Световой поток измеряется в: Что такое световой поток, и в чём он измеряется?

Содержание

Что такое световой поток?

Световой поток — термин, косвенно характеризующий то, какое количество света излучается световым прибором, а также то, как именно прибор излучает и распределяет этот свет. Для оценки и сравнения традиционных световых приборов чаще всего используется понятие светового потока, измеряющегося в люменах. Люмен — это единица измерения всего воспринимаемого светового потока, испускаемого источником света.

В быту специалисты, занимающиеся освещением, покупатели и просто пользователи для оценки осветительного оборудования часто прибегают к термину «яркость». Это не только ошибочно, но и может ввести в заблуждение, особенно в отношении светодиодных световых приборов. В чём здесь загвоздка? Итак, суммарная электромагнитная энергия, излучаемая источником света в диапазоне длин волн видимого света, называется световым потоком и измеряется в люменах (лм). Но так как «видимость» относится только к человеку, фотометрические данные учитывают чувствительность глаза человека, которая зависит от длины волны видимого света (цвета). Зависимость чувствительности глаза человека с нормальным зрением от длины волны представляет собой колоколообразную кривую.

Функция спектральной эффективности светового потока взвешивает воспринимаемую интенсивность света с разными длинами волн на основании зависимости чувствительности глаза человека от длины волны света. Глаз человека имеет максимальную чувствительность для света с длиной волны 550 нм в зелено-желтой части видимого спектра и менее чувствителен на его красном и синем краях. Фото: Philips

Эта кривая известна часто называется кривой относительной спектральной чувствительности глаза. Согласно ей, наивысшая чувствительность глаза достигается в зелёной спектральной области (длина волны 550 нм) и постепенно снижается как к красному, так и к синему краям спектра. Лампа накаливания излучает на всём протяжении видимого спектра, а вот светодиоды — только в узкой «синей» его части. Поэтому и возникает парадокс: при излучении одинакового количества энергии источник с зелёным светом даёт световой поток в несколько раз большей мощности, нежели источник с синим светом.

Для оценки светодиодных осветительных приборов вместо понятия «световой поток» лучше использовать термин «освещённость». Освещённость характеризует интенсивность света, падающего на поверхность. Если площадь поверхности измеряется в квадратных метрах, то единицей освещённости является люкс (лк). Световой поток в один люмен, падающий на поверхность площадью один квадратный метр, даёт освещённость в один люкс. Нормы освещённости для всех типов помещений можно узнать из СНиП или из специализированных справочников, например, таких как «Строительное проектирование» Эрнста Нойферта.

Таблица. Нормы освещённости для некоторых помещений, лк

Помещение	Освещённость, лк
Вестибюль	30
Ванные комнаты, санузлы, душевые	50
Кабинет, библиотека	300
Детские	200
Кухня	150
Жилые комнаты	150
Лестницы	20

Упрощённо — зная площадь помещения и требуемую освещённость, мы можем посчитать нужное количество и мощность ламп. Например, для освещения кухни площадью 10 м2 нам потребуется источник света в 1500 лм, то есть, две светодиодные лампы со световым потоком 750 лм каждая (мощностью примерно 5-6 В). На практике же, весьма вероятно, потребуется вдвое большее количество ламп, потому что значительная часть светового потока (40-50%) пропадает зря из-за несовершенства конструкции ламп и светильников. Точный расчёт лучше поручить профессионалам. Редакция благодарит компанию Philips за помощь при подготовке материалов

Световой поток в параметрах светильника

С появлением светодиодных ламп и светильников на их основе, в процесс создания комфортного освещения на рабочем месте уверенно вошли новые термины — световой поток и освещенность. Связано это с тем, что лампы одной и той же мощности у разных производителей светят по-разному, и такой параметр как мощность, не отражает всех характеристик светодиодных светильников.

Определение светового потока

В светотехнике основным приемником освещения является глаз, и для оценки воздействия на него источника света, было введено понятие световой поток. Не вдаваясь в конкретику физических формул, его можно определить как мощность световой энергии источника света, или по другому — количеством излучаемого света.

Измеряется световой поток в люменах (лм).

Чем он больше, тем больше света выделяет лампа или светильник.

Освещенность

Световой поток обозначает общую световую мощность лампы, но не говорит нам о том, сколько энергии света дойдет до конкретного освещаемого места. Это связано с различными углами рассеивания разных лам.

Для того чтобы оценить количеством света доходящее до конкретного места ввели понятие освещенность.

Она выражает количество света падающего на единицу освещаемой площади. Измеряется освещенность в люксах. 1 люкс равен 1 люмену на 1 кв.м. площади.

Световой поток светодиодных светильников

Принято считать, что 1 Вт светодиодного светильника заменяет 10 Вт лампы накаливания. Такую цифру размещают и многие производители.Однако на практике можно столкнуться совсем с другими цифрами и тут на помощь приходит световой поток. Классическая лампа накаливания 100 Вт выдает световой поток в 1200 лм. Взглянув на этикетки светодиодных ламп мощностью 10 Вт, мы можем найти там довольно большой разброс — от 700 до 1200 лм. Этот разброс прямо указывает на качество приобретаемого изделия.

Чем больше световой поток светильников одинаковой мощности, тем более качественное изделие перед вами.

Как определить на практике освещенность рабочего места

Для расчета светового потока светодиодных светильников принято ориентироваться на рекомендуемые Строительными нормами и правилами уровни освещенности разных категорий промышленных, торговых и офисных помещений. На освещенность влияют многие факторы:

общая площадь помещений;

материал и цвет стен и потолков;
покрытие и цвет пола;
угол рассеивания используемых светильников.

Для точного расчета используются специальные формулы, таблицы и графики. Проверить сделанные расчеты на практике можно специальным прибором — люксометром.

Заключение

Компания КОЭНКО по вашему запросу готова выполнить бесплатный расчет освещенности помещения любого назначения. Мы также сделаем подбор светодиодных светильников с гарантированным световым потоком, по рекомендованным для этого помещения нормам.

Как измеряются световые характеристики фонарей Petzl? | Статьи

16 апреля 2019

Обращаем ваше внимание на то, что способ измерения характеристик фонарей, выпущенных в 2019 году, изменился. Читать новую статью:

Характеристики фонарей в соответствии с протоколом ANSI/PLATO FL1

Яркость

На самом деле «яркость» — это не совсем правильное название. Характеристика, которую обычно подразумевают под яркостью фонаря, называется световой поток. Именно значение светового потока указывается на упаковке всех фонарей Petzl.

Световой поток — это общее количество света, излучаемого в каждом направлении от источника света. Данный показатель выражается в люменах (лм) и измеряется в лаборатории с помощью специального сферического фотометра. При измерениях поток излучения от источника света оценивается в соответствии со спектральной чувствительностью человеческого глаза.

Яркость – это одна из производных светового потока. Но для простоты при описании фонарей показатель, измеряемый в люменах, часто называют яркостью. Это не очень научно, но более понятно для большинства пользователей.

Чем выше значение светового потока, тем больше света излучает источник, соответственно тем лучше видимость. Световой поток в лаборатории Petzl измеряется при использовании фонарей с новыми элементами питания.

Время работы

Время работы является ключевым фактором при выборе фонаря, поскольку оно определяет эффективную продолжительность использования. Измерение времени работы фонаря зависит от технологии освещения, которая в нем использована.

Для фонарей с технологией STANDARD LIGHTING (яркость падает постепенно):

Измерение производится от момента включения фонаря до момента, пока яркость не упадет на столько, что пользователю не комфортно будет передвигаться при таком освещении. Для этого, казалось бы, очень абстрактного показателя, фирма Petzl выбрала крайне четкое определение. Освещенность 0,25 люкс на дистанции 2 метра. Это соответствует свету от полной луны в ночное время.

Для режимов освещения CONSTANT LIGHTING (постоянный световой поток)

и REACTIVE LIGHTING («умное» освещение):

Измерение проводится от момента включения до момента перехода в резервный режим.

Дальность

Дальность освещения напрямую зависит от светового потока, но также большое значение имеет степень рассеивания.

Например, фонарь со световым потоком 100 люмен и широким рассеянным светом будет иметь дальность освещения 40 метров. Другой фонарь, яркостью 100 люмен со фокусированным светом, будет светить на 100 метров.

Измерения дальности также проводятся в сравнении со светом полной луны, то есть освещенностью в 0,25 люкс. Измерения проводятся с использованием новых батареек.

Люкс – это отношение светового потока к площади, люмен/м²

Все фонари Petzl тестируются при температуре 22° C (погрешность измерения температуры +/- 3° C).

Реальные показатели светового потока, дальности и особенно времени работы могут сильно меняться в зависимости от условий использования фонарей (температуры, качества и характеристик элементов питания и т.п.).

Световые единицы.

Количественные показатели:

Свет — это излучение, способное вызывать ощущение яркости при воздействии на человеческий глаз. Такое ощущение вызывает излучение с длинами волн от ~0,38 до ~0,78 мкм, причем самым ярким представляется излучение с длиной волны ок. 0,555 мкм (желто-зеленого цвета). Поскольку чувствительность глаза к разным длинам волн у людей неодинакова, в фотометрии принят ряд условностей. В 1931 Международная комиссия по освещению (МКО) ввела понятие <стандартного наблюдателя> как некоего среднего для людей с нормальным восприятием. Этот эталон МКО — не что иное, как таблица значений относительной световой эффективности излучения с длинами волн в диапазоне от 0,380 до 0,780 мкм через каждые 0,001 мкм.

