональна квадрату ее амплитуды.

ОСВЕЩЕНИЕ, создание освещенности поверхностей предметов, обеспечивающее возможность зрительного восприятия этих предметов или их регистрации светочувствительными веществами или устройствами.

ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (видение), дающее около 90% информации, получа-емой человеком от окружающего его предметного мира.

СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, величины, характеризующие процессы излучения и распространения света, которые могут быть оценены по зрительному ощущению: световой поток, светимость, освещенность , сила света, яркость.

СВЕТОВОЙ ПОТОК, мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению или по ее действию на селективный приемник света. В СИ измеряется в люменах (лм).

ЛЮМЕН (от лат . lumen — свет), единица светового потока; обозначается лм. 1 лм — световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср при силе света 1 кандела .

ТЕЛЕСНЫЙ УГОЛ, часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью. Ед. измерения телесного угла называют стерадианом .

СТЕРАДИАН (от греч . stereos — телесный, пространственный и радиан), телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равновеликую площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. ср. Полная сфера образует телесный угол, равный 4 ср. Стерадиан имеет лишь теоретическое и расчетное значение. Например, телесному углу в 1стер соответствует плоский угол между образующими конуса в 65°32′.

СВЕТИМОСТЬ, величина полного светового потока, испускаемого единицей поверхности источника света. В СИ измеряется в лм/м2 .

ОСВЕЩЕННОСТЬ, величина светового потока, падающего на единицу поверхности, измеряется в люксах .

ЛЮКС (от лат . lux — свет), единица освещенности СИ; обозначается лк. 1 лк — освещенности поверхности пл. 1 м2 при падающем на нее световом потоке, равном 1 лм.

ЛЮКСМЕТР (от лат . lux — свет и …метр), прибор для измерения освещенности, один из видов фотометров. Простейший люксметр состоит из фотоэлемента и микроамперметра, проградуированного в люксах.

СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ — кандела (кд).

КАНДЕЛА (от лат . candela — свеча), единица силы света (светового потока на единицу телесного угла).Кд — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

ЯРКОСТЬ, характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. В системе СИ измеряется в канделах на м2 .

СВЕТОВАЯ ОТДАЧА источника света, световой поток, получаемый на единицу затраченной мощности. В СИ измеряется в лм/Вт.

СВЕТЛОТА, безразмерная величина, используемая для количественной оценки различия между зрительными (световыми) ощущениями, вызываемыми 2 смежными одноцветными поверхностями.

СВЕТОТЕХНИКА, область науки и техники, предмет которой — исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения, измерения характеристик оптического излучения(света) и преобразования энергии света в др. виды энергии. С . охватывает также вопросы конструкторской и технологические разработки источников света ( ИС ), осветительных, облучающих и светосигнальных приборов и устройств, систем управления ИС , вопросы нормирования, проектирования, устройства и эксплуатации светотехнических установок.

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (от лат . lumen,) свечение веществ при данной температуре и возбужденное какими-либо источниками энергии. Возникает под действием света, электрического поля, радиоактивного и рентгеновского излучений при химических реакциях, при механических воздействиях.

ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, источник света с излучателем в виде проволоки (нити или спирали) из тугоплавкого металла (обычно W), накаливаемой электрическим током до температуры 2500-3300 К. Световая отдача лампы накаливания 10-35 лм/Вт; срок службы от 5 до 1000ч. Изобретена в 1872 А. Н. Лодыгиным, усовершенствована Т. А. Эдисоном в 1879.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА, газоразрядный источник света низкого давления, световой поток которого определяется в, основном, свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Световая отдача до 85 лм/Вт, срок службы до 10-15 тыс. ч. Применяются ЛЛ , главным образом, для общего и местного освещения.

ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, лампа накаливания, в состав газовой смеси которой, кроме инертного газа, входят галогены металлов(обычно йод или бром). При одинаковой с обычной лампой накаливания мощности, имеет меньшие размеры, большую световую отдачу, срок службы и лучшую стабильность светового потока.

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, газоразрядные приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения при прохождении электрического тока через газы (чаще всего инертные), пары веществ (напр., пары ртути) или их смеси. В соответствии с непосредственным источником излучения различают газосветные (неоновые, ртутные, натриевые, металлогалогенные, ксеноновые), люминесцентные и др. Применяют ГИС главным образом для освещения, облучения и сигнализации.

ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА, эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цвет излучения ощутимо влияет на т.н. цветовое впечатление освещённого объекта и ЦТ является одной из его характеристик. Наиболее часто встречающиеся ЦТ для ламп: тепло-белый (~2700-3000К), холодно-белый(~4000-4200К), дневной(~6000-6500К). Шкала коррелированной ЦТ позволяет определить градации спектрального распределения для разных ИС в сравнении с цветом стальной заготовки, раскалённой до определённой температуры.Чем выше температура (К), тем более преобладающим становится в светчении холодный, белый оттенок. Такое распределение оттенков выражается в градусах Кельвина. С некоторой степенью достоверности для описания спектрального распределения света предлагаем таблицу.

ИНДЕКС ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ ( Ra ), показатель, также характеризующий цветовое впечатление, от цветопередающих свойств источника света. ИЦ завитсит от величины прерывистости спектра излучаемого света и тем выше, чем он непрерывнее. Этот показатель выше у ламп накаливания и ниже у газоразрядных. Максимальное значение ИЦ равно 100 и соответствует прекрасной цветопередаче. Не следует путать ИЦ с цветовой температурой, это разные параметры. В практике используется 3 квалитета ИЦ :
удовлетворительный – Ra < 80 ;
хороший, нормальный – 80 <= Ra <= 90;
отличный -90 <=Ra <= 100.

Измерение синего света | UPRtek

Ручной спектрометр UPRtek для измерения синего света

Много говорилось о вредном “синем свете”, который относится к видимой синей области от 400 до 450 нм (более коротковолновая область синего цвета). Его также называют светом HEV (высокоэнергетический видимый свет) и подозревают, что он вызывает повреждение клеток сетчатки и возрастную дегенерацию желтого пятна (AMD). Пациентам с катарактой необходимо сделать операцию по замене искусственного хрусталика, поскольку хрусталик становится мутным и вызывает потерю зрения. Но искусственный хрусталик не может фильтровать синий свет, поэтому пациенты после операции по удалению катаракты более подвержены воздействию HEV, поскольку часть хрусталика, которая желтеет с возрастом, удаляется и больше не может эффективно поглощать синий свет HEV. (Желтый – дополнение синего). В ответ на эту проблему, ручной спектрометр UPRtek охватывает диапазон видимого света,он может помочь вам эффективно измерить энергию синего света и избежать повреждений, вызванных синим светом.

 

 

Обнаружение синего света на экране компьютера

Возможно, вы слышали, что воздействие HEV в ночное время также упоминается в подавлении подавления мелатонина (гормона сна), вызывающего нарушения сна, нарушая наши циркадные (24-часовые) ритмы. Синий свет можно найти от солнечного света, но все, что разработано вокруг светодиодов, телевизоров, компьютерных мониторов, лампочек, потенциально может подвергнуть вас свету HEV. Спектрометр UPRtek MK350 может легко выявить HEV, который подвергается воздействию окружающей среды на диаграмме цветового спектра. Изображение ниже было получено спектрометром MK350S с использованием программного обеспечения uSpectrum для ПК. MK350 показывает значительное снижение интенсивности HEV, просто уменьшая синие цветовые тона на панели настройки цвета монитора. Сначала монитор может казаться неприятно желтоватым, но глаза быстро привыкнут к нему.К продуктам, фильтрующим синий свет, относятся солнцезащитные очки, которые блокируют часть света HEV. Есть экранный фильтр монитора компьютера и даже монитор с низким уровнем синего света.

 

Действительно ли эффективен продукт против синего света?

Вот несколько примеров использования режима передачи MK350S, чтобы узнать, действительно ли продукты с защитой от синего света на рынке соответствуют тому, что написано.

 

Опасности синего света и измерения

По словам эксперта по исследованию синего света, он сказал нам, что чем ближе расстояние между источником света и человеческим глазом, тем выше интенсивность света, тем выше и вред от синего света. Вообще говоря, будь то дома или в коммерческих помещениях, осветительные приборы расположены на высоте более 1 метра от глаз человека, поэтому не нужно беспокоиться об опасности синего света. С другой стороны, некоторые специфические занятия для определенных профессий, такие как: фотография с использованием света высокой интенсивности и стоматологического освещения … и так далее, синий свет используется на небольшом расстоянии между глазами человека, риск опасности синего света выше . Вы также должны подумать об электронных продуктах 3C, которые каждый день используются прямо у вас на глазах. В новый портативный спектрометр UPRtek MK350S Premium добавлен стандарт IEC TR 62778 Blue Harzard Measurement,это поможет вам эффективно избежать повреждения синим светом.

