В чем измеряется световой поток светодиодных ламп: в чем измеряются светодиодные лампы, таблица, что такое люмены, интенсивность, яркость, светоотдача светильника

Содержание

Разоблачаем мировой заговор или как измерить световой поток светодиодов на коленке

Все вы, наверное, слышали про мировой заговор. Масоны, инопланетяне и евреи Производители электрических лампочек вступили в него сто лет назад, чтобы лампочки не служили вечно, а перегорали каждый месяц и жрали уйму электричества. И только сейчас путы заговора разорваны и лампочковые магнаты раздавлены великой империей Китая, завалившей весь мир вечными и экономичными светодиодными лампами. Но не расслабляйтесь – мировой заговор не сдается. Теперь он явился в виде Великой Светодиодной Ложи Лажи Лжи. Короче, все врут (с).

Шутки шутками, а в той или иной степени врут, наверное, все производители LED-светотехники. Кто-то нагло и откровенно, кто-то так, слегка подвирает – но так или иначе, кажется, нет ни одной фирмы, которая не завышала бы параметров своих изделий. Разными способами – кто-то просто пишет красивые цифры от фонаря, порой запредельные с точки зрения здравого смысла. А кто-то – просто пишет характеристики вполне правдивые, но полученные в условиях, далеких от реальных условий эксплуатации. Например, световой поток, измеренный при температуре 25°С в импульсном режиме. Так или иначе, а 15-20% «припуска на вранье» давать придется.

Освещенность измерить просто, световой поток – сложно и дорого. Необходимо собрать весь свет, испущенный лампой и в равной степени учесть лучи по всем направлениям. То есть, нужен фотоприемник в виде полой сферы с одинаковой светочувствительностью каждого участка ее поверхности. Изготовление такой фотометрической сферы и ее последующая калибровка – задача весьма непростая.

Другой подход – по точкам промерить диаграмму направленности источника света и проинтегрировать по всей сфере. Но и это непросто: надо иметь солидных размеров темное помещение с темными стенами. И гониометрическая головка с двумя осями нужна, желательно с автоматическим приводом, чтобы не задолбаться вручную выставлять углы для каждой из нескольких сотен точек.

Впрочем, есть пара частных случаев, которые часто встречаются на практике и для которых можно ограничиться одним измерением. Об одном из них я и хочу поведать хабрасообществу.

Этот частный случай – плоский косинусный излучатель. Косинусным называется такой излучатель, яркость которого не зависит от угла между нормалью к его поверхности и направлением на наблюдателя. Диаграмма направленности такого излучателя определяется исключительно геометрией – а именно видимой площадью поверхности. И для плоского косинусного излучателя существует простое соотношение между световым потоком и силой света в направлении нормали к плоскости:

.

То есть достаточно измерить люксметром освещенность в метре от источника света и умножить ее на 3,14 – и мы уже имеем величину светового потока (либо, если расстояние не равно метру, его придется учесть по закону обратных квадратов). Разумеется, источник света должен быть много меньше расстояния до люксметра – иначе закон обратных квадратов работать не будет и результат измерения будет завышен.

Какие же источники света можно с достаточной для практики точностью считать плоскими косинусными излучателями? Это практически любые белые осветительные светодиоды без линзы и плоские сборки на их основе. Всевозможные китайские 5730, 2835, 5050, 3030 и прочие, что встречаются обычно в светодиодных лампах с алиэкспресса, а также продаются там же отдельно в катушках за копейки – это оно. А также матрицы. И китайские квадратные на 10 ватт, и Cree CXA и CXB. А вот для любых светодиодов с линзой, а также для светодиодов без люминофора (например, RGB) такой метод не годится — их диаграмма направленности существенно отличается от косинусной. Плоские светильники, встраиваемые в потолок и закрытые молочным стеклом, также неплохо соответствуют этой модели.

Итак, давайте уже что-нибудь измерим. В качестве подопытных кроликов у нас сегодня:

1. Сборка китайская на 90 ватт из 156 светодиодов 5730 (в каждом по два кристалла 13х30 mil) со встроенным драйвером на CYT3000B. По заверениям китайцев, должна давать 9200 лм.


Потребляемая мощность по приборам — 85 Вт, на ней и остаемся.

2. Матрица CXA2530, новая версия, 3000 кельвин, Ra>80. Световой поток при 800 мА и 85°С согласно даташиту — не менее 3440 лм, а при 25°С (такой температуры не бывает, если только не захолодить сам светодиод до температуры ниже нуля — тепловое сопротивление не даст) — не менее 4150 лм.


Заводим на токе 800 мА, потребляемая мощность составила 28,64 Вт.

3. HPR20D-19K20 — древняя, как мамонт (покупалась году в 2010, если не раньше) матрица на 20 ватт фирмы HueyJann, похожая на нынешние 10-ваттные матрицы, отличается от них большим количеством кристаллов под люминофором — их 16 штук вместо девяти (4 штуки последовательно в каждой из четырех параллельно включенных цепочек). Заявлено 1830 лм при токе 1,7 А, реально на глаз не ярче, чем CXA2011 с подводимой мощностью 11 Вт.

Запускаем на паспортном токе 1,7 А, напряжение составило 12,2 В, мощность 20,74 Вт.

Освещенность измеряем люксметром UT382 (Uni-T), на «глазок» которого надеваем бленду из черной бумаги, чтобы не ловил отраженный от стен свет в неподготовленном помещении. Расстояние во всех случаях — метр. Результаты в таблице.

Выходит, что световой поток китайской сборки соответствует заявленному (в пределах погрешности люксметра), у Cree’шной матрицы тоже все в пределах даташита (учитывая, что температура ее неизвестна), а вот у HueyJann’овской матрицы обещанных люменов нет и близко.

Но что-то затерзали меня смутные сомнения: 9000 с хвостиком люмен при 85 ваттах, учитывая КПД драйвера 80% и при том, что светодиоды работают далеко не в облегченном режиме, по полватта на корпус, а пиковый ток вдвое больше среднего (никакого фильтрующего конденсатора у этих плат нет) — это очень даже круто. Вдобавок как-то не видно от этой сборки значительно большей освещенности в комнате по сравнению с люстрой, в которой пять лампочек по 950 лм (энергосберегайки).

Подозрение падает на люксметр — не все из них адекватно измеряют светодиодные источники.

Те из них, что сделаны на базе фотодиода BPW21R, имеют очень приблизительное соответствие спектральной чувствительности стандартной кривой видности, и относительная чувствительность к излучению 450 нм (это длина волны, соответствующая синему пику, имеющемуся в спектре почти всех белых светодиодов) превышает относительную чувствительность глаза в этой области в несколько раз. В данном приборе фотоприемник другой, что и являлось одним из критериев при выборе прибора, но все же сходим в охрану труда и возьмем другой люксметр. Это оказался ТКА-Люкс. В его методике поверки содержится проверка спектральной характеристики, то есть она должна соответствовать кривой видности с нормируемой погрешностью. Повторяем измерения с ним. Вот результаты:

Ну что тут сказать? Врут не только производители светодиодных ламп, но и мой люксметр. Причем врет, как и ожидалось, по-разному для разных светодиодов. Для матрицы CXA2530 разница с профессиональным аппаратом минимальная, скорее в пределах погрешности обоих приборов.

Но у этой матрицы провал в спектре почти незаметен, если смотреть через компакт-диск (реально он, конечно, есть). А вот остальные подопытные «провалились» прилично. И теперь прекрасно видно, что до заявленных люменов они не дотягивают более чем заметно: китайская 90-ваттная сборка — на 25%, а матрица HPR20D-19K20 — почти вдвое.

Отсюда можно сделать следующие выводы:


  1. Да, описанным образом можно оценить световой поток, испускаемый светодиодами, матрицами и сборками (в пределах описанного частного случая).
  2. С измерением освещенности от светодиодов люксметром надо быть осторожным и убедиться, что он имеет корректную кривую спектральной чувствительности. Ибо врут все (с).
  3. Если измерения показывают, что китайским изделием достигнуты заявленные характеристики, значит, вполне вероятно, что прибор проградуирован в китайских люксах:).

Если вам захочется таким же образом оценить световой поток светодиодной лампочки с полусферическим рассеивателем, нужно снять рассеиватель. Под ним скорее всего будут вполне подходящие светодиоды. Но сам рассеиватель вносит потери 15-20 и более процентов светового потока.

Да, и последнее. Описанная методика ни в коей мере не является ни метрологически строгой, ни точной. Она оценочная и не более того. Именно поэтому я не привел здесь анализа погрешностей.

Меняем ватты на люмены: советы по выбору светодиодных ламп — Новости

Замена традиционных ламп накаливания на энергосберегающие станет первым шагом на пути к экономии потребления электроэнергии. Большинство людей уже заменили привычные всем лампы на люминесцентные и светодиодные (LED). Последние являются самым экономичным и эффективным источником света, несмотря на высокую стоимость.

Преимущества светодиодов очевидно превышают единственный минус цены:

  • До 90% преобразования в свет полученной энергии;
  • Максимальная яркость сразу при включении;
  • Очень низкое энергопотребление;
  • Без содержания токсичных веществ;
  • Устойчивы к тряске и вибрации;
  • Срок службы до 50000 ч;
  • Гарантийный срок до трех лет.
      
Как же правильно выбрать изделие необходимой мощности? Привычная всем нам система измерения яркости ламп по потребляемой мощности в Ваттах (Вт, W), уже не актуальна. Современные энергосберегающие лампы полностью изменили значения. Правильно будет оценивать источник света по излучаемой световой мощности — световому потоку.

Люмен (Лм, Lm) – это единица измерения светового потока, иными словами, количества света испускаемого лампой. Чем выше значение Лм, тем ярче лампочка. Среднее значение для 1 Вт светодиода составляет приблизительно 80-100 Лм. Ориентируясь на этот показатель можно легко подобрать необходимый аналог.

Так например, если необходимо заменить лампу накаливания на 15 Вт — нужно искать светодиодную, которая будет давать от 80 до 200 люменов (примерно 1-2 Вт светодиодной лампы).

 Лампа накаливания

 Лампа светодиодная

 Световой поток

15 Вт

1-2 Вт

80 — 200 Лм

20 Вт

2-3 Вт

200 — 250 Лм

25 Вт

3-4 Вт

250 — 300 Лм

40 Вт

4-5 Вт

300 — 600 Лм

60 Вт

7-10 Вт

600 — 800 Лм

75 Вт

10-12 Вт

800 — 1200 Лм

100 Вт

12-15 Вт

1200 — 1400 Лм

150 Вт

18-20 Вт

1400 — 2200 Лм

200 Вт

25-30 Вт

2200 — 3100 Лм

Не стоит забывать о том, что в Люменах измеряется все количества света от точечного источника. В расчет производительности и оценки яркости не берется сфокусированная эффективность луча светильника. У рассеянного луча может быть тот же показатель Люмен, что и у сосредоточенного. С люменами тесно связана единица измерения освещенности — Люкс (Лк). Отношение между двумя показателями: 1 Лк = 1 Лм на 1 кв.м. Так например, если на 1 кв.м. направить 200 Лм, то освещенность этой области составит 200 Лк. Если же сосредоточить 200 Лм на 10 кв.м., то освещенность площади выйдет в 20 Лк.