Поток световой энергии (световой поток) измеряется в люменах. Определить световой поток в 1 лм невозможно, не обращаясь к светящимся телам, и основной мерой света долгое время была <свеча>, которая считалась единицей силы света. Настоящие свечи уже более века не используются в качестве меры света, так как с 1862 стала применяться специальная масляная лампа, а с 1877 — лампа, в которой сжигался пентан. В 1899 в качестве единицы силы ответа была принята <международная свеча>, которая воспроизводилась с помощью поверяемых электрических ламп накаливания. В 1979 была принята несколько отличающаяся от нее международная единица, названная канделой (кд). Кандела равна силе света в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540×10¹² Гц (l = 555 нм), энергетическая сила светового излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Чтобы дать определение люмена, рассмотрим точечный светильник с силой света 1 кд во всех направлениях. Такой источник испускает полный световой поток, равный 4p лм. Если источник с силой света 1 кд освещает обращенную к нему небольшую пластинку, находящуюся на расстоянии 1 м, то освещенность поверхности этой пластинки равна 1 лм/м², т.е. одному люксу.

Протяженный источник света или освещенный предмет характеризуется определенной яркостью (фотометрической яркостью). Если сила света, испускаемого 1 м² такой поверхности в данном направлении, равна 1 кд, то ее яркость в этом направлении равна 1 кд/м². (Яркость большинства тел и источников света в разных направлениях неодинакова.)

Название	Единица измерения (обозначение)	Физический смысл
Световой поток (Ф)	Люмен (лм)	Световым потоком Ф называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека.
Сила света (I)	Кандела (кд)	Источник света излучает световой поток Ф в разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность излучаемого в определенном направлении света называется силой света I.
Яркость (L)	Яркость (кд/м2)	Яркость света L источника света или освещаемой площади является главным фактором для уровня светового ощущения глаза человека.
Освещенность (E)	Люкс (лк)	Освещенность Е отражает соотношение падающего светового потока к освещаемой площади. Освещенность равна 1 лк, если световой поток 1 лм равномерно распределяется по площади 1м²

Качественные показатели.

По качественным характеристикам различают следующие характеристики:

Распространение света в пространстве (пространственное распространение)

Равномерность распространения света, измеряется в %, (1 — (Emax-Emin)/2*Eср*100%)
Слепящее действие

Распределение света во времени

Пульсация освещения, измеряется в %, считается как (Emax-Emin)/2*Eср*100%, нормальным считается показатель не более 10%
Изменение освещенности в течении суток

Распределение света по спектру

Цветовая температура, Единица измерения: Кельвин [K]. Цветовая температура источника света определяется путем сравнивания с так называемым «черным телом» и отображается «линией черного тела». Если температура «черного тела» повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 K, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света — 6000 K.

· Цветность, Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой. Чем выше цветовая температура, тем холоднее свет. Существуют следующие три главные цветности света: тепло-белая < 3300 K, нейтрально-белая 3300 — 5000 K, белая дневного света > 5000 K. (см. таблицу). Лампы с одинаковой цветностью света могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого им света.

Температура, К	1900-2000	2700-2800	3000	4000	5000	6500	10000
Цветность	<Пламя>			Нейтрально белая цветность, <облачное небо>	Дневная цветность	Холодная дневная цветность	<тропическое небо>, голубое-фиол.
Тип лампы	Натриевая лампа	Лампа накаливания	Галогеновая	Люминисцентная лампа

Цветопередача — способность воспроизводить цвета, характеризуется индексом цветопередачи Ra (0-100).

В зависимости от места установки ламп и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью различных степеней «общего коэффициента цветопередачи» Ra.

Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света. Для определения значения фиксируется Ra сдвиг цвета с помощью восьми указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

Термины и определения

Подробности: Категория: Информация RU

Основные термины и определения: *

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные понятия и определения, применяемые в светотехнике

В светотехнике, как и в любой отрасли науки и техники, существует ряд понятий, характеризующих свойства ламп и светильников в стандартизированных единицах измерения.
Важнейшие из них приводятся ниже в кратком изложении.

Свет и излучение.
Под светом понимают электромагнитное излучение, вызывающее в глазу человека зрительное ощущение. При этом речь идет об излучении в диапазоне от 360 до 830 нм, занимающем мизерную часть всего известного нам спектра электромагнитного излучения.

Световой поток Ф.
Eдиница измерения: люмен [лм].
Световым потоком Ф называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека.

Сила света I характеризует мощность светового потока лампы Ф телесном углу W

Сила света I.
Единица измерения: кандела [кд].
Источник света излучает световой поток Ф разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность излучаемого в определенном направлении света называется силой света I.

Изображение силы света в полярных координатах

Освещенность Е.
Единица измерения: люкс [лк].
Освещенность Е отражает соотношение падающего светового потока к освещаемой площади. Освещенность равна 1 лк, если световой поток 1 лм равномерно распределяется по площади 1 м².

Освещенность Е

Яркость L.
Единица измерения: кандела на квадратный метр [кд/м²].
Яркость света L источника света или освещаемой площади является главном фактором для уровня светового ощущения глаза человека.

Яркость L

Основные светотехнические формулы:

Сила света I [кд]

Освещенность E [лк]

Яркость L [кд/м²]

Световая отдача h [лм/Вт]

Световая отдача h.
Единица измерения: люмен на Ватт [лм/Вт].
Световая отдача h показывает, с какой экономичностью потребляемая электрическая мощность преобразуется в свет.

Цветовая температура.
Единица измерения: Кельвин [K].
Цветовая температура источника света определяется путем сравнения с так называемым “черным телом” и отображается “линией черного тела”. Если температура “черного тела” повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 К, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света — 6000 К

Цветность света
Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой. Существуют следующие три главные цветности света:
тепло-белая < 3300 К
нейтрально-белая 3300 — 5000 К
белая дневного света > 5000 К.
Лампы с одинаковой цветностью света могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого ими света.

Цветопередача
В зависимости от места установки лампы и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью различных степеней “общего коэффициента цветопередачи” Ra.
Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света. Для определения значения Ra фиксируется сдвиг цвета с помощью 8 указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого или эталонного источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше
отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы.
Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

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:

Да, описанным образом можно оценить световой поток, испускаемый светодиодами, матрицами и сборками (в пределах описанного частного случая).
С измерением освещенности от светодиодов люксметром надо быть осторожным и убедиться, что он имеет корректную кривую спектральной чувствительности. Ибо врут все (с).
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.

Световой поток

— обзор

19.1.5.9 Величины и единицы света

Следующие определения основаны на Международном словаре освещения.

Световой поток (символ ϕ): свет, излучаемый таким источником, как лампа, или принимаемый поверхностью, независимо от направления. Люмен (аббревиатура лм): единица светового потока в системе СИ, используемая для описания общего света, излучаемого источником или принимаемого поверхностью. (Лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает около 1200 люмен.)

Освещение: процесс освещения объекта.

Величина освещенности (символ E): световой поток, падающий на поверхность, на единицу площади.

Люкс (сокращение lx): единица измерения освещенности в системе СИ; он равен одному люмену на квадратный метр.

Люмен на квадратный фут (сокращение lm ft ^-2): неметрическая единица измерения освещенности, равная 10,76 люкс. (Ранее этот термин назывался фут-свечой, этот термин все еще используется в некоторых странах.) Эксплуатационная ценность освещения: среднее значение освещенности на протяжении всего срока службы установки, усредненное по рабочей зоне.

Начальное значение освещенности: Среднее значение освещенности, усредненное по рабочей зоне до начала амортизации, то есть когда лампы и арматура новые и чистые и когда комната недавно декорирована.

Среднее сферическое освещение (скалярное освещение): среднее освещение по поверхности небольшой сферы с центром в данной точке; точнее, это поток, падающий на поверхность сферы, деленный на площадь сферы. Термин «скалярная» освещенность

означает люкс: необходимо соблюдать осторожность, чтобы не путать единицу с освещением на плоскости, которое измеряется в той же единице.

Вектор освещения: термин, используемый для описания потока света. У него есть и величина, и направление. Величина определяется как максимальная разница в величине освещенности на диаметрально противоположных элементах поверхности небольшой сферы с центром в рассматриваемой точке. Направление вектора — это диаметр, соединяющий более яркий элемент с более темным.

Сила света: величина, которая описывает силу освещения источника в определенном направлении.Точнее, это световой поток, излучаемый внутри очень узкого конуса, содержащего это направление, деленное на телесный угол конуса.

Кандела (аббревиатура cd): единица измерения силы света в системе СИ. Термин «сила свечи» означает силу света, выраженную в канделах.

Понять, как измерить световой поток и мощность излучения (ЖУРНАЛ)

В этом отрывке из готовящегося к выпуску справочника «Справочник по метрологии светодиодов и SSL», ГЮНТЕР ЛЕШХОРН и РИЧАРД ЯНГ объясняют основы светового потока и излучения. Измерение мощности — важнейшая задача при разработке продуктов твердотельного освещения (SSL).

Обычно световой поток и мощность излучения являются наиболее важными оптическими параметрами для светодиодов, хотя иногда также требуется пространственное распределение интенсивности. Для небольших устройств средняя интенсивность светодиода в состоянии B. Частичный световой поток светодиодов — это величина, которая получает все большее признание, но еще не получила широкого распространения. Для источников SSL важны фотометрические и колориметрические характеристики излучения.

Заинтересованы в статьях и объявлениях о тестировании / метрологии светодиодов и SSL?

Двумя основными методами измерения общей мощности излучения и светового потока являются использование либо интегрирующей сферы, либо гониофотометра / гониоспектрорадиометра.В следующих двух разделах объясняются эти два метода измерения с учетом типичных задач измерения.

Метод интегрирующей сферы и геометрия измерения

Величину светового потока иногда называют общим световым потоком, чтобы подчеркнуть тот факт, что он является суммой для всех направлений. Его также называют потоком 4π, поскольку полная сфера имеет 4π стерадиана телесного угла. Чтобы собрать весь свет в пределах 4π стерадианов, источник должен находиться в центре сферы.Эта 4π-геометрия является стандартной конфигурацией для измерения светового потока (см. Рис. 1a). Улавливается излучение, испускаемое во всех направлениях, и измеряется общий световой поток.

