Освещенность измеряется в: Единица измерения света. Как измерить. Подробно.

Содержание

Единица измерения света. Как измерить. Подробно.

 

Единица измерения света – Люмен.

Единицей измерения света является – Люмен. Это единица измерения потока света в системе единиц физических величин — СИ. 1 люмен = световой поток, который испускается от точечного изотропного источника. Сила света при этом должна равняться 1 Кандела. Полное свечение, исходящее от изотропного светильника, с силой света 1 Кандела равно 4 люменам.

1300 люменов содержится в стандартной лампе накаливания 100 Ватт .

1600 lm — в потоке света люминесцентного осветителя 26 Вт.

В солнце — 3.63х10 в 28 степени Люменов.

Люмен является полным потоком света от светильника. Несмотря на это, такая единица измерения не сильно распространена, потому что она не учитывает сосредотачивающую эффективность отражательного предмета или линзы. Люмен — не прямой параметр оценивания яркости или производительности фонарного свечения.
Широкий световой луч может принимать те же значения, что и узконаправленный. Люмены не в состоянии определить интенсивность освещения, так как оценка в люменах предполагает учет всего рассеянного свечения, бесполезного в этом случае.

Единица измерения силы света – Кандела

Единица измерения силы света – Кандела. Обозначается как Кд или cd. Кандела равняется силе свечения, которое испускается в определенном векторе, заданном источником монохроматического излучателя частотой 540х10 в 12 степени Герц.

В системе СИ есть 7 главных единиц измерения, одной из которых является кандела. Кандела равняется силе свечения, которое испускается в определенном векторе, заданном источником монохроматического излучателя частотой 540х10 в 12 степени Герц. Его энергетическая сила света составляет 1/683 (Вт/ср). Ср — стерадиан, этим показателем измеряют телесные углы. В славянских странах его обозначают как Ср, однако международное обозначение sr.

Упомянутая частота соответствует зеленому спектру. Глаз человека более чувствителен к зеленому, чем к другим цветам. Для достижения того же значения силы света при излучении с другой частотой необходимы большие показатели энергетической интенсивности.

Ученые прошлых веков определяли Кандела как силу света, которая излучается черным предметом перпендикулярно плоскости площадью 1/60 квадратных сантиметров при температуре 2042.5К. При такой температуре расплавляется платина. Современная наука определила значение 1/683 так, чтобы нынешнее обозначение соответствовало предыдущему.

Пламя свечи излучает примерно одну канделу силы света. Из-за того, что в латинском языке свеча называется candela, а в английском — candle, раньше эту единицу измерения так и называли: свеча. Сейчас такое название не используется и считается архаизмом.

 

Единица измерения освещенности.

Единица измерения освещенности – отношение свечения к поверхности, которое оно освещает, принято называть освещенностью. Учитывается именно перпендикулярное падение света на определенную плоскость.

Единица измерения освещенности — Люкс (lux.)

1 люкс = отношение 1 люмена к 1 метру поверхности в квадрате.

Световой поток измеряется в люменах. Оба показателя занесены в международную систему единиц. В Великобритании и Соединенных Штатах уровень освещенности узнают в люменах на квадратный фут, также называемые футом-кандела. Яркость свечения — освещенность от источника силой в 1 канделу на расстоянии одного фута от освещаемой плоскости.


В европейских странах есть стандарт качества освещения в рабочих помещениях. Ниже представлены некоторые рекомендации из этого документа.

  • 300 люкс;
    Офис или другие помещения, где не нужно пристально рассматривать мелкие детали.
  • 500 люкс;
    Такой уровень свечения должен быть в комнатах, где люди длительное время работают за компьютером или читают. Это применимо и к учебным заведениям, и к переговорным пунктам, и к другим учреждениям.
  • 750 люкс.
    Если люди занимаются технической работой: изготавливают продукцию, создают точные чертежи и так далее, должен быть такой уровень освещенности.

Нужно ли, на самом деле, измерять степень освещенности и что такое единица измерения света?

Ученые доказали, что тусклый или, наоборот, слишком яркий свет разрушают сетчатку человеческого глаза, из-за чего ухудшается острота зрения. Из-за разрушения сетчатки скорость и качество функционирования мозга снижаются. Недостаточное количество яркости увеличивает в людях сонливость, понижает работоспособность и ухудшает настроение. Следует учесть, что мы не берем во внимание ситуации, в которых тусклое свечение украшает обстановку: романтическое свидание, просмотр фильма и так далее. Насыщенный световой поток прибавляет сил, энергии, желания работать, тем самым быстрее утомляя человека.