Помимо параметра площади, учитываются и санитарные нормы, определяющие уровень освещенности для помещений различного типа.

Для удобства, можно наглядно рассмотреть самые распространенные помещения:

Тип помещения (предназначение)

Нормы освещенности в соответствии с действующими СНиП, Лк

Жилая комната

150

Детская комната

200

Кухня

150

Прихожая, коридор, холл

50

Гардеробная

75

Кабинет, библиотека, мастерская

300

Душевая, санузел, ванная комната

50

Сауна, бассейн

100

Спортивный, тренажерный зал

150

Технические помещения

20

На упаковке каждого изделия указана информация по количеству выдаваемого света, параметры лампы, тип цоколя, тип колбы, цвет свечения. Прежде чем купить светодиодную лампу, необходимо знать какой цоколь у светильника, Е27 или Е14. А так же учесть предпочтения цветовой температуры — теплый белый свет от 2800К до 3500К, нейтральный белый свет от 4500К до 5500К, холодный свет от 5500К до 7000К. Желтоватый теплый свет способствует расслаблению и подойдет для спальни, зоны отдыха. Синеватый холодный свет бодрит, держит в тонусе, поэтому такой цвет свечения отлично подойдет для рабочей зоны, мастерской или кабинета.

                                                                         

Ознакомится с ассортиментом светодиодных ламп можно в нашем каталоге. 

Для создания уютной обстановки у себя дома обратите внимание на современные управляемые светодиодные светильники.

Приятных Вам покупок!


Характеристики светодиодных ламп. Что важнее: люксы, люмены или ватты?

Наверняка вы замечали: иногда одна LED-лампа может светить сильнее, чем другая модель аналогичной мощности. Лампы накаливания одной мощности светят одинаково. В чем же дело? Кроме мощности, есть еще и другие важные характеристики светодиодных ламп. Например, световой поток и освещенность. Они имеют значение при расчете количества источников света исходя из габаритов помещения.

Что такое световой поток и как он связан с энергоэффективностью?

Одна из самых важных характеристик источника света — то, сколько света он дает на единицу времени. Этот показатель называют световым потоком и измеряют в люменах (Лм). Его величина зависит от мощности лампы и материалов, из которых она сделана.

В лампах накаливания световой поток зависел от материала нити накаливания и температуры ее нагрева. Показатели для различных ламп были очень похожими, поэтому и светят они почти одинаково. Для LED-ламп все немного сложнее. В них используются светодиоды, световой поток которых зависит от режима работы полупроводникового кристалла. Различные светодиоды светят очень по-разному. Чем они качественнее и более современные, тем больше дают света при той же мощности.

Такая характеристика, как энергоэффективность, устанавливает связь между мощностью лампы и световым потоком. Она равна отношению светового потока к мощности (Лм/Вт). Это своеобразный световой КПД. Чем выше показатель, тем экономичнее является источник освещения.

Производители LED-ламп указывают показатель светового потока на упаковке. Значение энергоэффективности, тем не менее, указывают не всегда. Но ее легко посчитать на калькуляторе смартфона. Если будете сравнивать две лампочки, ориентируйтесь на эти показатели, то есть соотношение светового потока к мощности.

Еще один важный показатель — освещенность

Он тоже зависит от величины светового потока источника света, а также от непосредственных размеров помещения. Освещенность указывает, какое количество света попадает на оговоренный участок освещаемой поверхности. Измеряется в люксах (Лк). 1 Лк = 1 Лм на 1 м². Чем больше световой поток на площадь, тем лучше она освещена.

Приблизительно, только с помощью зрения, определить уровень освещенности невозможно. Делают это с помощью люксметра — специализированного устройства. Яркость освещения определяется комфортом и удобством людей. Существуют нормы, регулирующие этот показатель для помещений различного назначения. Необходимые величины освещенности приведены в таблице:

Нормы освещенности согласно ДБН В.2.5-28: 2018 (Украина):

Тип помещения Норма освещенности
Квартиры (гостиная, спальня), общежития, другие жилые помещения 150
Кухни, помещения для приема пищи 150
Детские комнаты 200
Рабочие кабинеты, библиотеки (над поверхностью стола) 300
Холлы, коридоры, ванные и туалеты в квартирах 50
Подсобные помещения, кладовые 30
Гардеробные 75
Тренажерные залы 150

Как читать характеристики электрических лампочек

Как читать характеристики электрических лампочек

Свет при грамотном его использовании позволяет решать самые разнообразные задачи в области дизайна интерьеров. Для создания качественной системы освещения дома или офиса нужно понимать свойства света, знать каким он бывает и каких эффектов позволяет добиться при том или ином способе его использования. О типах света и вариантах его размещения в помещениях различного назначения пойдет речь в нашей статье.

Основные характеристики ламп освещения

Тип цоколя

Цоколь – конструктивный элемент, обеспечивающий питание лампы, а также отвечающий за безопасную установку и извлечение лампы из патрона при необходимости. Существует множество типов и подтипов цоколей для источников света различного назначения.

В осветительных приборах чаще всего встречаются цоколи с маркировкой Е14 и Е27 – они имеют резьбовой тип присоединения (цифра в маркировке указывает на диаметр резьбы в мм).

Вторые по популярности – штырьковые цоколи, маркируемые литерой «G». Ими комплектуются лампы для светодиодных и люминесцентных светильников, а также различного рода подсветки в бытовой и другой технике.

Тип цоколя определяется конструкцией патрона осветительного прибора. Чтобы узнать, подходит ли та или иная лампочка к определённой модели светильника, нужно сравнить маркировки на упаковках изделий.

Мощность

Показатель, актуальный преимущественно для ламп накаливания, именно по нему ориентируются, когда подбирают источник света определённой яркости.

Мощность измеряется в Ваттах и указывает на общее количество потребляемой источником света электроэнергии. Для домашнего использования обычно выбираются лампочки, имеющие мощность в 60-100 Ватт.

Световой поток

Световым потоком называют мощность пучка света, излучаемого тем или иным источником. Этот параметр – не то же самое, что мощность самой лампочки. Мощность лампы представляет собой количество энергии, затрачиваемое не только на излучение света, но и нагрев его источника. Световой же поток характеризует мощность самого светового луча.

Обычная лампа накаливания только половину потребляемой энергии тратит на создание светового луча, остальное уходит в тепло. Светодиодная лампа в этом отношении в разы эффективней, поскольку практически не греется. Это значит, что свет от двух ламп разного типа, но одной мощности будет значительно отличаться: светодиодная будет светить ярко, лампа накаливания – значительно более тускло.

Измеряется показатель в люменах. Номинальное значение мощности светового потока указывается на упаковке лампочки.

Цветовая температура

Этот параметр описывает степень естественности излучаемого лампой света. Цветовую температуру измеряют в Кельвинах.

Все оттенки искусственного освещения в зависимости от принадлежности к той или иной части спектра условно делятся на три группы:

  • Тёплые оттенки попадают в диапазон 2700-4000К;
  • Нейтральные 4000-5000 К;
  • Холодные 5000К и выше.

Цвет света хорошо различим человеческим глазом и способен оказывать различное влияние на психику и работоспособность. Тёплые и нейтральные оттенки успокаивают, расслабляют, создают атмосферу для комфортного отдыха. Холодные – возбуждают нервную систему, способствуют повышению концентрации, однако повышают утомляемость и могут стать серьёзными раздражителями.

Традиционные лампы накаливания и галогенные лампы способны излучать свечение только тёплой части спектра. Светодиодные и люминесцентные источники света в зависимости от состава люминофора, который отвечает за излучение, могут светиться и тёплым, и нейтральным, и холодным светом. Узнать цветовую температуру конкретной лампочки поможет информация на её упаковке.

Угол рассеивания света

Рассеивающая способность ламп определяется площадью распространения (рассеивания) света от источника в окружающем пространстве. Одни светильники дают узкий пучок света, «бьющий» в одну точку, другие без проблем освещают всю комнату целиком. Эту характеристику источника света и называют углом рассеивания.

Самый большой угол имеют лампы накаливания – их свет не имеет определённого направления и рассеивается в пространстве равномерно во все стороны.

Люминесцентные, галогенные и светодиодные источники света создают направленное свечение, угол рассеивания их лучей можно узнать, ознакомившись с информацией на упаковке. Он может варьироваться в пределах 15-180°. Чем больше угол, тем большую площадь способен осветить источник света.

Индекс цветопередачи

По этому параметру можно судить, насколько цвет предмета, освещённого источником искусственного света, соответствует реальному. Сокращённо индекс обозначают аббревиатурой «RA» или «CRI».

Каждый тип ламп имеет свою характеристику цветопередачи:

  • Лампы накаливании и галогенные лампы освещают предметы светом, спектрально близким к солнечному, поэтому их цветопередача составляет практически 100 Ra. Это значит, что такие источники света не искажают реальные цвета и оттенки предметов.
  • Цветопередача люминесцентных ламп сильно зависит от состава люминофора, которым покрываются их колбы. Она может варьироваться в диапазоне 60-90 Ra. Эти лампы излучают свет, соответствующий «холодной» части спектра, поэтому придают окружающим предметам синеватый оттенок.
  • Индекс CRI светодиодных ламп попадает в диапазон 80-90 Ra. Лампы этого типа могут создавать излучение из любой части спектра. оттенки света близкие к теплым и нейтральным практически не искажают цветовосприятие окружающих предметов.

Напряжение

Обычные лампочки напрямую работают от электрической сети 220 вольт, не требуя использования каких-либо трансформирующих устройств.

В последнее время все большей популярностью пользуются низковольтные источники света, рабочее напряжение для которых составляет 6, 12, 24 или 36 вольт. Такие лампы менее чувствительны к перепадам напряжения в сети, а значит, реже выходят из строя.

Кроме того, они меньше нагреваются, а значит, являются более безопасными, чем традиционные лампы накаливания или «галогенки». Низковольтные лампы имеют лишь один существенный недостаток – их можно подключать в сеть только через трансформатор, понижающий рабочее напряжение до нужных значений.

Подбор лампочек для домашних светильников не будет вызывать особых сложностей, если внимательно разобраться с перечисленными выше характеристиками источников света. Всю необходимую информацию о параметрах света, создаваемого лампами того или иного типа, сегодня легко найти на их упаковках или в интернете.

Перейти ко всем лампочкам

Как определить необходимую мощность светодиодной лампы

Как определить необходимую мощность светодиодной лампы

При проектировании системы освещения, после ремонта или возведения офисного либо жилого помещения, необходимо произвести расчеты так, чтобы света было достаточно.

Не важно, используются ли обычные лампы накаливания, компактные люминесцентные лампы или светодиодные, требуется получить в результате такой световой поток, чтобы он обеспечил комфортные условия для человека.

Если речь о замене ламп накаливания на светодиодные, то в принципе нет никакой проблемы в том, чтобы подобрать светодиодные лампы по соответствующему световому потоку, для этого есть таблицы, поскольку средний световой поток для типичных ламп накаливания на каждый конкретный номинал известен, и световой поток светодиодных ламп также легко можно узнать, просто прочитав надпись на упаковке.