Измерение уровня освещенности

Аттестат об аккредитации лаборатории «Охрана. Безопасность»

Освещенность помещения — один из важнейших для жизни и работоспособности человека параметров, зачастую недооцененный. Электрическое освещение, полностью вытеснив все прочие виды, настолько прочно вошло в повседневную жизнь людей, что фактор его физиологического влияния на работоспособность и здоровье человека порой оказывается попросту забытым.

Электромагнитный спектр, в котором находится природное видимое освещение, составляет 400-760 нм. Он является наиболее комфортным для глаза, влияя не только на видимые ощущения, но и на общее состояние человека: функционирование памяти, эндокринного аппарата, утомляемость, настроение и т. д. Слишком яркий или, напротив, чрезмерно тусклый искусственный свет, даваемый электрической лампой, может повредить не только рабочему процессу, но и состоянию здоровья людей.

 

---

Нормативы освещенности

Расчет уровня освещенности регламентируется принятыми требованиями, прописанными в санитарных (СанПин) и строительных (СНиП) правилах. С 2012 года в России действует собственный стандарт определения освещенности на основе системы ГОСТ — ГОСТ Р 54944-2012.

Сами лучи света, испускаемые источником, измеряются в люменах (лм) и имеют формулу измерения единицы света, падающей на единицу поверхности. Ну а количество света, попадаемое на поверхность, измеряется в люксах (лк).

Примерами расчета освещенности может служить:
Естественная солнечная освещенность днем — 10000 лк.
Естественная освещенность в пасмурный день — 1000 лк.

Минимальная освещенность рабочей поверхности составляет 30 лк, но такая величина не является комфортной для глаз и состояния здоровья человека.

Нормативы уровня освещенности варьируются для разных видов работ:

• От 60 лк на складах и в подсобных помещениях до 2000 лк в промышленных цехах и при тонких работах, требующих повышенного внимания.
• В отдельных случаях (например, при хирургических операциях) освещенность рабочей зоны должна составлять не менее 5000 лк.
• Освещение при работе в офисе должно составлять около 300 лк. При работе с компьютером — не менее 500 лк.
• Основные требования, предъявляемые к искусственному освещению в рабочей и бытовой зоне:
• Свет должен быть постоянным (не мигающим), равномерным, комфортной для глаз яркости;
• Уровень освещенности должен быть приближен к естественному;
• Источник освещения должен соответствовать требованиям пожарной безопасности, не издавать шума, не нагревать помещение, быть удобным для поддержания гигиенической чистоты.

---

Проведение измерений уровня освещенности

Основным прибором, предназначенным для измерения освещенности является компактный и мобильный люксометр, в основе работы которого лежит фотоэлемент. Результаты измерений света, попадающего на фотоэлемент, выводятся на дисплей, и специалисты, обученные работать с прибором, могут проанализировать факторы освещенности с учетом всех нормативов, погрешностей и рекомендаций.

Лаборатория ООО «Охрана. Безопасность», входящая в состав компании «Аттэк», аккредитована на проведение измерений освещенности в рабочих и бытовых помещениях. Мы располагаем современными и высокоточными измерительными приборами, обширным опытом в своей сфере и квалифицированными специалистами, которые быстро и качественно проведут анализ освещенности конкретной зоны.

---

Также Вы можете заказать у нас:

Измерение искусственной освещённости и пульсаций

Оглавление:

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СВЕТОВОЙ СРЕДЫ

---

Измерение искуственной освещенности в дневное время.

В МУК 4.3.2812-10 устанавливаются требования, что допускается производить измерения искусственной освещённости и коэффициента пульсаций только, если естественный фон освещённости в обследуемой точке не превышает 10% от измеряемой искусственной освещённости. То есть это означает, что для большинства помещений с внешними окнами такие измерения должны проводиться в тёмное время суток. Такие требования введены для того, чтобы устранить влияние на результаты измерений естественного дневного освещения.

Наличие в обследуемых помещениях окон даже относительно небольших размеров приводит к существенному искажению результатов измерений искусственной освещённости и коэффициента пульсаций, особенно в солнечные дни.

Возможность проведения измерений искусственной освещённости и пульсаций в тёмное время суток зачастую осложняется ещё и тем фактом, что на многие объекты доступ в нерабочее или ночное время закрыт. При этом отсутствует возможность организовать персонал этих объектов для предоставления доступа на них в ночное время.

Ещё одним препятствием для проведения измерений искусственной освещённости и её коэффициента пульсаций в тёмное время суток, является полярный день, устанавливающийся летом во многих северных регионах России. Круглосуточное присутствие солнечного света делает невозможным проведение таких измерений в течение нескольких месяцев.

Измерения освещённости с вычитанием естественного фона.

Решением проблемы наличия естественного фона при проведении измерений искусственной освещённости могли бы служить измерения при закрытых светонепроницаемыми материалами окнах (шторы, жалюзи, ставни и т.п.). Однако далеко не всегда существует возможность закрыть оконные проёмы, особенно в производственных, общественных и офисных зданиях с большой площадью остекления.

В таких случаях единственным способом провести измерения искусственной освещённости остаётся метод вычитания естественного фона из значения общей (суммарной) освещённости. В основе этого метода лежит тот факт, что в каждой точке пространства результирующая освещённость представляет собой сумму всех освещённостей, создаваемых в данной точке каждым отдельным источником света:

где Е1, Е2, Е3,…..,ЕN – освещённость, создаваемая в данной точке источниками света номер 1, 2, 3, …., N.

То есть, при наличии естественного и искусственного освещения, общая освещённость будет представлять собой их сумму:

где Еест – фон естественной освещённости, Еиск – значение искусственной освещённости.

На примере, приведённом на Рис.1, мы видим,

что фон естественной освещённости 100 лк (Еест , желтая линия) добавился к уровню искусственной освещённости 200 лк (Еиск , синяя линия) и суммарный уровень освещённости составил 300 лк (Е, зелёная линия).

Таким образом, если при выключенном искусственном освещении в обследуемой точке измерить освещённость, обусловленную наличием естественного освещения, и вычесть её из значения суммарной освещённости в этой же точке, то мы получим значение искусственной освещённости:

Границы основной относительной погрешности результата измерений, выполненных таким способом, при условии незначительности вклада случайной составляющей, можно оценить как θ = 1,1√2 θпр , где θпр – относительная погрешность средства измерения, ( θ = 12,5%, при θпр = 8% ), при доверительной вероятности P = 0,95.

Измерения искусственной освещенности с вычитанием естественного фона можно выполнить, например, обычным люксметром-пульсметром-яркомером “Эколайт-02”. Однако необходимо учитывать, что проведение таких двухэтапных измерений возможно только при условии, что, в течение того времени пока будут выполняться оба этапа измерения, уровень естественной освещенности будет оставаться постоянным. Т.е. такие измерения следует проводить в условиях максимально стабильной световой обстановки, а именно:

• плотная облачность;
• отсутствие движения людей и объектов в районе точки измерения;
• минимальное время между этапами измерения
• и т.п.

Измерение коэффициента пульсаций искусственного освещения в условиях присутствия фона естественного освещения.

Мы описали способ измерения искусственной освещенности при наличии естественного фона. Даже показали, как это можно сделать при помощи обычного люксметра и ручного пересчёта результатов измерений. Однако такой метод нельзя напрямую применить к измерению коэффициента пульсаций искусственного освещения. Проиллюстрируем это на примере.

Если посмотреть на Рис.2, то можно увидеть, что в нашем примере максимальное значение пульсаций искусственного освещения (синяя кривая) Емакс = 200 лк, при этом минимальное значение Емин = 100 лк. Тогда, по формуле вычисления коэффициента пульсаций из статьи “Пульсации освещённости и яркости” мы получим, что:

т.е. Кп = (200-100) / (200+100) = 100/300 = 33.3%.

Однако, если мы измерим обычным люксметром-пульсметром (например, тем же “Эколайт-02”, который нам здорово помог в предыдущем примере с вычитанием фона) коэффициент пульсаций суммарной (искусственной и естественной) освещенности, то, при наличии фона естественной освещенности Еест = 100 лк (жёлтая прямая), получим уже значения для суммарной освещенности (Рис.2, зелёная кривая) Емакс = 300 лк, Емин = 200 лк. Подставляя эти значения в формулу (4), получим:

Кп = (300-200) / (300+200) = 100/500 = 20% (!).

Занижение коэффициента пульсаций освещенности происходит из-за добавки постоянного уровня от естественного освещения. Поскольку, обычный люксметр не может учитывать при расчётах коэффициента пульсаций присутствие естественного фона, то таким прибором измерить пульсации искусственного освещения, при наличии естественного фона, НЕВОЗМОЖНО!!!

