Измерение мощности светового потока: Люмен, люкс, кандела, ватт, мощность светового потока. Как в этом разобраться?
|Содержание
Люмен, люкс, кандела, ватт, мощность светового потока. Как в этом разобраться?
Люмен, люкс, кандела, Ватт, мощность, световой поток, сила света. Не всегда легко разобраться, что означают эти значения. Мы поможем вам с этим, ниже вы найдете статью, в которой простым языком написано в каких случаях все эти значения взаимосвязаны. |
Люмен (лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ. Где СИ — система единиц физических величин, (фр. Le Syst?me International d’Unit?s, SI).
Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд ? ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4? люменам.
Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминисцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,63·10 в 28 степени лм.
Люмен — полный световой поток от источника. Однако, это измерение обычно не принимает во внимание сосредотачивающую эффективность отражателя или линзы и поэтому не является прямым параметром оценки яркости или полезной производительности луча фонаря. У широкого светового луча может быть тот же самый показатель люмен, как и у узкосфокусированного. Люмены не могут использоваться, чтобы определить интенсивность луча, потому что оценка в люменах включает в себя весь рассеянный бесполезный свет.
Люкс (лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.
Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 кв м при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен .
100 люменов собрали и спроецировали на 1-метровую квадратную область. Освещенность области составит 100 люкс. Те же самые 100 люменов, направленные на 10 квадратных метров, дадут освещенность 10 люкс.
Кандела (кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 в 12 степени Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. Стерадиа?н (русское обозначение: ср, международное: sr) — единица измерения телесных углов.
Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо’льшая энергетическая интенсивность.
Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 кв см при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.
Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.
Сила света типовых источников:
Источник | Мощность, Вт | Примерная сила света, кд |
Свеча | 1 | |
Современная (2016 г) лампа накаливания | 100 | 100 |
Обычный светодиод | 0,015 | 5 мкд |
Сверхъяркий светодиод | 1 | 25 |
Сверхъяркий светодиод с коллиматором | 1 | 1500 |
Современная (2016 г) люминесцентная лампа | 20 | 100 |
Black Diamond – фирма-законодатель мирового профессионального альпинистского и скалолазного снаряжения. Бренд выпускает высококачественные налобные и подвесные фонари, которые можно использовать даже на глубине одного метра под водой в течение получаса. BD предлагает туристические осветительные приборы с показателями светового потока до 200 люмен при сравнительно небольшом весе. Многие фонари наделены несколькими режимами освещения для удобства работы на альпинистском маршруте и в быту. Яркие, легкие, аккуратные и практичные, фонари БлекДиамонд не подведут даже в самой экстремальной ситуации.
Световой поток фонарей (лм)
big LED-high, big LED-med, big LED-low, 5 MM — High, 5 MM — medium, 5 MM — low
Фонарь Black Diamond (BD) | Световой поток, (лм) |
Icon | 200 |
Spot new | 200 |
Cosmo new | 90 |
Wiz new | 30 |
Ion | 80 |
Ember Power Light | 150 |
Orbit Lantern | 105 |
Voyager Lantern | 140 |
Фонарь Petzl | Световой поток (лм) |
Tikka XP | 180 |
MYO XP | 140 |
Все фонари Black Diamond
измерение, коэффициент использования и мощность
Для определения количества света на квадратный метр площади используется понятие световой поток. Величина измеряется в люменах и позволяет уточнить, сколько света выдает отдельная лампа или система освещения.
Содержание
- Что такое световой поток
- Как освещенность связана со световым потоком
- Отличие освещенности от светового потока
- Нормы освещения помещений по использованию (СНиП)
- Освещение в офисе
- Интенсивность освещенности на производстве
- Освещение на складах
- Параметры освещения в жилых домах и досуговых центрах
- Расчет светового потока
- Сила света
- Ватты и люмены
- Как и в чем измеряется световой поток
Что такое световой поток
Соотношение мощности лампы со светоотдачей
Под потоком света понимается мощность излучения, которое может увидеть человек или световая энергия, поступающая от поверхности (свечение или отражение луча). Полный поток без учета сосредоточенной эффективности приборов, но с учетом бесполезного света, замеряется в люмен-секундах.
Световая величина не является аналогом энергетической, характеризующей свет без зрительных ощущений. Световая, или лучистая энергия может измеряться в джоулях. Единица измерения светового потока – люмен, что значит свечение от одного источника с силой 1 кандела. Телесный угол в данном случае составляет 1 стерадиан.
Количество люменов излучения зависит от яркости источника.
