Освещенность помещений. Нормы и расчеты. Приборы и особенности
Плохая освещенность помещений, рабочего места или комнаты в квартире отрицательно влияет на здоровье человека, снижает концентрацию внимания, работоспособность, появляется раздражительность и сбои в психике. Очень яркий свет также является раздражителем, и не дает ничего положительного для человека.
Поэтому необходимо обеспечить нормальную освещенность помещений, которая регламентируется определенным стандартом СНиП. Для этого требуется простая установка соответствующих ламп освещения для каждого помещения.
Освещенность помещений
В номинальном выражении является потоком света, который излучается на поверхность под прямым углом в расчете на единицу площади. При падении света под острым углом освещенность снижается в зависимости от угла наклона.
Освещенность измеряется в люксах, который равен 1 люмену (единица светового потока) на м
2.
Освещенность помещений прямо зависит от силы света, который исходит от источника. Чем больше расстояние от светового источника до поверхности, тем меньше параметр освещенности.
Нормы
Каждый тип помещения имеет свои нормативы освещенности. Например, для помещения магазина по продаже продуктов наибольшее значение пульсации установлено 15%, освещенность 300 люксов, однако для отдела спортивных товаров или строительных материалов нормы совсем другие. Также правила устанавливают определенную допустимую освещенность для поликлиник, детских садов, автосервисов и других объектов.
Пример расчета освещенности
Определим необходимую освещенность для спальной комнаты. Площадь спальни составляет 25 м2. Значение нормы по правилам для комнат такого типа умножаем на площадь: 150 х 22 = 3300 люкс. Общий световой поток приборов освещения при такой величине освещенности должен быть равен не менее 3300 люмен.
Теперь остается подобрать подходящие лампы освещения для спальни. При выборе светодиодных ламп, можно, например, приобрести три таких лампы по 12 ватт. Это обеспечит создание светового потока 3600 люмен, что видно по значениям таблицы.
Такой расчет является приблизительным, так как светодиодные лампы имеют различные параметры света в зависимости от производителя. Таким образом, можно легко самостоятельно рассчитать требуемую мощность и тип ламп для создания нормированной освещенности любого помещения согласно правилам СНиП.
Приборы для измерения освещенности
Для замера освещенности помещений применяют различные приборы, которые имеют свои особенности конструкции и методы измерений. Основные приборы рассмотрим более подробно.
Люксметр
Люксметры делятся на электронные и аналоговые, которые уже не производятся, и остались только старые образцы таких моделей.
Такой люксметр используется:
- Проверка соответствия освещенности помещений нормативным данным.
- Измерение параметров освещения при проведении работ по оценке условий труда.
- При электромонтажных работах для сравнения показателей освещенности с расчетами для приборов освещения.
Принцип действия люксметра заключается на работе встроенного фотоэлемента, на который направляется поток света. При этом в фотоэлементе возникает значительный поток заряженных частиц. В результате появляется течение электрического тока, сила которого зависит от силы светового потока, направленного на фотоэлемент. Обычно этот параметр и выводится на шкалу прибора.
Виды люксметров
В зависимости от расположения датчика, измеряющего освещенность помещений, люксметры делятся на виды:
- Моноблок (цельное устройство). Датчик фиксируется в самом корпусе прибора.
- Прибор с выносным датчиком, подключаемым гибким проводом.
Чтобы произвести простые измерения подойдет обычный люксметр-моноблок, без вспомогательных различных функций. Для определения нескольких параметров освещенности при производстве профессионального расчета, необходимо использовать устройства, имеющие дополнительный набор функций. Такие приборы имеют встроенную память и могут определять средние значения параметров.
Значительным преимуществом для люксметра является наличие особых светофильтров, которые помогают точнее определить значение силы света, которая исходит от приборов освещения с разными оттенками цветов.
Наличие выносного датчика в люксметре дает возможность определить освещенность с большей точностью, так как при этом влияние внешних факторов снижается. На современных моделях имеется жидкокристаллический дисплей. С помощью него намного проще снимать показания прибора.
Приборы для фототехники
В фототехнике используются такие приборы, как экспонометры (экспозиметры). Они предназначены для определения параметров яркости и освещенности экспозиции. Определив значения этих показателей, профессиональный фотограф может получить качественные фотоснимки.
Экспонометры разделяют на виды:
- Внутренние.
- Внешние.
Флешметры
Такие приборы предназначены для измерения освещенности при фотографировании. При этом дополнительным элементом используют устройства освещения импульсного типа (фотовспышки). В современных моделях фотоаппаратов флешметр расположен в корпусе. Он изменяет мощность фотовспышки при разных уровнях света.
Профессионалы применяют флешметры с выносным датчиком, они точнее определяют освещенность.
Фотометр
Такой прибор называют мультиметром. Он является более современным вариантом флешметра. Его достоинством является сочетание опций экспонометра и флешметра.
Пульсация освещенности
Равномерность светового потока приборов освещения оставляет желать лучшего. Эффект, выражающийся в наличии колебаний в световом потоке, не виден глазу, однако его воздействие на здоровье человека имеет большое значение.
Опасность такого света заключается в том, что визуально невозможно определить наличие импульсов света. А в результате их действия может нарушиться сон, возникает дискомфорт, депрессия, слабость, сердечные сбои и другие симптомы.
Параметром пульсации является ее коэффициент, который выражает силу изменения потока света, направленного на единицу площади поверхности за промежуток времени. Формула расчета этого коэффициента довольно простая. Коэффициент пульсации освещенности определяется разностью между наибольшей и наименьшей освещенностью за определенное время, разделенной на двойную среднюю освещенность, и результат умножается на 100%.
Санитарные правила определяют верхний предел коэффициента пульсации. На рабочем месте он должен быть не более 20%, и зависит от степени ответственности работы сотрудника. Чем ответственнее работа, тем меньше должен быть коэффициент пульсации освещения.
Для помещений администраций и офисов с напряженной зрительной работой такой коэффициент не должен подниматься выше 5% отметки. При этом учитывается поток света частотой пульсаций до 300 герц, так как более высокую частоту нет смысла учитывать, из-за того, что она не воспринимается глазом человека и не оказывает отрицательного влияния.
Определение пульсации освещения
Для определения пульсации света применяют эффективный простой прибор, который измеряет яркость, пульсацию и освещенность помещений, и называется люксметр-пульсометр-яркомер.
Функции прибора
- Измерение пульсации световых волн, возникающих при мерцании различных приборов освещения.
- Измерение пульсации освещения мониторов компьютеров и других экранов.
- Определение освещенности помещения.
- Определение яркости приборов освещения и мониторов.
Принцип работы устройства заключается в проверке уровня освещения с помощью фотодатчика с дальнейшим преобразованием сигнала и вывода результата на жидкокристаллический дисплей.
Коэффициент пульсации света можно определить с помощью программы на компьютере, либо самостоятельно проанализировать измерения. Для анализа измерений на компьютере применяют специальную программу «Эколайт-АП», которая работает с прибором «Эколайт-02».
Отличительными признаками измерительных приборов, определяющих пульсации, являются уровни чувствительности, тип питания и качество фотодатчиков.
Наибольший коэффициент пульсации выдают светодиодные лампы, при использовании которых этот параметр иногда достигает 100%. Люминесцентные лампы и лампы накаливания обладают незначительным коэффициентом пульсации. Лампы накаливания имеют коэффициент пульсации не выше 25%. При этом стоимость и качество ламп не играют роли. Даже дорогие лампы могут выдавать значительные показатели пульсации света.
Методы снижения пульсации освещения
- Применение приборов освещения, функционирующих на переменном токе с частотой более 400 герц.
- Монтаж осветительной арматуры на разные фазы при трехфазной сети.
- Установка в прибор освещения устройства компенсации ПРА (пускорегулирующей аппаратуры) и особое подключение ламп со сдвигом. Первая лампа работает на отстающем токе, а 2-я на опережающем.
- Монтаж светильников с ЭПРА. Они оснащены электронным пускорегулирующим аппаратом, который сглаживает пульсации и стабилизирует напряжение.
Если в помещении приборы освещения подключены к одной фазе, то подключить их к разным фазам будет проблематично. Поэтому удобнее будет приобрести светильники с ЭПРА. Их достоинством является соответствие всем нормам правил.
Контроль уровня пульсации освещения необходим для здоровья человека, так как отклонение от норм приводит к нарушению работоспособности и самочувствия сотрудников.
Для жилых зданий освещенность помещений также важна. Пульсация света не видна, но со временем проявляется ее негативное влияние.
Похожие темы:
Как измеряют освещенность (естественное и искусственное освещение)
Отличие Освещенности и Светового потока
Сегодня на рынке освещения большая путаница с техническими параметрами, такими как световой поток (измеряемый в люменах (Лм) и освещенность (измеряемый в люксах (Лк). Большинство, при подборе светильников обращают внимание на световой поток (Лм – указывается на упаковке каждого светодиодного светильника), а не на требования освещенности.Чаще всего, в расчет берется суммированный световой поток лампы или светодиодов, без световых и тепловых потерь.
Световой поток, можно измерить только в специальной лаборатории,самомуэто сделать с подручными прибораминевозможно! В нормативных документах существует понятие светового потока, но нет определенных требований к нему.
Освещенность любой человек может измерить самостоятельно, без сложного оборудования.Что такое освещённость?
Освещённость– это величина отношения светового потока к площади, на которую он падает. Причём падать он должен на эту плоскость именно перпендикулярно. Измеряется в люксах, lux (лк).
Зачем измерять освещённость?
Учеными доказано, что плохой (или, наоборот, слишком хороший) свет через сетчатку глаза воздействуют на рабочие процессы нашего мозга.
Как следствие, свет влияет на психологическое состояние человека: если света недостаточно — он чувствует угнетенность, пониженную работоспособность, сонливость; если свет слишком яркий, он способствует возбуждению, подключению дополнительных ресурсов организма, вызывая их повышенный износ. И то и другое – одинаково вредно.
Если же свет подобран правильно, то благодаря улучшению освещенности производительность на рабочем месте может быть повышена на 25—30%.
Нормативы
До недавнего времени в России для измерения освещённости руководствовались межгосударственным стандартом измерения освещённости — ГОСТ 24940-96. В этом ГОСТе используются такие понятия, как: освещённость, средняя, минимальная и максимальная освещённость, цилиндрическая освещённость, коэффициент естественной освещенности (КЕО), коэффициент запаса, относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения.
В 2012 году Россия ввела собственный, национальный стандарт измерения освещённости, ГОСТ Р 54944-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности».
В этом ГОСТе к тем понятиям, что были раньше, добавлены новые: полуцилиндрическая освещённость, аварийное освещение, резервное освещение, эвакуационное освещение, охранное освещение, рабочее освещение.
В 2016 году был откорректирован Свод правил — СП 52.13330.2016, который после актуализации 2011 года потерпел незначительные изменения, такие как:
- согласно пункту4.1теперь нормируется именно средняя освещенность, а не наименьшая;
- в пункте7.3.1говориться, что в учебных заведениях запрещено применять осветительные приборы на светодиодах;
- в пункте7.6.9определены новые нормы размещения эвакуационных знаков безопасности;
- и др.
Параметры для оценки освещенности
Световые волны как один из видов электромагнитных волн различают по длине и частоте колебаний, которые связаны между собой следующей математической зависимостью:
Ь = с/&
где А, — длина волны; м;с —скорость распространения света, 300 000 км/ч; частота колебаний, Гц(1 Гц равен одному колебанию в 1 с). Силу светаизмеряют в канделах (кд). 1 кд соответствует У60силы света, излучаемого в перпендикулярном направлении поверхностью абсолютного черного тела площадью 1 см2при температуре затвердевания платины 1760°С.
Освещенностьизмеряется в люксах. Люкс (лк) есть освещенность поверхности, на каждый квадратный метр которой падает световой поток, равный одному люмену (лм):
1 лк = 1 лм/1 м2.
Люмен —это световой поток, излучаемый в пределах телесного угла в 1 стер источником, сила света которого равна 1 св; находится как отношение площади освещенности к квадрату расстояния до источника света. Если поверхность освещается несколькими источниками, создающими на ней освещенности ?,,Е2и т. д., то полная освещенность поверхности Е будет равна их сумме.
Коэффициент пульсации. Изменение условий освещения помещений вызывает адаптацию органов зрения, в основе которой лежат физиологические и фотохимические процессы, приводящие к изменению чувствительности зрения. Частые и резкие изменения условий освещения отражаются на физическом состоянии человеческого организма.
Скорость различения и устойчивость ясного видения предметов зависят также от уровня освещенности. Скорость различения особенно велика при уровне освещенности 400—500 лк, устойчивость ясного видения соответствует уровню освещенности 130— 150 лк.
Важными факторами, которые необходимо принимать во внимание при определении освещенности помещений, являются цветовые решения интерьеров и различие яркости наблюдаемого предмета и фона, на котором рассматривается предмет. Таким образом, яркостной контраст зависит от уровня освещенности: чем меньше освещенность, тем должна быть больше контрастность. Яркость фона определяется количеством отраженного света, воспринимаемого человеческим глазом.
Виды освещения
Освещенность обеспечивается путем устройства окон и установки светильников.
В одних случаях требуется равномерная освещенность помещения, в других — нормативной должна быть освещенность рабочих мест, а освещенность всего помещения может быть в два-три раза меньше. Это зависит от назначения помещений и достигается использованием определенных типов светильников и их размещением, что предусматривается проектом. Освещение бывает естественным и искусственным.
Естественное освещение
Источниками естественного освещения являются:
- солнце,
- луна (точнее отражённый ею свет),
- рассеянный свет небосвода (это не просто поэтическое название , термин используемый в протоколах по измерению освещенности).
Естественное освещение помещений зависит:
- от местности, где расположено здание. В СНИП определено понятие световой климат — так называется характер изменения освещенности на открытом воздухе в течение суток, месяца, года. Световой климат напрямую зависит от географической широты местности и высоты стояния солнца.
- от ориентации здания,
- от расстояния здания от затемняющих объектов;
- от расположения световых проемов и их размеров:
Расположение: Для лучшего освещения самых удаленных точек помещений необходимо, чтобы верхняя граница светового проема была поднята как можно выше над уровнем пола, а наиболее удаленная от окна точка находилась на расстоянии, не превышающем двойной высоты верхнего края проема над полом.