Мощность лампы накаливания, Вт Световой поток, Лм Мощность светодиодной лампы, Вт
5 20
10 50
15 120
25 220 3
40 415 4-6
60 710 6-9
75 935 10
100 1340 14-16
150 2160
200 3040

Но что же делать, если требуется получить современную систему освещения на базе светодиодов, позволяющую значительно экономить средства при оплате счетов за электричество? Как подобрать светодиодные лампы подходящей мощности, в подходящем количестве, и при этом не промахнуться с освещенностью? Сколько ламп и какой мощности установить в то или иное помещение? Как определить необходимую мощность светодиодной лампы для конкретного помещения?

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Понимание и использование люксметра

В архитектурном освещении интенсивность света или светоотдача измеряются, чтобы понять, обеспечивает ли конкретный источник света достаточно света для предполагаемого применения. В светотехнической отрасли есть хорошо зарекомендовавшие себя рекомендации по уровню освещенности для широкого спектра применений и типов помещений. Особенно полезно понимать интенсивность света, чтобы правильно оценить, есть ли в помещении адекватные условия освещения. В этой статье будут рассмотрены несколько основных принципов, связанных с интенсивностью света — как измерить интенсивность света, разница между люменами и освещенностью (и что они означают), а также мы обсудим, как искусственный свет стал настолько важным для нашей повседневной жизни. жизнь и благополучие.

Какая метрика лучше всего подходит для измерения силы света?

Освещенность — это показатель, который используется для измерения интенсивности света в помещении. Он измеряется в фут-канделах или люксах — это количество света (люмен), падающего на поверхность (на любой квадратный фут или квадратный метр). Таким образом, интенсивность света измеряется в люменах на квадратный фут (фут-канделах) или люменах на квадратный метр (люкс). Измерение количества света, падающего на поверхность, позволяет нам оценить, достаточно ли у нас света для выполнения различных визуальных задач.

Теперь давайте глубже посмотрим, как мы измеряем освещенность. Начнем с рассмотрения двух основных единиц измерения освещения: люмен и освещенность (фут-кандела / люкс) . Часто эти два понятия путают по определению или просто используют один неточно вместо другого, так что давайте разберемся с этим.

Что такое люмен?

Люмен (лм) — это единица измерения, которую мы используем для количественной оценки количества видимого света, видимого человеческим глазом.Световой поток конкретного источника света измеряется в люменах. Вы многие замечали, покупая лампочки для дома, что они показывают световой поток. Чем выше световой поток, тем «ярче» или выше интенсивность источника света; чем меньше световой поток, тем меньше яркость или меньшая интенсивность источника света.

Когда вы покупаете лампочки на основании их интенсивности или яркости, вам нужны люмены, а не ватты — просто ватты определяют энергопотребление лампочки.Понимая люмены, мы можем исследовать другие показатели освещения, такие как освещенность (фут-канделы / люкс), и то, как это играет ключевую роль в оценке интенсивности источника света.

Источник света, такой как, например, лампа накаливания, излучает свет во всех направлениях, из которых общее измерение отображается как световой поток (о чем мы скоро поговорим). Люмены — это просто единица света, но когда их помещают в контекст для данной площади поверхности, они становятся особенно полезной метрикой.Что переводит нас на освещенность (фут-кандел / люкс) .

Что такое Люкс?

люкс — это просто единица измерения, используемая для описания количества люменов, приходящихся на квадратный фут (фут-кандела) или квадратный метр (люкс) поверхности. Допустим, у вас есть источник света с яркостью 1000 люмен. Если все эти 1000 люмен распределены на площади в 1 квадратный метр, у вас будет освещенность 1000 люкс, то есть яркость пасмурного дня.Но что, если мы разложим это на 10-кратную площадь, то есть на 10 квадратных метров? Ну, освещенность или люкс уменьшится до менее интенсивного и более тусклого 100 люкс. Мы используем тот же подход для фут-свечей, только наши единицы измерения — люмен на квадратный фут.

Причина, по которой мы измеряем интенсивность света, состоит в том, чтобы обеспечить соблюдение определенного «стандарта» освещения. это имеет большое значение для фотографа (чья работа сосредоточена именно на свете), как в хирургическом театре или в других помещениях, таких как офисы.

Что такое свеча для ног?

Фут-свеча — это мера силы света — это количество люмен на квадратный фут. Теперь вы можете подумать, что мы уже рассмотрели люкс, так зачем добавлять этот показатель? Разные люди используют разные метрики и по разным причинам. Проще говоря, где 1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр, 1 фут-кандела равняется одному люмену на квадратный фут.

Что такое световой поток?

Световой поток — это способ измерения воспринимаемой мощности или общего количества светового потока от источника света.Когда количество люменов — единица количества видимого света, который может видеть человеческий глаз, используется для измерения интенсивности источника света. Для определения светового потока требуется квадратный метр площади (люкс).

Общие измерения освещенности

В светотехнике используется несколько типов показателей и измерений освещения. До сих пор мы рассматривали измерения, связанные с интенсивностью света — люменами, фут-канделами и люксами.

Хотя они полезны для специалистов по освещению, как эти термины соотносятся с реальным миром? Нам нужен небольшой контекст.Например, в типичном классе рекомендуется иметь уровень освещенности около 30-50 фут-кандел или 300-500 люкс. Сравните это с профессиональной лабораторией, в которой стандарты освещения рекомендуют уровень освещенности 75-120 фут-кандел или 750-1200 люкс. Различия в рекомендуемых уровнях освещенности опубликованы IESNA (Общество инженеров по освещению Северной Америки). Рекомендации основаны на многолетнем визуальном тестировании, чтобы определить, сколько света нужно человеческому глазу, чтобы правильно видеть различные задачи с разным уровнем детализации.Из этого примера видно, как в конкретных средах требования к уровню освещенности сильно различаются.

Чтобы объяснить это дальше, вы можете подумать о самом большом источнике естественного света, который у нас есть — солнце. Примеры распространенных уровней освещенности:

  • Яркий летний день: 100 000 люкс (~ 10 000 фут-кандел)
  • Полный дневной свет: 10000 люкс (~ 1000 фут-кандел)
  • Пасмурные дни: 1000 люкс (~ 100 фут-кандел)
  • Традиционное офисное освещение: 300-500 люкс (30-50 фут-кандел)
  • Общая лестница: 50-100 люкс (5-10 фут-кандел)
  • Сумерки: 10 люкс (1 фут-кандела)
  • Полнолуние: <1 люкс (<0.1 фут-кандела)

Какой измеритель мне использовать для измерения силы света?

Специалисты по освещению используют люксметр (также называемый измерителем освещенности или люксметром) для измерения количества света в пространстве / на определенной рабочей поверхности. В экспонометре есть датчик, который измеряет падающий на него свет и предоставляет пользователю измеряемое значение освещенности.

Эти портативные устройства обычно используются фотографами для расчета правильной освещенности.Однако они также являются важным инструментом, который используется для измерения и проверки уровня освещенности в застроенной среде. Измерители света — особенно полезный инструмент, если вы измеряете свет в целях безопасности или чрезмерного освещения, которое вызывает напряжение глаз и лишнюю энергию.

Дополнительным преимуществом использования люксметра является возможность их калибровки. Почему это важно? Подумайте, как зрение одного человека будет определять одну длину волны света иначе, чем другого. Это означает, что один человек может определить источник света как на или на менее интенсивный, поскольку он по-разному воспринимает или «видит» определенные длины волн.Добавьте к этому, что разные длины волн излучают свет разной интенсивности.

Вот почему люксметры настроены на использование стандартного источника света CIE A . Стандартный люксметр необходим для измерения освещенности лампами накаливания, но как насчет светодиодного освещения? Чтобы измерить интенсивность света от светодиодного освещения, вы должны использовать светодиодный люксметр .

Светодиодное освещение

становится все более распространенным в коммерческой среде из-за энергоэффективности, долговечности, настройки цветовой температуры, безопасности и низких эксплуатационных расходов.Но светодиоды излучают белый свет иначе, чем лампы накаливания или люминесцентные лампы, поэтому важно использовать правильный измеритель.

Как измерить силу света с помощью экспонометра

Использование светомера (люкс) — лучший способ измерить интенсивность света — он дает нам возможность выбрать оптимальную интенсивность света для окружающей среды.

1. Измерьте окружающий свет в комнате

Для начала выключите все освещение в комнате, которую вы собираетесь измерять.Включите люксметр, чтобы определить так называемое базовое измерение , — окружающий свет.

Это означает, что вы можете увидеть, насколько существующее освещение добавляет комнате после его включения.

2. Включите свет, снимите измерения

Находясь в центре помещения, убедитесь, что экспонометр настроен на запись вашего нового показания. Не торопитесь — дайте свету несколько мгновений достичь полной яркости (особенно если вы измеряете свет от КЛЛ).

3. Обратите внимание на разницу в показаниях

Просто вычтите уровень окружающего освещения из уровня освещенности — это известное как дифференциальное (или дельта) измерение. Это количество света, производимого существующими светильниками. С помощью этого блока измерения освещенности вы можете оценить, насколько он соответствует оптимальному требуемому уровню освещения.

4. Проверьте другие части комнаты

Для освещения открытого офиса или коридора показания экспонометра теоретически должны быть постоянными.Однако, возможно, стоит проверить любые потенциальные «слепые» пятна, чтобы убедиться, что у вас есть последовательность.

Как сила света влияет на работу

Интенсивность света влияет на то, как люди живут, работают и взаимодействуют. Совсем недавно исследователи обнаружили, как свет влияет на наше здоровье и благополучие. Исследования показали, что, хотя стандартный искусственный свет отвечает нашим визуальным потребностям, его недостаточно для обеспечения надлежащих биологических сигналов, которые необходимы нашему телу и мозгу, и даже может оказать негативное влияние на наше здоровье в долгосрочной перспективе.Причина в том, что теперь люди проводят большую часть своей жизни в помещении — мы потеряли связь с солнцем и солнечным днем ​​и больше не получаем критические световые сигналы, необходимые нашему телу и мозгу для улучшения сна и дневной активности. Мы живем в помещении, в котором слишком темно, чтобы наш мозг мог идентифицировать себя как дневное время, и слишком яркий ночью, чтобы наш мозг мог распознать ночное время. Мы потеряли связь с нашим естественным циркадным циклом. Например, подумайте о ярко освещенном продуктовом магазине, в который вы ходите поздно вечером, или о тусклом лекционном зале или конференц-зале, в котором вы можете провести середину дня — это полная противоположность световым сигналам, вокруг которых развивалось наше тело.

Наш современный образ жизни достиг точки, когда большинство из нас проводит около 87% своего времени в помещении. Это означает, что большая часть нашего «дневного света» почти полностью обеспечивается искусственным освещением.

Без надлежащего дневного освещения и из-за того, что мы остаемся более активными в более яркой окружающей среде ночью, наши циклы сна и бодрствования, которые напрямую связаны с нашими циркадными ритмами и выработкой мелатонина (ключевого гормона сна) , перестают регулироваться. Чтобы получить полноценный и спокойный сон, который способствует дневному бодрствованию и повышению уровня энергии, настроения и продуктивности; нам нужен хорошо функционирующий циркадный ритм.Когда это происходит, мы улучшаем качество сна, позволяя нашим циркадным системам восстанавливать как наше тело, так и наш разум.

Исследования также показали, что правильные дневные световые сигналы также влияют на серотонин (1), предшественник мелатонина. Серотонин помогает нам чувствовать себя позитивно, спокойно и продуктивно — это то, что мы получаем при достаточном дневном освещении, и именно поэтому сезонное аффективное расстройство (САР) является такой проблемой во время продолжительной темноты наших зимних месяцев!