Как освещенность связана со световым потоком
Освещенность и световой поток – разные, хотя и сходные понятия. Измерение освещенности производится в люксах, а не люменах. 1 люкс означает попадание 1 люмена на 1 м2 участка.
Для наглядности можно сравнить силу и давление. Используя небольшую иголку и прилагая минимум силы, создается высокий коэффициент удельного давления для конкретной точки. Аналогичным образом световой слабый поток может освещать отдельную зону.
Взаимодействие потока света и освещенности легко понять на примере настольной лампы со световым потоком 1000 Лм. Чтобы освещение было полноценным, ориентируются на нормативы СНиП 52.13330. Для рабочего места применяется значение 350 Люкс, для произведения манипуляций с мелкими деталями – 500 Люкс. На освещенность также влияет отдаления источника света, расцветка посторонних предметов, наличие зеркала или окна. То есть, стол рядом с белой стеной получит больше люксов, чем стол, стоящий у темной.
Для замера освещенности используйте прибор-люксметр или приложение-измеритель на смартфоне.
Отличие освещенности от светового потока
Спектральная эффективность светового потока
Освещенность – это поверхностная плотность при попадании светового потока на участок. В условиях горизонтальной плоскости поверхность освещается при горизонтали. Для обозначения величины используется литера Е. Рассчитать параметры освещенности (Люксы) можно по формуле Е = Ф/S, где:
- Ф – светопоток в Люменах;
- S – площадь поверхности в мм2.
Разница между физическими величинами – 1 люкс равняется 1 люмену на м2 площади освещения.
Для определения освещенности понадобится соотнести световую силу с расстоянием до конкретного участка. Когда свет падает под прямым углом на поверхность, площадь светового потока меньше. При увеличении угла процент освещенности уменьшается.
Меньше света попадет на объект, расположенный вдали от источников излучения.
Нормы освещения помещений по использованию (СНиП)
Норма освещенности обязательно учитывается при обустройстве административных, образовательных, досуговых учреждений, бытовых предприятий, торговых объектов, жилых домов, придомовых территорий, гостиниц, предприятий, а также пешеходно-автомобильных зон в городах и селах.
При подборе осветительной системы руководствуются документами СНиП 23-05-95 от 1995 г. и его обновленной версией СП 52.13330 от 2011 г. для естественных и искусственных источников света.
Освещение в офисе
От уровня освещения будут зависеть стрессоустойчивость, концентрация внимания, умственная деятельность персонала. Ознакомиться с нормативными требованиями можно в таблице.
Тип помещения | Освещенность, лк |
Большой офис с компьютерной техникой | 200-300 |
Большой офис с планировкой свободного типа | 400 |
Офис для работы с чертежами | 500 |
Конференц-зал | 200 |
Лестница | 50-100 |
Холлы, коридоры | 50-75 |
Архивные помещения | 75 |
Подсобки | 50 |
Интенсивность освещенности на производстве
Для определения показателя принимается во внимание зрительная нагрузка.
Зрительная работа, разряд | Напряжение органов зрения | Комбинированное освещение | Общее освещение |
1 | Наивысшая точность | 1500-5000 | 400-1250 |
2 | Очень высокая точность | 1000-4000 | 300-750 |
3 | Высокоточная | 400-2000 | 200-500 |
4 | Средняя точность | 400-700 | 200-300 |
5 | Минимальная точность | 400 | 200-300 |
6 | Грубая | 200 | |
7 | Контроль производства (системы наблюдения) | 400 | 200-300 |
Освещение на складах
Интенсивность источников света зависит от типа хранения и разновидности ламп.
Хранение | Лампы | |
Газоразрядные | Накаливания | |
На полу | 75 | 50 |
На полках | 200 | 100 |
Параметры освещения в жилых домах и досуговых центрах
Для кабинета, бильярдной, библиотеки стандартная высота стола – 0,8 м от линии пола.
Тип помещения | Освещение, лк |
Лифтовые шахты | 5 |
Ходы по этажам, чердакам, коридорам | 20 |
Помещения для коммуникационного оборудования | 20 |
Помещения для колясок и велосипедов | 30 |
Лестницы | 20 |
Пункты консьержа | 150 |
Санузлы, душевые, ванны | 50 |
Бильярдные | 300 |
Тренажерные залы | 150 |
Раздевалки, бассейны, сауны | 100 |
Гардеробные помещения | 75 |
Подсобки | 300 |
Коридоры и холлы в квартирах | 50 |
Библиотеки, кабинеты | 300 |
Детская комната | 200 |
Кухня | 150 |
Жилые помещения | 150 |
Вестибюль | 30 |
Указанные нормы принимаются во внимание при обустройстве электропроводки и установке осветительных приборов.