Размер: В жилых и служебных помещениях требования к размеру световых проемов разные: в жилых — 1:8 по отношению к площади освещаемого пола, в служебных и административных — не менее 1:10. Размер светового проема равен площади проема за вычетом 15% площади, приходящейся на оконные устройства.
На основании всех этих факторов помещение имеет определенный уровень освещенности, который характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО), представляющим собой отношение освещенности внутри помещения (Лк) к одномоментной освещенности снаружи (Лк), измеряется КЕО в процентах ( %)
Коэффициент естественной освещенности для жилых и общественных зданий и производственных помещений с боковым освещением зависит от точности выполняемых работ и колеблется от 1,5 до 2, а для помещений с грубыми работами КЕО =0,5. При верхнем и комбинированном освещении в соответствии со СНиП этот коэффициент колеблется от 2 до 7.
Искусственное освещение
Источниками искусственного освещения – являются любые осветительные приборы (лампы, светильники, светодиодные ленты)
При определении эксплуатационных характеристик искусственного освещения необходимо обращать внимание на
- мощность света,
- равномерность освещения,
- отсутствие резких теней и блескости.
Нормы освещенности установлены СНиП в зависимости от назначения помещений и проводимых там работ.
Подробную информацию можно изучить в статьях:
«Нормы освещенности по Нормативным документам»
«Нормы пульсации по Нормативным документам»
Коэффициент эксплуатации
(обратно пропорционален коэффициенту запаса , КЗ, использовавшемуся ранее)
При планировании освещенности на этапе проекта важно не забывать, что в процессе эксплуатации любой осветительный прибор может уменьшить создаваемую им освещенность. Для компенсации этого спада при проектировании вводится коэффициент эксплуатации (КЭ).
КЭ для искусственного освещения учитывает:
- загрязнение
- не восстанавливаемое изменение отражающих и пропускающий свойств оптических элементов
- спад светового потока
- выход из строя источников света
- загрязнение поверхностей помещений, наружных стен здания или сооружения, проезжей части дороги или улицы.
КЭ для естественного освещения учитывает:
- загрязнение и старение светопрозрачных заполнений в световых проемах,
- снижение отражающих свойств поверхностей помещения. Как пример, при запылении ограждающих поверхностей в лабораториях освещенность снижается на 10% за год, в деревообрабатывающих цехах на 30% за полгода.
Измерение освещённости рабочих мест проводят вместе с замерами уровня шума, пыле- и загрязнённости, вибрации — в соответствии с СанПин (санитарные правила и нормы).
Измерение освещённости производят ЛЮКСОМЕТРОМ( от Люкс)
Люксометр — это мобильный, портативный прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.
Правила использования:
- прибор всегда находится в горизонтальном положении;
- его устанавливают в точках, место положение которых рассчитываются согласно методике, указанной в Госстандартах. Количество контрольных точек должно быть не менее 10;
- все люксометры сертифицируются, и погрешность люксметра, согласно ГОСТ должна быть не больше 10%.
Люксметры бывают субъективные и объективные.
Субъективный люксметр основан на уравнивании яркости двух полей освещения (освещенность одного поля известна). Он состоит из вентильного фотоэлемента и измерительного устройства. Электрический ток, который дает фотоэлемент при освещении его поверхности, пропорционален ее освещенности. Поэтому измерительное устройство, проградуированное в люксах, показывает сразу значение освещенности.
Объективные люксметры являются более точными, в них роль анализатора выполняет селеновый фотоэлемент, а показания регистрирует гальванометр. При попадании световых лучей на приемную часть фотоэлемента в схеме прибора возникает ЭДС, пропорциональная уровню освещенности. Шкала прибора имеет 50 делений с обозначением трех пределов измерений освещенности: 0—25, 0—100, 0—500 лк. Если освещенность превышает 50 лк, то на фотоэлементе устанавливают поглотитель, который расширяет основные пределы измерения в 100 раз, что позволяет измерять освещенность 0—50 000 лк.
Измерения проводятся отдельно по искусственному и естественному освещению. При этом нужно следить, чтобы на прибор не падала какая-либо тень, и поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это внесёт помехи в результаты. После того как сделаны все необходимые замеры освещенности, на основе полученных результатов, по специальным формулам, рассчитываются нужные параметры, и делается общая оценка. То есть, полученные параметры сравниваются с нормативом, и делается вывод о том достаточно ли освещённость данного помещения или территории.
На каждый вид измерений в каждом помещении или участке улицы заполняется отдельный протокол. Оценочный протокол выдаётся как по каждому помещению или территории, так и по всему объекту. Этого требует «ГОСТ. Измерение освещённости» должно быть выполнено по правилам.
Рекомендации замеров освещенности для светодиодных светильников
- Замеры освещенности светодиодных светильников необходимо проводить после их 2 часовой работы, когда они выйдут на рабочий режим (несколько раз в течение дня). Светодиоды и источники питания выделяют большое количество тепла. Оно отводится за счет теплоотводящих материалов (алюминий, компаунд и т.п) и определенной конструкции (большая радиаторная площадь и т.п.). Тем не менее повышенные температурные режимы оказывают серьезное воздействие на освещенность.
- Чтобы не ошибиться с параметрами освещенности, лучше при проектировании сразу закладывать коэффициент падения освещенности, который зависит от типа и характеристики объекта.
- Следите за работой светодиодных светильников и параметрами освещенности весь гарантийный срок, т.к. если производитель заявляет гарантийный срок 3 и более года, то светильники при соблюдении условий должны сохранять качественные в течение всего срока.
- Если условия эксплуатации светильников происходят при температурных режимах свыше +45 гр, то замеры освещенности надо делать гораздо чаще, чем регламентируют нормы.
На заметку: на некоторых Интернет-ресурсах Вы можете встретить информацию: «В жилых комнатах норма освещения лампами накаливания установлена 25—30 лк, люминесцентными лампами — 75 лк.». Данная информация является устаревшей и указывает минимальную освещенность. Но, как писалось ранее,в последней редакции — СП 52.13330. 2016 теперь нормируется средняя освещенность, а не наименьшая. И с учетом перехода на светодиодные источник света средняя освещенность для жилых помещений составляет 200 Лм.
Люксметром, как им пользоваться
Люксметр — переносной прибор для измерения освещённости, один из видов фотометров.
Фотометрический прибор для измерения освещенности называется люксметром. Кроме непосредственно освещенности, многие люксметры измеряют также яркость, а некоторые и коэффициент пульсаций света. Данные измерения проводят для того, чтобы определить качество источников света, а также характеристики освещения на рабочем месте и в быту.
Дело в том, что свет влияет на наши глаза и настроение. Тусклый свет или свет со значительными пульсациями вызывает напряжение глаз, быструю утомляемость, депрессию… Чтобы этого не происходило, свет должен быть правильно настроен, лампы должны быть качественными. В достижении этих целей как раз и помогает люксметр.
Фотодатчик люксметра воспринимает направленное на него видимое излучение, которое инициирует в схеме измерительного устройства ток, величина которого пропорциональна освещенности. Таким образом, по величине и другим параметрам данного тока можно судить об освещенности и других параметрах света: о яркости, о пульсациях.
Измерения при помощи люксметра необходимо проводить правильно, чтобы получить адекватные результаты измерений, и затем на их основе наладить соответствующим образом освещение рабочего места и помещений в доме или на работе, дабы параметры используемого света укладывались в санитарные нормы. Далее поговорим об измерении освещенности, яркости, коэффициента пульсаций света, о способах замера и о некоторых немаловажных сопутствующих вещах.
Освещенность
Под освещенностью понимают отношение светового потока в люменах к площади в квадратных метрах, на которую данный световой поток падает. Освещенность не зависит от направления источника света и измеряется в Люксах (1 Лк = 1 Лм/кв.м).
Измеряя освещенность при помощи люксметра, мы проверяем условия нашего собственного пребывания, а также обстановку для комнатных растений и домашних животных. Кроме того, исходя из полученных показаний о текущей освещенности настраивают различную фото- и видеоаппаратуру.
Измерения освещенности поверхностей проводятся так: люксметр переводят в соответствующий режим, а затем размещают его на поверхности так, чтобы его фотодатчик был направлен в сторону источника света или источников света, если их несколько, освещающих данную поверхность. После этого нажимают на кнопку проведения измерений, и считывают показания с дисплея прибора.
Таким образом мы определим, какое количество света попадает на поверхность со всех сторон. Когда нужно узнать параметры только одного осветительного прибора, например настольной лампы, то другие приборы (люстру, светильник и т. д.) на время проведения измерений гасят.
Регламентированные нормы (САНПИН 2.2.1/2.1.1.1278-03) указывают нижнюю границу освещенности:
- рабочих письменных столов и комнат — 500 Лк;
- для компьютерных столов, столов для чтения и игровых комнат детских садов — 400 Лк;
- для библиотек и мастерских — 300 Лк.
При недостаточной освещенности развиваются проблемы со зрением, быстро наступает усталость, падает производительность труда. Особенно это касается инженерных и школьных кабинетов, где недостаток света приводит к быстрой усталости глаз от перенапряжения. Поэтому следует позаботиться о том, чтобы света было достаточно.
Яркость
Яркость отражает то, насколько интенсивно свет излучается поверхностью единичной площади. Измеряется яркость в Канделах на квадратный метр. Поскольку данная характеристика сильно зависит от отражающей способности поверхности, то при одной и той же освещенности яркость на разных направлениях может отличаться.
Как недостаточная, так и избыточная яркость источников света и экранов вызывают у человека чувство эмоционального дискомфорта, которое ухудшает концентрацию внимания и производительность труда. Поэтому, например, яркость экранов мониторов необходимо настраивать корректно. Поверхности осветительных приборов обычно не плоские, поэтому измерения произвести непросто.
Измерение яркости экрана производится следующим образом: на экран выводят сплошную заливку белого цвета, затем переводят прибор в режим измерения яркости. Фотоэлемент люксметра подносят на расстояние 1 см к экрану. Если измеряется яркость лампы, действия аналогичны, но можно измерить несколько мест, а после — усреднить показания.
В процессе измерений прибор держат неподвижно. Нажимают кнопку. Считывают результат с дисплея. Наиболее оптимальная яркость экрана монитора — в районе 200 Кд/кв.м. Если больше — это вредно для глаз и нервной системы.
Коэффициент пульсаций света
Коэффициентом пульсаций называется характеристика, отражающая неравномерность светового потока во времени, выраженная в процентах. Это может быть пульсация освещенности и пульсация яркости. Существует регламент касательно норм (СП 52.13330.2011), основанный на медицинских исследованиях.
Медики выяснили, что пульсации с частотой до 300 Гц, будучи восприняты человеческим глазом, воздействуют на нервную систему человека пагубно, как минимум — нарушается естественный гормональный фон и искажаются природные биоритмы. Поэтому необходимо знать степень пульсации излучающих свет приборов, которые вас окружают: ламп, дисплеев, даже смартфона.
Измерения пульсаций проводятся так: люксметр с функцией измерения коэффициента пульсаций переводится в соответствующий режим и кладется на ровную поверхность (стол, пол, ниша и т.д) так, чтобы световой поток источника света был направлен прямо на фотодатчик прибора. После нажатия на кнопку проведения измерений можно считать показания с дисплея люксметра.
Если измеряются пульсации дисплея, то фотодатчик просто подносится возможно ближе к дисплею. Важно чтобы источник света сначала вышел на номинальный режим (например лампе дневного света требуется для этого 5 минут). Проследите, чтобы сторонние источники света и предметы не влияли на проводимые вами замеры.
Согласно регламентированным нормам, пульсации света в санузлах, зонах ожидания, мастерских, не должны превышать 20%, для офисов верхняя граница 15%, для жилых помещений — 10% и для рабочих помещений — 5%. Если коэффициент пульсаций света будет выше, то это негативно скажется на работоспособности, настроении и на состоянии центральной нервной системы в целом.
Ранее ЭлектроВести писали, что в норвежском городе построят энергонезависимый район посреди озера. Проект разрабатывает лондонское бюро Waugh Thistleton в норвежском городе Берген на озере Store Lungegardsvann.
По материалам: electrik.info.
Изучение способов определения освещенности
Почти все стороны хозяйственной и культурной жизни человека связаны с применением света. Значение хорошего естественного и искусственного освещения исключительно важно. Известно, что хорошо и правильно устроенное естественное и искусственное освещение, достаточное по интенсивности и качественно отвечающее гигиеническим требованиям, помимо повышения производительности труда, способствует снижению числа несчастных случаев, предупреждению чрезмерного напряжения и утомления зрения и всего организма, а также профилактике близорукости, часто возникающей от вынужденной работы на близком расстоянии при недостаточном и качественно неудовлетворительном освещении. В связи с этим нами была поставлена следующая цель: изучение способов определения освещенности в помещении (образовательном учреждении).
Для реализации поставленной цели сформулированы соответствующие задачи:
- Изучить нормы освещенности в учебных заведениях.
- Проанализировать различные способы определения освещенности.
- Провести сравнительные замеры освещенности в классах ОУ.
- Собрать схему «Люксметр», откалибровать показания и измерить с помощью нее освещенность;
- Сформулировать общие выводы и рекомендации управляющим органам ОУ.
Объект исследования: свет
Предмет исследования: освещенность.
Методы исследования:
Теоретические: анализ и обобщение информации по теме “Освещенность”, “Способы измерения освещенности”.
Практические: эксперимент “Определение освещенности различными способами”.
Согласно определению, освещенность — это величина, равная отношению светового потока к площади, на которую он падает.
Нормы освещенности для образовательных учреждений определены такими документами, как “Строительные нормы и правила (СНиП)” и “Санитарные нормы и правила (СанПиН)”.
Для измерения освещенности существует прибор, который называется люксметр. (Поток света, попадая на фотоэлемент, высвобождает поток электронов в теле полупроводника. Благодаря этому фотоэлемент начинает проводить электрический ток. Вот величина этого тока прямо пропорциональна освещённости фотоэлемента. Он и отражается на шкале.)