В том же исследовании «Преимущества солнечного света» объясняется:

«Свет, который мы получаем на улице в летний день, может быть в тысячу раз ярче, чем мы когда-либо могли бы увидеть в помещении», — говорит , исследователь мелатонина Рассел Дж.Рейтер — Центр медицинских наук Техасского университета.

«По этой причине важно, чтобы люди, работающие в помещении, периодически выходили на улицу, и, кроме того, все мы стараемся спать в полной темноте. Это может иметь большое влияние на ритмы мелатонина и может привести к улучшению настроения, энергии и качества сна ».

Когда у нас есть доступ к солнечному свету каждый день, мы становимся более здоровыми, что означает лучшие результаты для людей и предприятий — сотрудники компании, которые хорошо отдохнули ночью, становятся более здоровыми, счастливыми и, следовательно, более продуктивными.Подумайте о том времени, когда вы отправились в поход, походы или просто провели весь день на улице — много раз мы обнаруживаем, что после этого мы можем спать лучше и крепче.

Что такое циркадное освещение или освещение, ориентированное на человека?

Циркадное освещение

, также известное как Human Centric Lighting (HCL), фокусируется на освещении для здоровья и благополучия человека и на том, как мы можем использовать искусственный свет, чтобы обеспечить преимущества естественного дневного света.До недавнего времени искусственное освещение было сосредоточено на зрительной системе человека, циркадное освещение отвечает потребностям человеческой биологии и циркадной системы человека — цель состоит в том, чтобы обеспечить свет, который помогает людям чувствовать себя более бдительными, счастливыми и продуктивными в течение дня и улучшает сон. ночью, вечером. При проектировании рабочей среды преимущества циркадного освещения или HCL могут способствовать благополучию и сплоченности среди рабочих.

Как выбрать идеальную интенсивность света

Для разных помещений требуются разные уровни и интенсивность света.Установление надлежащих уровней освещения не только позволяет нам видеть и выполнять задачи, но и интенсивность света также обеспечивает подсознательные визуальные подсказки, которые помогают в поиске пути и визуальной иерархии в пространстве. Вы можете этого не осознавать, но даже освещение в корпоративной среде часто используется для создания ощущения «корпоративной культуры». Итак, как выбрать идеальную интенсивность света?

Наиболее целостный подход заключается в рассмотрении различных вариантов использования пространства, возраста людей, которые могут использовать это пространство, и того, как долго они могут занимать каждое пространство.

Возьмем типичную офисную среду , рекомендуемый уровень освещенности для открытого офиса составляет около 30 фут-кандел (в среднем) или 300 люкс (в среднем). Однако не имеет смысла и неудобно иметь везде одинаковый уровень интенсивности света.

Давайте, например, подумаем о конференц-залах или переговорных. Для презентаций или встреч с большим количеством участников потребуется другая интенсивность света по сравнению с неформальным командным проектом.

Конференц-залы могут нуждаться в 30 фут-канделах (300 люкс) для личных встреч, но у вас также могут быть видеопрезентации, где вам нужно уменьшить интенсивность света, чтобы вы могли более четко видеть проекционный экран или изображения.В большинстве пространств важно иметь слои света и решение освещения, которое было бы универсальным и ориентированным на человека, отвечающим потребностям жителей. Некоторые конференц-залы предназначены для быстрого наверстывания, а другие используются для тренировок в течение всего дня. Если в этих помещениях нет доступа к дневному свету, чрезвычайно важно подумать о том, как можно использовать циркадное освещение, чтобы улучшить состояние этих пространств.

Еще одна среда, для которой интенсивность внутреннего освещения является важным фактором, — это классы .Обучение — это очень наглядный опыт, поэтому соответствующие световые решения должны работать в соответствии с физической средой. Мы должны учитывать горизонтальные задачи (количество света, необходимое для столов) и вертикальные задачи (количество света, необходимое для того, чтобы видеть надписи на доске). Как правило, для типичного класса рекомендуется 30 фут-кандел (300 люкс) в горизонтальной плоскости.

В школьной среде мы также хотим рассмотреть методы уменьшения бликов при поддержании постоянного уровня освещенности, чтобы все ученики могли видеть.Кроме того, исследования показали, что дети и подростки, которые получают правильные утренние световые сигналы, улучшают работоспособность, бдительность и снижают гиперактивность.

Наконец, давайте посмотрим на больницы и медицинские центры. Больницы — это сложное для освещения пространство, есть множество людей, у которых есть противоречивые потребности в освещении — пациентам может потребоваться низкий уровень освещения, в то время как медсестрам нужен свет, чтобы видеть, что они делают. Потребность в освещении дневных медсестер по сравнению с медсестрами ночной смены также является проблемой.

Помещения для ухода за пациентами нуждаются в высококачественном освещении, чтобы медицинские работники могли правильно видеть вены и тон кожи, чтобы оценить любые потенциальные проблемы, связанные с цианозом или сепсисом.

Кроме того, мы знаем, что дневной свет так важен для здоровья человека, но когда вы болеете и находитесь в неподвижности, вы не можете выйти на улицу, чтобы получить столь необходимые для здоровья преимущества дневного света. Это делает обеспечение циркадного освещения в зонах ухода за пациентами еще более важным. Кроме того, медицинский персонал также получает большую пользу от освещения циркадного ритма, чтобы способствовать формированию сильных дневных циркадных сигналов.

Если мы сосредоточимся на палатах для пациентов , создание здоровой, спокойной обстановки важно для выздоровления пациента. Как правило, 10 фут-кандел (100 люкс) — это комфортный и более низкий уровень освещенности для отдыха.

Но что, если пациент хочет читать — пациенту может потребоваться немного более высокий уровень освещенности — около 20 фут-кандел (200 люкс). Однако мы также должны учитывать потребности медицинских специалистов — в палатах пациентов также есть отдельная лампа для осмотра, которую можно включать и выключать по мере необходимости для проведения обследований у постели больного и обеспечивать более высокий уровень освещения — до 50-75 фут-кандел или 500-750 люкс.Кроме того, когда пациент спит, медицинскому персоналу может потребоваться зайти в палату для измерения жизненно важных функций, и им понадобится рабочий свет, который может обеспечить 10 фут-свечей (100 люкс), в идеале, не беспокоя пациента.

Важность выбора интенсивности света, использования слоев света для визуального комфорта, а также реализации технологии циркадного освещения очевидна — она ​​лежит в основе технологии циркадного освещения. BIOS человеческого освещения потратил годы на разработку с использованием научных исследований данных для создавать решения, ориентированные на биологию.

(1) М. Натаниэль Мид, (апрель 2008 г.), «Преимущества солнечного света: яркое пятно для здоровья человека», Environ Health Perspect. />

Прочтите наше полное руководство по люксам, люменам и ваттам для осветительных установок | Освещение складов и фабрик

Введение в наш справочник по люксам, люменам и ваттам

Здесь, в Green Business Light, мы должны обеспечить, чтобы наши энергоэффективные промышленные и коммерческие осветительные установки обеспечивали необходимый уровень освещенности для здания конечного клиента (например, склад или завод).

Указанные уровни освещенности или яркости освещения, которые должны быть достигнуты установщиком освещения, обычно выражаются в количестве «люкс», например 150 или 400 люкс, но что это на самом деле означает?


Определение люкс

Люкс — это стандартизированная единица измерения силы света, которую обычно называют «освещенность» или «освещенность».

Так что же такое 1 люкс?

Единица измерения 1 люкс равна освещенности квадратной поверхности в один метр, находящейся на расстоянии одного метра от одной свечи.2).

Чтобы поместить количество 1 люкс в контекст, в таблице ниже приведены примеры широкого диапазона люксов при естественном окружающем освещении:

Нет луны)
Условия естественного освещения Обычное освещение
Прямой солнечный свет 32000 до 100000
Окружающий дневной свет От 10000 до 25000
Пасмурный дневной свет 1000
Закат и восход солнца 400
Лунный свет ( <0.01

Солнечный свет обеспечивает от многих тысяч люкс до нескольких сотен в зависимости от погодных условий и времени суток. Однако искусственное освещение в помещении обычно составляет 1000 люкс или ниже, что можно увидеть на следующих примерах установки коммерческого освещения:

до школы 400 , Университетский лекционный зал
Окружающая среда Типичный люкс
Больничный театр 1000
Супермаркет, спортивный зал 750
Завод, мастерская 750
Офис, выставочные залы, лаборатории, кухни 500
Складские отсеки
250
Вестибюли, общественные коридоры, лестничные клетки 200
Складские проходы 100-200
Дома, театры 150 50

Для коммерческих и промышленных предприятий где выполняются специализированные задачи e.г. профессиональный спорт в помещении, детальное рисование или механическая работа, длительная работа небольшого размера и зрительная работа с низкой контрастностью и т. д., в крайних случаях может потребоваться уровень освещенности от 1500 до 20000 люкс.

Мощность освещения осветительной арматуры обычно указывается как выходная мощность люмен. — интенсивность света на поверхности (люкс) зависит от интенсивности источника света (т. Е. Его светоотдачи в люменах) и желаемой площади поверхности. быть зажженным.


Определение освещения Люмен

Люмен — это стандартизированная единица измерения общего «количества» световых пакетов (или квантов, если вы хотите получить техническую информацию!), Которые производятся источником света — например, лампой, трубка или светодиодный чип.Этот общий измеренный свет может также называться коммерческими или промышленными инженерами по освещению «световым потоком».

Некоторые примеры общего светового потока (измеренного в люменах) от обычных коммерческих и промышленных источников света приведены ниже:

Светильник Люмен Пример использования
Металлогалогенная лампа мощностью 400 Вт 38000 высокий отсек заводское освещение или складское освещение осветительные установки
Светодиодная матрица мощностью 200 Вт в высоком отсеке 20,000 энергоэффективная замена для металлогалогенных и натриевых высоких отсеков мощностью 400 Вт
150 Вт Натрий высокого давления лампа 12,000 уличное / наружное освещение
100 Вт Лампа накаливания 1,700 общего бытового и рабочего освещения
32 Вт T5 или T8 Люминесцентная лампа 1,600 потолочные панели

* Обратите внимание что это примерные цифры только для примера, и фактический результат может отличаться.


Связь между люменами и люксами

Один люкс (1 люкс) определяется как эквивалент одного люмена на площади в один квадратный метр. Другими словами:

Спецификация в люксах сообщает вам, сколько люменов (общий световой поток) вам нужно с учетом измеряемой площади, которую вы пытаетесь осветить.

Таким образом, 1000 люмен, сконцентрированные на площади в один квадратный метр, освещают этот квадратный метр с уровнем освещенности 1000 люкс. Те же 1000 люмен на площади в десять квадратных метров дают уровень освещенности всего 100 люкс.

Для освещения больших площадей до тех же необходимых уровней освещенности потребуется больший измеренный уровень люменов — обычно это достигается увеличением количества осветительных приборов (и, следовательно, потребляемой мощности). Большие коммерческие и промышленные здания (например, заводы и склады) имеют большие открытые пространства, поэтому, как правило, требуется большое количество осветительных приборов высокой мощности (типа «высокие пролеты» и «низкие пролеты»).