Расчет светового потока
Лампа LED D60х108мм Матовая колба 320º 1600Лм A60 23229, Gauss
Для вычисления светового потока можно применить специальный измерительный прибор или ориентироваться на показатель светоотдачи в зависимости от потока:
- светодиодная лампочка в матовой колбе – мощность прибора, умноженная на 80 лм/Вт, будет величиной светового потока;
- филаментные источники – мощность лампы умножается на 100 лм/Вт;
- энергосберегающие устройства КЛЛ – умножается на 60 лм/Вт;
- ДРЛ – мощность требуется умножить на 58 лм/Вт.
Эффективность метода зависит от интенсивности светового потока в лампе, норм освещенности, коэффициентов запаса (чистота объекта и тип источника), использования светопотока, поправочного, количества светильников, площади комнаты. При расчетах также ориентируются на конструкцию устройства, наличие защитного покрытия.
Погрешность теоретических вычислений составляет около 30%.
Сила света
Под силой света понимают величину светового потока, разделенную на телесный угол, в пределах которого он находится. Если световой луч установить в качестве объема, сила будет пространственной плотностью. Показатель измеряется в канделах (Кд).
Канделой называется единица измерения силы света, которую имеет пульсация восковой свечи. Она равна 1/683 Вт при частоте от 540 до 1012 Гц, что соответствует зеленому оттенку. 1 кандела совпадает с 1 люменом только при условии распространения светового луча под конусным углом 65 градусов. Милликанделы применяют для обозначения прибора направленного действия – индикаторных светодиодов, небольших фонариков.
Ватты и люмены
До недавнего времени при выборе лампочек ориентировались на мощность, или количество ватт. Чем оно больше, тем выше лучше было освещение. Сейчас обозначение качества освещения производится в люменах.
Но Ватт нельзя просто перевести в Люмен, поскольку первое обозначение – мощность, а второй – объем световых лучей источников. Для трансформации требуется знать светоотдачу (лм/Вт), а также тип лампы, эффективность светоотражателя, потери при наличии рассеивателя, процент утечки светового потока.
Вместо длительных расчетов стоит ориентироваться на сводную таблицу.
Мощность, Вт | Световой поток, Лм |
Лампы накаливания | |
20 | 250 |
40 | 400 |
60 | 700 |
75 | 900 |
100 | 1200 |
150 | 1800 |
Люминесцентные светильники | |
5-7 | 250 |
10-12 | 400 |
15-16 | 700 |
18-20 | 900 |
25-30 | 1200 |
40-50 | 1800 |
Светодиодные источники | |
3-4 | 250-300 |
4-6 | 300-450 |
6-8 | 450-600 |
8-10 | 600-900 |
10-12 | 900-1100 |
12-14 | 1100-1250 |
14-16 | 1250-1400 |
Если хотите сэкономить, замените лампочку накаливания 1000 Вт на люминесцентный (25-30 Вт) или светодиодный (12-15 Вт) прибор.
Как и в чем измеряется световой поток
Световая величина – СП измеряется в люменах. Один люмен аналогичен СП изотропного источника света с силой 1 канделу и углом 1 стерадиан.
На производстве для замеров используют специальные приборы. Этот метод позволяет точно определить СП:
- Фотометр – устройство со сферой-камерой. Коэффициент отражения внутренней части равен 1. Измерение проводится по принципу размещения лампочки в центре камеры и установления рассеянного светового луча.
- Гониометр – фотометрический прибор со встроенным люксметром, способным перемещаться по сфере. В процессе интеграции освещенностей выводится величина в люменах.
Фотометр Гониометр
Калибровка люксметра осуществляется в абсолютных показателях: 1 лм/м2 равняется 1 лк.
Обычному человеку, выбирая светильник или лампу, не обязательно углубляться в точную систему измерений. Заменяя прибор накаливания на галогенный, стоит помнить, что ватты – это не люмены. Первые используются для определения мощности, вторые – от освещенности, а при эксплуатации стандартная лампа теряет 15 % яркости, люминесцентная – 30 %, светодиодная – от 5 до 10 %.