Тем не менее, есть способ получить правильное значение коэффициента пульсаций искусственного освещения при наличии естественного фона. Для этого надо перед расчётом Кп вычесть из максимального (Емакс) и минимального (Емин) значений суммарной освещённости значение фона в данной точке. Осуществив указанное вычитание фона, мы получим следующее выражение для коэффициента пульсаций:

Упрощаем и получаем следующую формулу:

Действуя по такому алгоритму мы получим истинное значение коэффициента пульсаций искусственного освещения. Попробуем посчитать по нему Кп из нашего примера на Рис.2., где у нас уровень естественной освещённости Еест = 100 лк (жёлтая прямая), максимальное значение освещённости Емакс = 300 лк и минимальное значение освещённости Емин = 200 лк. Вычисляем по формуле (5) коэффициент пульсаций искусственного освещения с учётом естественного фона:

Кп = (300-200) / (300+200-2×100) = 100 / (500-200)= 100/300 = 33.3%

Мы видим, что, проведя вычисления по предложенному алгоритму, мы получили то же значение коэффициента пульсаций искусственного освещения, что и при его расчёте в условиях отсутствия естественного фона. То есть, если в люксметре-пульсметре реализован такой алгоритм расчёта коэффициента пульсаций с учётом наличия естественного фона, то, в результате, мы будем получать правильное значение. Конечно же, при соблюдении тех же требований к условиям проведения таких измерений, что были сформулированы выше для проведения измерений искусственной освещённости с учётом наличия естественного фона.

Погрешность измерений коэффициента пульсаций искусственной освещенности при наличии естественного фона можно оценить величиной основной относительной погрешности средства измерения, которая для данного параметра составляет 10%.

Как измерить коэффициент пульсаций искусственного освещения при наличии естественного фона при помощи люксметра-пульсметра “Эколайт-01”.

Предложенный алгоритм измерения пульсаций искусственного освещения при наличии естественного фона реализован в люксметре-пульсметре-яркомере “Эколайт-01”. В этом приборе существует специальный режим измерений с учётом наличия естественной освещённости. Приведём фрагмент с описанием этого режима из Руководства по Эксплуатации, к “Эколайт-01”.

2.3.4.5. Измерение освещённости и пульсаций с учётом уровня фоновой освещённости осуществляется в режиме остановки текущего измерения выбором пункта меню “Учёт фона”.

Перед запуском режима измерений с учётом фона необходимо оставить только источник фоновой освещённости (например, погасить все искусственные источники света). После запуска режима измерений с учётом фона, прибор на первом этапе, в течение 10 секунд, переходит в режим измерения и усреднения фонового значения освещённости (Рис.10).

После запуска режима измерения с учётом фона, в верхней информационной строке появляется мигающий значокинформирующий пользователя, о включении этого режима.

ВНИМАНИЕ!!! При измерении усреднённого фонового значения освещённости категорически запрещается совершать действия,которые могут привести к искажению результата его измерения. Например, менять положение фотоголовки, изменять световую обстановку в точке измерения (включение/выключение источников света, открытие/закрытие оконных и дверных проёмов, перемещение предметов и лиц в окрестности фотоголовки и т.п.).

После окончания измерения фоновых значений освещённости, прибор переходит в режим отображения уровня общей освещённости за вычетом только что полученного значения фоновой освещённости. Т.к. на данном этапе выключенные источники света ещё не включены, то показания освещённости равны нулю (или близки к нему). (Рис.11)

После включения источников света, на экране БОИ-01 будет отображено значение освещённости, полученной в результате вычитания из общего уровня освещённости уровня фоновой освещённости. Во второй строке представлено значение пульсаций включённых источников света, которое рассчитывается ПОСЛЕ(!) вычитания фоновых значений, что позволяет избежать искажения коэффициента пульсаций при использовании метода вычитания фона “вручную”. (Рис.12).

ВНИМАНИЕ!!! Функция “Учёт фона” обеспечивает достоверность проведённых измерений ТОЛЬКО при соблюдении следующих условий:

• измерения фона и последующей общей освещённости производятся в одной точке пространства;
• при измерениях исключены перемещения и смена ориентации фотоголовки;
• при измерении исключены колебания значений фона;
• измерение фона и последующее измерение общей освещённости должны быть проведены в максимально возможное короткое время, чтобы минимизировать неизбежные изменения фона во времени.

Прибор измерения цветовой температуры источников света LM 10

Прибор измерения цветовой температуры источников света LM 10

Мультианализатор для определения цветовой температуры и общего качества источников света. Прибор работает как в видимом диапазоне, так и в УК и ИК при использовании дополнительных зондов. Рабочий диапазон в видимом диапазоне: 480 … 660 nm, в ИК-диапазоне 800 … 1100 nm, в УФ-диапазоне 200 … 370 nm.

Прибор измерения цветовой температуры источников света LM 10 является инновационным устройством, которое определяет качество света у его источника. Универсальное применение делает данный прибор мультианализатором освещения. Помимо датчика освещенности, который измеряет видимый спектр между 480 и 660 нм, вы также можете приобрести датчики для инфракрасного спектра от 880 до 1100 нм, ультрафиолетового спектра от 200 до 370 нм, для цветовой температуры или Вы можете также применить датчик с 6 спектральными полосами на выбор. Для каждой освещенности в зависимости от соединительного датчика прибор показывает процент мерцания источника света (в процентах), а также соответствующую частоту.

Частота мерцания также может озвучиваться с помощью интегрированных динамиков в качестве звукового сигнала. Чтобы обеспечить хорошую слышимость данного сигнала даже в шумных местах, прибор имеет возможность подключения наушников. Многофункциональный дисплей отображает текущий показатель измеряемого параметра, информацию о состоянии регистратора и заряде батареи, а также подключенные датчики и воспроизведение звука.

Прибор измерения цветовой температуры источников света LM 10 оснащен подсветкой. Модернизированные модели прибора LM 10, имеют также память, USB и выходное напряжение.

Особенности:

• показывает освещенность
• частота мерцания от 50 Гц до 400 кГц
• звуковой сигнал для мерцания
• измеряет цветовую температуру и спектр
• регистрирует данные для длительного хранения
• различные датчики (как опция)
• работает от батарей
• два режима работы

Как измерить свет в фут-свечах, люменах и люксах

Как определить уровень освещенности, необходимый для различных применений, чтобы добиться оптимального освещения и безопасности, а также визуального комфорта? Мы часто покупаем наши лампочки в соответствии с их потребляемой мощностью, не зная, какое количество света они излучают. Как мы измеряем свет? В осветительной индустрии мы часто говорим о фут-свечах, люменах и люксах. Ниже приведены основные справочные сведения, которые помогут вам измерить свет.

Фут-свеча

Вот простая иллюстрация, которая поможет вам понять измерение фут-свечи.Представьте, что вы устанавливаете свечу на расстоянии 0,30 метра (1 фут) от плоской стены, на которой мы нарисовали квадрат размером 0,09 квадратных метра (1 квадратный фут). Один люмен на квадратный фут будет освещать эту поверхность.

Фут-свеча — это наиболее распространенное средство измерения освещения в отрасли. Почему мы все еще используем слово «свеча» для измерения света в наши дни? Объяснение этого выбора восходит к происхождению самой свечи. Когда люди начали измерять интенсивность света, свечи были наиболее распространенным доступным источником света.

В то время промышленность по производству свечей обеспечивала последовательный, устойчивый, чистый и эффективный способ измерения света. Таким образом, мы используем это известное выражение и по сей день.

Люмен и люкс

Просвет — важная единица: он измеряет общее количество видимого света, излучаемого данным источником. Все остальные измерения основаны на просвете. Измерение просвета возникло из базовой концепции фут-свечей. Это может быть более или менее проиллюстрировано изображением, показанным здесь.Сегодня существует более научное определение, но этот рисунок помогает визуализировать просвет.

Представьте себе свечу, установленную в центре сферы диаметром 0,60 метра (2 фута). Если мы прорежем отверстие размером 0,09 квадратных метра (1 квадратный фут) в центре этой сферы, то свет, который проходит сквозь него, будет тем, что мы определяем как просвет.

Фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут. Это британская мера. В метрической системе просвет измеряется квадратным метром или люксом.Таким образом, фут-свеча эквивалентна приблизительно 10 люкс или 10,57 люкс.

Более высокое количество люменов указывает на более яркий и интенсивный свет, тогда как меньшее количество люменов соответствует более тусклому, более приглушенному освещению.

Как измерить люмен или люкс

На самом деле люмены измерить довольно сложно: обычно требуются лабораторные исследования. Следовательно, если вы хотите узнать количество люменов, излучаемое вашей лампой или осветительным прибором со встроенной лампой, вы можете обратиться к упаковке продукта или обратиться к каталогу светильников.