Единица измерения света установлена СанПиНом называют санитарные правила и нормы — данные, на которые нужно равняться при измерении освещенности. Замеры делаются для определения не только степени освещенности, но и уровня шума, пыли, загрязненности, вибрации. По мнению докторов, постоянный недостаток света на рабочем месте приводит к переутомлению сотрудников, ухудшению зрения и концентрации внимания.

Рабочие становятся менее трудоспособными, что может вылиться в несчастный случай по невнимательности или другим причинам.

Помимо людей, от недостаточной освещенности страдают и другие живые организмы: растения, животные. Для быстрого развития и плодородного цветения растениям обязательно нужен мощный поток света. У животных из-за некачественного освещения могут появиться нарушения в росте и развитии, репродуктивной функции, наборе массы тела и может снизиться активность существа.

Каким бывает освещение

Освещение, как правило, бывает естественным и искусственным.

Естественные источники свечения:

  • солнце;
  • луна;
    На самом деле, луна не излучает свет, она просто отражает солнечные лучи.
  • рассеянный свет небосвода;
    Несмотря на такое красивое название, этот термин можно увидеть в официальных документах.
  • кометы;
  • полярные сияния;
  • электрические разряды в атмосфере;
  • звезды и другие небесные объекты.

Искусственные источники:

  • разные осветительные формы и конструкции;
  • лампы;
  • светильники;
  • фонарики;
  • мониторы;
  • телевизоры;
  • мобильные телефоны и другие.

Интенсивность света

Единица измерения света  интенсивность измеряется при обустройстве освещения в комнате либо при подготовке фотоаппарата к съемке. Опытные фотографы и светотехники-профессионалы, пользуются цифровыми экспонометрами, однако можно изготовить и простой прибор с похожим принципом работы своими руками.

Многие аппараты предназначены для отдельного типа освещения. Например, измеряя свечение натриевых ламп, вы добьетесь более точного результата, чем проводя расчеты над лампой накаливания.

Можете установить приложение на смартфон, которое определит интенсивность света. Какими бы хорошими ни были ваш телефон и выбранное приложение, результаты будут искаженными и неточными, поэтому лучше воспользоваться специализированным прибором.

Большинство устройств измеряют показатели освещенности в люксах, так как это общепринятая единица, однако некоторые настроены на отображение фут-кандел.

Если вам неудобен один из этих способов измерения, можете перевести люксы в канделы и наоборот на этом ресурсе:

https://www.rapidtables.com/calc/light/lux-to-fc-calculator.html.

Чем измеряют степень освещенности

Как мы уже выяснили, единица измерения освещенности — Люкс. Несложно догадаться, как называется прибор, которым измеряют уровень света. «Люкс» плюс «метр» (с древнегреческого переводится как «мера», «измеритель») равно люксметр. Принцип работы этого портативного устройства схож с работой фотометра.

Попадающий на элемент световой поток выпускает электроны в теле полупроводника, из-за чего электроток начинает проводиться фотоэлементом. Величина электрического тока прямо пропорциональна степени освещения фотоэлемента, который и отображается на шкале или на электронном дисплее, если это современная модель люксметра.

Аналоговые аппараты снабжены специальной шкалой с градусами. По движению стрелки определяются окончательные результаты замеров.

Цифровые устройства.

На смену аналоговым люксметрам пришли цифровые — маленькие компьютеры. Параметры можно увидеть на небольшом жидкокристаллическом экране. Часть, с помощью которой измеряют свет, часто содержится во внешнем корпусе и соединяется с основным устройством гибким проводом. Из-за такой конструкции можно измерять освещение в любых местах, даже труднодоступных. Согласно ГОСТ, погрешность аппарата не должна превышать 10 процентов.

Важные моменты.

При расчете сравнительной световой интенсивности можете сделать замер интенсивности освещения аналоговым или цифровым устройством. Современные измерители отображают параметры в люксах, а устаревшие аналоговые – те, которые со стрелочкой, – в фут-канделах. 1 фут-кандела равняется 10.76 люкс.

Заключение.

Таким образом, мы разобрались, что значит освещенность, сила света, его интенсивность. Вы узнали какими бывают единицы измерения светового потока, измерительные приборы, ознакомились с нормами и рекомендациями СанПин и многим другим. Теперь вы имеете базовый багаж знаний об освещении и не растеряетесь, если услышите в разговоре слово «кандела» или «люксметр». Если интересно, можете приобрести измерительный аппарат и сделать несколько замеров освещенности своего рабочего места. После этого вы поймете, соответствует ли ваше освещение нормам или нет.

Измерение цветовой температуры

Нормы освещенности

Что такое освещенность?