Эффективность: соотношение между люменами и ваттами

Мощность, необходимая для работы установленной осветительной арматуры (или светильника), измеряется как номинальная мощность (ватты — это Джоули энергии в секунду).Номинальная мощность источника света относится ко всей мощности, потребляемой для создания световых люменов, и включает:

  • Энергия, необходимая для создания «видимого» света, излучаемого лампой
  • Вырабатываемая тепловая мощность (включая инфракрасную часть спектр освещения)
  • Другие паразитные потери мощности (например, неэффективность ПРА / балласта) осветительной арматуры

Светотехнический термин существует для измерения скорости, с которой лампа способна преобразовывать электрическую мощность ( От ватт) до света (люменов) — это называется световой эффективностью , (или просто эффективностью) — и выражается в люменах на ватт (LPW) или люменах на цепь Ватт

Световой эффект является мерой насколько эффективно источник света производит видимый свет.

Некоторые примеры световой отдачи в обычных коммерческих и промышленных источниках света приведены ниже (обратите внимание, что они относятся только к источникам света, а не к осветительной арматуре):

Светильник Люмен / Вт Типичный Использует
Светодиодный массив 200 Вт в светодиодном светильнике с высоким отсеком 100 Энергоэффективная замена металлогалогенных и натриевых высоких отсеках мощностью 400 Вт
Металлогалогенные лампы 400 Вт 90-95 Высокие фитинги — заводское освещение и освещение складов
Натриевая лампа высокого давления 150 Вт 80 уличное освещение
32 Вт T5 или T8 Люминесцентная лампа 50 потолочное освещение общего офиса 100 Лампа накаливания 17 Общее рабочее освещение

ПРИМЕЧАНИЕ: Все приведенные выше измерения относятся к установленным источникам света, которые являются новыми и эффективность которых не снизилась — необходимо учитывать постепенное снижение уровней освещенности при выполнении расчетов люкс перед установкой системы освещения в коммерческих зданиях, таких как склады. , фабрики и т. д.- подробности читайте ниже.


«Реальный» световой поток ламп и осветительной арматуры

До сих пор в этой статье рассматривались технические определения люкс, люмен и ватт, но это только часть необходимого понимания.

В спецификации освещения для реальных промышленных и коммерческих приложений (например, завод или склад ) нельзя предполагать, что:

  • 100% мощности лампы будет излучаться из светильника через его полезный срок службы
  • Световой поток будет постоянным в течение всего срока службы.

Чтобы облегчить дальнейшее понимание, ниже поясняются концепции «Коэффициент светоотдачи» и «Амортизация в люменах».


Коэффициент светоотдачи коммерческой осветительной арматуры

Фактический общий уровень освещенности, обеспечиваемый установленной осветительной арматурой (например, установленной на заводе или складе , будет критически зависеть от коэффициента светоотдачи:

Коэффициент светоотдачи — это отношение общего количества измеренного светового потока светильника (содержащего лампу) к световому потоку изолированной лампы.

В качестве примера — возьмем промышленный или складской светильник с высоким пролетом с LOR 70%: это означает, что 30% светоотдачи лампы теряется из-за конструкции светильника

Коэффициент светоотдачи Требуется в установке коммерческого освещения, потому что, когда лампа расположена в осветительной арматуре (например, в промышленном металлогалогенном высоком отсеке мощностью 400 Вт), потери света происходят внутри самого светильника.

Обычно свет должен быть направлен в сторону рабочей зоны (например,г. — вниз от крыши к полу), однако свет излучается от ламп и лампочек во всех направлениях (вверх, в стороны и т. д.)

Использование полированных алюминиевых отражателей направит большую часть света вниз — однако пропорция всегда будет такой. застрял в фитинге (и в конечном итоге потерял тепло). Стоит отметить, что направленные источники света (например, светодиодные чипы в коммерческих светодиодных светильниках для высоких пролетов) не страдают от этой проблемы в такой же степени — здесь свет излучается в виде луча в единственном направлении — поэтому LOR обычно будет выше. для светодиодов.


Потери светового потока из-за предустановленных коммерческих осветительных приборов

На LOR осветительной арматуры со временем также повлияет скопление мусора и / или пыли на отражателях, а также на защитных крышках в случае светильников с ‘ Рейтинг IP. Это будет особенно характерно для промышленных и заводских зданий, в которых осуществляется множество различных процессов (например, химические, производственные и т. Д.).


Потеря люмена от ламп и источников света

Уменьшение люмена означает процесс постепенного снижения светового потока, который наблюдается от большинства источников света с течением времени.Это включает (но не ограничивается этим):

  • Постепенное разрушение световой нити / электрода
  • Почернение / изменение цвета поверхности лампы

Другими словами:

Светодиодные модули освещения не умирают мгновенно, как большинство обычных источников света делать — они медленно тускнеют, пока световой поток не станет неприемлемым.

Следует, однако, отметить, что более дешевые светодиоды высокой мощности (например, те, которые требуются для крупных промышленных зданий, таких как завод или склад ) могут быстро потерять световой поток, что приведет к быстрому снижению освещенности. в кратчайшие сроки снизить уровень освещенности до уровня ниже требуемого.Хотя потеря света вначале может пройти незамеченной для пользователей здания (в конце концов, часть света излучается), осветительные приборы по существу вышли из строя и должны быть заменены.

При расчете необходимого количества осветительной арматуры необходимо учитывать как коэффициент светоотдачи, так и амортизацию в люменах, чтобы поддерживать требуемый уровень освещенности для складских или промышленных помещений в течение предполагаемого срока службы ламп.

Конвертер силы света и светового потока

Конвертер силы света и светового потока

Введение

Много лет назад, когда лампы накаливания широко использовались и почти не использовались. стандартный источник света для повседневного использования, выбор подходящей лампы был довольно просто: нужно было «всего лишь» выбрать наиболее подходящую мощность для предполагаемое приложение.Сегодня все намного сложнее: есть стандартные лампочки накаливания, галогенные лампы, компактные люминесцентные лампы, люминесцентные лампы и светодиоды лампы самых разных видов. Все эти лампы имеют разный КПД и схему освещения, что позволяет выбор намного сложнее.

Просто глядя на мощность лампы в ваттах, мало что можно сказать об эффективном светоотдача. Чтобы преодолеть эту проблему, сила света I v (выраженная в канделах) и световой поток F (в люменах) являются лучший выбор, но, к сожалению, лишь немногие люди привыкли к этим агрегатам и их значение иногда неверно истолковывают.Производители ламп часто указывают на упаковке одну из этих цифр, но редко и то и другое, поэтому сравнивая лампу мощностью 1000 лм с другой произвести 250 кд непросто: будут ли они светиться такая же яркость? Цель этого калькулятора — помочь преобразовать люмены в канделы для выбор подходящего источника света.


Эта компактная люминесцентная лампа потребляет 20 Вт электроэнергии и обеспечивает (номинальный) световой поток 1’300 лм. Предположим, что диаграмма направленности направлена ​​во всех направлениях (угол конуса 360 °), с с помощью калькулятора, представленного ниже, вы можете оценить силу света около 103 кд.Вы также можете рассчитать эффективность лампы 65 лм / Вт. (нажмите для увеличения)


Эта светодиодная лампа потребляет 4 Вт электроэнергии и производит (номинальную) сила света 350 кд в конусе с полным углом 36 °. С помощью калькулятора, представленного ниже, вы можете оценить световой поток около 108 лм. Вы можете рассчитать эффективность лампы 27 лм / Вт. (нажмите для увеличения)


Почему фотометрические единицы?

В физике используется радиометрических единиц: например, заданное излучение (свет) источник излучает количество мощности P (измеряется в ваттах) и мы можем легко вычислить интенсивность излучения Дж (измеряется в Вт / стер) или освещенность E (измеряется в Вт / м 2 ), если мы хотим знать количество мощности, излучаемой в заданном направлении (телесный угол) или в заданном поверхность соответственно.

Но когда мы говорим о видимом свете, мы должны учитывать чувствительность человеческого глаза, потому что ощущение яркости зависит от цвета (спектра) света. Поэтому предпочтительнее фотометрических единиц .

Фотометрический эквивалент мощности излучения — световой поток. (или световая мощность) F (измеряется в люменах). Тогда сила света I v (выраженная в канделах) соответствует световому потоку в заданном телесном угле Ом (1 кд = 1 лм / стер), а освещенность E v (измеряется в люксах) соответствует световому потоку на заданной площади (1 лк = 1 лм / м 2 ).

Радиометрические единицы Фотометрические единицы
Мощность излучения
P
Вт
[Вт]
Световой поток
F
Люмен
[лм]
Интенсивность излучения
Дж
Вт на стерадиан
[Вт / стер]
Сила света
I v
Кандел
[кд = лм / стер]
Энергия излучения
E
Ватт на квадратный метр
[Вт / м 2 ]
Освещенность
E v
Люкс
[лк = лм / м 2 ]

Зависимость силы света от светового потока

В фотометрии световой поток является мерой всего воспринимаемого света. сила света, тогда как сила света — мера воспринимаемого мощность, излучаемая источником света в определенном направлении на единицу твердого тела угол.Это означает, что максимальная сила света зависит от общей освещенности. поток источника света, но также и его диаграмма направленности (то, как свет источник излучает во всех направлениях).


Общий световой поток — это сумма всех излучаемых потоков направления, независимо от диаграммы направленности источника света.


Сила света — это световой поток в заданном телесном угле. Вот два примера разной силы света в двух произвольных конусах, предположим, что диаграмма направленности этой лампы неоднородна.

Итак, один и тот же источник света, излучающий тот же световой поток (те же люмены) может давать разную силу света (разные свечи) в зависимости от его способность концентрировать свет. Если поставить линзу перед лампой, чтобы сосредоточить свет в одном направлении, сила света в этом направлении увеличится, а общая световой поток остается прежним. Чем выше способность концентрировать свет в одном направлении, тем терка сила света.


Эти 2 светодиода имеют один и тот же чип, обеспечивающий одинаковый световой поток 0.2 лм при токе 30 мА. У того, что слева, есть линза, которая концентрирует свет в узком конусе. 15 °, в то время как тот, что справа, имеет другую линзу, концентрирующую свет в конусе 30 °. В результате сила света светодиода слева составляет 3,7 кд. и 0,9 кд для правого. (нажмите, чтобы увеличить)


Те же 2 светодиода, проецирующиеся на экран на расстоянии около 5 см. Обратите внимание, что светодиод слева дает меньшее и яркое пятно.К сожалению, на этом HDR-изображении разница в яркости едва заметна. видимый. (нажмите для увеличения)


Точное преобразование силы света в световой поток

Чтобы точно рассчитать общий световой поток F , нам необходимо: учитывать диаграмму направленности I (θ) светового источник. Без диаграммы направленности выполнить преобразование невозможно. Точные числовые данные диаграммы направленности доступны очень редко, но если у кого-то есть шанс иметь таблицу с красивым графиком диаграммы направленности, бесплатную программу, такую ​​как Engauge Digitizer, можно использовать для преобразования графика в числовые значения.Практически все источники света имеют симметричную диаграмму направленности, поэтому мы используйте только данные от 0 ° до 180 ° (от 0 до π), и мы предполагаем, что это будет остается неизменным, если устройство вращается вокруг своей оптической оси.