Переход от ватт к люменам

Имеет смысл оценивать количество света в соответствии с потребляемой лампой ватт. Если вы хотите заменить лампочку, следуйте этому простому практическому правилу, чтобы преобразовать ватты в люмены и наоборот.

Сколько вам нужно освещения?

Обычно мы устанавливаем оптимальные требования к освещению, исходя из потребности в подходящих ножных свечах. Как определить наилучшее количество освещения для вашего конкретного приложения? Общество инженеров освещения Северной Америки (IES) установило ряд руководящих принципов, с которыми вы, возможно, захотите ознакомиться.

Ниже приводится инфографика, в которой изложен ряд рекомендаций по определению количества люменов, необходимого для освещения различных комнат вашего дома:

Свяжитесь с одним из наших специалистов по освещению. Эта оценочная услуга по промышленному или коммерческому применению предоставляется бесплатно.

Свяжитесь с нами

люмен и люкс — определение светового потока

Из Википедии, бесплатная энциклопедия

люкс — производная единица, основанная на люмене, а люмен — это производная единица, основанная на канделе.

Один люкс равен одному люмену на квадратный метр, где 4π люмен — это полный световой поток источника света силой в одну канделу:

1 люкс = 1 люмен / кв.м

Как и в других единицах СИ , Можно использовать префиксы SI, например килолюкс (klx) равен 1000 люкс.

Люмен определяет световую энергию, излучаемую источником света. LUX, с другой стороны, определяет «плотность света» по площади поверхности и зависит от конструкции светильника. Например, параболический отражатель концентрирует световое излучение лампочки и, следовательно, увеличивает выходную мощность лампы в люксах.

Световой поток лампочки измеряется производителем лампы с помощью откалиброванного очень дорогого устройства для измерения освещенности. Покупатель лампы не может измерить или подтвердить световой поток лампы. С другой стороны, значение люкс осветительной арматуры легко измерить с помощью недорогих люксметров.

При измерении лампочек разница между люменами и люксами состоит в том, что люминесценция — это ОБЩИЙ ВЫПУСК лампы, а в люксах учитывается площадь, на которую проецируется световой поток.Следовательно, световая мощность источника света зависит от модификатора света (отражателя), предназначенного для концентрации света. Поток в 1000 люмен, сконцентрированный на площади в один квадратный метр, освещает этот квадратный метр яркостью 1000 люкс. Те же 1000 люмен, расположенные на площади десяти квадратных метров, дают яркость диммера всего 100 люкс. Математически 1 лк = 1 лм / м2.

Отдельный люминесцентный светильник мощностью 12000 люмен может осветить жилую кухню яркостью 500 люкс.Чтобы осветить заводской пол площадью в десятки раз больше кухни, потребовались бы десятки таких светильников. Для освещения большей площади до того же уровня люкс требуется большее количество люменов.

Люкс по сравнению с фут-канделей

Одна фут-кандела ≈ 10,764 люкс. Фут-кандела (или люмен на квадратный фут) — внесистемная единица яркости. Как и BTU, он в основном широко используется только в Соединенных Штатах, особенно в строительной инженерии и в строительных нормах и правилах. Поскольку люкс и фут-кандела — это разные единицы измерения одного и того же количества, вполне допустимо преобразование фут-кандел в люкс и наоборот.

Название «фут-свеча» передает «освещенность, отбрасываемую на поверхность источником в одну канделу на расстоянии одного фута». Как бы естественно это ни звучало, этот стиль названия сейчас не одобряется, потому что формула измерения для единицы измерения — это не фут-кандела, а люмен / кв. Фут. Однако некоторые источники отмечают, что «люкс» можно рассматривать как » метр-свеча »(т. е. освещенность поверхности источником в одну канделу на расстоянии одного метра). Источник, расположенный дальше, обеспечивает меньшую освещенность, чем ближайший, поэтому один люкс — это меньше освещенности, чем одна фут-кандела.Поскольку освещенность подчиняется закону обратных квадратов, и поскольку один фут = 0,3048 м, один люкс = 0,30482 фут-кандела ≈ 1 / 10,764 фут-кандела.

В практических приложениях, например при измерении освещенности помещения, очень трудно измерить освещенность с точностью более 10%, и для многих целей вполне достаточно рассматривать одну фут-канделу как примерно десять люкс.

Комплект для измерения освещенности PlexBright | Plexon

Для большинства исследователей понимание истинного света, выходящего из системы оптогенетической стимуляции и проникающего в ткани, важно — если не критично.Знание заявленной светоотдачи от источника ценно, но не так важно, как знание выходного уровня после подключения к оптическому патч-кабелю или после другого к имплантированному оптоволоконному шлейфу. Даже если у вас есть таблица технических характеристик таких значений (и вы это делаете, если используете систему оптогенетической стимуляции PlexBright, которую можно найти на вкладке «Технические характеристики»), важно не просто полагаться на ее заявленные значения по нескольким причинам, в том числе:

• Если каждый открытый конец оптического волокна (например, оба конца оптического соединительного кабеля, выход светодиодного модуля и т. д.) во всей системе не очищается должным образом перед каждым использованием, мельчайшие загрязнения могут ухудшить светопропускание.
• Возможно, что при сборке оборудования соединение может быть не таким плотным или безопасным, как необходимо, и / или
• Реальность, что каждый элемент оборудования очень незначительно отличается — независимо от того, насколько жесткими могут быть допуски.

Таким образом, правильно измеренный выходной сигнал, вероятно, будет более точным, чем средние значения, указанные производителем.

Соответственно, Plexon поощряет проверку оптогенетической стимуляции, когда она выходит из системы до попадания в ткань. В большинстве случаев разговор на этом может закончиться; однако система оптогенетической стимуляции PlexBright представляет собой исключительно мощную и высокопроизводительную светодиодную систему, которая требует особого внимания при измерении выходной мощности.

Один из способов, которым Plexon обеспечивает передачу такой высокой интенсивности по всему световому пути, связан с изготовленным по индивидуальному заказу оптоволокном с исключительно высокой числовой апертурой (NA).Чем выше числовая апертура, тем шире световой конус, выходящий из волокна. В соответствии со стандартными световыми характеристиками необходимо улавливать весь световой конус на датчике фотодетектирования, чтобы зарегистрировать точные показания. Для большинства оптогенетического исследовательского оборудования это не проблема, и стандартные датчики подходят. Благодаря тому, что волокно Plexon с высокой числовой апертурой создает такой широкий конус, очень легко отсечь часть света, что приведет к заниженным и неточным показаниям. Именно здесь становится актуальным комплект для измерения освещенности PlexBright.

Plexon объединился с THORLABS для создания набора для измерения освещенности PlexBright с настраиваемыми адаптерами, которые каждый раз дают точные показания. В комплект входят измеритель мощности, фотодетектор со интегрирующей сферой и, что наиболее важно, несколько адаптеров для фотоприемников PlexBright для конкретных наконечников. Адаптеры PlexBright позволяют надлежащим образом размещать оборудование PlexBright над фотодетектором, устраняя отсечение светового конуса и обеспечивая точное считывание. Plexon настоятельно рекомендует один комплект для измерения освещенности PlexBright для каждой лаборатории, использующей оборудование PlexBright для проверки выходных данных и надежного поиска и устранения неисправностей.

Дополнительную информацию см. В Руководстве по комплекту для измерения освещенности PlexBright на вкладке «Ресурсы».

КАК ИЗМЕРИТЬ ЯРКОСТЬ СВЕТА?

люмен, люкс, ватт? Вот наше простое руководство по некоторым основам для понимания того, как измеряются яркость и свет в современном электрическом освещении.

ВАТТ

Многие люди до сих пор думают о яркости света в ваттах и ​​имеют хорошее представление о разнице в яркости лампочек мощностью 40, 60 или 100 Вт.Раньше это работало лучше, так как большинство ламп накаливания и разница в эффективности у разных производителей была небольшой. В настоящее время с более энергоэффективным освещением ватты не столь полезны для оценки яркости. Ватт — это на самом деле единица мощности или скорость энергии, используемой или генерируемой с течением времени. Энергетические компании используют ватты для отслеживания количества потребляемой нами электроэнергии в киловаттах в час (кВтч), что составляет 1000 ватт мощности за один час использования. Итак, если у нас есть лампочка мощностью 100 Вт, включенная на 1 час, это будет 0.1 киловатт-час или 1 ватт-час (Wh).

ЛЮМЕН

В общих чертах, люмены (лм) — это мера того, сколько видимого света излучается источником света, технически это описывается как его световой поток. Общая мощность видимого света представлена ​​общим количеством испускаемых люменов. Короче говоря, при поиске мощности лампы в осветительной арматуре обращайте внимание на общее количество люменов.