Также существует приложение «Люксметр» для смартфонов. Для определения степени освещенности используются данные, полученные с передней или задней камеры смартфона.
В любом цифровом фотоаппарате есть встроенный экспонометр, с помощью которого можно узнать освещенность места или объекта, причем получить конкретное значение в люксах.
Для измерения освещенности люксметром датчик необходимо держать горизонтально или положив на поверхность. При измерении освещенности с помощью приложений смартфон необходимо держать в руках, так как используется две камеры (рис. 1).
Рисунок 1. Измерение освещенности люксметром
|
Измерение освещенности с помощью фотоаппарата проводится следующим образом. В зону, где необходимо измерить освещенность нужно положить лист белой бумаги и сфотографировать его без вспышки. Лист должен занимать весь кадр, а при съемке в объектив не должен попадать «прямой» свет от источника. После этого смотрим характеристики фотографии (рис. 2). Освещенность можно самостоятельно рассчитать по формуле или воспользоваться онлайн-калькулятором.
Рисунок 2. Характеристики фотографии
|
Результаты измерений освещенности представлены в таблице 1.
Таблица 1. Значения освещенности, измеренной разными способами
Объект
|
Норма
|
Люксметр
|
Приложение на смартфоне
|
Фотоаппарат
|
Естественное освещение/искусственное освещение, лк
| ||||
Парта
|
400
|
560/580
|
500/590
|
612/612
|
Доска
|
500
|
440/340
|
490/320
|
400/390
|
Спортзал
|
200
|
223/189
|
237/212
|
300/202
|
Для замера освещенности также была собрана электрическая схема люксметра (рис. 3)
Согласно приведенной схеме фототранзистор VT1, принимающий световой поток от источника световой энергии, выполняет роль фотодатчика. Фототранзистор VT1 переходит из закрытого состояния в открытое по мере нарастания фототока. Изменение фототока имеет пропорциональную зависимость по отношению к изменению освещенности базы фототранзистора VT1. Отображаемый измерительным прибором, включенным между коллекторным и эмиттерным выводами транзистора VT2, сигнал пропорционален освещенности. Регулировка чувствительности устройства осуществляется с помощью изменения сопротивления переменного резистора R1.
По схеме фотодатчика на макетной плате произведен монтаж устройства. В качестве источника светового излучения задействована лампа накаливания, питание которой осуществляется с помощью лабораторного автотрансформатора. Для получения градуировочной характеристики показания измерительного прибора – мультиметра сопоставлены с показаниями люксметра (MS6610 цифровой люксметр 0-50000 Lux) (рис. 4).
В ходе экспериментального исследования проведена серия измерений, состоящая из одиннадцати измерений, по семь измерений в каждой серии в зависимости от напряжения, прикладываемого от автотрансформатора к лампе.
Результат исследования показал работоспособность спроектированного устройства. Как следует из графика зависимости освещенности от приложенного напряжения, градуировочная характеристика имеет линейную зависимость. Показания переводятся в люксы согласно градуировочному графику.
Таким образом, в целом по работе можно сделать следующий вывод.
- Освещенность играет большую роль в жизнедеятельности живых организмов.
- Освещенность можно измерять различными способами (разница между способами 10-12 %). И даже не имея под рукой специальных приборов.
- Все расчеты освещенности очень приблизительны. Особенно это касается помещений, имеющих площадь менее 50 м2. На результаты расчетов очень большое влияние оказывают коэффициенты отражения стен и потолка. Достаточно в помещении со светлыми стенами покрасить их темной краской, что бы уменьшить освещенность в 2 – 2,5 раза.
Особенности измерения освещенности люксметром: методы и ГОСТы
Уже давно доказано, что качество освещения оказывает значительное воздействие на человека, в частности на его мозговую активность, состояние нервной системы и функционирование различных органов и систем. При этом, отрицательное влияние может оказывать как недостаточное, так и слишком яркое освещение. К примеру, плохой свет вызывает снижение работоспособности, депрессию, сонливость, нарушение зрения, быструю утомляемость, а слишком хороший – возбуждает и активирует ресурсы организма, без которых человек мог бы и обойтись, поэтому итогом этих процессов также является усталость. Ненормальное освещение влияет также и на любой живой организм: растения и животных. Вследствие этого растения плохо растут, а животные снижают свою продуктивность, плохо набирают вес и значительно ухудшают свои репродуктивные показатели. В условиях сельскохозяйственного комплекса данная проблема негативно сказывается на рентабельности производства.
Если в домашних условиях мы можем самостоятельно подобрать для себя необходимый уровень искусственного освещения, регулируя количество, мощность и яркость ламп, то в условиях производства это сделать сложнее. Это же касается любых предприятий, офисов, учреждений и организаций, в которых освещение будет влиять на производительность. Именно поэтому Санитарные нормы и правила обязательно регламентируют проведение измерения параметров освещенности, которое в основном проводится одновременно с измерениями других показателей в помещении: уровень пылевой загрязненности, шума, вибрации и т.д. Правильное измерение освещенности – залог надлежащей работы и здоровья человека. Ведь плохое освещение – первая причина травматизма на производстве.
Услуги по измерению освещения.
Освещенность и ее показатели
Если обратиться к физике, то освещённость – это отношение светового потока к площади, на которую он падает строго перпендикулярно. Единицей измерения светового потока является люмен. Люкс (lux) – это единица измерения освещенности. В различных странах используют различные единицы измерения освещенности, но смысл данной процедуры всегда одинаковый.
Если рассматривать конкретные примеры и рекомендации, то для обычного офиса, где отсутствует необходимость работать с документами, достаточно освещения в 300 lux. Если же работа связана с работой за компьютером, анализом документации, то следует соблюдать освещенность не менее 500 lux. А на производствах и в местах работы с чертежами – не менее 750 lux.
Все мы знаем, что существует естественное (солнечный свет) и искусственное освещение (множество видов ламп, светильников, а также мониторы и дисплеи электронной техники). Грамотная комбинация естественного и искусственного освещения позволяет достичь оптимальных условий для работоспособности и жизнедеятельности человека.
Как следует из вышесказанного, чтобы понять, какой уровень освещения имеется в помещении, нужно его измерить. Прибор для измерения освещения называется люксметр.
Основные нормативы, регламентирующие измерение освещенности люксметром
Люксметр – это портативный прибор, принцип работы которого основан на попадании потока света на специальный чувствительный элемент, высвобождении электронов и анализ возникающего вследствие этого процесса тока. Данные выводятся на аналоговый или цифровой дисплей. Благодаря возможности использования различных светофильтров, можно значительно расширить возможности прибора, при этом, не забывая пользоваться специальными коэффициентами пересчета. Нормативы устанавливают, что погрешность при измерениях не должна превышать 10%.
Измерение освещенности люксметром проводят согласно требованиям и методикам ГОСТ 24940-96 Межгосударственный стандарт «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности».
Помимо указанного ГОСТа, в России еще в 2012 году был принят собственный национальный ГОСТ Р 59944-2012, который определил методы измерения освещенности. В нем были добавлены термины, но в целом оба ГОСТа в полной мере описывают процедуры, необходимые для замеров и получения корректных показателей.
Любой метод измерения освещенности должен проводиться люксметром, имеющим свидетельство о поверке и метрологической аттестации. При измерении прибор всегда должен находиться в строго горизонтальном положении. Отдельно проводят замеры по естественному и искусственному освещению.
Методика проведения измерений
Перед началом работ люксметр устанавливают на необходимую поверхность таким образом, чтобы элемент датчика был расположен параллельно поверхности. При этом необходимо следить, чтобы на датчик не падала тень, а также вокруг не было активного источника электромагнитного излучения. Все это вызовет значительное отклонение в показателях прибора. После правильной установки снимают показания с прибора и по специальным формулам делают расчеты. Полученный показатель сравнивают с нормативами ГОСТа и делают вывод о качестве освещенности в помещении. По итогам проверки составляется протокол (отдельно по каждому помещению или участку и отдельно по видам освещенности).
На производстве и в местах, где нужна достаточная яркость, измерение освещенности проводится один раз в месяц. В других местах этот диапазон может быть значительно увеличен и достигать 1 раза в год или в два года. Зафиксированные ненадлежащие результаты являются причиной немедленного устранения нарушений и приведения качества света к нормативным показателям.
Цель проведения измерений освещенности – не наказать собственников предприятий, организаций, учреждений или прочих ответственных лиц. Они предназначены для сохранения здоровья человека. Поэтому периодический контроль освещенности крайне необходим и рекомендуем всеми специалистами.
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.
Как измерить освещенность помещения — Морской флот
Люксметр – прибор для измерения освещенности, яркости и пульсаций. Он необходим для определения качественных характеристик света. Тусклое освещение и высокий коэффициент пульсации вызывают напряжение органов зрения, что негативно сказывается на общем состоянии организма: появляется усталость, необъяснимая депрессия, другие неприятные ощущения. Главный элемент люксметра – фотодатчик. Попадающие на него лучи света передают свою энергию электронам, в результате чего возникает ток определенной силы, характеризующий степень яркости или освещенности.
Из этой статьи вы узнаете, как пользоваться люксметром, зачем нужно проводить измерения и какие меры необходимо предпринять, чтобы освещение вашего рабочего места, квартиры, загородного дома, дачи и других мест пребывания, соответствовало санитарным нормам. Мы рассмотрим измерение коэффициента пульсаций, освещенности и яркости – условия, при которых необходимо определять эти параметры, а также их влияние на человеческий организм.
Измерение коэффициента пульсаций
Коэффициент пульсации потока света – показатель, характеризующий неравномерность светового потока. Различают пульсацию освещенности и пульсацию яркости. Обе характеристики измеряют в процентах. Допустимые уровни коэффициента пульсации регламентируются актуализированной редакцией СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95» и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. В результате медицинских исследований, учеными установлено, что человеческой глаз воспринимает пульсации частотой до 300 Гц – они воздействуют на мозг, в результате чего происходит подавление природных биоритмов ЦНС, нарушения гормонального фона, другие отклонения в деятельности жизненно важных систем организма.
Измерять пульсацию необходимо у всех осветительных приборов и устройств, оснащенных дисплеями: ноутбуков, планшетов, смартфонов и мобильных телефонов, а так же у настольных и потолочных ламп и прочих источников света. Для измерения коэффициента пульсаций освещённости необходимо:
- положить люксметр-пульсметр на рабочий или школьный стол, на пол или любую другую поверхность, при этом световой поток должен падать на фотодатчик;
- если используется многофункциональное устройство, например, RADEX LUPIN, тогда достаточно перейти в режим пульсметра – нажать кнопку «P»;
- считать результат с дисплея.
Для измерения пульсаций мониторов, экранов, светодиодных и других ламп необходимо:
- люксметр-пульсметр поднести как можно ближе к объекту измерений при этом фотодатчик должен быть направлен в сторону измеряемого объекта;
- если используется многофункциональное устройство, например, RADEX LUPIN, тогда достаточно повернуть фотодатчик в сторону объекта измерений и перевести люксметр в режим пульсметра – нажать кнопку «P»;
- считать результат с дисплея.
На достоверность результатов измерений могут повлиять следующие факторы:
- наличие дополнительных источников света;
- перемещение пульсметра при выполнении измерений – прибор должен оставаться неподвижным;
- прочие помехи – перемещающиеся поблизости предметы и люди, в том числе падающие листья, пролетающие птицы и насекомые и т. д..
Важно! Для точных измерения пульсации люминесцентных, светодиодных и газоразрядных ламп необходимо выждать 5 минут, пока они не выйдут на стабильный режим работы. Намного удобнее работать с пульсметром RADEX LUPIN, так как он оснащен поворотным фотоэлементом.
В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 предельно допустимое значение пульсаций для мастерских, санузлов и зон ожидания составляет 20 %, для офисов – 15 %, жилых комнат и спален – по 10%, детских, рабочих мест операторов ПК, кабинетов и библиотек – 5 %. Важно помнить, мы не всегда в состоянии увидеть, как мерцает лампа, но превышение допустимого уровня коэффициента пульсации негативно сказывается и на состоянии нервной системы, и на работоспособности, и на настроении.
Измерение освещенности
Освещенность – физическая величина, представляющая собой отношение светового потока, падающего на единицу площади, не зависит от направления. Единица измерения – Лк (лм/м2). Измерение освещенности люксметром позволяет проверить условия труда и быта, создать подходящие условий для растений и животных, определить характеристики видеоаппаратуры:
- люксметр необходимо поместить горизонтально в точке измерения, если необходимо определить освещенность рабочего места – прибор надо положить на стол так, чтобы фотодатчик был направлен к источнику или источникам света;
- при использовании люксметра RADEX LUPIN, нужно перейти в режим измерения освещенности – нажать кнопку «E»;
- считать результат с дисплея.
Измеритель освещенности определяет количество света, попадающего на поверхность со всех источников, поэтому если необходимо узнать параметры определенного осветительного прибора, все остальные необходимо выключить.
В соответствии с САНПИН 2.2.1/2.1.1.1278-03 минимальная освещенность парт (столов для хобби), комнат для инженеров – составляет 500 Лк, комнат для групповых занятий дошкольников, поверхности компьютерных столов и в читальных залах – 400 Лк, кабинетов, библиотек и слесарных мастерских – 300 Лк.
Плохая освещенность способствует развитию близорукости и других проблем со зрением, вызывает усталость, негативно сказывается на производительности труда. Особое внимание необходимо уделять освещению учебных мест, так как во время чтения, письма или работе на компьютере при недостатке света глаза сильно перенапрягаются. Для измерения освещенности не надо приглашать профессионалов, достаточно обзавестись люксметром RADEX LUPIN. Стоит не дорого, как обычный бытовой люксметр, зато по точности измерений не уступает профессиональному измерительному оборудованию.
Измерение яркости
Яркость – интенсивность излучения света поверхностью источника света, измеряется в кандел на м 2 . Зависит от отражающей способности покрытия. Так, при одной и той же освещенности яркость может отличаться. Низкая или чрезмерно высокая яркость осветительных устройств и экранов может вызывать дискомфорт. В результате снижается способность к концентрации внимания, падает производительность труда.