Зная I (θ) , мы можем вычислить эквивалентный телесный угол Ом (в стерадианах):

Чтобы вычислить этот интеграл, вам потребуется числовая вычислительная программа, например MATLAB, бесплатный Scilab или, возможно, даже электронная таблица. В любом случае это недоступно для простого калькулятора JavaScript, такого как тот, который вы найдете на этих страницах.

Обратите внимание, что I (θ) необходимо нормировать по амплитуде перед вычисляя вышеуказанный интеграл, что означает, что макс (I (θ)) = 1 .

Ом представляет собой телесный угол, пропускающий постоянную и однородную поток равен потоку, передаваемому I (θ) в 4π стерадианах (вся поверхность сферы).

На самом деле это должен быть двойной интеграл в θ и φ . покрывает всю сферу вокруг источника света, но из-за симметричная диаграмма направленности большинства источников света, интеграл в φ можно упростить до коэффициента 2π.

Теперь легко рассчитать световой поток F в люменах:

Где I v — максимальная сила света, измеренная в кандела (компакт-диск).


Простой преобразователь силы света / потока

Очень часто диаграмма направленности лампы неизвестна, но если мы знаем ширина луча (расходимость луча) , которая представляет собой угол конуса свет излучаемый, мы можем сделать приблизительный расчет.Это приблизительное значение, поскольку предполагается, что вся мощность равномерно распределена. распределяется внутри этого конуса, и снаружи не излучается энергия. Ширина луча обычно определяется как полный угол конуса , что составляет удвоение угла конуса θ между осью и конусом.


На этом чертеже вы можете видеть синим цветом угол конуса θ и в красный конус полный угол .

В этом приближении мы предполагаем, что весь поток равномерно распределен в указанный конус и что снаружи нет излучения.Это, конечно, не очень точно. Имейте в виду, что реальные цифры могут значительно отличаться, но это лучшее, что вы можете получить только с углом конуса. Но обычно порядок величины правильный. Преимущество в том, что преобразование теперь легко и может быть выполнено с помощью карманный калькулятор или этот конвертер JavaScript.

Зная ширину луча , мы можем легко вычислить соответствующий телесный угол Ом в стерадианах с:

Затем мы можем использовать то же уравнение, что и раньше, для преобразования между светящимися поток F и максимальная сила света I v :

Следующий калькулятор выполнит вычисления за вас:

Мобильная версия доступна здесь, если вы нужно делать преобразования при покупке ламп…

Введите все известные данные в калькулятор ниже и оставьте поля на вычислить пустое значение, затем нажмите кнопку «вычислить», чтобы вычислить и заполнить бланки. Возможны не все комбинации; если данных недостаточно; всплывающее окно коробка предупредит вас. Убедитесь, что неизвестные поля полностью пусты: пробел не будет работай.


А как насчет силы излучения?

Теперь, когда мы знаем световой поток F , можем ли мы вычислить мощность излучения P или наоборот? Что ж, теоретически да, но это не так просто, потому что вам нужно знать спектр P (λ) излучаемого света для расчета соответствующий коэффициент преобразования.Иногда производители предоставляют вам красивый график спектра, в противном случае вам нужно измерить его с помощью оптического спектрометра (и если он у вас есть, вы, вероятно, не нужны пояснения на этой странице). Без точных спектральных данных преобразование из F в П. .

Предполагая, что вы знаете P (λ) (измерено, оцифровано с графика предоставленные производителем), первое, что вам нужно сделать, это нормализовать его в поверхности (поверхность под кривой должна быть равна единице):

Опять же, это недоступно для этого калькулятора JavaScript, и вам понадобится мощная числовая вычислительная программа.

Убедившись, что P (λ) нормализовано, вы можете рассчитать коэффициент преобразования лучистого потока в световой η v :

Где В (λ) — стандартное функция яркости (фотопическое зрение), и вы должны интегрировать весь видимый спектр (скажем, от λ мин = От 380 нм до λ макс = 770 нм) или не менее часть, где P (λ) отлична от нуля.

Зная η v , теперь возможно преобразование между лучистый и световой поток со следующим соотношением:

Обратите внимание, что η v выражается в лм / Вт, но не эффективность лампы, это просто мера видимости света для человеческого глаза. Эффективность лампы, выраженная также в лм / Вт, также учитывает потери лампы.

Другими словами, если у вас есть точные спектральные данные и подходящий числовой вычислительное программное обеспечение, вы можете это сделать, но все же вам нужно много мотивации чтобы преодолеть эти два препятствия.И не нужно просто покупать лампочку…


Световая отдача лампы

Световая отдача лампы — это соотношение между производимой световой отдачей. поток и используемая электрическая мощность и выражается в люменах на ватт. (лм / Вт), чем выше, тем лучше. В основном это зависит от технологии изготовления ламп: у старых ламп накаливания очень низкий КПД, галогенные лампы немного лучше, люминесцентные лампы и светодиоды имеют лучшая эффективность (для белого света) на сегодняшний день (2013 г.).

Обратите внимание, что используемая электрическая мощность отличается от (и всегда выше, чем) мощность излучения обсуждалась ранее. Чтобы вычислить эффективность лампы, нет необходимости вычислять или знать лучистая сила.


Эта старинная лампа накаливания потребляет 75 Вт электроэнергии и обеспечивает (номинальный) световой поток 950 лм. Предположим, что диаграмма направленности направлена ​​во всех направлениях (угол конуса 360 °), с С помощью калькулятора, приведенного выше, вы можете оценить силу света около 76 кд.Вы также можете рассчитать эффективность лампы 13 лм / Вт. (нажмите для увеличения)

Лампы накаливания, независимо от того, галогенные они или нет, лучше подходят для большие силы, потому что чем горячее нить накала генерирует более видимый свет. Таким образом, одна лампочка мощностью 75 Вт и ее 13 лм / Вт эффективнее. чем две лампы мощностью 40 Вт с мощностью всего 10 лм / Вт.

Цветные лампы накаливания имеют очень низкий КПД, потому что большинство свет отфильтровывается цветным стеклом, оставляя только одну часть спектр.С другой стороны, цветные газоразрядные лампы или светодиоды обладают очень высокой эффективностью. потому что излучается только требуемый цвет и не делается никаких компромиссов получить белый свет. По этой причине во многих странах уличные фонари желтые: натриевые лампы. имеют очень хорошую светоотдачу, но излучают уродливый желтый свет.

Для белых ламп, как правило, наиболее эффективны газоразрядные или светодиодные лампы. излучают холодный (голубоватый) свет и плохо передают цвета; это может изменения в будущем.

Наконец, прозрачные лампы имеют лучшую эффективность, чем диффузные, но они иногда тревожно смотреть. Добавление диффузора к прозрачной лампе, конечно, снизит ее эффективность.

В следующей таблице приведены обычные значения световой отдачи обыкновенного белого цвета. домашние лампы:

Тип лампы: Световая отдача:
Эталонные лампы накаливания 8 … 15 лм / Вт
Галогенные лампы накаливания 15…20 лм / Вт
Компактные люминесцентные лампы 30 … 60 лм / Вт
Люминесцентные лампы 60 … 110 лм / Вт
Современные светодиодные лампы 60 … 100 лм / Вт

Практически для всех типов ламп, кроме светодиодных, световая отдача больше или меньше. менее стабильный уже много лет, и здесь нет больших сюрпризов. Для светодиодов эффективность постоянно повышается: десять лет назад эффективность Светодиодные лампы были сравнимы с галогенными лампами, первые эффективные светодиоды имели очень низкие уровни мощности и были практически бесполезны.Сегодня (в 2013 году) можно купить хорошие светодиодные лампы с превышением КПД. 100 лм / Вт в местном универсальном магазине, и эта цифра продолжает расти.


Заключение

Два основных фотометрических понятия, световой поток и сила света, имеют были кратко описаны и простой примерный калькулятор для преобразования между два доступны на этой странице. Чем отличаются некоторые аспекты преобразования лучистого потока в световой поток. было объяснено, но, к сожалению, нет простого способа конвертировать между их.Наконец, была обсуждена световая отдача лампы. Цель состоит в том, чтобы помочь сравнить лампы или источники света в целом после завершения технические данные отсутствуют.


Библиография и дополнительная литература

[1] Уоррен Дж. Смит. Современная оптическая инженерия — Дизайн оптических систем. 3 rd Edition, McGraw-Hill, 2000 г., Глава 8.
[2] А.Даешлер, Г. Кампоново. Elettrotecnica. Edizioni Casagrande, Беллинцона, 1974 г., capitolo 11.


Справочник по измерениям света: геометрия измерений

Справочник по измерениям света: геометрии измерений

Твердые уголки

Одна из ключевых концепций для понимания взаимосвязи между измерениями геометрия — это телесный угол или стерадиан. Сфера содержит 4p стерадианы. Стерадиан определяется как телесный угол, имеющий вершину в центре сферы, отрезает сферическую поверхность, равную квадрату радиуса сфера.Например, сечение в один стерадиан радиуса один метр сфера образует сферическую поверхность площадью один квадратный метр. Сфера, показанная в поперечном сечении на рисунке 7.1, иллюстрирует концепцию. Из сферы удален конус с телесным углом в один стерадиан. Этот удаленный конус показан на рисунке 7.2. Телесный угол, Вт, в стерадианах равна площади сферической поверхности A, деленной на квадрат радиуса, r.

Большинство радиометрических измерений не требуют точных расчетов площади сферической поверхности для преобразования между единицами измерения.Плоская поверхность оценки могут быть заменены сферической площадью, когда телесный угол равен менее 0,03 стерадиана, что приводит к ошибке менее одного процента. Это примерно соответствует расстоянию, по крайней мере, в 5 раз превышающему наибольший размер детектора. В общем, если следовать правило пятикратного приближения к точечному источнику, можно смело оценивать с помощью плоской поверхности.

Излучение и световой поток

Лучистый поток — это мера радиометрической мощности. Поток, выраженный в Вт — это мера скорости потока энергии в джоулях в секунду. Поскольку энергия фотона обратно пропорциональна длине волны, ультрафиолетовое излучение фотоны более мощные, чем видимые или инфракрасные.

Световой поток — это мера мощности видимого света. Фотопикс поток, выраженный в люменах, взвешивается, чтобы соответствовать чувствительности человеческий глаз, наиболее чувствительный к желто-зеленому. Скотопический поток взвешивается с учетом чувствительности человеческого глаза в адаптированном к темноте состоянии.