ЛЮКС

люкс (лк) используется для измерения количества видимого света (светового потока), распространяемого по площади поверхности, это технически известно как освещенность.Освещенность является фундаментальным фактором для дизайнеров освещения и архитекторов при выборе светильников для установки. Другой способ выразить эту единицу — люмен на квадратный метр, поскольку 1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр, или 1 люкс = 1 лм / м2. В зданиях люкс можно измерить с помощью прибора, называемого люксметром, который дает точные показания освещенности.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СВЕТИЛЬНИКА

Помимо самого света, при измерении количества излучаемого света необходимо учитывать и другие факторы.Большинство ламп заключено в световую арматуру, состоящую из таких элементов, как рассеиватели и отражатели. Эти элементы, а также такие вещи, как форма и количество ламп, будут влиять на яркость и распределение света от светильника. Эффективность светильника учитывает эти элементы, чтобы дать более точное измерение люменов, выделяемых всем светильником в полностью собранном состоянии.

ЛЮМЕНОВ НА ВАТНУ

Это соотношение — это количество люменов, которые излучает свет на каждый ватт потребляемой мощности, технически называемое световой эффективностью.Например, свет, излучающий 1000 люмен, который потребляет мощность 100 Вт, будет давать 10 лм / Вт. Большинство производителей освещения указывают значение лм / Вт на своих светильниках и лампах в качестве ориентира для их общей эффективности.

КАНДЕЛА

Кандела (кд) — это стандартная единица силы света или яркости света в определенном направлении. Название кандела происходит от того факта, что обычная свеча дает примерно 1 канделу яркости в заданном направлении.Кандела в основном используется при работе со сфокусированным светом, например, от фонарей или прожекторов, и поэтому часто не указывается на светильниках.

КАК ИЗМЕРИТЬ ЯРКОСТЬ СВЕТА? УЗНАЙТЕ НАШУ ЯРКОСТЬ В ОСВЕЩЕНИИ ИНФОГРАФИЯ:

Версия PDF (высокое разрешение)

люксметров

Цифровые люксметры

(а также аналоговая модель) разработаны для получения простых и точных результатов в промышленных условиях. Независимо от того, проверяете ли вы рабочие места, автостоянки или бейсбольные поля на предмет безопасного уровня освещения или проводите измерения для проверки соответствия конструкции, цифровой люксметр выполнит свою работу.Будьте уверены, что вы соблюдаете директивы OSHA и стандарты безопасности с помощью экономичного люксметра, с сертификатом NiST или без него. Получите точные измерения FC или люкс в нескольких диапазонах измерения освещенности. Эти компактные и прочные экспонометры предназначены для использования в рабочих помещениях, лабораториях, школах, исследованиях на открытом воздухе, оптике, домашних осмотрах и многих других. Кроме того, вы можете использовать для проверки соответствия ANSI / NFPA 101 (стандарты аварийного освещения и освещения на выходе).

Общая терминология измерения освещения

Кандела: Единица силы света.Одна кандела определяется как сила света 1/600 000 квадратных метров проектируемой площади излучателя черного тела, работающего при температуре затвердевания платины под давлением 101 325 Ньютонов на квадратный метр.

Footcandle: Footcandle — это мера силы света. Фут-свеча определяется как количество света, попадающего на 1 квадратный фут поверхности, находящейся на расстоянии 1 фут от точечного источника света, эквивалентного одной свече определенного типа.

Уровень освещенности: Интенсивность света, измеренная на плоскости в определенном месте, называется освещенностью.Освещенность измеряется в фут-канделах, которые представляют собой люмены рабочей плоскости на квадратный фут. Вы можете измерить освещенность с помощью люксметра, расположенного на рабочей поверхности, где выполняются задачи. Используя простую арифметику и фотометрические данные производителя, вы можете предсказать освещенность для определенного пространства. (Люкс — это метрическая единица измерения освещенности, измеряемая в люменах на квадратный метр. Для преобразования фут-кандел в люкс умножьте фут-канделы на 10,76).

Люмен: Единица светового потока или светового потока.Номинальный световой поток лампы — это мера общей светоотдачи лампы. Наиболее распространенное измерение светоотдачи (или светового потока) — это люмен. Источники света имеют маркировку с выходной мощностью в люменах. Например, лампа заливающего света мощностью 65 Вт R30 может иметь мощность 750 люмен. Точно так же мощность светильника может быть выражена в люменах. По мере старения и загрязнения ламп и светильников их световой поток уменьшается (т. Е. Происходит уменьшение светового потока). Большинство номинальных значений лампы основано на начальной яркости (т.е.е., когда лампа новая).

Яркость: Световой поток (световой поток). Это количество света, выходящего из лампы, измеряется в люменах (лм). Лампы рассчитаны как на начальную, так и на среднюю яркость.

• Начальные люмены показывают, сколько света излучается после стабилизации лампы; для люминесцентных ламп и ламп высокой интенсивности (HID) это обычно составляет 100 часов.
• Средние люмены указывают на средний световой поток в течение номинального срока службы лампы, который отражает постепенное ухудшение характеристик из-за суровых условий непрерывной эксплуатации; для люминесцентных ламп это обычно определяется как 40% от номинального срока службы.

Световой: Это количество света, измеренное на рабочей плоскости в освещенном пространстве. Рабочая плоскость — это воображаемая горизонтальная, наклонная или вертикальная линия, на которой выполняются самые важные задачи в пространстве. Уровни освещенности измеряются в фут-канделах (фут-канделах или люксах в метрических единицах) либо рассчитываются, либо измеряются в существующих помещениях с помощью люксметра. Фут-свеча — это фактически один люмен световой плотности на квадратный фут; один люкс — это один люмен на квадратный метр.Как и люмен, фут-свечи могут производиться в исходном или поддерживаемом количестве.

люкс: люкс (обозначение: люкс ) — это единица измерения освещенности и светового излучения в системе СИ. Он используется в фотометрии как мера интенсивности воспринимаемого человеческим глазом света, который попадает на поверхность или проходит через нее. Это аналог радиометрической единицы ватт на квадратный метр, но с мощностью на каждой длине волны, взвешенной в соответствии с функцией светимости, стандартизированной моделью восприятия яркости человека.

Источник: Light Resource.com, Light Research Center, Light Board, IES Lighting Handbook, 5th Edition

Простой метод измерения длины волны света

Вот уже несколько лет я использую простой лабораторный эксперимент который позволяет студентам вычислять длину волны различных цветов света. Я использую упражнение в начале семестра, когда студенты впервые узнают об измерениях, преобразованиях единиц и значащих цифрах.Если вы хотите пропустить чтение деталей, прокрутите немного вниз, и вы найдете видео, демонстрирующее детали эксперимента и связанный с ним анализ данных.

Эксперимент основан на дифракции света светодиода через дифракционную решетку. Я использую радужные очки для дифракционной решетки. Когда свет проходит через дифракционную решетку, часть его «изгибается» по прямой линии (рис. 1):

---

Рисунок 1 — Свет красного светодиода (кружок слева) проходит через дифракционную решетку (радужные очки).Расстояние между источником света и дифракционной решеткой обозначено L.

.

---

Обратите внимание, что мы можем направить дифрагированные лучи света обратно к источнику света (рисунок 2), так что расстояние y — это расстояние между источником света и изображением его следующего ближайшего соседа, если смотреть через дифракционную решетку:

---

Рис. 2 — Двойная синяя стрелка представляет собой расстояние между источником света и его следующим ближайшим соседом, если смотреть через дифракционную решетку.Это расстояние обозначено y.

---

Существует следующее соотношение между длиной волны излучаемого света, l, , расстоянием между прорезями в дифракционной решетке, d, y и L (см. Примечание 2 для вывода уравнения 1):

Этот эксперимент обычно дает хорошие результаты. Фактически, если учащиеся сообщают о результатах, выходящих за пределы 10% соответствующей длины волны, я знаю, что что-то пошло не так.Иногда виной всему небрежное измерение. Однако чаще всего мешают ошибки при пересчете единиц измерения. Я даю студентам значение d = 4,85 x 10 ^-4 см, а затем прошу их сообщить мне длину волны света в нм. Это необходимо для того, чтобы студенты правильно использовали научные обозначения и переводили метрические единицы (см в нм) для получения разумных результатов. Я также отмечаю, что ученики часто измеряют L в метрах и y в сантиметрах, но не конвертируют в последовательные единицы при использовании уравнения 1.Это, конечно, приводит к ложным результатам, но дает возможность научить, как важно обращать внимание на единицы. И всегда есть ученик, который измеряет y в дюймах и L в метрах, но не записывает единицы.

Видео ниже демонстрирует, как проводить этот эксперимент и анализировать данные.