Для источников света, которые имеют пренебрежимо малое излучение или не имеют обратного излучения, полный поток может быть измерен в более удобном прямом потоке или геометрии 2π. Здесь источник света расположен в отверстии в стенке сферы. Для измерения регистрируется только световое излучение, испускаемое в передней полусфере (см. Рис.1б). Это прямое излучение типично для большинства светодиодных продуктов. Интегрирующая сфера должна быть откалибрована абсолютно на основе геометрии измерения в соответствии с принципом замещения. Этот принцип гласит, что тестовый источник света всегда следует измерять путем сравнения со стандартным источником, имеющим аналогичные пространственные и спектральные распределения.

Поправка на самопоглощение

Тестовый объект сам способствует поглощению светового излучения в интегрирующей сфере.Эта форма помех, известная как самопоглощение, может привести к значительному ослаблению светового излучения и к отклонениям в измерениях. Это затухание становится более выраженным, когда испытуемый образец становится больше и темнее. На рис. 3 показаны два типичных примера испытуемого образца и полученная зависимость пропускания от длины волны. Самостоятельное поглощение может привести к коррекции до нескольких десятков процентов.

РИС. 2. Сфера диаметром 1 м (слева) идеально подходит для измерения большинства светодиодов и модулей с рекомендованной геометрией 4π и 2π.2-метровая сфера (справа) идеально подходит для больших светильников и продуктов SSL.

Коррекция самопоглощения с помощью подходящего вспомогательного источника света поэтому необходима для точных измерений. Для этой цели обычно используется галогенная лампа с широким спектральным диапазоном. Вспомогательный источник света должен быть расположен за перегородкой, чтобы избежать прямого освещения образца, и он должен работать от стабильного источника питания. Этот источник света используется для определения характеристик спектрального поглощения испытуемого устройства, держателя образца и соединительных кабелей, а затем смещения с фактическим измерением.Эффект самопоглощения увеличивается по мере увеличения отражательной способности покрытия и уменьшения отношения площади сферы к исследуемому образцу.

Поглощение в ближнем поле

Любой объект (например, розетка), находящийся в непосредственной близости от источника света, значительно поглощает свет и может вызвать большие ошибки. Это так называемое поглощение в ближнем поле не может быть исправлено измерением самопоглощения. Таким образом, следует избегать причины этого эффекта. Предмет следует размещать как можно дальше от лампы, избегая образования полостей.Кроме того, рекомендуется покрытие поверхности объекта материалом с высоким коэффициентом отражения. В качестве примера хорошее решение линейного держателя трубки показано на рис. 4.

Фиг. 3. Спектры собственного поглощения для двух типичных ИУ (тестируемых устройств).

Положение горения

Как описано в другой главе книги, измерения пассивно охлаждаемых источников SSL следует проводить в положении горения, определенном производителем. Это также относится к сферической фотометрии.При измерении в геометрии 4π удобно использовать внутренний фонарный столб, который может быть установлен вверх-вниз или вниз-вверх, чтобы реализовать проектное положение горения источника света. В случае 2π-геометрии предпочтительным методом является вращающаяся сфера (см., Например, рис. 5). Вся сфера может вращаться внутри монтажной рамы. Таким образом, измерительный порт расположен сбоку, сверху или снизу.

Учет ошибок измерения

Вклады в ошибки измерения многочисленны.Анализ ошибок при использовании спектрорадиометра в качестве детектора можно найти в другой главе книги. Широкий диапазон характеристик излучения, отображаемых светодиодами, может привести к ошибкам калибровки при измерении светового потока. Отклонение 5% может быть получено для компонентов с диффузным излучением, но отклонения более 10% возможны для светодиодов с узким углом наклона.

Как описано выше, выбор правильного размера шара, выполнение коррекции самопоглощения, избежание поглощения ближнего поля и измерение в заданном положении горения источника света имеют решающее значение для высокоточного измерения.

Узнайте, как измерить световой поток и мощность излучения светодиодов и продуктов SSL

РИС. 4. Пример исключения эффектов поглощения в ближней зоне. Держатель линейной трубки размещен как можно дальше от источника света и покрыт материалом с высоким коэффициентом отражения.

Еще одна большая часть ошибки вносит вклад при запуске измерения до того, как источник станет термически стабильным. Кроме того, при испытаниях в соответствии с CIE S 025 или EN 13032-4 рекомендуется температура окружающей среды 25 ° C.Если поместить источник тепла в корпус (интегрирующий шар), температура окружающей среды (температура в сфере) повысится, и она будет отличаться от «нормальных» рабочих условий. Поэтому при измерениях в конфигурации 4π рекомендуется стабилизировать источник с открытыми полусферами сфер. Сфера должна быть закрыта непосредственно перед измерением. Таким образом, можно лучше всего смоделировать окружающие условия при нормальной работе. Следует проявлять осторожность, чтобы неуловимо закрыть сферу, чтобы избежать движения воздуха, которое может нежелательным образом способствовать регулированию температуры.

Метод гониофотометра

Хотя измерение светового потока или мощности излучения с помощью гониофотометра занимает больше времени по сравнению с использованием интегрирующих сфер, оно намного точнее. Эта процедура измерения не требует эталонных ламп светового потока в качестве эталонного значения, как это имеет место при сферической фотометрии. Это метод выбора, если необходимо измерить лампы с различным распределением силы света, и это базовый уровень для калибровки эталонных ламп светового потока, который обеспечивает эталонное значение для других процедур испытаний.Еще одна отличительная черта гониофотометрии по сравнению со сферической фотометрией — это возможность измерения парциального светового потока и угла половинной интенсивности. Эти значения необходимо определять при измерении характеристик, относящихся к энергоэффективности и соответствию спецификациям Zhaga.

Метод лучше всего описать воображаемой сферой, окружающей светодиод. Детектор с косинусной коррекцией движется по поверхности сферы по определенным траекториям на расстоянии r (радиус сферы).Детектор используется для определения энергетической освещенности E , возникающей в результате парциального лучистого потока d Φ, падающего на область детектора dA в зависимости от θ и φ.

Чтобы определить полную мощность излучения, детектор перемещают постепенно под углом θ. Для каждого угла θ выполняется несколько измерений, причем угол φ изменяется от 0 ° до 360 °. Сканируются отдельные зоны, соответствующие постоянной широте сферы. Тогда общая мощность излучения Φ составляет

В качестве альтернативы, вместо перемещения детектора, которое может потребовать значительных механических усилий, можно использовать стационарный детектор, и светодиод сканируется вокруг его конца.Однако для модулей и светильников с конвекционным охлаждением это может не применяться, и может быть указана поправка на положение светильника.

РИС. 5. Вращающаяся сфера длиной 1 м. Позиционно-чувствительные источники света могут быть измерены в их расчетном рабочем положении.

На рис. 6 показана установка для этого типа светодиодного гониофотометра. Угол φ регулируется поворотом светодиода вокруг его механической оси, а угол θ — поворотом вокруг его наконечника. Детектор установлен на оптической рейке, что позволяет проводить измерения на различных расстояниях.

РИС. 6. Гониоспектрорадиометр в компактном светозащитном кожухе. Светодиод перемещается вместо извещателя. Угол φ регулируется поворотом светодиода вокруг его механической оси, а угол θ — поворотом вокруг его наконечника.

Большие расстояния необходимы для распределения силы света в условиях дальнего поля. Для измерения полного потока с помощью гониометра большие расстояния не требуются. При условии, что детектор имеет хороший косинусоидальный отклик, энергетическую освещенность можно точно измерить под всеми углами.Освещенность — это не свойство лампы, а свет, падающий на поверхность. Измеряя энергетическую освещенность в достаточных местах вокруг виртуальной сферы, окружающей лампу, можно вычислить общий поток путем интегрирования. При условии отсутствия взаимодействия между источником и детектором размер источника может быть почти размером с виртуальную сферу.

Эффективность и эффективность

Если общая оптическая мощность, излучаемая светодиодом, модулем или светильником, известна, то ее можно объединить с электрической мощностью P [Вт или ватт], подаваемой на устройство, для повышения эффективности:

Эффективность безразмерная (единицы в числителе и знаменателе отменяют) и зависит от условий измерения.Эффективность драйвера может быть включена или исключена, и для практических применений может потребоваться снижение номинальных значений температуры в соответствии с условиями эксплуатации.

Световая отдача рассчитывается аналогично, но с использованием общего светового потока:

Световая отдача выражается в лм / Вт. Как и эффективность, значения световой отдачи зависят от условий измерения и могут включать или исключать эффективность драйвера и температурные эффекты.

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ

Этот текст взят из Справочника по метрологии светодиодов и SSL , который будет опубликован компанией Instrument Systems в конце 2016 года.Ссылки на рисунки были изменены по сравнению с оригиналом для ясности.

ГЮНТЕР ЛЕШХОРН — руководитель отдела управления продуктами в компании Instrument Systems (instrumentsystems.com). РИЧАРД ЯНГ недавно ушел на пенсию с должности главного научного сотрудника и теперь работает консультантом в компании Instrument Systems.

Полное руководство по измерению освещенности

Это новое руководство покажет вам все, что вам нужно знать об измерении света.

Важно понимать различные термины, используемые для описания света. Это руководство охватывает все: от измерения света в электромагнитном спектре до понимания воспринимаемой яркости человеческим глазом, интенсивности света и инструментов, используемых для измерения света.