В основном измеряют яркость мониторов, экранов и дисплеев. Определить этот параметр у осветительных приборов сложнее – из-за криволинейности поверхности затруднительно получить достоверный результат, кроме того, высокая яркость не гарантирует достаточной освещенности. Измерение этого параметра бытовым яркомером RADEX LUPIN осуществляется накладным способом:
- перейти в режим измерения яркости – в RADEX LUPIN необходимо нажать кнопку «L»;
- вывести на экран белый фон;
- установить фотоэлемент как можно ближе к измеряемому монитору, дисплею или лампе, если осветительный прибор нагревается, держать его на расстоянии 1 см от поверхности;
- считать результат.
При проведении измерений прибор следует удерживать неподвижно. С целью повышения достоверности результата необходимо определить яркость в нескольких точках лампы или экрана, после чего рассчитать усредненное значение. При работе на ПК рекомендуется, чтобы в поле зрения не находилось источников света, яркостью более 200 кд/м2.
Программное обеспечение RadexLight для люксметра RADEX LUPIN
Анализ параметров освещения намного удобнее проводить с помощью бесплатного программного обеспечения RadexLight. Для этого необходимо скачать RadexLight – софт распространяется бесплатно. Программу можно скачать со страницы описания люксметра.
- получение информации о световом потоке;
- построение частотного спектра пульсаций;
- вывод параметров измерения;
- определение коэффициента пульсации;
- отключение фильтра 300 Гц – данная функция предусмотрена только в программе, на приборе она отсутствует.
Информация на монитор выводится в виде графиков, что позволяет получить полное представление об амплитуде, частоте и форме светового потока.
Как улучшить качество освещения?
Чаще всего отклонения в работе осветительных приборов вызваны их низким качеством. Высокая пульсация характерна для недорогих люминесцентных ламп с электромагнитной регулировкой пуска. В устройствах с электронными пускорегулирующими аппаратами уровень пульсаций ниже. Лучший способ понизить уровень пульсации – заменить лампы или светильник. Чтобы измерить мерцание светодиодной лампы и проверить качество светодиодных и других ламп, а точнее их характеристик при покупке, можно компактным люксметром RADEX LUPIN, который обеспечивает высокую точность измерений.
Для снижения пульсации дисплеев и экранов придется поэкспериментировать с настройками. Например, повышать яркость до тех пор, пока уровень пульсаций не станет нормальным. Одновременно с этим можно подстроить цветовую палитру таким образом, чтобы при взгляде на экран не возникало дискомфортных ощущений. Для повышения освещенности можно заменить лампы или помимо основного источника света использовать вспомогательные: настольные лампы или бра.
Чем измерять параметры ЛАМП
В соответствии с ГОСТ Р 54944-2012 для измерения освещенности необходимо использовать приборы с максимальной погрешностью 10 %. Как правило этому требованию соответствуют дорогостоящие люксметры, стоимость которых настолько высока, что их не приобретают для измерения параметров света в бытовых условиях. Так было до недавнего времени, пока не появился люксметр RADEX LUPIN, с помощью которого можно определить освещенность, коэффициент пульсации и яркость. Погрешность измерений составляет 10 %.
Люксметр RADEX LUPIN оснащен профессиональным фотодатчиком, который имеет спектральную чувствительность как у человеческого глаза. Путём фильтрации датчиком УФ и ИК излучений, удается проанализировать только ту часть светового потока, которую воспринимает человеческий глаз. RADEX LUPIN можно использовать для проверки соответствия параметров света, что указаны в СанПиН и других нормативных документах РФ.
На рынке освещения большая путаница с техническими параметрами, такими как световой поток и освещенность. Многие люди, при подборе осветительного оборудования обращают внимание на световой поток, а не на требования освещенности. Чаще всего, предлагают суммированный световой поток — лампы или светодиодов, без световых и тепловых потерь.
Световой поток, можно измерить только в специальной лаборатории, самому это сделать с подручными приборами невозможно. В нормах существует понятие светового потока, но в СНиП нет определенных требований к нему. Правильный подбор светотехнического оборудования, производится после проведения расчетов освещенности – это важно знать.
Освещенность любой человек может измерить самостоятельно, без специально оборудования.
Что такое освещённость?
Освещённость – это величина отношения светового потока к площади, на которую он падает. Причём падать он должен на эту плоскость именно перпендикулярно. Измеряется в люксах, lux (лк). Один люкс равен отношению одного люмена к одному квадратному метру поверхности.
Люмен – единица измерения светового потока. Это в системе международных единиц. В Англии и Америке применяют такие единицы измерения освещённости, как люмен на фут в квадрате или фут-кандела. Это освещённость от источника света силой в одну канделу на расстоянии одного фута от поверхности.
Зачем проводить измерение освещённости? Доказано, что плохой (или наоборот, слишком хороший) свет через сетчатку глаза воздействуют на рабочие процессы мозга. И как следствие, на состояние человек. Недостаточная освещённость угнетает, понижается работоспособность, появляется сонливость. Слишком яркий свет, наоборот, возбуждает, способствует подключению дополнительных ресурсов организма, вызывая их повышенный износ. В процессе эксплуатации любой осветительной установки возможен спад создаваемой ею освещенности. Для компенсации этого спада при проектировании ОУ вводится коэффициент запаса (КЗ).
(для искусственного освещения)
коэффициент учитывает снижение освещенности и яркости в процессе эксплуатации осветительной установки вследствие загрязнения и не восстанавливаемого изменения отражающих и пропускающий свойств оптических элементов осветительных приборов, спада светового потока и выхода из строя источников света, а также загрязнения поверхностей помещений, наружных стен здания или сооружения, проезжей части дороги или улицы.
(для естественного освещения)
расчетный коэффициент учитывает снижение КЕО (коэффициент естественной освещенности) в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения.
Измерение освещённости рабочих мест проводят вместе с замерами уровня шума, пыле- и загрязнённости, вибрации – в соответствии с СанПин (санитарные правила и нормы).
Медики уверены, что регулярное недостаточное освещение вызывает переутомление, снижение остроты зрения, снижает концентрацию внимания. То есть все предпосылки для несчастного случая.
В Европе есть стандарт освещения рабочих помещений. Вот некоторые рекомендации из него: освещение в офисе, где не требуется разглядывать мелкие детали должно быть порядка 300 лк.
Если рабочий процесс в течение дня протекает за компьютером или связан с чтением, рекомендуется освещение около 500 лк. Такое же освещение предполагается в переговорных комнатах. Не менее 750 лк в помещениях, где изготавливаются или читаются технические чертежи.
Освещение бывает естественным и искусственным. Источниками естественного освещения являются, разумеется, солнце, луна (точнее отражённый ею свет), рассеянный свет небосвода (такое поэтическое название используется даже в протоколах измерения освещённости).
Исходя из названия единицы освещённости (люкс), название прибора, которым её измеряют – люксметр. Это мобильный, портативный прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.
Поток света, попадая на фотоэлемент, высвобождает поток электронов в теле полупроводника. Благодаря этому фотоэлемент начинает проводить электрический ток. Вот величина этого тока прямо пропорциональна освещённости фотоэлемента. Он и отражается на шкале. В аналоговых люксметрах шкала проградуирована в люксах, результат определяется по отклонению стрелки.
Сейчас на смену аналоговым приходят цифровые приборы для измерения освещенности. В них результат измерений выводится на жидкокристаллический дисплей. Измерительная часть во многих из них находится в отдельном корпусе и связана с прибором гибким проводом. Это позволяет проводить измерение в труднодоступных местах. Благодаря набору светофильтров пределы его измерений можно регулировать. В этом случае показания прибора нужно умножать на определённые коэффициенты. Погрешность люксметра, согласно ГОСТ должна быть не больше 10%.
Как проводятся измерение освещённости?
Применение любых методов измерения освещённости невозможно без люксметра. Причём соблюдается правило: прибор всегда находится в горизонтальном положении. Его устанавливают в необходимых точках. В Госстандартах находятся схемы расположения этих точек и методы их расчётов.
До недавнего времени в России для измерения освещённости руководствовались ГОСТ 24940-96. Это межгосударственный стандарт измерения освещённости. В этом ГОСТе используются такие понятия, как: освещённость, средняя, минимальная и максимальная освещённость, цилиндрическая освещённость, коэффициент естественной освещенности (КЕО), коэффициент запаса, относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения.
В 2012 году Россия ввела собственный, национальный стандарт измерения освещённости, ГОСТ Р 54944-2012. В этом ГОСТе к тем понятиям, что были раньше, добавлены: аварийное освещение, охранное освещение, рабочее освещение, резервное освещение, полуцилиндрическая освещённость, эвакуационное освещение. В обоих ГОСТах подробно описываются методы измерения освещенности.
Измерения проводятся отдельно по искусственному и естественному освещению. При этом нужно следить, чтобы на прибор не падала какая-либо тень, и поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это внесёт помехи в результаты. После того как сделаны все необходимые замеры освещенности, на основе полученных результатов, по специальным формулам, рассчитываются нужные параметры, и делается общая оценка. То есть, полученные параметры сравниваются с нормативом, и делается вывод о том достаточно ли освещённость данного помещения или территории.
На каждый вид измерений в каждом помещении или участке улицы заполняется отдельный протокол. Оценочный протокол выдаётся как по каждому помещению или территории, так и по всему объекту. Этого требует «ГОСТ. Измерение освещённости» должно быть выполнено по правилам.
Рекомендации замеров освещенности для светодиодных светильников
Известно, что светодиоды и источник питания выделяют большое количество тепла, которое отводится за счет теплоотводящих материалов (алюминий, компаунд и т.п) и определенной конструкции (ребра, большая радиаторная площадь и т. п.) Используют разные рассеиватели, оптику. Кто-то использует мощные светодиоды, которые работают на повышенных токах, а кто-то маломощные на маленьких токах. Марки и характеристики светодиодов разные. Готовые светодиодные светильники также будут различаться и по характеристикам, и, соответственно, по-разному будут работать в реальных условиях. Здесь мы не будем затрагивать системы контроля и защиты светильников от перегрева, хотя с освещенностью эта связь четко прослеживается.
Повышенные температурные режимы оказывают серьезное действие на освещенность. Это связано и с материалами, которые применяют в светильниках. Каждый из них имеет свои тепловые характеристики и режимы. Проблемы у светодиодных светильников возникают чаще всего при эксплуатации в повышенных температурных режимах – свыше +50°C. Поэтому замеры освещенности светодиодных светильников необходимо проводить после их 2 часовой работы, когда они выйдут на рабочий режим. Желательно, чтобы не возникло неточностей, замеры освещенности проводить несколько раз в течение рабочего дня. Затем этот контроль и замеры делать хотя бы один раз в год. Чтобы не ошибиться с параметрами освещенности, лучше при проектировании сразу закладывать коэффициент падение освещенности, который зависит от типа и характеристики объекта.
Из практики бывало, что при проектировании и расчетах светодиодных светильников, освещенность имела определенные параметры, но на практике, через короткий промежуток эксплуатации, освещенность уже не соответствовала изначальным расчетным данным и данным первых замеров. Это падение чаще всего связано с неправильным проектированием и применением светодиодных приборов не соответствующих нужным качествам по обеспечению теплоотвода и контролю за тепловыми режимами.
Важно! Когда проводите замеры освещенности светодиодных приборов, не поленитесь сделайте их несколько раз и законспектируете для себя. Следите за их работой и параметрами освещенности весь гарантийный срок.
Если производитель светодиодных изделий обеспечивает гарантийный срок 3 и более года, то светильники в заявленных температурных режимах и условиях должны сохранять свои параметры. Это касается и освещенности. Допустим вам сделали расчеты или подобрали определенные марки светильников в проект. Если условия эксплуатации светильников происходят при температурных режимах свыше +45 гр, то замеры освещенности надо делать гораздо чаще, чем регламентируют нормы. Правило «доверяй, но проверяй» хорошо подходит под контроль работы светодиодных светильников.
Осветительные приборы различаются между собой конструкцией, физическими свойствами и техническими характеристиками. Параметры световых приборов вызывают множество вопросов и споров, особенно единица измерения освещенности. Нередко ее путают с другими понятиями, например, с силой света или яркостью. Кроме того, многие потребители покупают осветительные приборы, ориентируясь на величину суммарного светового потока, без учета тепловых и световых потерь.
Что такое освещенность
Понятие освещенности тесно связано с величиной светового потока, измеряемого в лабораториях при помощи специального оборудования. Сама освещенность может быть определена самостоятельно, и ее величина учитывается соответствующими СНиПами. Для вычисления этого параметра пользуются световым потоком, измеряемым в люменах, находящийся в соотношении с площадью освещаемой поверхности. Он должен падать на поверхность под углом 90 градусов. Освещенность измеряется в специальных единицах – люксах (лк).
Величина светового потока оказывает непосредственное влияние на физическое и психологическое состояние человека. Слишком слабое освещение угнетает головной мозг, а слишком яркое, наоборот, действует возбуждающе на мозговые процессы. Подобное негативное влияние вызывает преждевременный износ организма, пагубно влияет на органы зрения.
Поэтому при составлении проекта освещения и размещения приборов освещения обязательно используется коэффициент запаса, учитывающий вероятное падение освещенности в процессе эксплуатации. Постепенно оптические компоненты изнашиваются, загрязняются, что приводит к снижению яркости искусственного света. Кроме того, происходит снижение коэффициента естественной освещенности, поскольку отражающие свойства окружающих предметов постепенно изменяются.
Освещенность в первую очередь измеряется на рабочем месте. Одновременно определяются звуковые колебания, учитывается степень загрязненности, электромагнитное и даже гамма излучение. Результаты замеров позволяют создать наиболее оптимальные условия труда, в соответствии с санитарными нормами и правилами.
В каких единицах измеряется освещенность
На единице измерения освещенности следует остановиться более подробно. Общепринятой единицей считается люкс, представляющий собой такую освещенность, когда на поверхность площадью 1 м 2 происходит падение светового потока в 1 люмен.
Сколько же освещенности фактически включает в себя единица измерения 1 люкс? С этой целью нужно сравнить между собой несколько стандартных параметров, основанных на человеческой физиологии, закрепленных строгими медицинскими правилами и государственными стандартами. Без их соблюдения невозможно утверждение любого строительного проекта.