Банкноты

1. Использование расстояния между прорезями (d) в дифракционной решетке, записанное производителем очков, вызвало у меня некоторые затруднения в этом эксперименте.Радужные очки, которые я использую в этом эксперименте, указаны как имеющие 500 линий на мм, что означает d = 2000 нм (1 мм / 500 линий = 0,002 мм; понимаете, почему это отличная лаборатория для преобразования единиц измерения?). Однако я использовал оптический микроскоп со шкалой длины, чтобы измерить d = 4850 нм в очках, которые я использую. Мораль этой истории в том, что если вы заметили, что измеренные вами длины волн не имеют смысла (например, 200 нм для красного света), подумайте об измерении d для себя. Если у вас нет оптического микроскопа со шкалой длины, просто проведите этот эксперимент со светом известной длины волны и используйте следующее уравнение для определения d:

2.Изгиб или дифракция света через дифракционную решетку определяется по формуле:

Где l — длина волны света, d — расстояние между прорезями в дифракционной решетке, а q — угол между прямолинейным лучом света и его ближайшим соседом. Обратите внимание, что мы можем направить дифрагированные лучи света обратно к источнику света (рис. 1). После этого мы построим треугольник с гипотенузой h, и полученные новые углы также будут равны q (рис. 3).

---

Рисунок 3 — Распространение дифрагированных световых лучей обратно через пространство к источнику света. Угол между прямолинейным лучом и дифрагированными лучами равен q. Гипотенуза образовавшегося треугольника обозначается h. Двойная синяя стрелка показывает расстояние между источником света и его ближайшим соседом. Это расстояние обозначено y.

---

Мы можем подставить sin q = y / h в уравнение 2:

Используя h ² = L ² + y ² , мы получаем уравнение, которое ищем:

Студенческий лабораторный лист включен в сопроводительную информацию ниже.

Приложения для измерения света | Quantum Design

Лазерная безопасность при сканировании аудитории

С тех пор, как Джастин Тимберлейк и «Субботняя ночь в прямом эфире» потрясли мир развлечений лазерным эффектом, называемым «сканирование аудитории», использование этой новой технологии резко возросло, а значит, и риск повреждения глаз зрителей.

Приборы для измерения лазерного излучения

могут быстро измерять и отображать пиковое значение экспозиции для всех цветов лазеров без необходимости изменения компонентов или настроек.

Сканирование аудитории погружает аудиторию в свет разных форм и размеров (лазерные лучи, конусы, вееры, волны, листы и т. Д.), Так что лазерный свет действительно касается людей. Это действительно захватывающий эффект, который позволяет людям действительно касаться света и взаимодействовать с ним.

Лазерное освещение может быть направлено прямо на аудиторию, отражено от естественных и искусственных структур в окружающей среде или сфокусировано на сцене и исполнителе. Независимо от направленности дисплея существует риск чрезмерного воздействия на человеческий глаз.

EN 60825-1: 2014 — это самые строгие правила, касающиеся систем безопасности, которые требуют, чтобы все пользователи были полностью обучены, а все системы проверены на безопасность. EN устанавливает MPE (максимально допустимое воздействие) на роговицу для коллимированного лазерного луча.

Тестирование эндоскопов и оптоволоконных систем освещения Эндоскоп

и другие осветительные системы с волоконно-оптическим осветителем ранее считались сложными для устранения неисправностей в полевых условиях, и их обычно отправляли в сертифицированные лаборатории для оценки, ремонта, замены или обслуживания.Во многих случаях дорогие компоненты просто заменялись новыми, когда испытательное оборудование было слишком дорогим или недоступным.

Портативные испытательные системы для измерения освещенности позволяют легко измерять оптоволоконные системы освещения, включая эндоскопы, лапароскопы, цистоскопы, осветители микроскопов, источники точечного отверждения и многое другое. Наряду с тестированием выхода волокна, люксметры также могут быть настроены для измерения непосредственно источника света.

Бактерицидное (УФ-дезинфекция)

Бактерицидные радиометрические системы позволяют тестировать эффективное бактерицидное ультрафиолетовое излучение для большинства коротковолновых источников УФ («УФ-С»), включая производящие озон и не производящие озон, ртутные лампы низкого и среднего давления, ксеноновые лампы и УФ-светодиоды.

УФ-свет подразделяется на 3 различных диапазона длин волн УФ-излучения (ISO-21348):

UV-A: 315–400 нм

UV-B: 280 нм — 315 нм

УФ-С: 100–280 нм

Использование ультрафиолетового света для бактерицидной дезинфекции УФ-светом (обычно УФ-С) — это технология, которая может применяться к воздуху, воде и поверхностям.

Ультрафиолетовое бактерицидное облучение (УФГИ), быстро заменяющее традиционные методы дезинфекции

Бактерицидная дезинфекция с помощью ультрафиолетового (УФ) света быстро распространяется на рынках продуктов питания, фармацевтики, гостиничного бизнеса и медицины по всему миру благодаря эффективности, простоте использования, адаптируемости и относительно низкой стоимости технологии по сравнению с другими применяемые в настоящее время сложные, трудоемкие и дорогостоящие методы, такие как химическая, паровая или тепловая дезинфекция.

УФ свет

Ультрафиолетовое излучение убивает широкий спектр микробов, по сути разрушая молекулярные связи, которые удерживают вместе ДНК организма. Наиболее эффективная длина волны для этого — 263 нанометра (нм). Однако наиболее часто используемые источники света имеют пики в диапазоне от 250 до 285 нм как с узкополосным, так и с широкополосным выходом.

УФ-лампы среднего давления обычно используются в приложениях, требующих бактерицидного УФ-воздействия высокой интенсивности, где большое количество светодиодных или ртутных ламп, требуемых для соответствия уровням интенсивности, было бы непрактичным из-за стоимости и места, например, в крупных городских водоочистных сооружениях.

Из-за своей более низкой стоимости ртутные (Hg) лампы низкого давления, которые излучают около 93% своей выходной мощности 254 нм, традиционно использовались в бактерицидных приложениях низкой и средней интенсивности, таких как пищевая промышленность, обработка воды с небольшими объемами, а также медицинское обслуживание и производство. .

Недавние улучшения в плотности потока УФ-светодиодов, стабильности и сроке службы сделали УФ-светодиоды жизнеспособным решением для замены традиционных источников УФ-света, таких как дуговые ртутные лампы, дуговые лампы, лампы с горячим и холодным катодом и сеточные лампы.УФ-светодиоды более экологичны, поскольку они не содержат вредной ртути, не производят озон и потребляют меньше энергии.

Измерение мощности лазера

Слово «лазер» является аббревиатурой от слова «усиление света за счет вынужденного излучения». Измерители мощности лазера предназначены для простых измерений мощности лазера в видимом и ближнем ИК-диапазонах, которые могут использоваться даже нетехническим персоналом.

Светодиодные системы измерения и характеристики

Проблемы измерения светодиодов

светодиодов захватывают индустрию освещения.Приложения, требующие светоотдачи от УФ до ближнего инфракрасного диапазона, заменяют традиционные источники света светодиодными технологиями. Хотя светодиоды обладают такими преимуществами, как повышенная эффективность, специфичность цвета, размер, время отклика и длительный срок службы, светодиоды часто испытывают трудности с воспроизводимостью цветовой температуры, спектра, максимальной длины волны и интенсивности. Это делает потребность в точном и простом в использовании испытательном и измерительном оборудовании как никогда важной.

Низкий уровень освещенности

Обнаружение и измерение низкого уровня освещенности требует использования датчика PMD и высокочувствительного экспонометра, способного измерять очень низкие уровни тока или напряжения.ILT сочетает в себе PMD Hamamatsu, миниатюрный источник питания, фильтры и оптику в компактном корпусе, который позволяет проводить измерения в диапазоне от 250 до 780 нм при низком уровне люкс и пВт / см².

Оптическая радиационная опасность

Источники, излучающие оптическое излучение, вызывают первостепенное беспокойство у гигиенистов, инженеров по технике безопасности и должностных лиц общественного здравоохранения, как из-за их положительного воздействия, так и из-за их потенциальной опасности для здоровья и безопасности. Наше предложение продукции в этой области расширилось за счет продуктов для тестирования в соответствии с Директивой ЕС 2006/25 / EC.

Многие распространенные источники света могут вызывать различные опасные для здоровья состояния.

Сварочное оборудование, лазеры, офисные копировальные аппараты, стерилизаторы воздуха и инфракрасные тепловые лампы являются одними из наиболее часто встречающихся опасностей оптического излучения. В то время как большинство людей знакомы с пагубными последствиями длительного пребывания на солнце или даже с опасностями кратковременного воздействия сварочного оборудования, многие люди не знакомы с более тонкими, но столь же опасными опасностями оптического излучения, которые представляют некоторые из них. другие источники.