Давайте погрузимся в …

Хотите узнать больше об измерении освещенности? Получите бесплатный PDF

Я пришлю вам копию, чтобы вы могли прочитать ее, когда вам будет удобно.Просто дайте мне знать, куда его отправить (занимает 5 секунд):

Состав

Глава 1. Единицы света — Общие термины измерения освещенности

Глава 2: Радиометрия — Сколько света там

Глава 3: Фотометрия — Как вы видите свет (человеческое восприятие)

Глава 4: Спектрометрия — Измерение длины волны

Глава 5: Способы измерения света — Как измерить интенсивность света

Глава 6. Инструменты для измерения освещенности — Какие инструменты используются для измерения освещенности

Глава 1:

Единицы света

(Общие термины измерения освещенности)

В светотехнической промышленности для измерения света используются несколько различных единиц измерения, в зависимости от того, какая информация требуется.

Ниже приведены несколько наиболее распространенных единиц и терминов:

Поток (световой поток) — Произошедшее от латинского слова «Fluxus», означающего поток , поток — это количество энергии, излучаемой светом в секунду, измеренное в люменах (лм) .

Когда дело доходит до освещения, необходимо учитывать Вт (Вт), (потребляемая энергия) по сравнению с люмен (лм), (яркость). Или потребление электроэнергии по сравнению с светоотдачей. Люмены оцениваются для человеческого восприятия, а ватты — нет.

Люмен (лм) — единица светового потока в системе СИ, это единица светового потока.
Ватт (Вт) — единица измерения электрической мощности, это радиометрическое измерение.

Интенсивность света — Количество видимого света, излучаемого в единицу времени на единицу телесного угла

Кандела (кд) — Базовая единица измерения силы света в системе СИ. Это единица силы света источника света в определенном направлении.2 = 1 нит
- Nit (nt) — Название, данное для единицы яркости

Для облегчения понимания представьте себе лампу, излучающую свет.

Свет от лампы измеряется в люменах (мера силы света)
Свет, падающий на поверхность, выражается в люксах
Человеческий глаз видит это визуально с точки зрения яркости или яркости, которая измеряется в канделах

Глава 2

Радиометрия — Сколько там света

Что такое радиометрия

В целом радиометрия — это наука об измерении электромагнитного излучения.Что касается оптики, это относится к обнаружению и измерению световых волн в оптической части электромагнитного спектра (инфракрасного, видимого и ультрафиолетового). Радиометрия также включает определение распределения абсолютной мощности излучения.

Почему важна радиометрия

Радиометрия охватывает широкий спектр потребностей в обнаружении и измерении света.

Вот несколько распространенных приложений:

[источник]

4 Традиционно используемые геометрические описания в радиометрии

Основная единица радиометрии называется Radiant Flux .

1. Radiant Flux / Power — Выраженный в ваттах, лучистый поток может быть определен как полная оптическая мощность источника света. Его также можно определить как скорость потока лучистой энергии. Вы можете думать об этом как об общем количестве света, излучаемого лампочкой.

2. Интенсивность излучения — Также измеряется в ваттах, интенсивность излучения — это количество потока, излучаемого через известный телесный угол.

3. Энергия излучения — Энергия излучения измеряется в ваттах на квадратный метр и представляет собой измерение лучистого потока на известной площади поверхности.

4. Сияние — Сияние, измеряемое в ваттах на квадратный метр, стерадиан, является мерой силы излучения, излучаемого из единицы площади источника.

Глава 3:

Фотометрия — как вы видите свет

(видимый свет)

Что такое фотометрия

Фотометрия — это разновидность радиометрии, которая применяется только к видимой части электромагнитного спектра. В то время как радиометрия фокусируется на измерении энергии излучения с точки зрения абсолютной мощности, фотометрия учитывает реакцию человеческого глаза и фокусируется на измерении света с точки зрения воспринимаемой яркости.

Фотометрия — это «наука об измерении силы света, где« свет »относится к общему интегрированному диапазону излучения, к которому чувствителен глаз.

Фотометрия отличается от радиометрии, в которой обнаруживается и измеряется каждая отдельная длина волны в электромагнитном спектре, включая ультрафиолет и инфракрасный свет ». Фотометрия. В EDU.photonics.com/Photometry: Ответ на вопрос о восприятии света Получено с https : //www.photonics.ru / a25119 / Photometry_The_Answer_to_How_Light_Is_Perceived

Почему важна фотометрия

Фотометрия измеряет видимый свет с точки зрения человека.

Общие приложения для фотометрии:

Как и радиометрия, применение фотометрии также разнообразно. Он используется в ряде отраслей для проверки интенсивности света, производимого дисплеями, приборными панелями, приборами ночного видения и т. Д.

Основной единицей фотометрии является люмен.Фотометрия состоит из четырех основных понятий:

1. Световой поток — Световой поток, измеряемый в люменах, является мерой общей воспринимаемой мощности, излучаемой источником света во всех направлениях.

2. Сила света — Сила света в канделах — это количество света, излучаемого источником в определенном направлении.

3. Освещенность — Освещенность измеряется в люменах на единицу площади; это количество света, падающего на поверхность.Освещенность также можно назвать фут-свечой.

4. Яркость — Яркость, измеряемая в канделах на квадратный метр или нит, представляет собой общий свет, излучаемый или отраженный от поверхности в заданном направлении. Он показывает, насколько ярко мы воспринимаем результат взаимодействия падающего света и поверхности.

Изображение предоставлено: J.C. Walker, Light Sources — Technology and Applications [CC Attribution-ShareAlike 3.0]

Глава 4:

Спектрометрия — Измерение длины волны

Спектрометрия известна наукой и использованием спектрометров для измерения и анализа.Это исследование взаимодействия между светом и веществом, а также реакций и измерения интенсивности излучения и длины волны .

На схеме ниже показано, как спектрометрия используется для анализа образца. Образец показан на этапе 2. Спектрометрия также может использоваться для анализа длин волн, присутствующих в данном источнике света. В этом случае между источником и дифракционной решеткой не было бы образца.

i Источник: Спектрометрическая диаграмма публичной лаборатории [CC BY 2.0] (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/), с flickr

Использование для спектрометрии:

В статье «Что такое спектрометрия и для чего она используется», написанной ATA Scientific Instruments, подробно описаны современные способы использования спектроскопии:

В астрономии мы можем использовать уникальные спектры для определения химического состава объектов в космосе.
Мы также можем использовать его для определения свойств космических объектов: в основном их температуры, а также их скорости.
Применяется для скрининга метаболитов, а также для анализа и улучшения структуры лекарственных средств.

Биомедицинское использование света состоит из диагностических и терапевтических применений. Узнайте больше о спектроскопии в биомедицинских услугах.

Спектрорадиометрия — это «измерение энергии света на отдельных длинах волн в пределах электромагнитного спектра. Оно может быть измерено по всему спектру или в определенной полосе длин волн».

Спектрорадиометрия.В KonicaMinolta.us: Радиометрия, спектрорадиометрия и фотометрия Получено с: https://sensing.konicaminolta.us/learning-center/light-measurement/radiometry-spectroradiometry-photometry/

Две основные концепции спектрорадиометрии:

Spectral Radiance — яркость поверхности на единицу частоты или длины волны. Единицы СИ для спектральной яркости — стерадианный нанометр ватт / квадратный метр.

Спектральная освещенность — энергетическая освещенность поверхности на единицу частоты или длины волны.В системе СИ для спектральной освещенности используется ватт / кубический метр.

Глава 5:

Как измерить интенсивность света

Расчет интенсивности света зависит от источника света и направления, в котором он излучает свет. Количество света, падающего на поверхность, называется освещенностью и измеряется в люксах.

Sciencing написала пошаговую статью / эксперимент о том, как рассчитать интенсивность света с помощью силы света вокруг лампы, которая излучает свет одинаково во всех направлениях.В заключении уточняется, что «интенсивность света в вашей точке на сфере равна количеству ватт, которое излучает лампочка, деленному на площадь поверхности сферы». Полные расчеты можно найти здесь.

В фотометрии сила света является мерой мощности излучения, излучаемой объектом в определенном направлении , и зависит от длины волны излучаемого света.

Что наиболее важно с точки зрения измерения силы света , так это фактическое количество люменов, падающих на определенную поверхность ().

Измерение уровня освещенности

Как отмечалось выше, поток — это общий световой поток. Ватты относятся к абсолютной мощности, а люмены — к человеческому восприятию.

В чем разница между яркостью и освещенностью

«Яркость — это количество света, отраженного от освещаемой поверхности».

Освещенность — это количество света, падающего на поверхность.

Яркость — это то, что мы измеряем по поверхности, на которую падает свет.

Top Light Co назвала его лучшим …

Думайте об этом так: IL-яркость, IL, I = падающий свет. Освещенность измеряет падающий свет. Яркость — это то, что уходит с поверхности — L = уходит. Освещенность измеряет происшествие, яркость — то, что уходит.

Глава 6:

Какие инструменты используются для измерения света

1. Фотометр

Фотометр — это прибор для измерения силы света.Его можно определить как прибор, измеряющий видимый свет.

Два типа фотометров:

1. Измерители яркости — определяют выходную видимую энергию источника света

Измерения яркости используются для таких продуктов, как светофоры и автомобильные задние фонари.

2. Измерители освещенности — измеряют видимую энергию, падающую на поверхность объекта.

Измерители яркости и колориметры

2.Интегрирующая сфера

«Интегрирующая сфера собирает электромагнитное излучение от источника, полностью внешнего по отношению к оптическому устройству, обычно для измерения потока или оптического ослабления».

Интеграция основ и приложений Sphere

3. Спектрометр

«Основная функция спектрометра состоит в том, чтобы улавливать свет, разбивать его на его спектральные составляющие, оцифровывать сигнал как функцию длины волны, считывать его и отображать через компьютер.”

Спектрометр

4. Измеритель освещенности

Люксметр — это прибор, используемый для измерения уровня освещенности . Уровень освещенности — это количество света, измеренное на плоскости.

Заключение

Когда дело доходит до мощности света и измерения света, используется множество терминов и технологий. Ключ к пониманию того, как сочетаются все эти уникальные аспекты.