Степень освещенности в 1 лк создается обычной свечой, расположенной на расстоянии 1 м от освещаемой поверхности. С помощью этого нехитрого приспособления вполне возможно с достаточно высокой точностью откалибровать самодельный измерительный прибор – люксметр.
В качестве примеров для сравнения можно взять несколько известных видов освещенности.
- Яркий солнечный свет в полдень составит 100-140 тыс. лк
- Небо без туч днем – 6200 лк
- Настольная лампа, освещающая стол – 500 лк
- Освещенность в тени в солнечный день – 430 лк
- Наступление сумерек в вечернее время – 70 лк
- Начало ночи с лунным освещением – 1,5 лк.
Источники освещения и поверхности, отражающие свет, не всегда выглядят в виде отдельно взятых точек. Если органы зрения способны различить их форму, то речь пойдет об еще одной фотометрической величине, известной как яркость. Ее физические свойства похожи на силу света, однако в данном случае это отношение не будет абсолютным. Оно соразмеряется с площадью, которую имеет отражающая или излучающая поверхность.
Яркость, как физическое понятие, является единственной фотометрической величиной, которую может нормально воспринимать человеческий глаз. Она наглядно проявляется в свойствах крупных источников света, состоящих из большого количества точечных излучателей. При условии их одинаковой яркости, общий свет большого прибора освещения будет восприниматься единым целым.
Перечень основных единиц измерения
Существует несколько основных единиц измерения, тем или иным образом характеризующих параметры света. Среди них наиболее известными и распространенными являются следующие:
- Световой поток. Представляет собой мощность излучения света. Это видимый спектр излучения, связанный со световым ощущением, воспринимаемым человеческим глазом. Данная величина измеряется в люменах (лм). Например, световой поток, излучаемый 100-ваттной лампой накаливания, составляет 1350 лм, а люминесцентной лампой ЛБ40 – 3200 лм.
- Сила света. Плотность светового потока относительно окружающего пространства. По своей сути является пропорцией, где световой поток соотносится с телесным углом, в пределах которого происходит равномерное распределение излучения. Единица измерения – кандела (кд).
- Освещенность. Световой поток, падающий на поверхность, обладает поверхностной плотностью. Он равномерно распределяется и соотносится с площадью освещаемой поверхности. Единицей измерения служит – люкс (лк), равный 1 лм/1 м 2 .
- Яркость. Представляет собой силу света с поверхностной плотностью в установленном направлении. Единица измерения – кд/м 2 .
- Светимость. Световой поток, испускаемый поверхностью с плотностью, представляющей собой отношение светового потока и площади светящейся поверхности. Единица измерения – 1 лм/м 2 .
Приборы для измерения уровня освещенности
Уровень освещенности измеряется прибором – люксметром. Это небольшое переносное устройство работает примерно так же, как и фотометр. Поток светового излучения попадает на полупроводниковый фоточувствительный элемент и начинает отрывать от него электроны, приходящие в упорядоченное движение. В результате, происходит замыкание электрической цепи. При этом, величина силы тока находится в пропорциональной зависимости с интенсивностью освещения фотоэлемента и отображается на шкале аналоговых устройств.
В настоящее время практически не осталось приборов со стрелками, им на смену пришла цифровая измерительная аппаратура. Каждый люксметр оборудован жидкокристаллическим дисплеем и фоточувствительным датчиком, расположенным в отдельном корпусе. Для соединения между собой этих двух деталей применяется гибкий провод.
Перед началом замеров освещенности люксметр устанавливается в горизонтальное положение. Современные ГОСТы требуют, чтобы для измерений использовались разные точки помещения в соответствии с установленной схемой. Естественное и искусственное освещение замеряется отдельно. При выполнении процедуры не допускается попадания на прибор даже малейшей тени. Не должно быть поблизости и любых источников электромагнитных волн. Все эти факторы могут создать помехи и повлиять на результаты измерений.
Полученную величину освещённости необходимо сравнить с параметром, установленным ГОСТом. На основании этих данных делаются выводы о достаточной или недостаточной освещенности какого-либо помещения или территории. После проведения испытаний составляется оценочный протокол.
Освещенность и светодиодные приборы
В процессе освещения светодиодами выделяется большое количество тепла. Для его рассеивания применяются теплопроводящие конструкции из алюминия, охлаждающие ребра и другие элементы, которые являются нейтрализаторами действия тепла. Создавая новые светильники, специалисты обязательно учитывают взаимную связь между освещенностью и потерями тепла.
Эксплуатационные сложности появляются, когда температура повышается свыше 50 градусов. В связи с этим замеры следует проводить примерно через два часа после начала работы светодиодных ламп. Чтобы исключить погрешность, измерение освещенности выполняются периодически, на протяжении всего рабочего дня. Подобные исследования рекомендуется проводить не реже 1 раза в течение года.
Понимание и использование люксметра
В архитектурном освещении интенсивность или светоотдача измеряются, чтобы понять, обеспечивает ли конкретный источник света достаточно света для предполагаемого применения. В светотехнической отрасли есть хорошо зарекомендовавшие себя рекомендации по уровню освещенности для широкого спектра применений и типов помещений. Особенно полезно понимать интенсивность света, чтобы правильно оценить, есть ли в помещении адекватные условия освещения. В этой статье будут рассмотрены несколько основных принципов, связанных с интенсивностью света — как измерить интенсивность света, разница между люменами и освещенностью (и что они означают), а также мы обсудим, как искусственный свет стал настолько важным для нашей повседневной жизни. жизнь и благополучие.
Какой лучший показатель для измерения силы света?
Освещенность — это показатель, который используется для измерения интенсивности света в помещении. Он измеряется в фут-канделах или люксах — это количество света (люмен), падающего на поверхность (на любой квадратный фут или квадратный метр). Следовательно, интенсивность света измеряется в люменах на квадратный фут (фут-канделах) или люменах на квадратный метр (люкс). Измерение количества света, падающего на поверхность, позволяет нам оценить, достаточно ли у нас света для выполнения различных визуальных задач.
Теперь давайте глубже посмотрим, как мы измеряем освещенность. Начнем с рассмотрения двух основных единиц измерения освещения: люмен и освещенность (фут-кандела / люкс) . Часто эти два понятия путают по определению или просто используют один неточно вместо другого, так что давайте разберемся с этим.
Что такое люмен?
Люмен (лм) — это единица измерения, которую мы используем для количественной оценки количества видимого света, который может видеть человеческий глаз.Световой поток конкретного источника света измеряется в люменах. Вы многие замечали, покупая лампочки для дома, что они показывают световой поток. Чем выше световой поток, тем «ярче» или выше интенсивность источника света; чем меньше световой поток, тем меньше яркость или меньшая интенсивность источника света.
Когда вы покупаете лампочки на основании их интенсивности или яркости, вам нужны люмены, а не ватты — просто ватты определяют энергопотребление лампочки.Понимая люмены, мы можем исследовать другие показатели освещения, такие как освещенность (фут-канделы / люкс), и то, как это играет ключевую роль в оценке интенсивности источника света.
Источник света, такой как, например, лампа накаливания, излучает свет во всех направлениях, из которых общее измерение отображается как световой поток (о чем мы скоро поговорим). Люмены — это просто единица света, но когда их помещают в контекст для данной площади поверхности, они становятся особенно полезной метрикой.Что переводит нас на освещенность (фут-кандел / люкс) .
Что такое Люкс?
люкс — это просто единица измерения, используемая для описания количества люменов, приходящихся на квадратный фут (фут-кандела) или квадратный метр (люкс) поверхности. Допустим, у вас есть источник света с яркостью 1000 люмен. Если все эти 1000 люмен распределены на площади в 1 квадратный метр, у вас будет освещенность 1000 люкс, то есть яркость пасмурного дня.Но что, если мы разложим это на 10-кратную площадь, то есть на 10 квадратных метров? Ну, освещенность или люкс уменьшится до менее интенсивного и более тусклого 100 люкс. Мы используем тот же подход для фут-свечей, только наши единицы измерения — люмен на квадратный фут.
Причина, по которой мы измеряем интенсивность света, состоит в том, чтобы обеспечить соблюдение определенного «стандарта» освещения. это имеет большое значение для фотографа (чья работа сосредоточена на освещении), как это было бы в хирургическом театре или других помещениях, таких как офисы.
Что такое свеча?
Фут-свеча — это мера силы света — это количество люмен на квадратный фут. Теперь вы можете подумать, что мы уже рассмотрели люкс, так зачем добавлять этот показатель? Разные люди используют разные метрики и по разным причинам. Проще говоря, где 1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр, 1 фут-кандела равен одному люмену на квадратный фут.
Что такое световой поток?
Световой поток — это способ измерения воспринимаемой мощности или общего количества светового потока от источника света.Когда количество люменов — единица количества видимого света, который может видеть человеческий глаз, используется для измерения интенсивности источника света. Для определения светового потока требуется квадратный метр площади (люкс).
Общие измерения освещенности
В светотехнике используется несколько типов показателей и измерений освещения. До сих пор мы рассматривали измерения, связанные с интенсивностью света — люменами, фут-канделами и люксами.
Хотя они полезны для специалистов по освещению, как эти термины соотносятся с реальным миром? Нам нужен небольшой контекст.Например, в типичной классной комнате рекомендуется иметь уровень освещенности около 30-50 фут-кандел или 300-500 люкс. Сравните это с профессиональной лабораторией, в которой стандарты освещения рекомендуют уровень освещенности 75-120 фут-кандел или 750-1200 люкс. Различия в рекомендуемых уровнях освещенности опубликованы IESNA (Общество инженеров по освещению Северной Америки). Рекомендации основаны на многолетнем визуальном тестировании, чтобы определить, сколько света нужно человеческому глазу, чтобы правильно видеть различные задачи с разным уровнем детализации.Из этого примера видно, как в конкретных средах требования к уровню освещенности сильно различаются.
Чтобы объяснить это дальше, вы можете подумать о самом большом источнике естественного света, который у нас есть — солнце. Примеры стандартных уровней освещенности:
- Яркий летний день: 100 000 люкс (~ 10 000 фут-кандел)
- Полный дневной свет: 10000 люкс (~ 1000 фут-кандел)
- Пасмурные дни: 1000 люкс (~ 100 фут-кандел)
- Традиционное офисное освещение: 300-500 люкс (30-50 фут-кандел)
- Общая лестница: 50-100 люкс (5-10 фут-кандел)
- Сумерки: 10 люкс (1 фут-кандела)
- Полнолуние: <1 люкс (<0.1 фут-кандела)
Какой измеритель мне использовать для измерения силы света?
Специалисты по освещению используют люксметр (также называемый измерителем освещенности или люксметром) для измерения количества света в пространстве / на определенной рабочей поверхности. В экспонометре есть датчик, который измеряет падающий на него свет и предоставляет пользователю измеряемое значение освещенности.
Эти портативные устройства обычно используются фотографами для расчета надлежащей освещенности.Однако они также являются важным инструментом, который используется для измерения и проверки уровня освещенности в застроенной среде. Экспонометры — особенно полезный инструмент, если вы измеряете свет в целях безопасности или чрезмерного освещения, которое вызывает напряжение глаз и приводит к потере энергии.
Дополнительным преимуществом использования люксметра является возможность их калибровки. Почему это важно? Подумайте, как зрение одного человека будет определять одну длину волны света иначе, чем другого. Это означает, что один человек может определить источник света как на или на менее интенсивный, поскольку он по-разному воспринимает или «видит» определенные длины волн.Добавьте к этому, что разные длины волн излучают свет разной интенсивности.
Вот почему люксметры настроены на использование стандартного источника света CIE A . Стандартный люксметр необходим для измерения освещенности лампами накаливания, но как насчет светодиодного освещения? Чтобы измерить интенсивность света от светодиодного освещения, вы должны использовать светодиодный люксметр .
Светодиодное освещение
становится все более распространенным в коммерческой среде из-за энергоэффективности, долговечности, настройки цветовой температуры, безопасности и низких эксплуатационных расходов.Но светодиоды излучают белый свет иначе, чем лампы накаливания или люминесцентные лампы, поэтому важно использовать правильный измеритель.
Как измерить силу света с помощью экспонометра
Использование измерителя освещенности (люкс) — лучший способ измерить интенсивность света — он дает нам возможность выбрать оптимальную интенсивность света для окружающей среды.
1. Измерьте окружающий свет в комнате
Для начала выключите все освещение в комнате, которую вы собираетесь измерять.Включите люксметр, чтобы определить так называемое базовое измерение , — окружающий свет.
Это означает, что вы можете увидеть, насколько существующее освещение добавляет комнате после его включения.
2. Включите свет, снимите мерки
Находясь в центре помещения, убедитесь, что экспонометр настроен на запись вашего нового показания. Не торопитесь — дайте свету несколько мгновений достичь полной яркости (особенно если вы измеряете свет от КЛЛ).
3. Обратите внимание на разницу в показаниях
Просто вычтите уровень окружающего освещения из уровня освещенности — это известное как дифференциальное (или дельта) измерение. Это количество света, производимого существующими светильниками. С помощью этого блока измерения освещенности вы можете оценить, насколько он соответствует оптимальному требуемому уровню освещения.
4. Проверьте другие части комнаты
Для освещения открытого офиса или коридора показания экспонометра теоретически должны быть постоянными.Однако, возможно, стоит проверить любые потенциальные «слепые» пятна, просто чтобы убедиться, что у вас есть последовательность.
Как сила света влияет на работу
Интенсивность света влияет на то, как люди живут, работают и взаимодействуют. Совсем недавно исследователи обнаружили, как свет влияет на наше здоровье и благополучие. Исследования показали, что, хотя стандартный искусственный свет отвечает нашим визуальным потребностям, его недостаточно для обеспечения надлежащих биологических сигналов, которые необходимы нашему телу и мозгу, и даже может оказать негативное влияние на наше здоровье в долгосрочной перспективе.Причина в том, что теперь люди проводят большую часть своей жизни в помещении — мы потеряли связь с солнцем и солнечным днем и больше не получаем критические световые сигналы, необходимые нашему телу и мозгу для улучшения сна и дневной активности. Мы живем в помещении, в котором слишком темно, чтобы наш мозг мог идентифицировать себя как дневное время, и слишком яркий ночью, чтобы наш мозг мог распознать ночное время. Мы потеряли связь с нашим естественным циркадным циклом. Например, подумайте о ярко освещенном продуктовом магазине, в который вы ходите поздно вечером, или о тусклом лекционном зале или конференц-зале, в котором вы можете провести середину дня — это полная противоположность световым сигналам, вокруг которых развивалось наше тело.