Искусственные источники ультрафиолетового света, используемые для фототравления, отверждения клеев, красок и покрытий, стерилизации воздуха, воды и контролируемого роста растений, не видны человеческому глазу и могут оставаться незамеченными, не осознавая нанесенный ущерб, пока он не появится. слишком поздно.

Эти искусственные источники могут иметь уровень ультрафиолета, во много раз превышающий уровень солнечного, что создает риск более серьезных травм за меньшее время. Хотя знание об опасностях оптического излучения от источников ультрафиолетового света может быть более очевидным, во многом благодаря солнцу и всей его огласке, опасности, представляемые инфракрасными и синими источниками, столь же реальны, но гораздо менее известны.

Лазеры, которые можно найти почти в каждом доме или офисе в виде приводов компакт-дисков, DVD-плееров, режущего оборудования, измерительных устройств, индикаторов и в качестве исследовательских инструментов, могут сосредоточить огромное количество оптической энергии в крошечном пятне, способном нанести огромный ущерб. человеческий глаз или кожа.

Даже меньшие, менее сфокусированные лучи, вызванные рассеянием, представляют потенциальную опасность. Некоторые из вредных эффектов, которые могут быть вызваны этими типами источников, а также другие, могут включать эритему (покраснение кожи), фотокератоз (воспаление роговицы, чаще называемое «снежной слепотой»), рак кожи, витилиго (де- пигментация кожи), конъюнктивит и временная или постоянная потеря зрения.Непрерывное или повторяющееся воздействие источников низкого уровня может вызвать кумулятивный ущерб, такой как катаракта, слепота и рак.

Специалисты по безопасности должны взвесить риски и преимущества.

Хотя все эти источники имеют большие преимущества, риски все же существуют, и их необходимо тщательно учитывать и обеспечивать защиту персонала. Промышленные гигиенисты, инженеры по технике безопасности и должностные лица общественного здравоохранения должны взвесить факторы здоровья, безопасности и благополучия человека с любыми преимуществами, получаемыми из таких источников.По мере того, как эти источники становятся все более распространенными, растет и оценка этих опасностей путем прямого измерения их светового потока в сравнении с национальными и / или международными стандартами приемлемых уровней воздействия на человека.

Фотодинамическая терапия

Фототерапия определяется как лечение медицинских, психологических или косметических состояний путем воздействия света. Фотодинамическая терапия или ФДТ — это специализированный вид фототерапии для лечения рака, который, как и некоторые виды фототерапии, использует фотосенсибилизаторы, но другим способом.

Фотосенсибилизаторы — это химические вещества, повышающие локальную или системную чувствительность организма к воздействию света.

В общей фототерапии источник света производит желаемый эффект непосредственно с фотосенсибилизатором, повышая эффективность, но лечение можно проводить только с помощью источника света.

В фотодинамической терапии фотосенсибилизатор, который является обязательным компонентом, реагирует на воздействие источника света, образуя побочный продукт, который сам по себе очень реактивен с нежелательными клетками ткани и является фактическим лечением.

Тщательный контроль и воздействие источника света имеют решающее значение для успешного лечения

Фотодинамические фотосенсибилизаторы

специально разработаны для притяжения или поглощения метаболически быстрыми клетками, такими как раковые клетки, и могут быть доставлены непосредственно к месту лечения, приняты перорально или внутривенно.

После того, как фотосенсибилизатор доставлен, сайт подвергается воздействию света в определенной спектральной полосе, вызывая серию реакций в фотосенсибилизаторе, приводящих к образованию синглетного кислорода.Синглетный кислород сам по себе является очень агрессивным химическим веществом, вызывающим повреждение определенных биологических клеток. Это повреждение ограничивается областями, где присутствует фотосенсибилизатор, а затем подвергается воздействию источника света PDT.

В этом отношении фотодинамическая терапия является очень селективной формой лечения, поскольку подвижность фотосенсибилизатора может варьироваться в зависимости от способа доставки, а конкретные клетки могут быть нацелены на тщательный дизайн соединений фотосенсибилизатора. Даже если другие ткани привлекли или поглотили фотосенсибилизатор и на них будет влиять реакция, их нежелательное повреждение можно избежать за счет точного воздействия на желаемый участок лечения источником света PDT.

Из-за требуемой высокой точности экспозиции часто используются лазеры из-за их сфокусированной мощности и выхода видимого света, который является преобладающей частью спектра, используемого при лечении PDT. Однако, если требуется длина волны света, которая не может быть получена с помощью лазера, или когда требуется более широкий спектральный выход, другие типы источников света могут быть доставлены к месту лечения с максимальной точностью через волоконную оптику.

Решения для измерения источников света для фотодинамической терапии

Мониторинг количества воздействия источника света PDT абсолютно необходим для предотвращения нежелательного повреждения тканей пациента при сохранении желаемой эффективности.

Фотометрия

Уникальное зрительное восприятие человека создает проблемы при измерении освещенности.

Часть видимого света электромагнитного спектра, иногда называемая оптическим спектром, охватывает длины волн приблизительно от 400 нм до 700 нм и содержит большинство цветов, различимых человеческим глазом.

Однако человеческий глаз не одинаково чувствителен ко всем длинам волн света, он наиболее чувствителен к зеленому на длине волны 555 нм при нормальных условиях освещения, чем к другим длинам волн.

Усложняют попытки измерить восприятие света человеком индивидуальные различия в нашей способности различать, описывать и воспроизводить цвета.

Краткое изложение среднего визуального восприятия света человеком потребовалось бы, если бы был разработан какой-либо метод для его измерения или воспроизведения его цвета.

Фоторезист-литография

Фоторезист — это химическое вещество, которое становится нерастворимым под воздействием ультрафиолетового света.

Фоторезист — это светочувствительное химическое вещество, которое используется для формирования покрытия на поверхности или субстрате.Затем на это покрытие можно воздействовать определенной полосой света, называемой спектром действия фоторезиста, чтобы повлиять на желаемое изменение фоторезиста. Это изменение приводит к тому, что фоторезист становится растворимым или нерастворимым для другого химического вещества, называемого проявителем, которое будет смыто поверх фоторезиста.

После проявления фоторезист, подвергшийся воздействию света в спектре действия, либо остается, либо смывается, оставляя узор, который затем можно использовать для дальнейшей обработки, такой как химическое травление, гравировка или литография.

Фоторезист находит широкое применение во многих технологиях, включая микрообработку.

Фоторезист

широко используется в производстве печатных плат, где узоры, созданные с его помощью, распределяют соединения схем или следы на печатных платах с помощью химикатов для травления.

Еще одним активным пользователем фоторезиста является полупроводниковая промышленность, где он является важным этапом в фотолитографическом производстве микроструктур, которые используются для формирования крошечных схем отдельных полупроводниковых устройств.

Фоторезисты также нашли применение в биомедицинской инженерии, голографии и микрообработке. Последнее применение — микрообработка — представляет собой быстро развивающуюся арену промышленных технологий.

Контроль экспонирования фоторезистов имеет решающее значение для поддержания производства

Существует множество типов фоторезистов, подходящих для самых разных областей применения, и спектры действия могут варьироваться от одного к другому. Очень важно контролировать параметры экспозиции спектров действия, как интенсивность света, так и время экспонирования, чтобы избежать расточительного недо или передержания фоторезиста во время обработки и производства.

Измерения фотостабильности света

Тестирование фотостабильности

Тестирование фотостабильности обычно проводится в контролируемых условиях, часто в герметичной камере, где могут быть предоставлены точные уровни экспозиции по спектрам света, с которыми может столкнуться продукт, для точного анализа эффектов.

Уровни света, используемые при тестировании фотостабильности, обычно достаточно высоки, чтобы ускорить световое воздействие на часы, дни, недели, месяцы или даже годы до секунд, минут или часов в испытательной камере.

Мониторинг уровней воздействия имеет решающее значение и выполняется либо встроенным измерительным оборудованием внутри камеры, либо внешними приборами. Этот тип точного ускоренного тестирования фотостабильности на лабораторном уровне типичен, в частности, для фармацевтической промышленности, производства красок, чернил и красителей.

Видимый свет и УФ-А представляют собой основные спектры, вызывающие озабоченность из-за обилия обоих типов солнечного света и типичного внутреннего освещения, которые являются наиболее вероятными источниками света, с которыми могут встречаться эти фоточувствительные продукты при использовании или на месте.

Аналогичное испытание также может быть использовано при сохранении хрупких предметов, таких как музейные произведения искусства, где используемые фоточувствительные чернила и пигменты разрушаются под воздействием света, вызывая дорогостоящий или даже непоправимый ущерб. В этих случаях воздействие на объект какого-либо источника света нежелательно, но, к сожалению, необходимо для просмотра, поэтому его необходимо тщательно контролировать и контролировать, чтобы предотвратить повреждение.