Преобразование единиц: мощность

    РАДИАНТНЫЙ ПОТОК:
      1 Вт (ватт)
        = 683.0 лм при 555 нм
        = 1700.0 скотопический лм при 507 нм
      1 Дж (джоуль)
        = 1 Вт * с (ватт * секунда)
        = 10 7 эрг
        = 0,2388 грамма *
      калорий
    СВЕТОВОЙ ПОТОК:
      1 лм (люмен)
        = 1,464 x 10 -3 Вт при 555 нм
        = 1 / (4p) кандела (только если изотропный)
      1 лм * с (люмен * секунды)
        = 1 талбот (Т)
        = 1,464 x 10 -3 джоулей при 555 нм

. 139020
. 208020
. 323000
. 444310
. 503000
.710000
. 862000
. 954000
.994950
1.000000
.995000
. 952000
.870000
.757000
.631000
. 503000
.381000
.265000
.175000
.107000
.061000
.032000
.017000
.008210
.004102
.002091
.001047
.000520
.000249
.000120
.000060
.000030
л
нм
Фотопикс.
световой
КПД
Фотопикс.
лм / Вт
Преобразование
Scotopic
световой
КПД
Scotopic
лм / Вт
Преобразование
380
390
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
507
510
520
530
540
550
555
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720
730
740
750
760
770
0.000039
.000120
.000396
.001210
.004000
.011600
.023000
.038000
.060000
.0
0,027
0,082
0,270
0,826
2,732
7,923
15,709
25,954
40,980
62,139
94,951
142.078
220.609
303,464
343,549
484,930
588,746
651,582
679,551
683,000
679.585
650,216
594,210
517.031
430,973
343,549
260,223
180,995
119,525
73.081
41,663
21,856
11,611
5,607
2,802
1,428
0,715
0,355
0,170
0,082
0,041
0,020
0,000589
.002209
.009290
. 034840
.096600
.199800
. 328100
. 455000
. 567000
.676000
.793000
.

0
. 982000
1.000000
.997000
. 935000
.811000
.650000
. 481000
.402000
. 328800
. 207600
.121200
.065500
.033150
.015930
.007370
.003335
.001497
.000677
.000313
.000148
.000072
.000035
.000018
.000009
.000005
.000003
.000001
.000001

1,001
3.755
15,793
59,228
164,220
339,660
557,770
773,500
963,900
1149.200
1348.100
1536,800
1669.400
1700.000
1694.900
1589,500
1378,700
1105 000
817,700
683 000
558,960
352,920
206,040
111,350
56,355
27.081
12,529
5,670
2,545
1,151
0,532
0,252
0.122
.060
.030
.016
.008
.004
.002
.001

Спектрорадиометрия — калиброванный анализ света от источников излучения, например солнце, лампы и другие источники света.

Фотометрия включает измерение излучения, видимого человеческим глазом.

Источник света

Принадлежность

Радиометрический блок

Фотометрический блок

Вольфрамовая галогенная лампа

Интегрирующая сфера

Мощность излучения
[Вт / нм]

Световой поток
[лм]

светодиод

Светодиодный адаптер

Интенсивность излучения
[Вт / ср нм]

Сила света [кд]

Вс

Внешний оптический датчик

Энергия излучения
[Вт / м 2 нм]

Освещенность
[люкс]

Дисплей

Головка телескопа

Сияние
[Вт / см 2 ср нм]

Яркость
[кд / м 2]


Освещенность и освещенность:

Энергия излучения — это мера радиометрического потока на единицу площади или плотности потока.
Энергия излучения обычно выражается в Вт / см 2 (Вт на квадратный метр). сантиметр) или Вт / м 2 (ватт на квадратный метр).

Освещенность — мера фотометрического потока. на единицу площади или видимой плотности потока.
Освещенность обычно выражается в люксах. (люмен на квадратный метр) или фут-свечи (люмен на квадратный фут).

На рисунке 7.4 выше лампочка производит 1 канделу. Кандела является базовой единицей измерения освещенности и определяется следующим образом: источник света 1 кандела излучает 1 люмен на стерадиан во всех направлениях (изотропно).Стерадиан определяется как телесный угол, который, имеющий вершину в центре сферы, отрезает площадь, равную квадрат его радиуса. Количество стерадианов в пучке равно на площадь проекции, деленную на квадрат расстояния.

Итак, 1 стерадиан имеет проектируемую площадь 1 квадратный метр на расстоянии от 1 метра. Следовательно, источник света 1 кандела (1 лм / ср) будет аналогичным образом производят 1 люмен на квадратный фут на расстоянии 1 фут и 1 люмен на квадратный метр на 1 метр.Обратите внимание, что по мере того, как луч света распространяется дальше, от источника он расширяется, становясь менее плотным. На рис. 7.4, например, свет расширился с 1 лм / фут 2 на расстоянии 1 фут до 0,0929 лм / фут 2 (1 люкс) на расстоянии 3,28 фута (1 м).

Закон косинусов

Если возможно, измерения энергетической освещенности следует проводить лицом к источнику. Освещенность будет зависеть от косинуса угла между оптическая ось и нормаль к детектору.

Расчет расстояния до источника

Линзы искажают положение точечного источника.Вы можете решить для виртуального происхождения источника путем измерения освещенности в двух точках и решение для расстояния смещения X, используя закон обратных квадратов: E 1 (d 1 + X) 2 = E 2 (d 2 + X) 2

На рис. 7.5 показана типичная установка для определения местоположения виртуальный точечный источник светодиодов (который находится за светодиодом из-за встроенного линза). Два измерения энергетической освещенности на известных расстояниях от эталона точка — это все, что нужно для расчета смещения виртуальной точки источник.

Преобразование единиц: плотность потока

      1 Вт / см 2 (Вт на квадратный сантиметр)
        = 104 Вт / м 2 (Вт на квадратный метр)
        = 6,83 x 10 6 люкс при 555 нм
        = 14,33 грамма * калорий / см 2 / мин
    ОСВЕЩЕНИЕ:
      1 лм / м 2 (люмен на квадратный метр)
        = 1 люкс (лк)
        = 10 -4 лм / см 2
        = 10 -4 фот (ph)
        = 9,290 x 10 -2 лм / фут 2
        = 9.290 x 10 -2 фут-свечей (fc)

Сияние и яркость:

Яркость — это мера плотности потока на единицу телесного угла обзора. выражается в Вт / см 2 / ср. Сияние не зависит от расстояния для источника с расширенной областью, поскольку область выборки увеличивается с расстоянием, отмена обратных квадратов потерь.

Яркость L диффузной (ламбертовской) поверхности связана с лучистая выходная способность (плотность потока) M поверхности по соотношению:

L = M / p

Некоторые единицы яркости (апостиль, ламберт и фут-ламберт) уже содержать p в знаменателе, что упрощает преобразование в единицы освещенности.

    Пример:

      Предположим, что диффузная поверхность с коэффициентом отражения r, 85% подвергается освещенности E 100,0 люкс (лм / м 2 ) в плоскости поверхности. Какой будет яркость L этого поверхность, кд / м 2 ?

    Решение:

      1.) Рассчитайте выходную светимость поверхности:
        M = E * rM = 100,0 * 0,85 = 85,0 лм / м 2
      2.) Рассчитайте яркость поверхности:
        л = м / п
        L = 85.0 / p = 27,1 лм / м 2 / ср = 27,1 кд / м 2

Освещенность из расширенного источника:

Освещенность E на любом расстоянии от источника однородной протяженной области связана с яркостью L источника следующим соотношением: который зависит только от предполагаемого центрального угла обзора q, детектора излучения: E = p L sin 2 (q / 2)

Итак, для протяженного источника с яркостью 1 Вт / см 2 / ср, и детектор с углом обзора 3 °, освещенность на любом расстоянии будет 2.15 x 10 -3 Вт / см 2 . Это предполагает, что Конечно, источник выходит за пределы угла обзора детектора. входная оптика.

Преобразование единиц: Сияние и Яркость

    СИЯНИЕ:
      1 Вт / см 2 / ср (ватт на кв. См на стерадиан)
        = 6,83 x 10 6 лм / м 2 / ср при 555 нм
        = 683 кд / см 2 при 555 нм
    ОСВЕЩЕННОСТЬ:
      1 лм / м 2 / ср (люмен на кв.см на стерадиан)
        = 1 кандела / м 2 (кд / м 2 )
        = 1 нит
        = 10 -4 лм / см 2 / ср
        = 10 -4 кд / см 2
        = 10 -4 стильб (сб)
        = 9,290 x 10 -2 кд / фут 2
        = 9,290 x 10 -2 лм / фут 2 / ср
        = p апостиль (asb)
        = p cd / p / m 2
        = p x 10 -4 ламбертов (L)
        = p x 10 -4 кд / p / см 2
        = 2.919 x 10 -1 фут-ламбертов (fL)
        = 2,919 x 10 -1 лм / п / фут 2 / ср

Сияние и сила света:

Сила излучения — это мера радиометрической мощности на единицу телесного угла, выражается в ваттах на стерадиан. Точно так же сила света мера видимой мощности на телесный угол, выраженная в канделах (люменах). на стерадиан). Интенсивность связана с освещенностью обратным квадратичный закон, показанный ниже в альтернативной форме: I = E * d 2

Если вам интересно, как юниты отменяют, чтобы получить поток / ср из потока / площади умножить на квадрат расстояния, помните, что стерадианы — безразмерная величина. Телесный угол равен площади, деленной на квадрат радиуса, поэтому d 2 = A / W, и замена дает:

I = E * A / W

Самый большой источник путаницы в отношении измерений интенсивности связан с разница между Mean Spherical Candela и Beam Candela, оба из которые используют единицу канделы (люмен на стерадиан). Среднее сферическое измерения производятся в интегрирующей сфере и представляют собой общую мощность в люменах делится на 4p ср в сфере. Таким образом, изотропная лампа в одну канделу дает один люмен на стерадиан.

Луч кандела, с другой стороны, имеет очень узкий угол и составляет всего лишь представитель люменов на стерадиан при максимальной интенсивности луч. Это измерение часто вводит в заблуждение, поскольку отбор проб угол определять не нужно.

Предположим, что два светодиода излучают в целом 0,1 лм узким лучом: Один имеет телесный угол 10 °, а другой — угол 5 °. В Светодиод 10 ° имеет яркость 4,2 кд, а светодиод 5 ° — яркость 16,7 кд. Они оба излучают одинаковое количество света, однако — 0.1 п.м.

Фонарик с лучом в миллион кандел звучит очень ярко, но если ширина его луча равна ширине лазерного луча, поэтому от него мало пользы. С осторожностью относитесь к спецификациям, приведенным в канделах луча, потому что они часто искажают общая выходная мощность лампы.

Преобразование единиц: интенсивность

    ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ:
      1 Вт / ср (Вт на стерадиан)
        = 12,566 Вт (изотропный)
        = 4 * p Вт
        = 683 кандела при 555 нм
    ИНТЕНСИВНОСТЬ СВЕТА:
      1 лм / ср (люмен на стерадиан)
        = 1 кандела (кд)
        = 4 * p люмен (изотропный)
        = 1.464 x 10 -3 Вт / ср при 555 нм

Преобразование геометрии

Преобразование между геометрическими единицами измерения затруднено и должно пытаться только тогда, когда невозможно измерить в фактическом желаемом единицы измерения. Вы должны знать, что каждая из геометрий измерения неявно предполагает, прежде чем вы сможете преобразовать. Пример ниже показывает преобразование между люксами (люменами на квадратный метр) и люменами.

    Пример:

      Вы измеряете 22.0 люкс от лампочки на расстоянии 3,162 метра. Сколько света в люменах производит лампа? Предположим, что лампа в прозрачной оболочке является изотропным точечным источником, за исключением того, что основание блокирует телесный угол 30 °.