Наш современный образ жизни достиг точки, когда большинство из нас проводит около 87% своего времени в помещении. Это означает, что большая часть нашего «дневного света» почти полностью обеспечивается искусственным освещением.
Без надлежащего дневного освещения и из-за того, что мы остаемся более активными в более яркой окружающей среде ночью, наши циклы сна и бодрствования, которые напрямую связаны с нашими циркадными ритмами и выработкой мелатонина (ключевого гормона сна) — , перестают регулироваться. Чтобы получить полноценный и спокойный сон, который способствует дневному бодрствованию и повышению уровня энергии, настроения и продуктивности; нам нужен хорошо функционирующий циркадный ритм.Когда это происходит, мы улучшаем качество сна, позволяя нашим циркадным системам восстанавливать как наше тело, так и наш разум.
Исследования также показали, что правильные дневные световые сигналы также влияют на серотонин (1), предшественник мелатонина. Серотонин помогает нам чувствовать себя позитивно, спокойно и продуктивно — это то, что мы получаем при достаточном дневном освещении, и именно поэтому сезонное аффективное расстройство (САР) является такой проблемой во время продолжительной темноты наших зимних месяцев!
В том же исследовании «Преимущества солнечного света» объясняется:
«Свет, который мы получаем, находясь на улице в летний день, может быть в тысячу раз ярче, чем мы когда-либо могли бы увидеть в помещении», — говорит , исследователь мелатонина Рассел Дж.Рейтер — Центр медицинских наук Техасского университета.
«По этой причине важно, чтобы люди, которые работают в помещении, периодически выходили на улицу, и, кроме того, все мы стараемся спать в полной темноте. Это может иметь большое влияние на ритмы мелатонина и может привести к улучшению настроения, энергии и качества сна ».
Когда у нас есть доступ к солнечному свету каждый день, мы становимся здоровее, что означает лучшие результаты для людей и предприятий — сотрудники компании, которые хорошо отдохнули ночью, становятся более здоровыми, счастливыми и, следовательно, более продуктивными.Подумайте о времени, когда вы отправились в поход, в поход или просто провели весь день на улице — много раз мы обнаруживаем, что после этого мы можем спать лучше и крепче.
Что такое циркадное освещение или освещение, ориентированное на человека?
Циркадное освещение
, также известное как Human Centric Lighting (HCL), фокусируется на освещении для здоровья и благополучия человека и на том, как мы можем использовать искусственный свет, чтобы обеспечить преимущества естественного дневного света.До недавнего времени искусственное освещение фокусировалось на зрительной системе человека, циркадное освещение отвечает потребностям человеческой биологии и циркадной системы человека — цель состоит в том, чтобы обеспечить свет, который помогает людям чувствовать себя более бдительными, счастливыми и продуктивными в течение дня и улучшает сон. ночью, вечером. При проектировании рабочей среды преимущества циркадного освещения или HCL могут способствовать благополучию и сплоченности среди рабочих.
Как выбрать идеальную интенсивность света
Для разных помещений требуются разные уровни и интенсивность освещения.Установление правильных уровней освещения не только позволяет нам видеть и выполнять задачи, но и интенсивность света также обеспечивает подсознательные визуальные подсказки, которые помогают в поиске пути и визуальной иерархии в пространстве. Вы можете этого не осознавать, но даже освещение в корпоративной среде часто используется для создания ощущения «корпоративной культуры». Итак, как выбрать идеальную интенсивность света?
Наиболее целостный подход заключается в рассмотрении различных вариантов использования пространства, возраста людей, которые могут использовать это пространство, и того, как долго они могут занимать каждое пространство.
Возьмем типичную офисную среду , рекомендуемый уровень освещенности для открытого офиса составляет около 30 фут-кандел (в среднем) или 300 люкс (в среднем). Однако не имеет смысла и неудобно иметь везде одинаковый уровень интенсивности света.
Давайте, например, подумаем о конференц-залах или переговорных комнатах. Для презентаций или встреч с большим количеством участников потребуется другая интенсивность света по сравнению с неформальным командным проектом.
Конференц-залы могут нуждаться в 30 фут-канделах (300 люкс) для личных встреч, но у вас также могут быть видеопрезентации, где вам нужно уменьшить интенсивность света, чтобы вы могли более четко видеть проекционный экран или изображения.В большинстве пространств важно иметь слои света и решение освещения, которое было бы универсальным и ориентированным на человека, отвечающим потребностям жителей. Некоторые конференц-залы предназначены для быстрого наверстывания, а другие используются для тренировок в течение всего дня. Если в этих помещениях нет доступа к дневному свету, чрезвычайно важно подумать о том, как можно использовать циркадное освещение, чтобы улучшить состояние этих пространств.
Еще одна среда, для которой интенсивность внутреннего освещения является важным фактором, — это классы .Обучение — это очень наглядный опыт, поэтому соответствующие световые решения должны работать в соответствии с физической средой. Мы должны учитывать горизонтальные задачи (количество света, необходимое для столов) и вертикальные задачи (количество света, необходимое для того, чтобы видеть надписи на белых досках). Как правило, для типичного класса рекомендуется 30 фут-кандел (300 люкс) в горизонтальной плоскости.
В школьной среде мы также хотим рассмотреть методы уменьшения бликов при поддержании постоянного уровня освещенности, чтобы все ученики могли видеть.Кроме того, исследования показали, что дети и подростки, которые получают правильные утренние световые сигналы, улучшают работоспособность, бдительность и снижают гиперактивность.
Наконец, давайте посмотрим на больницы и медицинские центры. Больницы — это сложное для освещения пространство, есть множество людей, у которых есть противоречивые потребности в освещении — пациенты могут нуждаться в слабом освещении, в то время как медсестрам нужен свет, чтобы видеть, что они делают. Потребность в освещении дневных медсестер по сравнению с медсестрами ночной смены также является проблемой.
Помещения для ухода за пациентами нуждаются в высококачественном освещении, чтобы медицинские работники могли правильно видеть вены и тон кожи, чтобы оценить любые потенциальные проблемы, связанные с цианозом или сепсисом.
Кроме того, мы знаем, что дневной свет так важен для здоровья человека, но когда вы больны и не можете двигаться, вы не можете выйти на улицу, чтобы получить столь необходимые для здоровья преимущества дневного света. Это делает обеспечение циркадного освещения в зонах ухода за пациентами еще более важным. Кроме того, медицинский персонал также получает большую пользу от освещения циркадного ритма, чтобы способствовать формированию сильных дневных циркадных сигналов.
Если мы сосредоточимся на палатах для пациентов , создание здоровой, спокойной обстановки важно для выздоровления пациента. Как правило, 10 фут-кандел (100 люкс) — это комфортный и более низкий уровень освещенности для отдыха.
Но что, если пациент хочет читать — пациенту может потребоваться немного более высокий уровень освещенности — около 20 фут-кандел (200 люкс). Однако мы также должны учитывать потребности медицинских специалистов — в палатах пациентов также есть отдельная лампа для осмотра, которую можно включать и выключать по мере необходимости для проведения обследований у постели больного и обеспечивать более высокий уровень освещения — до 50-75 фут-кандел или 500-750 люкс.Кроме того, когда пациент спит, медицинскому персоналу может потребоваться зайти в палату для измерения жизненно важных функций, и им понадобится рабочий свет, который может обеспечить 10 фут-свечей (100 люкс), в идеале, не беспокоя пациента.
Важность выбора интенсивности света, использования слоев света для визуального комфорта, а также реализации технологии циркадного освещения очевидна — она лежит в основе технологии циркадного освещения. BIOS человеческого освещения потратил годы на разработку с использованием научных исследований данных для создавать решения, ориентированные на биологию.
(1) М. Натаниэль Мид, (апрель 2008 г.), «Преимущества солнечного света: яркое пятно для здоровья человека», Environ Health Perspect.
Как измерить свет | Правильное использование экспонометра
Измерение освещенности стало обычной практикой в различных сферах жизни, от проверки того, что ваши сотрудники работают в безопасных рабочих условиях, до проверки уровней освещенности для фотосъемки или декораций.Измерительный свет требует нескольких соображений; В этой статье представлены основные сведения о том, что такое свет и как его измеряют, а также даны инструкции по использованию измерителя освещенности (люксметра).
Что такое свет?
Не стесняйтесь пропустить этот раздел, поскольку он не является важным для понимания того, как правильно измерять свет, но является полезной вспомогательной информацией. Давайте постараемся сделать это проще. Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется волнами. Эти волны имеют длину и частоту.У людей есть рецепторы, которые могут воспринимать волны определенной длины и преобразовывать их в изображения. Эти длины волн существуют от 400 до 700 нм. Отдельные цвета присутствуют на определенных длинах волн. См. Ниже…
- Синий 420нм
- Зеленый 525 нм
- Красный 635 нм
Возможно, вы слышали термины инфракрасный и ультрафиолетовый. Инфракрасное — это когда длина волны длиннее, чем мы видим, и ультрафиолет, когда они короче. Оба они используются в разных типах технологий.Когда энергия излучается сразу на всех трех длинах волн, мы получаем то, что мы называем белым светом.
Типы света
Как правило, на вашем рабочем месте используется один из трех типов осветительной арматуры: это источники света на основе тепла, известные как лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиоды. Каждый из них по-своему излучает свет.
- Лампа накаливания — это излучаемая электромагнитная энергия, которая излучается на всех длинах волн, когда мы видим все длины волн, вещи кажутся белыми.Различные температуры изменят количество используемых длин волн.
- технически находятся за пределами нашего видимого диапазона, они ультрафиолетовые и ниже 400 нм. Однако взаимодействие с покрытием на внутренней стороне их трубок дает видимый белый свет, который мы можем использовать.
- немного сложнее и достигают белого света за счет смеси красных, зеленых и синих светодиодов или методов, аналогичных флуоресцентным лампам
Флуоресцентные лампы
Светодиодные лампы
.
Как измерить свет
Самый простой способ понять, как измеряется свет, — это изобразить обычную лампочку с нитью накаливания, которая нагревается, производя свет (лампа накаливания, если вы читали предыдущий раздел).Нить накала является источником света и находится в центре сферы, и свет излучается во всех направлениях. Общее количество энергии всего произведенного света известно как «световой поток».
Вы, наверное, знакомы с Lumen; это мера силы света, о которой люди обычно слышали. Базовая единица силы света — кандела (одна зажженная свеча дает примерно 1 канделу). Одна кандела на стерадиан (область конической формы, начинающаяся от источника света) известна как просвет.
Когда мы измеряем свет, нас интересует, сколько люменов падает на поверхность; это то, что мы знаем как люкс. Один люкс — это один люмен на квадратный метр.
Рабочий пример. У нас есть источник света, общий световой поток которого составляет 1000 люмен. Если бы мы могли сфокусировать это на поверхности 1 квадратного метра, у нас была бы освещенность 1000 люкс. Однако, если бы тот же свет был распределен на площади 10 квадратных метров, у нас была бы освещенность только 100 люкс.
Примеры уровней освещенности | |
---|---|
Очень яркий летний день | 100000 люкс |
Полный дневной свет | 10,000 люкс |
Пасмурный летний день | 1000 люкс |
Очень темный день | 100 люкс |
Сумерки | 10 люкс |
Полнолуние | <1 люкс |
Альтернативным измерением света является фут-свеча, он работает так же, как люкс, за исключением того, что 1 фут-свеча составляет 1 люмен на квадратный фут.
Приборы для измерения света
Самый простой способ измерить освещенность — купить люксметр / люксметр, эти две фразы часто взаимозаменяемы. Экспонометры содержат датчик, который преобразует световую энергию в электрический заряд, который может дать пользователю показание. Как правило, они достаточно малы, чтобы их можно было брать в руке и легко переносить.
Вы можете посмотреть наш ассортимент люксметров здесь.
Экспонометр прост в использовании. Сняв колпачок с сенсора, просто поместите его на поверхность, на которой выполняется какая-либо задача, например, в центр стола.Важно, чтобы датчик располагался на поверхности, поскольку именно здесь свет отражается в глаз пользователя и представляет собой истинный уровень света, который они получают. Если держать экспонометр над поверхностью, это может привести к неточным показаниям. После этого на дисплее должно отобразиться значение в люксах.
Когда использовать люксметр
(Если вы пропустили его, вы можете прочитать раздел 1 этого руководства) Есть несколько вещей, о которых вы должны знать при использовании люксметра. В основном это связано с тем, что человеческий глаз воспринимает свет разных длин волн по-разному.Если бы все длины волн содержали одинаковую интенсивность света, показания в люксах были бы одинаковыми, но человек-пользователь может видеть больше света определенного цвета, и свет может казаться ярче.
Чтобы лучше соотнести люксметры с человеческим восприятием света, они настроены на стандартный источник света CIE A. Это регулирует экспонометр так, чтобы свет был распределен по длинам волн домашнего света с вольфрамовой нитью.
Благодаря этим настройкам стандартный люкс или люксметр идеально подходит для использования в помещениях, где используется освещение лампами накаливания.Их также можно использовать для освещения флуоресцентными лампами, но возможны небольшие погрешности в измерениях. Это делает их идеальными инструментами для проверки освещения на большинстве рабочих мест.
Если ваше рабочее место заполнено светодиодным освещением, вам может потребоваться другое решение.
Светодиодный измеритель освещенности
С постоянно растущим успехом светодиодного освещения возникла потребность в специализированных светодиодных измерителях света. Светодиодные лампы излучают белый свет совсем не так, как лампы накаливания. Традиционный люксметр может дать точные показания в 500 люкс, но человеческий глаз не может видеть все 500 люкс, а на самом деле может видеть только 300 люкс.В конечном итоге это приводит к неточностям. Обойти это можно с помощью специального светодиодного измерителя света.