Физическая величина, численно равная световому потоку, падающему на единицу площади освещаемой поверхности, называется освещенностью.
Освещенность обозначают символом Е, и находят ее значение по формуле Е = Ф/S, где Ф — световой поток, а S – площадь освещаемой поверхности.


Для примера приведем некоторые типичные значения освещенности:

  • Солнечный день в средних широтах — 100000 Лк;
  • Пасмурный день в средних широтах — 1000 Лк;
  • Светлая комната, освещенная лучами солнца — 100 Лк;
  • Искусственное освещение на улице — до 4 Лк;
  • Свет ночью при полной луне — 0,2 Лк;
  • Свет звездного неба темной безлунной ночью — 0,0003 Лк
Представьте, что вы сидите в темной комнате с фонариком, и пытаетесь прочесть книгу. Для чтения нужна освещенность не меньше 30 Лк. Что вы сделаете? Во-первых, вы приблизите фонарик к книге, значит освещенность связана с расстоянием от источника света до освещаемого предмета. Во-вторых, вы расположите фонарик под прямым углом к тексту, значит освещенность зависит и от угла, под которым данная поверхность освещается. В-третьих, вы можете просто достать более мощный фонарик, поскольку очевидно, что освещенность тем больше, чем выше сила света источника.
Когда пучок света падает под прямым углом к поверхности, световой поток распределен на наименьшей площади, если же угол увеличивать, то увеличится площадь, соответственно, уменьшится освещенность.
Освещенность напрямую связана и с силой света, и чем больше сила света, тем больше и освещенность. Экспериментально давно установлено, что освещенность прямо пропорциональна силе света источника.
В Америке и Англии используют единицу измерения освещенности Люмен на квадратный Фут или Фут-Кандела, в качестве единицы освещенности от источника, обладающего силой света в одну канделу, и расположенного на расстоянии в один фут от освещаемой поверхности.

Исследователи доказали, что через сетчатку человеческого глаза, свет воздействует на процессы, протекающие в мозге. По этой причине недостаточная освещенность вызывает сонливость, угнетает трудоспособность, а избыточное освещение — наоборот, возбуждает, помогает включить дополнительные ресурсы организма, однако, изнашивая их, если это происходит неоправданно.

В процессе ежедневной работы осветительных установок, возможен спад освещенности, поэтому для компенсации данного недостатка, еще на стадии проектирования осветительных установок вводят специальный коэффициент запаса.

Для естественного освещения вводят коэффициент снижения КЕО (коэффициента естественной освещенности), ведь со временем могут загрязнится светопрозрачные заполнители световых проемов, и загрязниться отражающие поверхности помещений.

Освещенность измеряют портативным прибором — люксметром. Его принцип работы аналогичен фотометру. Свет попадает на фотоэлемент, стимулируя ток в полупроводнике, и величина получаемого тока как раз пропорциональна освещенности. Есть аналоговые и цифровые люксметры.


Поделиться записью

Измерение уровня освещенности в помещениях на рабочем месте — заказать в Москве и области

Приятно находиться в помещении, которое имеет комфортное человеческому глазу освещение. Свет очень важный аспект хорошего самочувствия для человека. Плохое освещение может привести к проблемам со здоровьем, быть виновником угнетённого настроения и рассеянного состояния. Слишком яркий свет тоже плохо влияет так как может раздражать человека и вызвать агрессию и стресс. Поэтому правильная освещённость помещений, залог хорошей работоспособности, бодрости и хорошего здоровья.

Освещённость — количество света на единицу площади, эта величина измеряется — люксами. В свою очередь 1 люкс = 1 люмен на один квадратный метр. Люмен – количество светового потока.

Освещение делится на два вида:

1. естественный свет;
2. искусственный свет.

Для определения уровня освещения созданы такие приборы как:

1. фотометр;
2. экспонометр;
3. экпозиметр;
4. флэшметр;

Но, так как единица измерения освещённости является люкс существует прибор «люксметр». Люксметр — главный современный и портативный прибор для измерения искусственного и естественного света.


Для использования этого прибора есть не сложные правила:

1. Прибор устанавливают в горизонтальном положении;
2. На прибор не должны попадать тени.


После замеров освещённости в каждой точке помещения и на всем объекте проводятся расчёты по специальным формулам и выводятся нужные параметры. После чего проводится оценка и сравнение с ГОСТом. Есть стандарты измерения освещения. Также в Государственных нормативных актах понятие «освещённости» делится на такие:

  1. средняя, минимальная и максимальная освещённость;
  2. цилиндрическая освещённость;
  3. полуцилиндрическая освещённость;
  4. коэффициент запаса;
  5. эвакуационное освещение;
  6. коэффициент естественной освещённости;
  7. резервное освещение;
  8. рабочее освещение;
  9. аварийное освещение;
  10. охранное освещение;

На каждое помещение или рабочее место по всей территории выдаётся «оценочный протокол».