Измерение уровней воздействия источника света на объект имеет решающее значение при разработке и поддержании защитных мер для борьбы с фотодеградацией, таких как окна и пленки, блокирующие УФ-излучение, фильтры, уменьшающие видимый свет, и программы освещения по расписанию.

Испытания на принудительную деградацию

Принудительная деградация — это исследование деградации нового лекарственного вещества, лекарственного препарата и / или упаковки лекарственного средства в более экстремальных условиях, чем может обеспечить нормальная среда. Исследования принудительной деградации обеспечивают лучшее понимание химического поведения молекулы, понимание путей разложения и средства для мониторинга и улучшения разработки составов и упаковки. ILT предлагает множество инструментов для измерения освещенности, позволяющих осуществлять непрерывный мониторинг условий освещения во время исследований принудительной деградации для фармацевтических применений, а также для тестирования фотостабильности текстильных изделий, тканей и пластмасс.

Решения для измерения фотостабильности / фотодеградации света

По мере того, как растет озабоченность по поводу негативного воздействия света на светочувствительные объекты и вещества, растет и потребность в высокоточных и повторяемых измерениях.

International Light Technologies предлагает линейку точных и экономичных приборов для измерения освещенности, разработанных для наиболее требовательных приложений фотостабильности / принудительной деградации.

Фототерапия

Еще в древние времена свет считался эффективным лечебным средством

Свет приносит человеку много пользы, не последней из которых является энергия, тепло и еда, но уже давно известно, что он обладает многими лечебными качествами.

Фототерапия, также известная как светотерапия, — это лечение с применением света широкого спектра или определенного диапазона волн, уходящее своими корнями в древность.

Первое преднамеренное использование света в качестве формы лечения можно проследить примерно в 1400 году до нашей эры в Индии, где страдающих витилиго, кожным заболеванием, вызывающим потерю пигментации, успешно лечили воздействием солнечного света после введения определенных экстрактов растений, содержащих кожные фотосенсибилизирующие соединения.Эти соединения, называемые псораленами, сделали их воздействие УФА более эффективным при повторной пигментации.

Древние не знали, почему это работает, но они знали, что это работает. Спустя столетия научные исследования превратили эти первые простые истоки в сложные формы широко распространенных методов лечения многочисленных медицинских, психологических и косметических состояний.

Фототерапия имеет много преимуществ, но требует тщательного контроля.

Фототерапия дала практикующим и пациентам новые возможности для лечения сложных хронических заболеваний и проблемных состояний, таких как дерматит, псориаз, обыкновенные угри, экзема и сезонное аффективное расстройство, а также витилиго, желтуха новорожденных, синдром задержки фазы сна, полиморфный свет высыпание и грибовидный микоз среди других.

Во многих случаях фототерапия оказывается такой же или более эффективной, чем традиционные процедуры, но при этом менее дорогостоящая и, как правило, более быстрая. Требования загруженного мира уступили место более мощным методам фототерапии, особенно узкополосным системам UVB, способным обеспечить необходимую экспозицию в кратчайшие сроки, что сделало фототерапию еще более удобным вариантом лечения.

Благодаря уменьшенному времени воздействия и меньшему количеству посещений, эти процедуры стали более удобными, чем когда-либо, и теперь могут соответствовать графику пациента или даже проводиться самим пациентом в его собственном доме, офисе или автомобиле благодаря достижениям в меньших размерах, более безопасных и легче использовать портативные и домашние источники света для фототерапии.

Однако эти преимущества связаны с определенными соображениями, в то время как ультрафиолетовый свет (UVA и UVB), инфракрасный (IR) и даже синий или красный видимый свет, как было показано, эффективны при лечении многих состояний, также представляют определенные риски для здоровья из-за потенциальное повреждение кожи или глаз из-за чрезмерного воздействия, что делает критически важным мониторинг как длины волны света, так и количества воздействия, оказываемого пациенту.

Фотобиология растений

Точное измерение освещенности — это PAR для курса!

Взаимодействие света и роста растений (фотобиология) — сложная наука, в которой участвуют различные пигменты в растении, такие как хлорофилл, каротины и ксантофиллы, которые передают, отражают или поглощают энергию определенных длин волн, которые затем используются для максимизации процесса фотосинтеза.

Однако фотосинтез — не единственное соображение при выращивании растений с целью получения прибыли. Другие аспекты, такие как форма, биомасса, цветение, окраска, вкус, запах, развитие корней, лечебные свойства и т. Д., Часто не менее важны.

Хорошо известно, что требования к спектру и интенсивности света сильно различаются между видами и желаемыми эффектами (рост стебля, прорастание семян, рост листьев, плодоношение, цветение и т. Д.).

Фоторецепторы для фотосинтеза наиболее эффективны в синей (400-500 нм) и красной (600-700 нм) областях спектра.Дальний красный (700–800 нм) имеет решающее значение для цветения многих растений. Зеленая область (500–600 нм) менее изучена, и, хотя большая часть этого диапазона отражается, она считается полезной для каротиноидов и ликопина (для защиты цвета и фото).

УФ-излучение (УФВ: 280–315 нм и УФА: 315–400 нм) играет важную роль в стимулировании производства фенолов, антоцианов (окраска), антиоксидантов и витаминов, подавляющих рост плесени.

Таким образом, полный спектр от 350 до 780 нм при подходящей интенсивности света можно считать полезным при выращивании растений.Правильное соотношение красного и синего света в сочетании с правильными пропорциями дальнего красного и зеленого света и небольшими дозами УФ-излучения чаще всего является лучшим сочетанием. Ключевым моментом является понимание и предоставление правильного спектра и интенсивности на соответствующей стадии роста, которая оптимально подходит для поставленной задачи.

Радиометрия

Радиометрия — это обнаружение и измерение электромагнитного спектра (ультрафиолетового, видимого и инфракрасного).

Все измерения освещенности считаются радиометрией, а фотометрия — это специальная подгруппа радиометрии, взвешенная для типичной реакции человеческого глаза.

Управление светом для более точного измерения

Световые волны ведут себя так же, как все электромагнитные волны, в том смысле, что они интерферируют друг с другом, становятся направленно поляризованными или изгибаются при прохождении края. Благодаря этим свойствам световыми волнами можно предсказуемо управлять для увеличения или уменьшения амплитуды или даже фильтровать по длине волны или полосе длин волн с помощью различных фильтров, зеркал, линз, призм, решеток и другой входной оптики.

Эти принципы позволяют адаптировать световой извещатель к конкретному применению.

В большинстве случаев при радиометрических измерениях с кремниевыми фотодиодами используется фильтр с плоским спектральным откликом, чтобы выровнять врожденную чувствительность детектора к красной части спектра по сравнению с синей. Этот плоский отклик позволяет детектору точно измерять свет на одной длине волны по сравнению с другой. Это особенно полезно, если спектральный выход источника света неизвестен или может изменяться в зависимости от условий эксплуатации или требований приложения.

В случае, если необходимо изолировать определенную часть выходного сигнала от источника света, можно использовать детектор с более узким откликом или поместить полосовой фильтр на детектор с широким откликом, чтобы настроить его отклик для измерения только необходимая порция света. Узкополосные фильтры также могут использоваться для выделения очень узкой части света, например, из определенной линии излучения ртути.

Солнечное излучение

Солнце и имитаторы солнечного излучения имеют широкий диапазон излучения от УФВ до ИК.

Солнце и имитаторы солнечного излучения имеют широкий диапазон излучения от УФВ до ИК. Интересующие нас полосы включают UVB, UV-Vis и NIR.

UVB — это полоса ультрафиолетового излучения с длинами волн от 280 до 315 нанометров, производимого Солнцем. UVB относится к определенной части солнечной энергии, достигающей поверхности земли.

Этот тип излучения составляет лишь небольшую часть электромагнитного спектра, но имеет необычно большой фотобиологический эффект.И растения, и животные страдают от увеличения УФ-В излучения.

УФ-излучение играет роль в разложении всех полимерных материалов, а также биологических систем. Он также действует как бактерицид, фунгицид и бактерицид в сельском хозяйстве и биологических системах.

UVB-излучение вызывает широкий спектр разрушительных воздействий на здоровье человека и животных, в первую очередь связанных с кожей (рак кожи), глазами (катаракта) и иммунной системой. Возможное повреждение глаз может быть результатом высоких доз ультрафиолетового излучения, особенно роговицы, которая легко поглощает ультрафиолетовый свет.

UVA / Vis, хотя и менее опасен, также способствует разложению и опасности для кожи и глаз.

Другой источник — инфракрасный порт (IR).