Как измерить освещение в люксах?
Электромагнитный спектр охватывает радиоволны с длиной волны от миллиметра и более до гамма-лучей с длинами волн менее одной триллионной метра. Ультрафиолетовый свет имеет длину волны примерно от 1 до 400 нанометров (нм), где нанометр составляет 10 -9 метров. Видимый свет , или проще говоря свет , представляет собой электромагнитное излучение в диапазоне приблизительно от 400 до 750 нм, в то время как инфракрасный свет имеет длины волн приблизительно от 750 до 2500 нм.
Излучение и световой поток источника света
Как и все электромагнитное излучение, свет представляет собой форму энергии. Лучистый поток или мощность — это полная энергия, излучаемая источником в секунду. Лучистый поток выражается в ваттах (Вт) и определяется выходной мощностью на всех длинах волн.
В отличие от лучистого потока, световой поток источника представляет собой выходную мощность только в видимых длинах волн, что исключает ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. В единицах СИ световой поток выражается как люмен, (лм) и определяется путем взвешивания выходной мощности для учета чувствительности человеческого глаза к различным длинам волн.
Например, лампа накаливания мощностью 100 Вт потребляет 100 Вт электроэнергии, чтобы произвести всего 10 Вт видимого света. Оставшаяся мощность составляет 90 Вт инфракрасного света и отработанного тепла, которые визуально бесполезны. Лучистый поток включает инфракрасный свет и составляет около 100 Вт. Световой поток, однако, будет составлять всего 10 ватт мощности в видимых длинах волн, взвешенных, чтобы отражать реакцию наших глаз, чтобы дать около 1600 люмен.
Взаимосвязь между световым потоком и люксом
Световой поток измеряет то, как мы воспринимаем яркость источника света.Однако во многих ситуациях требуется знать количество света, падающего на объект. Чтобы иметь безопасное складское пространство с хорошей видимостью, управляющий должен определять освещенность на уровне пола с помощью люксметра. Освещенность — это величина светового потока на единицу площади, выраженная как люкс (лк) в единицах СИ. Один люкс — это один люмен на квадратный метр и, следовательно, измеряет восприятие человеком яркости света в данной точке.
Как свет уменьшается с увеличением расстояния
Для источника, который светит одинаково в радиальных направлениях, количество света на единице площади уменьшается по закону обратных квадратов .Если определенная лампочка светит на расстоянии 1 метра, освещенность может быть 900 люкс. Пятно на расстоянии 2 метра будет на двойном расстоянии и, следовательно, будет иметь только 1/2 2 , или одну четверть освещенности, которая составит 225 люкс. Пятно на расстоянии 3 метра будет на расстоянии в три раза больше и будет иметь только 1/3 3 , или одну девятую количества света, всего 100 люкс.
Если свет исходит от источника, который не является точкой, например, от трубчатой люминесцентной лампы, или если светом манипулируют линзы, зеркала или отражатели, то закон обратных квадратов может не применяться.
Процедура измерения люкс
Человеческий глаз имеет максимальную чувствительность к свету в диапазоне длин волн зелено-желтого цвета, примерно от 520 до 580 нм. Эта чувствительность падает до менее 15 процентов от максимума для красного на одном конце спектра и до 10 процентов для синего на другом. В большинстве люксметров используется один кремниевый датчик с оптическими фильтрами для имитации этого профиля чувствительности в различной степени.
Люксметры обычно точны для ламп накаливания, потому что спектральный выход очень похож для всех источников накаливания.Однако многие типы светодиодов и люминесцентных ламп (высокоинтенсивные разрядные, металлогалогенные, натриевые под высоким давлением и холодные белые офисные светильники) имеют разные спектральные профили. Высококачественные люксметры точно воспроизводят зрительный отклик глаза и могут точно измерять эти другие источники света.
Люксметрам, которые плохо следуют кривой чувствительности глаза, требуется коэффициент коррекции цвета (CCF), который регулирует измерения люксметра для светодиодов или люминесцентных ламп. Следовательно, вам необходимо знать тип света, который вы измеряете, и использовать соответствующий CCF.
Процедура измерения в люксах просто требует размещения датчика измерителя на поверхности или в том месте, где вы хотите измерять падающий свет. Датчик должен быть обращен к источнику света под прямым углом. Если датчик расположен не перпендикулярно свету, измерение будет неверным, хотя некоторые люксметры имеют косинусную коррекцию для учета угла. Измерители, для которых требуется коэффициент цветовой коррекции, могут иметь средства ввода CCF для корректировки результата для светодиодов или люминесцентных ламп; в противном случае вам придется вручную умножить измеренное значение в люксе на CCF.
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.
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):
Содержание
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 осветительной 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, измеряемое в люменах (лм) .
Когда дело доходит до освещения, нужно 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 можно определить как полную оптическую 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, измеряемая в ваттах на квадратный метр, 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 в случае радиометрии, 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 Предоставлено: По диаграмме спектрометрии 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, излучаемому лампочкой, 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 измеряет 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».
Основы интеграции и приложения Sphere
3. Спектрометр
«Основная функция спектрометра состоит в том, чтобы улавливать свет, разбивать его на его спектральные составляющие, оцифровывать сигнал в зависимости от 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 речь идет о мощности света и его измерении, 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.
Наука с помощью смартфона: Измерение света с помощью люкс
Это наше второе занятие, требующее использования смартфона или планшета. Пожалуйста, сообщите нам свое мнение. Напишите по электронной почте [email protected] с отзывами об использовании технологий в этом — и будущем — мероприятиях Bring Science Home.
Ключевые понятия
Физика
Свет
Измерение
Математика
Введение
Знаете ли вы, что вы можете использовать смартфон в качестве научного инструмента для исследования окружающего мира? Смартфоны содержат множество встроенных электронных датчиков, которые могут измерять такие явления, как звук, свет, движение и многое другое.В этом упражнении вы будете использовать датчик освещенности на телефоне или планшете, чтобы изучить яркость света от разных источников света и мест. Насколько ярка лампа для чтения в вашей гостиной по сравнению с прямыми солнечными лучами? Попробуйте это занятие, чтобы узнать!
Фон
Измерение предметов вокруг вас, например расстояния, вероятно, довольно знакомо. Единицы измерения, такие как дюймы или сантиметры, могут описывать расстояние между одной точкой и другой. Но в окружающем нас мире есть много других качеств, которые мы также можем превратить в измеримые величины.Например, знаете ли вы, что можно измерять свет? Вы можете описывать уровни освещенности относительно других вещей, например, «темно как ночь» или «ярче солнца», но вы, вероятно, не станете использовать число. Но так же, как вам может понадобиться линейка для измерения расстояния, вы можете использовать инструмент для измерения точных единиц света.
Свет можно измерить по-разному. Одна единица измерения называется люкс, которая описывает, сколько света падает на определенную область. (Это отличается от единицы люмен, которая показывает вам общее количество света, излучаемого источником света.) Количество люкс становится меньше по мере удаления от источника света. Это имеет смысл, если подумать: лампочка выглядит намного тусклее, если вы стоите на расстоянии 100 футов от нее, а не близко — даже если она по-прежнему излучает такое же общее количество света в люменах. Типичные уровни освещенности на открытом воздухе могут варьироваться от менее 1/1000 люкс в темную ночь до более 30 000 люкс при прямом солнечном свете!
Вот тут и пригодится смартфон. Уже давно существуют автономные люксметры (например, для использования в фотографии), устройства с датчиком освещенности и экраном, отображающим уровень освещенности в люксах.Однако современные смартфоны и планшеты обычно содержат встроенные датчики освещенности, которые используются для автоматической регулировки яркости экрана в зависимости от уровня освещенности (например, делая экран ярче и легче его увидеть, если вы используете устройство под прямыми солнечными лучами, но затемняете. экран в более темных помещениях, чтобы он не был слишком ярким для ваших глаз). Многие телефоны могут запускать приложения, которые будут отображать световые показания в люксах. Чтобы узнать больше об уровнях освещенности в мире вокруг вас, найдите смартфон или планшет и начните измерения!
Материалы
- Смартфон или планшет с доступом в Интернет и разрешением на загрузку и установку приложения
- Взрослый (для проверки и загрузки приложения)
- Различные источники света (фонарик, лампа, потолочный светильник и т. Д.).)
- В разных местах (темный шкаф, комната с окнами, на улице и т. Д.)
- Линейка (опция)
Подготовка
- Попросите взрослого помочь вам найти приложение «люксметр» или «люксметр» на смартфоне или планшете. Доступно множество бесплатных опций (обратите внимание, что в некоторых приложениях может быть включена реклама или встроенные покупки).
- Познакомьтесь с вашим приложением для люксметра. Некоторые приложения просто отображают число на экране, тогда как другие отображают счетчик или график.Некоторые также позволяют записывать данные. Убедитесь, что приложение работает: переместите телефон из темной комнаты в светлую или поднесите его к лампочке (лампочки бывают горячими и яркими, поэтому будьте осторожны), и вы увидите, что числа колеблются. .
- Найдите датчик освещенности на вашем устройстве. Обычно он находится в верхней части передней части телефона (сторона с экраном). Вы можете сделать это, проведя кончиком пальца по поверхности телефона, когда открыто приложение люксметра. Когда ваш палец накрывает датчик освещенности, показания должны упасть.Убедитесь, что вы случайно не закрыли датчик во время занятия.
- Примечание. Некоторые приложения могут отображать уровни освещенности в других единицах, например «EV», что означает «значение экспозиции» и используется в фотографии для измерения количества света, падающего на камеру. Концепции, описанные в этом упражнении, по-прежнему применимы, и вы все равно можете сравнивать различные источники света или то, как уровни света меняются с расстоянием от источника света. Однако числа, которые вы измеряете в EV, не будут такими же, как в люксах.
Процедура
- Проверьте, как меняются показания в люксах с расстоянием от фиксированного источника света. Например, встаньте прямо под потолочным светильником, держите телефон экраном вверх и перемещайте телефон вверх и вниз. Как вариант, держите телефон боком и направьте его на торшер, когда вы подходите к нему все ближе и дальше. Как показания меняются с расстоянием?
- Теперь сравните разные источники искусственного света на одинаковом расстоянии.Вы можете использовать линейку для этого или любой удобный предмет (или часть тела, например предплечье) в качестве распорки. Точное расстояние не имеет значения, если вы поддерживаете его постоянным. Как фонарик сравнить с лампочкой? А как насчет света телевизора или экрана компьютера? Какой источник света в вашем доме самый яркий? Самый тусклый?
- Наконец, измерьте уровень внешней освещенности в разных местах. Выключите все источники искусственного света. Как уровень освещенности снаружи соотносится с уровнем освещенности внутри? А как насчет комнаты с закрытыми оконными покрытиями по сравнению с открытыми оконными покрытиями? В комнате, где вы спите ночью, а не днем? Какая комната в вашем доме получает больше всего естественного света? Какая комната получает меньше всего?
- Дополнительно: Попробуйте наклонить телефон на относительно источника света и посмотрите, как меняются показания.
Наблюдения и результаты
Вы, наверное, заметили, как резко меняется уровень освещенности с увеличением расстояния от источника света. Вы можете увидеть только несколько десятков или сотен люкс, когда находитесь через комнату от лампочки, но если вы поднесете телефон прямо к лампочке, показания могут быть в тысячах или даже десятках тысяч. Это связано с математической зависимостью, называемой законом обратных квадратов. По мере того, как свет расширяется наружу от источника, количество света, попадающего в каждую область, очень быстро падает.Солнце так далеко, что может показаться удивительным, что показания в люксах под прямыми солнечными лучами настолько высоки (десятки тысяч люкс). Это дает нам представление о том, насколько ярким является само солнце!
Если вы попытались наклонить телефон, вы могли заметить, что показания уменьшились, хотя расстояние между телефоном и источником света не изменилось. Угол поверхности относительно источника света также определяет, сколько света попадает на нее, потому что свет распространяется по прямой линии.Поверхность, перпендикулярная световым лучам (под углом 90 градусов), будет собирать больше всего света. Вот почему так важно, чтобы солнечные панели были нацелены прямо на Солнце, и почему полюса Земли получают меньше света (и являются более холодными), чем экватор.
Наличие единицы измерения и устройства для ее измерения может быть полезно для более точного определения и сравнения различных сред. Например, вы можете обнаружить, что определенный диапазон люкс наиболее удобен для чтения книги.Эти измерения можно использовать при проектировании зданий, например школ, чтобы обеспечить достаточное количество света для различных зон и видов деятельности.
В зависимости от вашего телефона или приложения, который вы использовали, диапазон значений, которые вы могли измерить, мог быть ограничен. Некоторые приложения, например, могут не отображать десятичные значения, что затрудняет измерение уровней освещенности ниже 1 люкс (другими словами, даже если реальное значение составляет 0,4 люкс, приложение будет отображать 0 люкс). Чаще всего это происходит в очень темных местах, например, в туалете или на улице ночью.Максимальное чтение также может быть ограничено приложением или аппаратным обеспечением телефона или планшета. Вы можете, например, увидеть на улице только 10 000 люкс при прямом солнечном свете — даже если вы ожидали, что показание составит 30 000 люкс или более. Об этом полезно помнить при использовании любого измерительного прибора. Точно так же, как длина линейки не может отражать всю длину футбольного поля — или кухонный термометр не может сказать нам температуру поверхности солнца — многие цифровые измерительные инструменты не могут обеспечить полный диапазон возможных измерения.
Дополнительные сведения
Освещенность: что такое люкс? от All About Circuits
Закон обратных квадратов, свет, от Hyperphysics в Университете штата Джорджия
Рекомендуемые уровни освещенности (освещенности) для открытых и закрытых помещений (pdf), от Национальной оптической астрономической обсерватории
Наука со смартфоном: децибелметр, от Scientific American
Занятия STEM для детей от Science Buddies
Это задание предоставлено вам в сотрудничестве с Science Buddies
Может ли люксметр измерять светодиодный свет?
Хорошего может быть слишком много.Такие как свет.
Вы можете подумать, что чем больше света вокруг вас, тем лучше, но это не всегда так. В некоторых случаях вы можете обнаружить, что чем меньше света, тем лучше.
Итак, это подводит вас к необходимости тщательно измерять яркость света вокруг вас. Как ты можешь это сделать? Конечно, с люксметром или люменомером!
Если вы энтузиаст искусства, вам может потребоваться демонстрировать свои работы в точных условиях освещения. Ни слишком яркий, чтобы повредить нежные красители в краске, ни настолько тусклый, чтобы невозможно было разглядеть цвета.
Вы — работник дорожного ведомства, и вам нужно следить за тем, чтобы уличное освещение было с правильной яркостью. Он должен быть достаточно ярким, чтобы улучшить видимость и предотвратить несчастные случаи, но не слишком ярким, вызывающим световое загрязнение и высокие счета за электроэнергию.
Но чаще всего для достижения оптимальных настроек освещения при выращивании комнатных растений используются люксметры. Иногда этим растениям требуется цветной свет, и все больше и больше людей выбирают светодиодный свет для выращивания растений из-за его энергоэффективности.
Люксметры могут обнаруживать и измерять любой белый свет, особенно от солнца или лампы накаливания. Люксметры не могут точно улавливать светодиодный свет, поскольку светодиодные фонари имеют более высокую длину волны синего света. Кроме того, люксметры не смогут определить яркость синих, красных или пурпурных светодиодов.
Что такое люксметр?
Люменметр или люксметр показывает освещенность в люменах, люксах или фут-свече. Портативное устройство измеряет, насколько световой поток распространяется на заданную площадь.
Один люкс равен одному люмену на квадратный метр.
На передней панели устройства есть датчик, который определяет освещенность и преобразует ее в электрический сигнал, отображающий число, показывающее люкс.
Вы кладете измеритель на поверхность комнаты, где хотите считывать показания, например на столешницу. Свет отражается от этой поверхности для чтения. Если он будет продолжать зависать, показания будут неточными.
Люксметр измеряет общий световой поток.Этот размер также указан на коробках с лампочками, которые вы можете сравнить, а затем купить.
Люксметр также не может точно определять длины волн красного и синего света. Он лучше всего покажет меру зеленого и желтого света в видимом спектре солнечного света или света ламп накаливания.
Таким образом, если вы используете лампы для выращивания растений, которым нужен точный фиолетовый свет, люксметр может не определить интенсивность фиолетового света, что приведет к горению ваших растений.
Может ли люксметр измерять светодиоды любого цвета?
Как я объяснил выше, люксметры не могут уловить длины цветовых волн всего видимого спектра.
Таким образом, люксметры, по сути, являются мерой только для белого света. Ситуация усложняется тем, что люксметры сильнее обнаруживают зеленый свет.
Теперь, добавив к этому, вы можете знать, что светодиоды, как известно, содержат больше длины волны синего света, чем другие цвета.
Также прочтите: В чем разница между светодиодом и лазерным диодом?
Следовательно, люксметр не может точно отображать интенсивность светодиода, особенно если светодиод имеет одноцветный синий или красный свет, и уж тем более, когда это смешанный фиолетовый свет.
Однако, с растущим использованием светодиодных источников света, появились специальные светодиодные измерители яркости, которые регулируют настройки и исправляют ошибки, используя вычисления на графиках V-лямбда, и отображают уровень освещенности с максимальной точностью.
Они также дают отдельные показания для красного, синего или зеленого цветов, присутствующих в измеряемом свете.
Вот один из таких примеров откалиброванного светодиодного измерителя света (Amazon), который может улавливать цветные светодиодные фонари.
Многие люди также используют свои телефонные приложения для измерения освещенности.Опять же, это не очень точно, потому что его нельзя «скорректировать косинусом», чтобы показать разные цвета в свете.
Если вы измеряете белый светодиод с высоким индексом цветопередачи, люксметр может быть более дешевым вариантом.
В чем разница между PAR и люксметром?
В мире выращивания комнатных растений широко используются лампы для выращивания. Здесь также необходимо поддерживать оптимальный уровень освещенности, чтобы растения могли расти.
Устройство, которое позволяет это сделать, называется PAR-метр, сокращенно от «фотосинтетически активного излучения».Он измеряет интенсивность света в спектре, который растения используют больше всего для фотосинтеза, между спектральным окном от 400 до 700 нм.
Измерители
PAR обнаруживают весь свет во всем видимом спектре от ультрафиолетовых лучей до начала инфракрасного излучения, включая все цвета.
Измерение силы света огней для выращивания растений с высокой точностью.
Его также не нужно калибровать для каждого нового источника света, поэтому его можно легко взять с собой и использовать для измерения освещенности различных ламп относительно друг друга.
С люксметром вы ограничены одним типом света, а именно светом, на который вы откалибровали свое устройство. Его нужно будет откалибровать для каждого нового типа света. Даже в этом случае он не покажет вам относительную разницу в освещенности между двумя разными источниками света.
PAR-метры дороже, чем люкс-метры, но если вы настоящий любитель или выращиваете растения для жизни, инвестирование в PAR-измеритель принесет вам большую пользу в долгосрочной перспективе. Вот так называемый квантовый измеритель полного спектра (Amazon) или PAR-метр, любимый фанатами, который с успехом используют производители.
Заключительные слова
Световая и фотоспектрометрия широко используются во всем мире для облегчения нашей жизни и улучшения зрения. Это также важно для наиболее эффективного выращивания комнатных растений.
Теперь у вас есть четкое представление о том, как можно также использовать инструменты, которые измеряют эти показания спектрометра.
Планируете ли вы выращивать светодиодные фонари для своих растений?
Вы раньше пользовались люксметром или PAR-метром?
Поделитесь своим опытом в комментариях ниже.
Руководство по выбору люксметров (люксметров)
: типы, характеристики, применение
люксметров, иногда называемых люксметрами, измеряют интенсивность освещения, определяемую человеческим глазом. Это значение не коррелирует с объективным значением излучаемой или отраженной энергии, поскольку разные длины волн в видимом спектре воспринимаются глазом с различной чувствительностью, а люксметры оценивают интенсивность света с учетом этой переменной.
Измерение
Человеческий глаз различает цвета света в соответствии с двумя взаимодополняющими моделями физиологии зрения.Трихроматическая теория утверждает, что каждый из трех типов колбочек в глазу активируется определенным диапазоном длин волн: β-колбочки воспринимают свет в пределах 400-500 нм, Υ-колбочки — между 450-630 нм и ρ-колбочки — между 500-700 нм. Теория процесса оппонента утверждает, что цвета воспринимаются палочками и колбочками антагонистически: черный против белого, синий против желтого и красный против зеленого.
В результате глаз воспринимает определенные цвета более точно — средняя цветовая восприимчивость глаза представлена диаграммой CIE.Выявляется больше оттенков зеленого, чем любого другого цвета, и это основная причина, по которой оборудование ночного видения усиливает отражение зеленого света. Интенсивность видимого света, определяющая эти врожденные биологические предпочтения, известна как световой поток. Люксметры не могут компенсировать отдельные визуальные недостатки или отклонения. Полная выходная мощность измеряется как лучистый поток.
Единица светового потока называется люкс (лк). Он равен одному люмену на квадратный метр, а значения в люксах напрямую связаны с яркостью с учетом расстояния, ориентации и окружающей среды.Один люмен — это истинная освещенность источника видимым светом — она эквивалентна одной канделе на измеренный трехмерный угол или одной канделе на стерадиан. По сути, это выход одной общей свечи. Точнее, кандела определяется как «источник, который испускает монохроматическое излучение с частотой 540 x 10 12 герц и имеет интенсивность излучения в этом направлении 1 / 683 ватт на стерадиан». Фут-свеча — это альтернативный способ измерения освещенности, который в основном используется в Соединенных Штатах; одна фут-свеча эквивалентна одному люмену на квадратный фут и приблизительно 10.76 лк.
Операция
Большинство люксметров регистрируют яркость с помощью встроенного фотоприемника. Фотодетектор расположен перпендикулярно источнику света для оптимальной экспозиции — многие люксметры используют для этой цели шарнирный или привязанный фотодетектор. Показания представляются пользователю через аналоговый прибор или цифровой ЖК-дисплей. Цифровые типы часто включают в себя основные действия оператора. Многие цифровые типы могут сохранять измерения и иметь регулируемый диапазон обнаружения.
Фотодетекторы, состоящие из селена или кремния, определяют яркость фотоэлектрическим способом. Генерируемый ток пропорционален полученным фотонам. Детекторы на основе кремния должны усиливать напряжение, генерируемое световым воздействием. Детекторы на основе селена преобразуют фотоны в достаточно высокое напряжение, чтобы они могли быть напрямую подключены к гальванометру, но с трудом определяют измерения в люксах для источников света ниже 1000 люмен.
Фотодетекторы, измеряющие яркость через фоторезистент, состоят из керамической подложки, легированной сульфидом кадмия.В ячейку подается ток электронного переключения, и сопротивление увеличивается по мере обнаружения большего количества фотонов, что в конечном итоге обеспечивает пропорциональное считывание. Законодательство ограничивает доступность кадмиевых устройств на определенных территориях.
Коррекция
Фотодетекторы чувствительны ко всем цветам видимого света, включая длины волн, не распознаваемые глазом. Поэтому после экспонирования образца фотодетекторы должны применять поправочный коэффициент к показаниям.Для разных источников света требуются разные поправочные коэффициенты. Многие коммерческие люксметры предварительно сконфигурированы для регистрации света накаливания, но имеют проблемы с считыванием разряда высокой интенсивности, галогенидов металлов, натрия высокого давления и холодных белых флуоресцентных ламп. Измерители с предварительно настроенными поправочными коэффициентами могут обеспечить точные измерения в люксах для этих источников. Более совершенные экспонометры настраиваются на определенные источники света с помощью оптических фильтров и линз, что устраняет неопределенность поправочного коэффициента.
Конфигурация
Большинство люксметров — это портативные устройства, которые легко транспортировать на строительную площадку. Для шарнирных и привязных фотодетекторов могут потребоваться обе руки, чтобы оптимально расположить фотодетектор и модуль, но они также обеспечивают гибкость измерения. Некоторые портативные модели могут включать подставку или монтажную конструкцию, например штатив.
Технические характеристики
Коррекция косинуса : свет, попадающий в фотодетектор под углом, может преломляться и вызывать ошибку измерения.Некоторые фотоприемники исправляют это неверное прочтение.
Диапазон : динамический диапазон обнаружения экспонометра, выраженный в люксах или фут-канделах. Многие счетчики предлагают пользователю регулируемую шкалу обнаружения.
Точность : допуск показаний счетчика; большинство измерителей находятся в диапазоне ± 3-7%. Регулярная калибровка сводит к минимуму допуски, а лабораторные и эталонные измерители калибруются для абсолютных измерений. Многие операционные факторы могут снизить точность прибора.
Разрешение : минимальный интервал между цифрами считывания, обычно регулируемый в зависимости от шкалы измерений.
Рабочая температура : максимальная температура окружающей среды для обеспечения эффективной работы. Многие фотоприемники будут безвозвратно повреждены при температуре выше 120 ° F.
Характеристики
Автоотключение : электронные модели обычно включают функцию автоматического отключения питания, если устройство не используется.
Подсветка : ЖК-дисплей использует подсветку для считывания результатов измерений при слабом освещении.
Индикатор заряда батареи : низкий уровень заряда батареи может вызвать колебания показаний. Для сравнения результатов рекомендуется дважды измерять образцы с интервалом.
Удержание : пользователь может заблокировать или сохранить показания с помощью этой функции.
Фильтры : внутренние или внешние механизмы могут удалять определенные длины волн, такие как черный свет, из измерения, что может исказить результат
Outdoor : измеритель подходит для наружного применения, где наблюдаются самые большие различия в интенсивности света и переменных окружающей среды.
Индикатор выхода за пределы диапазона : измеритель информирует пользователя о том, что текущая шкала обнаружения неадекватна.
Память : опция внутренней или внешней памяти позволяет пользователям сохранять измерения.
USB : порт USB позволяет устройству взаимодействовать с компьютерами и может использоваться для подзарядки аккумулятора.
Калибровка
Калибровка фотодетектора является обязательной для полезных измерений.Для калибровки люксметра стандартная сертифицированная для калибровки лампа с известной силой света помещается напротив измерителя, ориентированного на равномерное освещение на датчике. Для определения эталонной освещенности измерения проводятся на пяти различных расстояниях, и среднее значение этих измерений суммируется с поправочным коэффициентом эталонной лампы и поправочным коэффициентом разрешения измерителя. Это значение совмещено со шкалой измерителя.
Большинство промышленных люксметров не обеспечивают абсолютное считывание — вместо этого они предоставляют репрезентативное значение с точки зрения допуска и разрешения.Для таких применений доступны люксметры, откалиброванные в лаборатории, но в конечном итоге их необходимо будет откалибровать. Некоторые производители рекомендуют снимать крышку фотоприемника за несколько минут до измерения образца, чтобы снизить потенциальную чувствительность адаптации в датчике.
Приложения
Рекомендуемые уровни освещенности для обычных сред.
Расположение | Приложение | Уровни люкс (лк) |
Кабинет | Конференц-зал | 250-700 |
Личное рабочее пространство | 700-2000 | |
Завод | Упаковочная линия | 150-300 |
Производственная линия | 300-750 | |
Вопрос / ответ | 750-1500 | |
Блок электроники | 1500-3000 | |
Гостиница | Гостевая | 100-200 |
Общественные места | 220-1000 | |
Торговец | Коридоры / лестницы | 150-200 |
Интерьер | 750-1500 | |
Окно дисплея | 1500-3000 | |
Больница | Ожидание / вестибюль | 100-200 |
Экзаменационная | 300-750 | |
Процедурная | 750-1500 | |
Школа | Аудитория / спортзал | 100-300 |
Аудитория | 200-750 | |
Лаборатория / библиотека | 500-1500 |
Ресурсы
NIST — единица силы света (кандела)
Olino — правильное измерение освещенности
EC & M — ценность хорошего светомера
Adafruit — Измерительный свет
Aidetek — руководство LX1010B (.