Понять, как измерять световой поток и мощность излучения (ЖУРНАЛ)
В этой выдержке из будущего справочника под названием «Справочник по метрологии светодиодов и SSL» ГЮНТЕР ЛЕШХОРН и РИЧАРД ЯНГ объясняют основы светового потока и мощности излучения измерения — задача, имеющая решающее значение при разработке продуктов твердотельного освещения (SSL).
Как правило, световой поток и мощность излучения являются наиболее важными оптическими параметрами для светодиодов, хотя иногда также требуется пространственное распределение интенсивности. Для небольших устройств усредненная интенсивность светодиодов в состоянии B по-прежнему является обычной. Частичный поток светодиодов — это величина, которая становится все более популярной, но до сих пор широко не измеряется. Для источников SSL важны фотометрические и колориметрические характеристики излучения.
Заинтересованы в статьях и объявлениях по тестированию и метрологии светодиодной и SSL-продукции?
Двумя основными методами измерения полной мощности излучения и светового потока являются использование либо интегрирующей сферы, либо гониофотометра/гониоспектрорадиометра. Следующие два раздела объясняют эти два метода измерения с учетом типичных проблем измерения.
Метод интегрирующей сферы и измерительные геометрии
Величину светового потока иногда называют полным световым потоком, чтобы подчеркнуть тот факт, что он является общим для всех направлений. Его также называют потоком 4π, поскольку полная сфера имеет 4π стерадиан телесного угла. Чтобы собрать весь свет в пределах 4π стерадиан, источник должен находиться в центре сферы. Эта геометрия 4π является обычной конфигурацией для измерения светового потока (см. рис. 1а). Улавливается излучение, испускаемое во всех направлениях, и измеряется общий световой поток.
Для источников света с незначительным излучением или без излучения, направленного назад, общий поток можно измерить в более удобном прямом потоке или геометрии 2π. Здесь источник света расположен в порту в стене сферы. При измерении регистрируется только световое излучение, излучаемое в передней полусфере (см. рис. 1б). Это прямое излучение характерно для большинства светодиодных продуктов. Интегрирующая сфера должна быть откалибрована абсолютно на основании геометрии измерения в соответствии с принципом замещения. Этот принцип гласит, что испытательный источник света всегда должен измеряться путем сравнения со стандартным источником, имеющим аналогичные пространственные и спектральные распределения.
Рекомендации по выбору правильного размера
Образец для испытаний всегда должен быть значительно меньше внутреннего диаметра сферы, чтобы свести к минимуму интерференционный фактор, создаваемый самим образцом. Однако интенсивность падающего на детектор света уменьшается по мере увеличения сферы. Как правило, светопропускная способность интегрирующей сферы является функцией обратного квадрата радиуса сферы. Таким образом, выбор правильного соотношения между размером тестируемого объекта и размером сферы имеет решающее значение для эффективного баланса между высоким качеством измерения и хорошей производительностью (см. также рис. 2).
Существуют рекомендации по выбору правильного размера сферы для заданного размера тестового образца. При использовании геометрии 4π общая поверхность испытуемого образца должна быть меньше 2% поверхности сферы. Длина линейной лампы должна быть меньше 2/3 диаметра сферы. При использовании геометрии 2π диаметр измерительного отверстия и, следовательно, максимальное удлинение испытуемого образца не должны превышать 1/3 диаметра сферы.
РИС. 1. Рекомендуемая CIE геометрия сферы для всех источников (а) и для источников без обратного излучения (б).
Поправка на самопоглощение
Сам тест-объект способствует поглощению светового излучения в интегрирующей сфере. Эта форма интерференции, известная как самопоглощение, может привести к значительному ослаблению светового излучения и привести к отклонениям в измерениях. Это затухание становится более выраженным по мере того, как испытуемый образец становится больше и темнее. На рис. 3 показаны два типичных примера испытательного образца и полученная передача в зависимости от длины волны. Самоуглубление может привести к коррекции до нескольких десятков процентов.
РИС. 2. Сфера диаметром 1 м (слева) идеально подходит для измерения большинства светодиодов и модулей с рекомендуемой геометрией 4π и 2π. 2-метровая сфера (справа) идеально подходит для больших светильников и продуктов SSL.
Поэтому для точных измерений необходима коррекция самопоглощения с помощью подходящего вспомогательного источника света. Обычно для этой цели используется галогенная лампа, охватывающая широкий спектральный диапазон. 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 поведения спектрального поглощения тестируемого устройства, держателя образца и соединительных кабелей, а затем компенсируется фактическим измерением. Эффект самопоглощения возрастает по мере увеличения коэффициента отражения покрытия и уменьшения отношения площади сферы к площади испытуемого образца.
Поглощение ближнего поля
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 скорректировано измерением собственного поглощения. Таким образом, следует избегать причины этого эффекта. Объект следует размещать как можно дальше от лампы и избегать образования полостей. Кроме того, рекомендуется покрытие поверхности объекта материалом с высоким коэффициентом отражения. В качестве примера хорошее решение линейного трубодержателя показано на рис. 4.
РИС. 3. Спектры самопоглощения для двух типовых ИУ (испытываемых устройств).
Положение горения
Как описано в другой главе книги, измерения пассивно охлаждаемых источников SSL должны выполняться в положении горения, определенном изготовителем. Это относится и к сферической фотометрии. При измерении в геометрии 4π удобно использовать внутренний фонарный столб, который можно монтировать вверх-вниз или вниз-вверх, чтобы реализовать проектное положение горения источника света. В случае геометрии 2π предпочтительным методом выбора является вращающаяся сфера (см., например, рис. 5). Вся сфера может вращаться внутри монтажной рамы. Таким образом, измерительный порт располагается сбоку, сверху или снизу.
Рассмотрение ошибок измерения
Вклады в ошибки измерения разнообразны. Анализ ошибок при использовании спектрорадиометра в качестве детектора можно найти в другой главе книги. Широкий диапазон характеристик излучения светодиодов может привести к ошибкам калибровки при измерении светового потока. Для компонентов с диффузным излучением можно получить отклонение в 5 %, но для узкоугольных светодиодов возможны отклонения более 10 %.
Как описано выше, выбор правильного размера сферы, выполнение коррекции на самопоглощение, избегание поглощения в ближней зоне и измерение в заданном положении горения источника света имеют решающее значение для высокоточных измерений.
РИС. 4. Пример предотвращения эффектов поглощения в ближней зоне. Держатель линейной трубки размещают как можно дальше от источника света и покрывают материалом с высоким коэффициентом отражения.
Другая большая доля погрешности возникает при начале 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. Поместив источник, вырабатывающий тепло, в корпус (интегрирующую сферу), температура окружающей среды (температура в сфере) повысится и будет отличаться от «нормальных» условий эксплуатации. Поэтому при измерении в конфигурации 4π рекомендуется стабилизировать источник с открытыми полушариями сферы. Сфера должна быть закрыта непосредственно перед измерением. Таким образом, условия окружающей среды при нормальной работе могут быть лучше всего смоделированы. Следует позаботиться о том, чтобы аккуратно закрыть сферу, чтобы избежать движения воздуха, которое может нежелательным образом способствовать управлению температурой.
Метод гониофотометра
Хотя измерение светового потока или мощности излучения с помощью гониофотометра занимает больше времени по сравнению с использованием интегрирующих сфер, он гораздо более точен. Эта процедура измерения не требует эталонных ламп светового потока в качестве эталонного значения, как в случае сферической фотометрии. Это предпочтительный метод, если необходимо измерить лампы с различным распределением силы света, и он является базовым для калибровки эталонных ламп светового потока, которые обеспечивают эталонное значение для других процедур испытаний. Еще одним отличием гониофотометрии от фотометрии сфер является возможность измерения парциального светового потока и угла половинной интенсивности. Эти значения необходимо определять при измерении характеристик, связанных с энергоэффективностью и соответствием спецификациям Zhaga.
Этот метод лучше всего описывает воображаемая сфера, окружающая светодиод. Детектор с косинусной коррекцией движется по поверхности сферы по заданным траекториям на расстоянии r (радиус сферы). Детектор используется для определения освещенности E , возникающей в результате парциального лучистого потока d Φ, падающего на площадь детектора dA , в зависимости от θ и φ.
Для определения полной мощности излучения детектор постепенно перемещается на угол θ. Для каждого угла θ проводят несколько измерений, при этом угол φ изменяется от 0° до 360°. Сканируются отдельные зоны, соответствующие постоянному градусу широты сферы. Тогда общая мощность излучения Φ равна
В качестве альтернативы вместо перемещения детектора, что может потребовать значительного механического усилия, можно использовать стационарный детектор, при этом светодиод сканируется вокруг его кончика. Однако для модулей и светильников с конвекционным охлаждением это может не применяться, и может быть указана поправка на положение светильника.
РИС. 5. Вращающаяся 1-метровая сфера. Позиционно-чувствительные источники света можно измерять в их расчетном рабочем положении.