Важно знать:

 1.  ГОСТ Р 54944-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности»

 2.  СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»

 3.  Приказ Минтруда № 335н «Об установлении особенностей проведения специальной оценки условий труда на рабочих местах работников, трудовая функция которых состоит в подготовке к спортивным соревнованиям и в участии в спортивных соревнованиях»

 4.  СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»

как называется прибор для измерения, мера освещенности

Освещенность — это величина, часто используемая при расчетах электроэнергии. Обладает большим количеством необходимых свойств для измерений. Численно равняется тому значению, какое имеет световой поток, падающий на территорию единичного участка поверхности. Что собой представляет уровень освещенности, в чем измеряется, как измерить освещенность? Об этом и другом далее.

Свойства света

Свет представляет собой электромагнитный вид излучения, который воспринимается человеческим глазом в объеме 400 ньютон на метр. В физике это суммарное количество фотонов. Фотоны отражаются и преломляются. Это основные свойства света. Если отражение зависит от того, какая плотность у материала и угол лучевого падения, то преломление зависит от направления лучевого распределения в процессе прохождения их через материал.

Основное свойство света

Единица измерения

Освещенностью называют световую величину, которая равно потоку света, падающему на поверхность, к его площади. Считается прямо пропорциональной световому источнику. Отличается равномерным распределением на площади. Находится делением канделовой силы света на расстояние до светоисточника и перемноженного на косинус угла падения солнечных лучей.

Обратите внимание! Измеряется согласно международной классификационной системе в люксах, что равно десяти фотам или одному люмену на один квадратный метр. Поэтому единицей измерения освещенности является именно люкс. Стоит отметить, что его можно перевести в канделу и ватт.

Основная измерительная единица люкс

Кандела

Кандела, что в переводе с английского свеча, является единицей измерения силы светоисточника по международной единичной системе. Была сформирована в 1979 году. Равна 540⋅1012 Гц или 683 лм/Вт. Измеряется в канделах разные светоисточники, к примеру, лампа накаливания со свечой, сверхъярким светодиодом, люминесцентной лампой и солнцем. Дополнение: примерная солнечная сила в канделах равна 2,8⋅10, что в переводе на ватты 3,83⋅1026

Кандела

Люмены и люксы

Люмен является единицей измерения, которая равна потоку солнечного света, который испускает источник, равный канделе и стерадиану. В люменах измеряется весь светопоток, однако при вычислении не учитывается сила линзы с отражателям, поэтому получающийся показатель — не прямой параметр оценки яркости с КПД источника.

Люкс — измерительная подъединица люмена по СИ. В отличие от люмена, люкс дает оценку светового потока, который падает на квадратный метр. Тот же дает понимание того, какой световой поток у светоисточника.

Обратите внимание! То есть люкс это характеристика, которая позволяет узнать КПД светильника на конкретной площади.

Чтобы лучше понять их основное отличие, стоит рассмотреть рисунок. Он наглядно показывает, как при увеличении высоты расширяется освещение и как убывает яркость.

Люмен и люкс в качестве измерительной единицы

Люмен и ватт

Как было изложено выше, люменом называют полноценное число света от светоисточника. Ватт — показатель того, какая мощность, тепловой поток, звуковая энергия и полная мощность электротока или излучения у прибора. Один ватт равен 100 люменам. Перевод самостоятельно можно осуществить по специальным формулам или с содействием калькуляторов. Нередко все необходимые показатели даны на самом приборе.

Стоит отметить, что самыми лучшими показателями обладают современные светодиоды. Они имеют высокую яркость, гармоничное спектровое распределение, долговечность, устойчивость к разного рода воздействиям. Интересно, если взять приборы с одинаковой освещенностью, то ими будет потребляться в десять раз меньше электрической энергии, чем лампами накаливания.

Обратите внимание! Учитывая реальный срок службы и сниженные эксплуатационные инвестиционные расходы, то покупка этих изделий будет экономически целесообразной.

Перевод люмена в ватты

Кратные единицы

Чтобы было удобно, люменные единицы разбирают на части. Так, есть килолюмены, мегалюмены и гигалюмены. В одном килолюмене 1000 люмен, мегалюмене — 1000000, а гигалюмене — 1000000000. Также есть еще величины с приставками дека, гекто, тера,пета, экса, зетта и иотта.