Понимание измерения света помогает нам, как поставщику световых решений, соответствовать требованиям к яркости и однородности для ваших конкретных приложений.

Общие сведения о световом потоке (люмен) и освещенности (люкс) _ YUJILEDS

Мы часто видим данные о световом потоке или освещенности на упаковке лампочек или других ламп. Возможно, вы знаете, что эти два параметра используются для описания яркости света. Но каковы конкретные определения светового потока и освещенности? В чем разница между ними?

Что такое световой поток?

Световой поток — это мера общего количества видимого света, излучаемого лампой.Он отличается от лучистого потока. Поток излучения — это измерение всего испускаемого электромагнитного излучения (включая инфракрасное, ультрафиолетовое и видимое), которое представляет собой общее количество света объектива. Световой поток — это количество света, которое воспринимает человеческий глаз. Он отражает чувствительность человеческого глаза путем взвешивания каждой длины волны с помощью функции яркости. Таким образом, это взвешенная сумма всех длин волн мощности в диапазоне видимого света, исключая инфракрасный и ультрафиолетовый.

Что такое функция яркости?

Функция яркости описывает относительную чувствительность человеческих глаз к свету с разной длиной волны путем субъективной оценки яркости света разных цветов.Его не следует считать совершенно точным, но он дает хорошее представление о зрительной чувствительности человеческого глаза и является ценным исходным показателем для экспериментальных целей.

Рисунок 1: Фотопическая (черная) и скотопическая (зеленая) функции светимости

Единица светового потока — Люмен

Единицей светового потока в системе СИ является люмен (лм). Люмен определяется по отношению к канделе, которая является единицей силы света, как

1 лм = 1 кд ⋅ sr

То есть, когда световой угол источника света равен одному телесному углу, а световой поток равен 1 люмену, его сила света составляет 1 канделу.Когда световой поток источника света также составляет 1 люмен, но световой угол становится 1/2 телесного угла, сила света этого источника света считается равной 2 канделам.

И наоборот, когда сила света точечного источника света, излучающего свет во всех направлениях, равна 1 канделе, поскольку полная сфера имеет телесный угол 4π стерадиан, световой поток этого источника света составляет 4π люмен или 12,56 люмен.

Рисунок 2: Графическое представление 1 стерадиана.

Что такое освещенность?

В фотометрии освещенность — это полный световой поток света, падающий на единицу площади. Другими словами, световой поток представляет собой общее количество света, излучаемого источником, а освещенность — это общее количество света, получаемого объектом.

Связь между освещенностью и световым потоком аналогична соотношению между энергетической яркостью и потоком излучения, то есть потоком излучения, принимаемым на единицу площади.Однако освещенность взвешивается в соответствии с чувствительностью человеческих глаз к свету с разными длинами волн, что представляет собой интенсивность света, воспринимаемого человеческими глазами.

Единица освещенности — люкс

Единица освещенности в системе СИ — люкс (лк). Он равен одному люмену на квадратный метр.

1 лк = 1 лм / м2 = 1 кд · ср / м2.

В фотографии также есть неметрическая единица освещенности — фут-свеча.Фут-свеча означает «освещение источника свечи на поверхности на расстоянии одного фута». Таким образом, одна фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут или примерно 10 люксам.

И расстояние, и наклон влияют на освещение

Освещенность — это количество люмен на квадратный метр. Это означает, что когда источник света в 1000 люмен освещает площадь в 1 квадратный метр, освещенность в этой плоскости составляет 1000 лк. Когда источник света в 1000 люмен освещает площадь в 10 квадратных метров, освещенность на плоскости становится 100 лк.

Так что, покупая лампочки, мы не должны выбирать их только по количеству люменов. Это связано с тем, что, когда в гостиной и туалете устанавливаются лампы с одинаковым световым потоком, из-за разного размера комнат разница в освещенности, которая может восприниматься глазами, может быть значительной.

люмен, световой поток и ватт (о боже!) — ilumi

Всем привет,

Я Джои Никотера. Я освещал всевозможные среды и объекты большую часть своей жизни, и я увидел МНОГО изменений.Освещение превратилось из того, что было необходимо, в то, что теперь основано на выборе. Мы больше не ограничены только включением / выключением или даже просто диммированием. Наше освещение может быть любого цвета, любой яркости, которую мы хотим, и даже может работать с нами, чтобы улучшить наше настроение и нашу жизнь в целом. Вместе со всеми этими вариантами появляется множество новых терминов и концепций. В течение следующих нескольких недель я буду вести блог о новых способах говорить о свете и показывать вам несколько интересных вещей, которые можно сделать с помощью источников света нового поколения, а именно Ilumi.Пожалуйста, дайте мне знать в комментариях, если есть что-то, что вы хотите узнать или прочитать больше.

Без лишних слов ….

Давайте обсудим

ЛЮМЕН

Люмен — стандартная единица светового потока. Световой поток — это мера воспринимаемой человеческим глазом мощности света. Мы измеряем световой поток в люменах, так же как мы измеряем скорость в милях в час. Почему бы нам просто не сказать «яркость»? Что ж, световой поток можно измерить, в отличие от яркости, которая является восприятием.Яркость означает что-то свое для всех, так же как «быстро» для одного человека «медленно» для другого. Однако «скорость» можно измерить. Тем не менее, вы всегда будете видеть, как я пишу «кажется ярче» и «воспринимаемая яркость», поскольку яркость у всех разная.

Скорость в милях в час

как

Световой поток в люменах

Чем больше люмен излучает источник света, тем ярче будут объекты, освещаемые этим источником.Заметьте, я снова сказал «появиться». Это потому, что люмен не учитывает площадь, по которой распространяется свет. Источник света, излучающий 1000 люмен в комнате размером 8×8 с высотой потолка 8 футов, сделает эту комнату намного ярче, чем если бы тот же источник света освещал футбольный стадион. Люмены на площади измеряются в люксах, но об этом в другом посте.

Как узнать, сколько люмен нужно искать в источнике света? Это хороший вопрос. Как правило, если ваш источник света — интеллектуальный прибор или прибор с регулируемой яркостью, чем больше люменов, тем лучше.Вы всегда можете уменьшить яркость источника, но вы не можете увеличить его яркость выше максимума. Однако вы можете добавить более одного источника, чтобы увеличить световой поток. В случае с ilumi это определенно то, что вы захотите сделать, потому что пять разных цветов одновременно (или 50, если на то пошло) всегда веселее, чем один. Кроме того, наличие нескольких источников света в области — это рекомендуемый способ осветить пространство, но подробнее об этом в другом посте.

А как насчет ватт?

А, ватт, эталон, по которому лампочки измерялись десятилетиями. Забудьте об этом . Ватт — это мера энергии. Да, верно, энергия, а не свет. Вы платите своей электрической компании за то, что она снабжает вас энергией, обычно за киловатт, которые вы используете в час. Лампа накаливания мощностью 60 Вт говорит только о том, сколько энергии она будет потреблять, а не о том, сколько люмен она выдает (хотя в среднем это около 800 люмен). Светодиодный светильник ilumi с максимальной яркостью 800 люмен и мощностью 10 Вт, и это НАМНОГО веселее и полезнее. Он может точно воспроизводить цвет света, который излучает старый 60 Вт, и может быть любым из более чем 16 миллионов цветов, когда вы выберете.

Спасибо за чтение, и на следующей неделе вернемся к обсуждению: Цветовая температура и индекс цветопередачи!

Что такое люкс? Как измерить световой поток на единицу площади?

Люкс измеряет освещенность. Его символ — «lx».

Практическое применение люкс

Число люкс указывает световой поток на единицу площади. Например, человеческий глаз работает с большой амплитудой светового потока:

Наше ночное видение в полнолуние возможно при яркости 1 лк
В очень солнечный летний день наши глаза подвергаются световому потоку в 130 000 лк
Для защиты наших движений требуется минимум 5 лк.
Мы легко читаем, пишем или работаем, когда световой поток составляет около 150 лк…

Чтобы понять этот процесс, необходимо рассмотреть три концепции: освещение, свет (лм ) и люкс (лк).Первый рассматривается как световой поток, воздействующий на определенную область; Другими словами, сколько света исходит от источника света на поверхности?

Чтобы узнать ответ, мы можем представить себе процесс освещения, в котором источник света излучает определенное количество света; Согласно международной системе измерений, излучаемый световой поток может быть измерен в люменах (лм). Чем выше число лм, тем выше интенсивность освещения от источника.

Число люкс указывает световой поток на единицу площади.

Когда излучаемый свет достигает определенной области, используется термин люкс (лк). Это единица измерения, эквивалентная одному люмен / м², с помощью которой можно рассчитать, насколько освещение влияет на данную область. Однако, чтобы оценить количество света, необходимо принимать во внимание такие аспекты, как размеры помещения, высота светильника и его расстояние до целевой поверхности, а также фотометрические данные ламп и их количество.

Следует отметить, что если источник света находится близко к целевой области, люксов будет больше, а если далеко, то будет меньше.Например, светильник излучает две тысячи люмен на площади одного квадратного метра, таким образом, в этой зоне будет излучаться две тысячи люкс, что представляет собой много света. С другой стороны, если такое же количество света используется на площади 20 квадратных метров, освещенность этого пятна составляет всего 200 люкс, то есть меньше света.

Чтобы достичь светового равновесия, можно использовать средства, методы и программное обеспечение для его расчета. Кроме того, следует учитывать эстетические и функциональные аспекты в зависимости от использования каждой области, подлежащей освещению.Использование люксметров позволяет получить оптимальный уровень освещенности.

Глоссарий терминов по измерениям освещенности

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Поглощение

Рассеяние света (излучения) на поверхности или в среде, вызванное преобразованием лучистой (световой) энергии в другую форму энергии, обычно в тепло, при взаимодействии с веществом.Поглощение — это «недостающий элемент» при сравнении полной отраженной и прошедшей энергии с падающей энергией. Отношение полного поглощенного лучистого или светового потока к падающему потоку называется поглощательной способностью. Стандартной единицей поглощения является процент (%) или коэффициент от 0 до 1. Поглощение также может быть определено на основе передачи через среду. Если% пропускания определенной длины волны составляет 70%, тогда материал имеет поглощение 30%.

Актиничный

Характеристика излучения, указывающая на его способность вызывать химические изменения.В нашей отрасли этот термин обычно используется в отношении УФ-излучения и его воздействия на биологические системы. Актинические полоски используются при УФ-обработке для контроля интенсивности источников. Цвет или оптическая плотность полоски меняется с экспонированием. См. Страницу приложений для определения опасности оптического излучения для получения списка систем измерения света ILT, используемых для определения актинической опасности источника света.

Окружающий свет

Окружающий свет — это свет, рассеянный в среде, окружающей детектор, измеряющий оптическое излучение от другого источника.Этот свет вносит свой вклад в сигнал, измеряемый от источника. Для получения достоверных результатов из каждого измерения необходимо вычесть вклад окружающего света или фона.

Диафрагма

Отверстие, через которое может проходить лучистая энергия. Угловая апертура — это угол, под которым самые расходящиеся лучи могут проходить через отверстие или линзу. Апертура объектива часто выражается через f / #. F / # — это отношение фокусного расстояния объектива к его диаметру.Объектив с фокусным расстоянием 100 мм и диаметром 25 мм будет иметь апертуру f / 4.

Аттенюатор

Устройство, уменьшающее количество энергии, поступающей на датчик. Аттенюаторы обычно используются, когда лучистая энергия насыщает детектор. Фильтры QNDS, QNDS2 и QNDS3 являются аттенюаторами, снижающими плотность потока на детекторе в 10, 100 и 1000 раз соответственно.

Пропускная способность

Полоса пропускания описывает размер спектрального сегмента.Ширина полосы 10 нм означает диапазон излучения 10 нм. Это может быть, например, диапазон от 500 до 510 нм, от 1000 до 1010 нм или сегмент равного размера в любом месте спектра.

Ленточный элиминаторный фильтр

Фильтр-устранитель полосы пропускает длины волн выше и ниже отсечки фильтра, подавляя при этом длины волн в пределах полосы. Эти фильтры также называются режекторными фильтрами. Полосовой фильтр с полосой пропускания 500 нм с полосой пропускания 10 нм подавляет длины волн от 495 до 505 нм.

Ширина луча

Угловая ширина светового конуса, вершина которого находится в источнике. Ширина луча обычно определяется как угол, образуемый конусом, охватывающим 90% энергии.

Черный корпус

Черное тело — это объект, который поглощает всю падающую на него лучистую энергию. При нагревании черное тело излучает четко определенный характеристический спектр, который можно использовать для характеристики спектральной чувствительности детекторов.Поскольку идеального черного тела не существует, для этой цели используются симуляторы черного тела.

Калибровка

Процесс нормализации выходного сигнала детектора к выходному сигналу детектора, определенного в качестве стандарта (обычно определяемого Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) при идентичных условиях освещения). Калибровку также можно выполнить с помощью стандартного источника (лампы), выходная энергия которого на определенных длинах волн и на расстояниях измерения сопоставима с эталонной лампой, определенной руководящим органом по стандартизации (NIST).

Кандела (CD)

Текущая единица силы света в системе СИ. Одна кандела эквивалентна 1 люмену на стерадиан. Используется для выражения интенсивности луча (кандела луча) и средней сферической интенсивности (средняя сферическая кандела). Также называется Candlepower (cp).

Кандела, пучок (cd или eff cd) фотометрическое измерение интенсивности

Отбирая очень узкий угол входного луча, кандела луча представляет только люмены на стерадиан при максимальной интенсивности луча.Угол отбора пробы определять не нужно. Может измеряться в канделах (кд) для устойчивых источников или в эффективных канделах (эфф. Кд) для мигающих источников.

Кандела, эффективный (эфф. Cd)

Единица силы светового луча, взвешенная с учетом повышенной чувствительности человеческого глаза к источнику мигания.

Кандела, измерение средней сферической (кд) фотометрической интенсивности

Сила света источника, выраженная в канделах.Средняя сферическая кандела, измеренная в интегрирующей сфере, — это общий световой поток источника в люменах, деленный на стерадианы 4pi в сфере.

Мощность свечи (имп.)

Старое определение силы света. Мощность одной свечи (cp) была силой света стандартной свечи, сделанной из китового воска, весом 1/6 фунта, 7/8 дюйма в диаметре и горящей 120 зерен в час. В настоящее время единицей СИ для измерения силы света является кандела (кд). Одна кандела (кд) равна силе одной свечи, поэтому источник с силой света 10 кандел можно назвать источником мощности в 10 свечей.

ПЗС

A CCD (устройство с зарядовой связью) — это световой детектор с высокой чувствительностью, прежде всего в видимом спектре. ПЗС-матрицы обычно представляют собой линейные или двумерные матрицы, состоящие из миллионов отдельных элементов детектора. 2D-версии используются для записи изображений и встречаются в большинстве цифровых камер, используемых как в научных, так и в потребительских приложениях.

Цветность

Аспекты цвета, связанные с оттенком и насыщенностью без привязки к яркости.

Координаты цветности (CIE)

Доля стандартных трехцветных значений, используемых при согласовании цветов. Цвета сравниваются по их координатам CIE X, Y и Z.

CIE

CIE (Международный комитет по освещению) — это международная организация по стандартизации освещения и цветового зрения.

Цветовая температура

Цветовая температура — это температура в градусах Кельвина, до которой необходимо нагреть черное тело, чтобы получить цвет, подобный эталонному.Лампа накаливания мощностью 40 Вт имеет цветовую температуру около 2680K, в то время как дневной свет в полдень имеет цветовую температуру около 5500K.

Коллектор косинусов

Косинусоидальный коллектор — это полупрозрачный коллектор света, который компенсирует нормальную блокировку излучения от плоских поверхностей. Коллектор косинуса измеряет излучение в соответствии с законом косинуса через полусферу над поверхностью. Косинусный коллектор также можно назвать ламбертовской поверхностью.

Закон косинусов (закон косинусов Ламберта)

Поток на единицу телесного угла, покидающий или входящий в поверхность, пропорционален косинусу угла по отношению к нормали к поверхности.В косинусоидальном коллекторе лучи, падающие на поверхность под углом 60 ° от вертикали, будут давать 0,5 (косинус 60 °) вклад идентичных лучей, приходящих вертикально.

Отсечной фильтр

Фильтр, который не пропускает свет с длинами волн короче длины волны отсечки и пропускает широкий диапазон длин волн выше длины волны отсечки. Длина волны отсечки указывается в некоторой точке при переходе от максимальной передачи к нулевой передаче.Один и тот же фильтр может иметь разные длины волны отсечки в зависимости от указанного% пропускания. Тот же самый фильтр может быть указан как отсекающий фильтр на 500 нм с точкой пропускания 50% в качестве эталона или как отсекающий фильтр на 485 нм, если спецификация — это точка пропускания 5%, где пропускание при 485 нм составляет 5%.

Адаптация к темноте

Способность человеческого глаза приспосабливаться к низкому уровню освещенности.

Темный сигнал (ток)

Темный сигнал — это сигнал, который проходит через фотоприемник, когда на него не падает оптическое излучение.Этот сигнал создается внутри детектора и цепей усиления за счет термоэмиссионных (температурных) эффектов.

Плотномер

Денситометр измеряет непрозрачность или поглощающую способность материала. Измерение обычно выражается в AU (единицы поглощения) или OD (оптическая плотность).

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка — это оптический компонент, который разделяет свет на составляющие его длины волн.Функционально эквивалентен призме, он рассеивает свет по его спектру, используя канавки для его рассеивания. Угол дифракции зависит от длины волны.

Диффузное отражение

Отношение падающего потока к отраженному потоку от рассеивающей поверхности в отличие от сильно направленной или зеркальной (зеркальной) поверхности.

Динамический диапазон

Динамический диапазон — это отношение максимального измеряемого сигнала до насыщения к минимальному измеряемому сигналу выше шума.Обычно динамический диапазон выражается либо в декадах (степень 10), либо в битах (степень 2). Динамический диапазон 5 декад указывает на то, что существует коэффициент 100000 между максимальным и минимальным сигналами, измеряемыми устройством. Динамический диапазон в 16 бит (264) указывает коэффициент 65 532 между минимальным и максимальным измеряемыми сигналами.

Динамический диапазон также выражается в дБ (децибелах), определяемый как 10 log ₁₀ (максимальный сигнал / минимальный сигнал). Пять декад динамического диапазона равны 50 дБ.

Эйнштейн

Единица энергии, эквивалентная количеству энергии, поглощаемой одной молекулой материала, подвергающегося фотохимической реакции, как определено законом Штарка-Эйнштейна.

Электромагнитное излучение

Излучение, испускаемое колеблющимися заряженными частицами. Комбинированное колебание электрического и магнитного полей, распространяющееся в пространстве со скоростью света. Электромагнитный спектр теоретически бесконечен, включает гамма, рентгеновские лучи, УФ, видимый, инфракрасный, микроволны и радиоволны.

Коэффициент излучения

Отношение яркости объекта к излучению черного тела при той же температуре и длине волны.

Плотность энергии

Лучистая энергия, приходящая на поверхность на единицу площади, обычно выражается в джоулях или миллиджоулях на квадратный сантиметр (Дж / см² или мДж / см²). Это интеграл освещенности по времени. (Другие применяемые термины включают «излучение», «световую дозу» и «общую эффективную дозировку»).

Etendue

Также называется пропускной способностью оптической системы, это произведение ее входной апертуры и телесного угла, под которым свет может приниматься через эту апертуру.

Выход

Флюс, покидающий поверхность на единицу площади.

Воздействие

Распространенный, но широко используемый термин для обозначения плотности энергии или плотности лучистого потока на поверхности. (Это точно определенный термин в EB-отверждении: 1 Грей (Гр) = 1 Дж / кг, мера поглощенной энергии на единицу массы).В других технологиях этот термин обычно применяется к энергии, поглощаемой в интересующей среде, но при УФ-отверждении он приравнивается только к плотности энергии излучения, поступающей на поверхность интересующей среды. [Предпочтительным сокращенным термином является плотность энергии, выражаемая в Дж / см² или мДж / см²]. Также может называться «доза» или «дозировка».

Нить накала

Тонкий металлический провод, специально помещенный внутри колбы лампы, который генерирует излучение в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, когда через него проходит электрический ток.Часто используется вольфрам, поскольку он обладает высокой прочностью на разрыв, очень прочен и может нагреваться до температуры, близкой к температуре плавления, без быстрого испарения. Лампы накаливания предлагаются в различных конструкциях, оптимизированных для конкретных применений.

Описание нити

Описание нити накала состоит из буквы префикса, указывающей, прямой ли провод или свернутой в бухту, за которым следует число, указывающее расположение нити на опорах.Буквы префикса обычно являются одним из трех вариантов

- S — прямая, без катушки до нити
- C — Спиральная, нить намотана в спиральную катушку
- CC — Coiled Coiled, спирально свернутая нить накала снова наматывается в другую спиральную катушку.

Флюс

Энергия в секунду (мощность) светового луча, выраженная в ваттах или джоулях в секунду.(Сияющая сила). При фотометрических измерениях сила света обычно выражается в люменах (лм).

Фотометрические измерения фут-канделей (fc)

фут-кандела — это единица измерения освещенности (сколько света падает на точку на поверхности). Один раз фут-кандела эквивалентна 10,764 люкс.

Фотометрические измерения Footlambert (fl)

Единица яркости, равная 1 / p кандела / фут ^2.

Бактерицидный

Все биологические организмы содержат ДНК.ДНК необходима для воспроизводства. Оптическое излучение в диапазоне УФС способно разрушать молекулярные связи внутри ДНК, эффективно убивая микроорганизмы. Бактерицидные УФ-лампы используются для очистки воды, стерилизации пищевых продуктов и их контейнеров, а также для очистки воздуха, особенно в больницах.

Фотометрические измерения с помощью блока Хефнера

Единица силы света, равная 0,9 свечи.

Фотометрические свойства освещенности

Световой поток, падающий на единицу площади поверхности.1 люмен / м² = 1 люкс.

Инфракрасный (ИК)

Невидимая часть электромагнитного спектра от 0,75 до 1000 микрон. Излучение в ближней инфракрасной области (NIR) вызывает ощущение тепла.

Интегрирующая сфера

Полая сфера, покрытая изнутри белым рассеивающим покрытием. Он используется для измерения диффузного отражения и пропускания объектов или полного потока от источника, который полностью находится внутри.

Интенсивность

Поток на телесный угол. Радиометрические измерения производятся в Вт / ср. Фотопические измерения производятся в люменах / св.

Закон обратных квадратов

Закон обратных квадратов коррелирует относительную интенсивность на разных расстояниях от точечного источника. Относительная интенсивность уменьшится до коэффициента квадратного корня из разницы в расстоянии. Например, если на расстоянии 2 метров от источника интенсивность составляет 16 Вт / м², она будет 4 Вт / м² на расстоянии 4 метра и Вт / м² на расстоянии 8 метров.Для протяженных (неточечных) источников спад интенсивности приближается к закону обратных квадратов на расстоянии, эквивалентном 5 диаметрам источника.

Радиометрические свойства энергетической освещенности

Луч излучения, падающий на единицу площади поверхности; падающая мощность на единицу площади. Радиометрическая единица измерения — Вт / м² или ее коэффициент (мВт / см²). Фотометрические единицы измерения: люмен / м², люкс, фотон и фут-кандела.

Джоуль (Дж)

Джоуль — это единица измерения энергии в системе СИ.

Ламбертовская поверхность

Поверхность, излучение или рассеяние которой подчиняется закону косинусов Ламберта, в котором интенсивность излучения, покидающего поверхность, пропорциональна косинусу угла от нормали к поверхности. См. Сборщик косинусов.

Линейность

Точность, с которой существует прямая зависимость между падающим излучением и результирующим значением измерения до точки насыщения. Линейность 1% означает, что отношение измеренного значения к величине падающего излучения не будет отличаться от абсолютного более чем на 1%.

Люмен (лм) фотометрические измерения

Люмен — фотометрическая единица мощности. Это поток, излучаемый в единичном телесном угле точечным источником с силой света в одну канделу.

Фотометрические свойства яркости

Плотность потока на единицу телесного угла.

Радиометрические измерения люкс

S.I. единица освещенности, равная 1 люмен на квадратный метр.

Средняя сферическая мощность свечи (MSCP)

Сила света источника света.Рейтинг MSCP лампы измеряется при расчетном напряжении и представляет собой общее количество света, испускаемого источником света во ВСЕХ направлениях (измеренное в интегрирующей сфере).

Один MSCP эквивалентен всему свету, излучаемому со всех сторон одной стандартной спермацетовой свечи. Средняя сферическая сила свечи — это общепринятый метод оценки общей светоотдачи миниатюрных ламп. 1 MSCP равен 12,57 (4 пи) люмен.

Микрон
Единица длины, равная 10 ^-6 м.Длины инфракрасных волн обычно измеряются в микронах.

Монохроматор

Монохроматор — это устройство, в котором используется дифракционная решетка или призма для рассеивания света в спектре составляющих его длин волн. Диспергирующий элемент вращается так, что только узкая (монохроматическая) полоса света может выходить из монохроматора через узкую апертуру или щель.

Нано

Префикс, обозначающий 10 ^-9.Один нановатт (нВт) = 10 ^-9 Вт.

Нанометр (нм)

Единица длины, равная 10 ^-9 м. Сокращенно нм. Обычно используется для определения длины волны света, особенно в УФ и видимом диапазонах электромагнитного спектра.

Узкополосный фильтр

Узкополосный фильтр пропускает только ограниченное количество длин волн. Узкополосные фильтры обычно указываются на определенной центральной длине волны, полоса пропускания указывает диапазон длин волн, которые будут проходить через нее, и% пропускания в пределах полосы пропускания.Узкополосный фильтр на 500 нм с полосой пропускания 10 нм с отсечкой 5% будет пропускать длины волн от 495 до 505 нм. Коэффициент пропускания выше и ниже этих длин волн будет менее 5%.

Фильтр нейтральной плотности

Фильтр, который снижает интенсивность проходящего через него света без изменения относительного спектрального распределения энергии. Нейтральные плотности даются логарифмической базой 10 их затухания. Ослабление 100 дает нейтральную плотность (ND) 2.См. Оптическая плотность.

Фотометрические измерения нит (нт)

Единица измерения яркости (яркости), равная одной канделе на квадратный метр.

Шумовая эквивалентная освещенность (NEI)

Плотность лучистого потока в Вт / см ², необходимая для получения сигнала, равного собственному шуму системы обнаружения. Входная освещенность, при которой отношение сигнал / шум составляет 1.

Эквивалентная мощность шума (NEP)

Мощность излучения на указанной длине волны и полосе пропускания, которая будет производить выходной сигнал от детектора, эквивалентный собственному шуму в этом детекторе.

Обычное

Нормаль — это ось, перпендикулярная освещенной поверхности. Нормаль — это точка отсчета, от которой измеряются углы отражения, дифракции и преломления. Луч с нулевым углом падения попадает перпендикулярно поверхности. Луч с углом падения 90 ° параллелен поверхности и не может попасть в нее.

Узкий фильтр

См. Полосовой элиминирующий фильтр.

Непрозрачность

Мера способности материала блокировать свет.Это эквивалентно коэффициенту пропускания материала.

Оптический прерыватель

Механическое или электрооптическое устройство для пропускания и прерывания на постоянной частоте луча света.

Оптическая плотность (OD)

Мера пропускания T через оптическую среду. OD = -log ₁₀ T. OD, равный 1, эквивалентен пропусканию 10%. Фильтр с 2 OD будет иметь пропускание 1%.

Пиковое излучение УФ-отверждение

Интенсивный пик мощности в фокусе прямо под лампой. Максимальная точка профиля освещенности. Измеряется в единицах энергетической освещенности (Вт / см²).

Фото (ph) фотометрические измерения

Единица измерения освещенности. Один фото = 10 000 люкс (лк).

Фотодиод

Фотодиод — это двухэлектродный полупроводниковый прибор с переходом, чувствительным к оптическому излучению, в котором обратный ток изменяется в зависимости от освещения.Чувствительность к длине волны зависит от материалов, используемых в устройстве. Кремниевые фотодиоды чувствительны в большей части видимого спектра. Фотодиоды InGaAs чувствительны в ближней ИК-области спектра. Фотодиоды на основе GaP используются для УФ области спектра.

Фотодинамическая терапия

Использование оптического излучения для лечения болезней. Фотодинамическая терапия используется при лечении кожных заболеваний, таких как псориаз, желтуха у новорожденных, а в последнее время — при лечении некоторых видов рака.

Фотометр

Устройство для измерения силы света или яркости. В фотометре используется светофильтр с полосой пропускания, соответствующей реакции человеческого глаза. Используемые единицы измерения — люмен и люкс.

Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)

Фотоэлектронный умножитель — это вакуумное устройство, в котором фотокатод испускает электроны при воздействии света. Затем электроны ускоряются электростатическими полями к металлическим пластинам, из которых испускается большее количество вторичных электронов.Это повторяется в несколько этапов. Это усиливает ток на многие тысячи.

Фотопикс

Имеет характеристику чувствительности, аналогичную реакции человеческого глаза. Фотопический фильтр будет иметь полосу пропускания от 400 до 700 нм с максимальным пропусканием на 550 нм со спектральной чувствительностью, указанной CIE.

Фоторезист

Химическое вещество, которое становится нерастворимым при воздействии света. Путем экспонирования фоторезиста через маску можно создавать электрические цепи, промывая неэкспонированные области и травляя материал ниже.Фоторезисты обычно оптимизированы для определенных областей УФ-спектра, обозначенных как UVC, UVB и UVA, в зависимости от типа лампы, используемой для экспонирования.

Фотостабильность

Многие химические продукты, как лекарственные, так и защитные покрытия, могут разрушаться под воздействием света. Измерения фотостабильности производятся для определения основных длин волн, ответственных за разложение, и количества воздействия (дозы), необходимого для создания изменения, которое может отрицательно сказаться на эффективности продукта.В исследованиях фотостабильности следует отличать эффекты видимого света от УФ-излучения. Обычно используются два детектора с фильтрацией, каждый из которых ограничивает измерение только одной спектральной областью.

Пико (п)

Префикс, обозначающий 10 ^-12. Один pW = 10 ^-12 Вт.

Радиометрическое измерение яркости

Мощность излучения на единицу площади источника на телесный угол. Вт / м² / стерадиан.

Радиометрическое измерение излучательной способности

Мощность излучения, излучаемая в полную сферу (4p стерадиан) единицей площади источника, выраженная в Вт / м². Для этого измерения обычно используется интегрирующая сфера.

Радиометрическое измерение лучистого выхода

Лучистый поток на единицу площади, излучаемый источником.

Радиометр

Устройство для измерения интенсивности или накопления лучистой энергии.Консультации по выбору радиометра.

Радиометрия

Наука об измерении радиации. Обнаружение и измерение энергии излучения либо на определенных длинах волн, либо в полосе пропускания, либо в зависимости от длины волны в широком спектре. Измерение взаимодействия света с веществом в отношении поглощения, пропускания и отражения.

Луч

Геометрическое представление светового пути через оптическую систему.

Отражение

Отношение отраженного потока к падающему с поверхности потоку. В некоторых случаях измерение может быть выполнено с использованием либо зеркальной, либо диффузной составляющей полного отраженного потока. Отражение выражается в процентах.

Относительная пространственная чувствительность

Относительная пространственная чувствительность детектора указывает угол приема и процент излучения, падающего под этим углом, которое попадает в детектор.Измерения обычно производятся в сравнении с идеальной ламбертовской поверхностью.

Чувствительность (спектральная чувствительность)

Отклик или чувствительность любой системы в зависимости от длины волны падающего излучения. В радиометрии это выходной сигнал устройства в зависимости от длины волны.

Насыщенность

Состояние, при котором плотность лучистого потока превышает либо способность фотодетектора испускать электроны в линейной зависимости от падающего потока, и / или ток, создаваемый детектором, превышает способность электроники измерять ток линейным образом. .

Scotopic

Относится к чувствительности человеческого глаза к длине волны в условиях адаптации к темноте.

Чувствительность

Отношение выходного сигнала детектора к входному сигналу. Это также может быть выражено как минимальный уровень входной освещенности, который будет производить выходной сигнал, превышающий уровень шума детектора; т.е. где отношение S / N больше 1.

Международная система образования; международная метрическая система единиц.

Спектральный ответ

Мера относительной чувствительности детектора в зависимости от длины волны падающего света. Типичная кривая спектрального отклика будет отображать чувствительность в процентах на данной длине волны к длине волны максимальной чувствительности.

Спектрометр / спектрограф

Устройство, которое измеряет взаимодействие света и материалов в зависимости от длины волны. Спектрометр обычно представляет собой монохроматор со встроенным детектором.Спектрограф не имеет выходной щели, что позволяет одновременно измерять широкий диапазон длин волн с помощью многоэлементного детектора или фотографической пластины.

Зеркальное отражение

Отражение от зеркальной поверхности, где когерентность падающего луча сохраняется в отраженном луче. Это противоположно диффузному отражению, при котором отраженный свет распространяется во всех направлениях ламбертовским способом.

Стерадиан (sr)

Единица телесного угла, образованная площадью на поверхности сферы, равной квадрату радиуса сферы.Один стерадиан можно представить в виде конического сечения с телесным углом примерно 66 °.

Фотометрические измерения Стильб (сб)

Единица яркости, равная 1 кандела / см².

«Т» Номер лампы

Число «Т» лампы — это диаметр лампы с шагом 1/8 дюйма. Лампа «Т-1» имеет диаметр 1/8 дюйма, лампа «Т-2» — диаметр 1/4 дюйма и т. Д.

Фотометрические измерения Talbot

Единица измерения количества света в системе СИ, выраженная в люмен-секундах.

Термопара Термобатарея

Устройство из разнородных металлов, в котором небольшой ток возникает в зависимости от разницы температур материалов на стыке. Термопары могут использоваться для измерения излучения в инфракрасной области спектра.

Коэффициент пропускания

Отношение мощности излучения, передаваемой через материал, к падающей мощности излучения. Коэффициент пропускания обычно выражается в процентах.Фильтр с коэффициентом пропускания 50% (на определенной длине волны) будет поглощать половину падающего на него света и пропускать половину света через него.

УФ (ультрафиолет)

Невидимая часть электромагнитного спектра с длинами волн от 1 до 400 нм.

UVA

Часть УФ-спектра, охватывающая диапазон длин волн от 320 до 400 нм. Эта спектральная область используется во многих областях медицины, УФ-отверждения и фотолитографии.Атмосфера Земли (на уровне моря) поглощает все длины волн короче УФА. Продолжительное воздействие УФА излучения вызовет солнечный ожог.

УВБ

UVB — это часть УФ-спектра, охватывающая диапазон длин волн от 280 до 320 нм. UVB-излучение обычно используется при УФ-отверждении и фотолитографии, а также в некоторых медицинских приложениях. Воздействие УФ-В излучения (от ламп или электрической дуги) может вызвать серьезные солнечные ожоги и вызвать повреждение глаз.

UVC

UVC — это часть УФ-спектра, которая простирается от 190 до 280 нм. UVC обычно используется при очистке воды и стерилизации. UVC также используется для УФ-отверждения и фотолитографии в приложениях микроэлектроники. Воздействие УФС-излучения (от ламп, дуг или лазеров) может вызвать серьезные биологические повреждения.

ВУФ (вакуумный ультрафиолет)

ВУФ — это часть УФ-спектра ниже 190 нм.Электромагнитное излучение ниже 190 нм поглощается кислородом воздуха. Физические или химические взаимодействия, требующие ВУФ-излучения, должны выполняться в среде, продуваемой азотом до 160 нм или в вакуумной камере ниже 160 нм.

Видимый спектр (VIS)

Видимая часть спектра простирается от 400 до 700 нм (согласно CIE). Он охватывает те длины волн света, которые может воспринимать человеческий глаз.

Радиометрическое измерение ватт (Вт)

Ватт — это единица мощности или работы.Один ватт соответствует одному джоуля в секунду.

Длина волны

Когда электроны вибрируют, они создают колеблющиеся перпендикулярные электрические и магнитные поля. Расстояние между последовательными максимумами напряженности поля определяется как длина волны. Эти расстояния для видимого излучения очень малы и обычно выражаются в единицах длины нанометров (нм).

МОЩНОСТЬ:

1 ватт (Вт):
= 0.27 лм при 400 нм
= 25,9 лм при 450 нм
= 220,0 лм при 500 нм
= 679,0 лм при 550 нм
= 683,0 лм при 555 нм
= 430,0 лм при 600 нм
= 73,0 лм при 650 нм
= 2,78 лм при 700 нм

л люмен (лм)
= 1,465 x 10 ^-3 Вт при 555 нм
= 7,958 x 10 ^-2 кандел (4p ср)

1 джоуль (Дж)
= 1 ватт * секунда
= 1 x 10 ⁷ эрг
= 0.2388 грамм *

калорий

1 лм * секунда
= 1 талбот (T)
= 1,464 x 10 ^-3 джоулей при 555 нм

ИЗЛУЧЕНИЕ:

1 Вт / см²
= 1 x 10 ⁴ Вт / м²
= 6,83 x 10 ⁶ люкс при 555 нм
= 14,33 г * кал / см² / мин

1 лм / м²

= 1 люкс
= 1 x 10 ^-4 лм / см²
= 1 x 10 ^-4 фото (ph)
= 9.290 x 10 ^-2 лм / фут²
= 9,290 x 10 ^-2 фут-кандел (fc)

ИНТЕНСИВНОСТЬ:

1 Вт / стерадиан (Вт / ср)
= 12,566 Вт (изотропный)
= 683 кандела при 555 нм

1 люмен / стерадиан (лм / ср)
= 1 кандела (кд)
= 12,566 люмен (изотропный)
= 1,464 x 10 ^-3 Вт / ср при 555 нм

СИЯНИЕ:

1 Вт / см² / ср
= 6.83 x 10 ⁶ лм / м² / ср при 555 нм
= 683 кд / см² при 555 нм

1 лм / м2 / ср
= 1 кандела / м² (кд / м²)
= 1 нит
= 1 x 10 ^-4 лм / см² / ср
= 1 x 10 ^-4 кд / см²
= 1 x 10 ^-4 стильб (сб)
= 9,290 x 10 ^-2 кд / фут²
= 9,290 x 10 ^-2 лм / фут² / ср
= 3,142 апостиля (асб)
= 3,142 x 10 ^-4 ламбертов (L)
= 2.919 х

<Назад ко всем ресурсам для измерения освещенности

Разное