На рис. 6 показана установка для такого типа светодиодного гониофотометра. Угол φ регулируется поворотом светодиода вокруг его механической оси, а угол θ — поворотом вокруг его кончика. Детектор устанавливается на оптической направляющей, что позволяет проводить измерения на различных расстояниях.
РИС. 6. Гониоспектрорадиометр с компактным светозащитным корпусом. Вместо детектора перемещается светодиод. Угол φ регулируется поворотом светодиода вокруг его механической оси, а угол θ — поворотом вокруг его кончика.
Большие расстояния необходимы для распределения силы света, чтобы соответствовать условиям дальней зоны. Для измерения полного потока гониометром больших расстояний не требуется. При условии, что детектор имеет хорошую косинусную характеристику, энергетическая освещенность может быть точно измерена под любым углом. Излучение — это не свойство лампы, а свет, падающий на поверхность. Путем измерения освещенности в достаточном количестве точек вокруг виртуальной сферы, окружающей лампу, общий поток можно получить путем интегрирования. При условии отсутствия взаимодействия между источником и детектором размер источника может быть почти равен размеру виртуальной сферы.
Эффективность и эффективность
Если известна общая оптическая мощность, излучаемая светодиодом, модулем или светильником, то ее можно объединить с электрической мощностью P [Вт или ватт], подаваемой на устройство, чтобы получить эффективность:
Эффективность равна безразмерные (единицы в числителе и знаменателе сокращаются) и зависящие от условий измерения. Эффективность драйвера может быть включена или исключена, а для практических применений может потребоваться понижение номинальных значений температуры до рабочих условий.
Световая отдача рассчитывается аналогичным образом, но с использованием общего светового потока:
Световая отдача выражается в единицах лм/Вт. Как и эффективность, значения световой эффективности зависят от условий измерения и могут включать или исключать эффективность драйвера и температурные эффекты.
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
Этот текст взят из Handbook of LED and SSL Metrology , 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 компании Instrument Systems (instrumentsystems.com). РИЧАРД ЯНГ недавно ушел с поста главного научного сотрудника и сейчас работает консультантом в Instrument Systems.
Световой поток (Φ v ) — это энергия в единицу времени (dQ/dt), излучаемая источником в видимом диапазоне длин волн. Более конкретно, это энергия, излучаемая на длинах волн, чувствительных к человеческому глазу, примерно от 330 нм до 780 нм. Таким образом, световой поток представляет собой средневзвешенное значение лучистого потока в видимом спектре. Это средневзвешенное значение, потому что человеческий глаз не одинаково реагирует на все видимые длины волн. Чувствительность глаза достигает максимума при 555 нм и падает примерно до 10 -4 при 380 и 750 нм. Это составляет диапазон чувствительности к дневному свету или фотопическое зрение. Чувствительность глаза в ночное время, называемая скотопическим зрением, смещается в сторону синего конца видимого диапазона, достигая максимума при 507 нм и падая до 10 -4 при 340 и 670 нм. Поскольку глаз не одинаково хорошо видит все длины волн, кривая эффективности является очень важным способом определения светового потока от источника. Легче всего определить световой поток от монохроматического источника, излучающего свет с одной длиной волны. Φ v = Φ *V λ * (683 лм/Вт) Например, лазерная указка мощностью 5 мВт, использующая длину волны 680 нм, производит В то время как лазерная указка мощностью 5 мВт на длине волны 630 нм производит Определение светового потока от источника, излучающего в спектре, является более сложной задачей. Необходимо определить спектральное распределение мощности для конкретного источника. Как только это будет сделано, необходимо рассчитать световой поток для каждой длины волны или через равные промежутки времени для непрерывных спектров. Суммирование потока на каждой длине волны дает общий поток, создаваемый источником в видимом спектре. С некоторыми источниками это сделать проще, чем с другими. Стандартная лампа накаливания дает непрерывный спектр в видимом диапазоне, и для определения светового потока необходимо использовать различные интервалы. Однако для таких источников, как ртутная лампа, все немного проще. Меркурий излучает свет преимущественно в линейчатом спектре. Он излучает лучистый поток на 6 основных длинах волн. Это облегчает определение светового потока этой лампы по сравнению с лампой накаливания. Как правило, световой поток самостоятельно определять не обязательно. Это обычно дается для лампы на основе лабораторных испытаний во время производства. Например, световой поток лампы накаливания мощностью 100 Вт составляет примерно 1700 лм. Мы можем использовать эту информацию для экстраполяции на аналогичные лампы. Таким образом, средняя светоотдача лампы накаливания составляет около 17 лм/Вт. |