    Решение:

      1.) Рассчитайте энергетическую освещенность на 1,0 метре:
        E 1 = (d 2 / d 1 ) 2 * E 2
        E 1,0 м = (3,162 / 1,0) 2 * 22,0 = 220 лм / м 2
      2.) Преобразование из лм / м 2 в лм / ср на расстоянии 1,0 м:
        220 лм / м 2 * 1 м 2 / ср = 220 лм / ср
      3.) Рассчитайте телесный угол лампы:
        Вт = A / r 2 = 2 фазы / r = 2p [1 — cos (a / 2)]
        W = 2p [1 — cos (330 / 2)] = 12,35 ср
      4.) Рассчитайте общий световой поток:
        220 лм / ср * 12,35 ср = 2717 лм


Предыдущий

Содержание

Страница не найдена — Optronic Laboratories

Чтобы получить доступ к техническому описанию стандарта OL 459 Tunable LED Standard в формате PDF, заполните форму ниже.

  • Название компании *
  • Ваш адрес электронной почты *
  • Ваше имя *

    Первый Последний

  • Адрес * Адрес улицы Адресная строка 2 Город Государство / Провинция / Регион Почтовый индекс Страна AfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral Африканский RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos IslandsColombiaComorosCongo, Демократическая Республика theCongo, Республика theCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicCôte d’IvoireDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEswatini (Свазиленд) EthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный Территорий у SeeHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKuwaitKyrgyzstanLao Народной Демократической RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorthern Марианской IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestine, штат Нью-ofPanamaPapua GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarRomaniaRussiaRwandaRéunionSaint BarthélemySaint HelenaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint MartinSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint MaartenSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth GeorgiaSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян Майен IslandsSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUS Экваторияльная IslandsUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова, BritishVirgin острова, U.Сан-Уоллис и Футуна, Западная Сахара, Йемен, Замбия, Зимбабве, Аландские острова.
  • Комментарии

    Это поле предназначено для проверки и должно быть оставлено без изменений.

Как измеряется освещение | EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды

Когда большинство людей покупают лампочку, они ищут ватт (Вт). Напомним, что ватт — это единица мощности (т. Е. Скорость, с которой энергия потребляется поставщиком электроэнергии).Он ничего не говорит о свете.

Наиболее распространенным показателем светоотдачи (или светового потока) является люмен. Все лампы имеют люмен, как показано на рисунке ниже, и каждая лампа имеет 3 параметра, указанные на упаковке:

  • Световой поток лампы или светоотдача
  • Потребляемая мощность в ваттах
  • Срок службы лампы в часах

Параметры, указанные на лампочке.

Посмотрите видеоролик в масштабе 1:41 ниже, чтобы узнать больше о люменах.

Люмен, как измеряется свет

Щелкните здесь, чтобы увидеть стенограмму видео измерения освещенности

люмен; как измеряется освещение?

Хорошо, следующий вопрос: как измеряется освещение. Теперь у нас так много света, как нам измерить количество света, которое мы получаем? Обычно световой поток измеряется в световом потоке или количестве света, падающего на горизонтальную поверхность. У всех ламп, например, этой (стандартной), указано сколько люменов? Люмен — это световой поток конкретной лампочки.Сколько света мы получаем от этой лампочки? Люмен. Не ватты. Уоттс — второе, что вы здесь видите. И это сколько ватт или сколько мощности мы потребляем от электрических проводов? И третье, что указано на каждой посылке, которую вы видите, — это количество часов. Другими словами, это срок, ожидаемый срок службы этой лампочки. Как видите, люмен — это световой поток. Люмен — это показатель того, сколько света мы получаем от этих лампочек. Например, как я уже сказал, 40-ваттные лампы дают вам 500 люмен, а у нас есть 60-ваттная лампа, которая дает вам 865 люмен.Это не пропорционально, но по мере увеличения мощности вы получаете все больше и больше люменов.

Свечи

фут-кандела (fc) — это стандартная единица измерения освещенности на поверхности. Это световой люмен, распределенный по площади в 1 квадратный фут (0,09 квадратного метра).

Свеча для ног

Средний уровень фут-кандел на квадратной поверхности равен количеству люменов, падающих на поверхность, деленному на площадь поверхности.

FC = Люмены света / Площадь в квадратных футах

Пример

Лампа мощностью 40 Вт дает около 505 люмен и имеет срок службы около 1000 часов. Когда эта лампочка используется для освещения комнаты размером 10 x 10 футов, эти 505 люмен распределяются на 100 квадратных футов площади пола. Что такое подсветка?

505 люмен света / 100 футов 2 = 5,05 люмен на фут 2 или 5,05 фк

1 футовая свеча = 1 люмен / фут2 = 1 люкс (метрическая система)

Теперь посмотрите фильм в масштабе 1:15, в котором показано, как экспонометр используется для измерения люменов на фут 2 .Помните, что 1 люмен / фут2 = 1 фут-кандела.

Как измеряется свет?

Щелкните здесь, чтобы просмотреть стенограмму видео измерения освещенности.

Использование экспонометра

Я положил сюда лампочку на 60 ватт. И эта лампа мощностью 60 Вт дает 865 люмен света. Когда я держу эту лампочку очень близко к этой области поверхности здесь, где измеряется свет, все эти 800 единиц падают на небольшую область. Очевидно, если мы попытаемся измерить количество люменов, попадающих на эту небольшую площадь, мы увидим, что количество люменов на квадратный фут очень и очень велико.Как вы можете примерно видеть, у нас около 1200 люмен на квадратный фут — очень высокая концентрация. Когда я убираю эту лампочку, значение уменьшается, потому что такое же количество люменов распределяется по большей площади, как вы можете видеть здесь. Сейчас он составляет около 100 люмен. И если я пойду дальше, он уменьшится.

Как измерить свет | Правильное использование экспонометра

Измерение освещенности стало обычной практикой в ​​различных сферах жизни, от проверки того, что ваши сотрудники работают в безопасных рабочих условиях, до проверки уровней освещенности для фотосъемки или декораций.Измерительный свет требует нескольких соображений; В этой статье представлены основные сведения о том, что такое свет и как его измеряют, а также даны инструкции по использованию измерителя освещенности (люксметра).

Что такое свет?

Не стесняйтесь пропустить этот раздел, поскольку он не является важным для понимания того, как правильно измерять свет, но является полезной вспомогательной информацией. Давайте постараемся сделать это проще. Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется волнами. Эти волны имеют длину и частоту.У людей есть рецепторы, которые могут воспринимать волны определенной длины и преобразовывать их в изображения. Эти длины волн существуют от 400 до 700 нм. Отдельные цвета присутствуют на определенных длинах волн. См. Ниже…

  • Синий 420нм
  • Зеленый 525 нм
  • Красный 635 нм

Возможно, вы слышали термины «инфракрасный» и «ультрафиолетовый». Инфракрасное — это когда длина волны длиннее, чем мы можем видеть, и ультрафиолет, когда они короче. Оба они используются в разных технологиях.Когда энергия излучается сразу на всех трех длинах волн, мы получаем то, что мы называем белым светом.

Типы света

Как правило, на вашем рабочем месте используется один из трех типов осветительной арматуры: это источники света на основе тепла, известные как лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиоды. Каждый из них по-своему излучает свет.

  • Лампа накаливания — это излучаемая электромагнитная энергия, которая излучается на всех длинах волн, когда мы видим все длины волн, вещи кажутся белыми.Различные температуры изменят количество используемых длин волн.
  • Флуоресцентные лампы
  • технически находятся за пределами нашего видимого диапазона, они ультрафиолетовые и ниже 400 нм. Однако взаимодействие с покрытием на внутренней стороне их трубок дает видимый белый свет, который мы можем использовать.
  • Светодиодные лампы
  • немного сложнее и достигают белого света за счет смеси красных, зеленых и синих светодиодов или методов, аналогичных флуоресцентным
  • .

Как измерить свет

Самый простой способ понять, как измеряется свет, — это представить обычную лампочку с нитью накала, которая нагревается, производя свет (лампа накаливания, если вы читали предыдущий раздел).Нить накала является источником света и находится в центре сферы, и свет излучается во всех направлениях. Общее количество энергии всего произведенного света известно как «световой поток».

Вы, наверное, знакомы с Lumen; это мера силы света, о которой люди обычно слышали. Базовая единица силы света — кандела (одна зажженная свеча дает примерно 1 канделу). Одна кандела на стерадиан (область конической формы, начинающаяся от источника света) известна как просвет.

Когда мы измеряем свет, нас интересует, сколько люменов падает на поверхность; это то, что мы знаем как люкс. Один люкс — это один люмен на квадратный метр.

Рабочий пример. У нас есть источник света, общий световой поток которого составляет 1000 люмен. Если бы мы могли сфокусировать это на поверхности 1 квадратного метра, у нас была бы освещенность 1000 люкс. Однако, если бы тот же свет был распределен на площади 10 квадратных метров, у нас была бы освещенность только 100 люкс.

Примеры уровней освещенности
Очень яркий летний день 100000 люкс
Полный дневной свет 10,000 люкс
Пасмурный летний день 1000 люкс
Очень темный день 100 люкс
Сумерки 10 люкс
Полнолуние <1 люкс

Альтернативным измерением света является фут-свеча, он работает так же, как люкс, за исключением того, что 1 фут-свеча составляет 1 люмен на квадратный фут.

Приборы для измерения света

Самый простой способ измерить освещенность — купить люксметр / люксметр, эти две фразы часто взаимозаменяемы. Экспонометры содержат датчик, который преобразует световую энергию в электрический заряд, который может дать пользователю показание. Как правило, они достаточно малы, чтобы их можно было брать в руке и легко переносить.

Вы можете посмотреть наш ассортимент люксметров здесь.

Экспонометр прост в использовании. Сняв колпачок с сенсора, просто поместите его на поверхность, на которой выполняется какая-либо задача, например, в центр стола.Важно, чтобы датчик располагался на поверхности, поскольку именно здесь свет отражается в глаз пользователя и представляет собой истинный уровень света, который они получают. Если держать экспонометр над поверхностью, это может привести к неточным показаниям. Затем на дисплее должно отобразиться значение в люксах.

Когда использовать люксметр

(Если вы пропустили его, вы можете прочитать раздел 1 этого руководства) Есть несколько вещей, о которых вы должны знать при использовании люксметра. Это в основном связано с тем фактом, что разные длины волн света не воспринимаются человеческим глазом одинаково.Если бы все длины волн содержали одинаковую интенсивность света, показания в люксах были бы одинаковыми, но человек-пользователь может видеть больше света определенного цвета, и свет может казаться ярче.

Чтобы лучше соотнести люксметры с человеческим восприятием света, они настроены на стандартный источник света CIE A. Это регулирует экспонометр так, чтобы свет был распределен по длинам волн домашнего света с вольфрамовой нитью.

Благодаря этим настройкам стандартный люкс или люксметр идеально подходит для использования в помещениях, где используется освещение лампами накаливания.Их также можно использовать для освещения флуоресцентными лампами, но возможны небольшие погрешности в измерениях. Это делает их идеальными инструментами для проверки освещения на большинстве рабочих мест.

Если ваше рабочее место заполнено светодиодным освещением, вам может потребоваться другое решение.

Светодиодный измеритель освещенности

С постоянно растущим успехом светодиодного освещения возникла потребность в специализированных светодиодных измерителях света. Светодиодные лампы излучают белый свет совсем не так, как лампы накаливания. Традиционный люксметр может дать точные показания в 500 люкс, но человеческий глаз не может видеть все 500 люкс, а на самом деле может видеть только 300 люкс.В конечном итоге это приводит к неточностям. Обойти это можно с помощью специального светодиодного измерителя света.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *