Как определить световой поток лампы


Количество люмен в лампе и ее световой поток

Вокруг понятия «люмен» возникает множество мифов, поэтому, чтобы развеять некоторые из них, рассмотрим наиболее часто задаваемые вопросы, вроде таких, как: сколько люмен в лампе накаливания, в светодиодной лампе, сколько люмен содержит 1Вт светодиодной лампы, как определить ее световой поток, и какие светодиодные лампы аналогичны лампам накаливания.

Для начала разберемся, что подразумевает под собой понятие «люмен». Люмен является единицей измерения светового потока, исходящего от источника света, которым может быть лампа накаливания, светодиодная лампа, светодиод или другой осветительный прибор.

Чтобы проще было проводить сравнительный анализ, можно обратиться к таблице, где приведены соотношения СП (люмен) к мощности осветительного прибора (Вт) для ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп. Исходя из этих данных, видно, что светодиодные лампы в 10раз эффективнее, чем лампы накаливания, и в 2раза – чем люминесцентные. К тому же, в отличие от люминесцентных ламп и ламп накаливания, светодиодная лампа, следовательно, и светодиод, испускает направленный свет, из чего можно заключить, что и освещенность от светодиодной лампы будет значительно выше. Поэтому, используя светильник светодиодный уличный в качестве освещения, можно достичь гораздо лучшей освещенности, чем при использовании других ламп.

Лампа накаливания,
мощность в Вт

Люминесцентная лампа,
мощность в Вт

Светодиодная лампа,
мощность в Вт

Световой поток, Лм

20 Вт

5-7 Вт

2-3 Вт

Около 250 Лм

40 Вт

10-13 Вт

4-5 Вт

Около 400 Лм

60 Вт

15-16 Вт

8-10 Вт

Около 700 Лм

75 Вт

18-20 Вт

10-12 Вт

Около 900 Лм

100 Вт

25-30 Вт

12-15 Вт

Около 1200 Лм

150 Вт

40-50 Вт

18-20 Вт

Около 1800 Лм

200 Вт

60-80 Вт

25-30 Вт

Около 2500 Лм

Что касается количества люмен в 1Вт светодиодной лампы.

У светодиодов световой поток колеблется от 80 до 150Лм из 1Вт. Это обуславливается некоторыми отличиями вольтамперных характеристик светодиодов и систем охлаждения. Световой поток экспериментальных светодиодов доходит до 220Лм/Вт, но такие светодиоды не встречаются в массовом производстве.

Как можно определить количество люмен в светильнике или лампочке.

Обычно эта информация указана на упаковке или в инструкции к товару, но можно воспользоваться и табличными данными.
Для самостоятельного определения люменов нужен люксметр, определяющий уровень освещенности на каждом участке помещения. Люкс в данном случае – это количественное отношение люмен на площадь освещения (1люкс-1люмен на м2). При силе света, исходящего от изотропного источника, равного 1 кандела, полный световой поток равен 4

Светильник с лампой ДРЛ

Светильник с лампой Днат

Светодиодный светильник

Световой поток, Лм

125 Вт

70 Вт

30-40 Вт

Около 3 500 Лм

250 Вт

100 Вт

40-60 Вт

Около 8 000 Лм

400 Вт

150 Вт

80-120 Вт

Около 12 000 Лм

700 Вт

250 Вт

140-160 Вт

Около 20 000 Лм

1000 Вт

400 Вт

180-200 Вт

Около 30 000 Лм

Световой поток

Световой поток (Φ v ) - это энергия в единицу времени (dQ / dt), которая излучается источником в видимых длинах волн. Более конкретно, это энергия, излучаемая на длинах волн, чувствительных к человеческому глазу, от примерно 330 до 780 нм. Таким образом, световой поток представляет собой средневзвешенное значение Лучистого потока в видимой области спектра. Это средневзвешенное значение, поскольку человеческий глаз не реагирует одинаково на все видимые длины волн.

Чувствительность глаза достигает пика при 555 нм и падает примерно до 10 -4 при 380 и 750 нм.Это диапазон чувствительности к дневному свету или фотопического зрения. Ночная чувствительность глаза, называемая скотопическим зрением, смещается в сторону синего конца видимого диапазона, достигая максимума при 507 нм и снижаясь до 10 -4 при 340 и 670 нм. Этот весовой коэффициент или световая отдача (V λ ) позволяет преобразовывать лучистый поток в световой поток на любой длине волны. В фотопической области пику при 555 нм соответствует значение преобразования 683 люмен на ватт. Люмен - это единица светового потока, которая определяется в канделах, базовой единице СИ, такой как метр или секунда.1 люмен определяется как 1 / 4π кандела, основная единица измерения силы света в системе СИ.

Поскольку глаз не видит все длины волн одинаково хорошо, кривая эффективности является очень важным способом определения светового потока от источника. Световой поток от монохроматического источника, излучающего свет с одной длиной волны, определить проще всего.

Φ v = Φ * V λ * (683 лм / Вт)

Например, лазерная указка мощностью 5 мВт, использующая длину волны 680 нм, дает

.005 Вт * 0,017 * 683 лм / Вт = 0,058 лм

В то время как лазерная указка мощностью 5 мВт на длине волны 630 нм дает

0,005 Вт * 0,265 * 683 лм / Вт = 0,905 лм, значительно больший световой поток.

Сложнее определить световой поток от источника, излучающего по спектру. Необходимо определить спектральное распределение мощности для конкретного источника. Как только это будет сделано, необходимо рассчитать световой поток на каждой длине 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 излучает непрерывный спектр в видимом диапазоне, и для определения светового потока необходимо использовать различные интервалы. Однако для таких источников, как ртутная лампа, это немного проще. Меркурий излучает свет в основном линейчатым спектром. Он излучает лучистый поток на 6 основных длинах волн. Это упрощает определение светового потока этой лампы по сравнению с лампой накаливания.

Как правило, самостоятельно определять световой поток не нужно. Обычно это значение указывается для лампы на основании 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 световая отдача лампы накаливания составляет около 17 лм / Вт. Теперь мы можем использовать это как приближение для аналогичных источников накаливания при различной мощности.Часто производитель указывает «начальные люмены» в своих данных для лампы. Это световой поток лампы. Он указан таким образом, потому что по мере старения лампы ее распределение мощности немного меняется и больше не излучает точно те длины волн, которые были в то время, когда она была новой. Однако для всех намерений и целей «начальные люмены» могут использоваться для светового потока для любых необходимых вычислений.

Индекс

Концепции фотометрии

Концепции зрения

.

Понимание того, как измерять световой поток и мощность излучения (ЖУРНАЛ)

Понимать, как измерять световой поток и мощность излучения для светодиодов и продуктов SSL

В этом отрывке из будущего справочника под названием Handbook of LED and SSL Metrology, GÜNTHER LESCHHORN и RICHARD YOUNG объясняют основы измерения светового потока и мощности излучения - важнейшую задачу 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 поток светодиода - это величина, которая получает все большее признание, но все еще не широко измеряется. 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 4π f

.

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 функцией 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 составляет один телесный угол, а световой поток составляет 1 люмен, 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 люкс = 1 лм / м2 = 1 кд · ср / м2.

В фотографии есть и неметрическая единица освещенности - фут-свеча.Фут-свеча означает «свечение 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.

Поэтому, покупая лампочки, мы не должны выбирать их только по количеству люмен. Это связано с тем, что, когда в гостиной и туалете устанавливаются лампы с одинаковым световым потоком, из-за разного размера комнат различие в освещенности, которое может восприниматься глазами, может быть значительным.

.

Что такое световой поток?

Световой поток (сила света) - это мера (воспринимаемой) мощности света. Он настраивается с учетом чувствительности человеческого глаза к световым волнам различной длины. Таким образом, световой поток отличается от лучистого потока, поскольку лучистый поток является мерой полной мощности излучаемого света независимо от длины волны.

Что такое единица СИ для светового потока?

Единицей измерения светового потока является люмен (лм).Один люмен - это количество света, которое дает одну канделу интенсивности на телесном угле в один стерадиан. Некоторые системы единиц измерения мощности связывают с просветом. Для таких измерений один люмен равен 1,46 милливатт мощности излучения при измерении на длине волны 555 нм (середина видимого спектра света).

Когда используется световой поток?

Световой поток обычно используется для измерения полезной световой мощности, излучаемой источником света, например лампочкой.В последние годы потребители использовали световой поток в качестве сравнительного измерения для ламп накаливания, к ним относятся люминесцентные лампы и лампы накаливания. Измерение не зависит от яркости источника света, так как это функция расстояния человека или средств обнаружения от источника света.

Как преобразовать силу света в люмены

Шаг 1 - Рассчитайте расстояние между источником света и местоположением в люменах. Переменная «r» представляет собой расстояние между этими двумя точками.

Шаг 2 - Рассчитайте площадь, которую свет будет покрывать на расстоянии, рассчитанном на первом шаге. Если источник света имеет заявленный «угол луча», его можно использовать для определения ширины света, который проходит на расстоянии.

Шаг 3 - Вычислите площадь освещенной области, разделенную на квадрат расстояния, который также называют «телесным углом», а его единица измерения - стерадианы (ср).

Шаг 4 - Умножьте результат на силу света, измеренную в канделах.Люмен = телесный угол * канделы.

.

Смотрите также