Дольные единицы

К дольным величинам применяется тот же подход. Базовыми являются миллилюмены, микролюмены и нанолюмины, которые равны 10 в −3 степени, 10 в минус 6 степени и 10 в минус 9 степени. Также имеются приставки деци, санти, пико, фемто, атто, зепто и иокто. Стоит отметить, что дольные, как и кратные величины используются только в профессиональных условиях и при выполнении физических задач. В жизни не используются для расчетов меры освещенности и прочих параметров.

Прибор для измерения освещенности

Чтобы проверить, соответствует ли нормативам освещенность помещения, берется в работу люксметр. В конструкцию измерителя входит встроенный или выносной чувствительный датчик с преобразователем, стрелочным или цифровым индикатором. Детектор помещается на поверхности в горизонтальном положении.

Обратите внимание! Замеры выполняются по госту от 1996 и 2012 годов. Используется аппарат согласно инструкции на упаковочном изделии. Добавочно, при желании, можно просмотреть имеющиеся видеоуроки.

В дополнение к теме, как называется прибор для измерения освещенности, стоит отметить, что также есть люменометр. Отдельно проверяется искусственная с естественной освещенностью. В момент исполнения процедуры проверки исключается попадание тени с другими помехами. Важно отметить, что для того чтобы результаты не были искажены, измерительную проверку проводят после нескольких часов непрерывной работы осветительных источников. Желательно, чтобы процедура была повторена.

Люксметр

Мера освещения

Согласно существующей нормативной документации, мера освещения в каждом помещении своя. Отличается величина на производстве и складе, в общественном, жилом и вспомогательном здании. Свои нормативы имеются для наружного, витринного, рекламного и аварийного светопотока.

Если привести некоторые примеры, то необходимая величина светопотока автомагистрали — 30 люкс, пешеходной зоны — 6, пешеходных подземных переходов — 50, архивов — 75, конференцзалов — 200, аналитических лабораторий — 500, учебных аудиторий — 400, спортивных залов — 200, обеденных ресторанных залов — 200, парикмахерских — 500. Весь представленный список дан в актуальных стандартах и снипах. Стоит отметить, что есть не только минимальные, но и предельно допустимые нормы. Особенно это правило действует на витрины и рекламные стенды.

Обратите внимание! Узнать показатель освещенности конкретного помещения можно при помощи люксметра или любого другого измерительного агрегата, выводящего результаты в ваттах, канделах и прочих величинах.

Мера освещения

В целом, освещенность — понятие, обозначающее суммарное количество солнечного света. Измеряется в люменах и люксах при помощи специального измерительного прибора, переводится при необходимости в ватты. Пользоваться измерительным прибором очень просто, согласно инструкции. Сфер применения его очень много: начиная бытовым электрооборудованием, заканчивая промышленным.

Измерение параметров освещенности, цены на услуги

Сложно представить свою жизнь без света. В дневное время имеется естественное солнечное освещение, а тёмное время суток требует дополнительных искусственных источников света, — ламп. Хорошее освещение является необходимым условием качественного выполнения работы, предотвращает развитие заболеваний зрения и снижает утомляемость, поэтому измерение освещённости играет значимую роль в жизни человека.

Измерение параметров освещенности включает в себя следующие показатели:

  • коэффициент естественной освещенности (КЕО)
  • коэффициент пульсации освещенности
  • неравномерность яркости рабочего поля
  • неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ПЭВМ
  • яркость белого поля
  • дрожание и мелькание изображения
  • прямая и отраженная блёсткость
  • освещенность поверхности экрана ВДТ
  • освещенность рабочей поверхности для разрядов зрительных работ
  • контрастность для монохромного режима

При формировании таблицы результатов измерения освещенности обязательно учитываются: разряд зрительных работ, высота плоскости над полом и тип ламп. Далее, полученные результаты измерений сопоставляются с нормируемыми. Нормы по освещённости зависят от типа помещения и регламентируются СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Степень освещения измеряется в люксах (лк), зависящих от интенсивности светового потока, измеряемого в люменах (лм).

Для измерения параметров освещённости мы используем следующее оборудование:

  • Прибор Люксметр-Яркомер «ТКА-ПКМ» (мод.02)
  • Прибор Пульсметр-Люксметр «ТКА-ПКМ» (мод.08)

Измерение параметров освещенности регламентируется следующими нормативно-правовыми документами:

  • СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»;
  • МУ 2.2.4.706-98/МУ ОТ РМ 01-98 «Оценка освещенности рабочих мест. Методические указания»;
  • СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»;
  • ГОСТ 24040-96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности». В данном нормативном документы описываются методы определения КЕО, уровня искусственной освещенности.

Измерение параметров освещенности чаще всего требуется для следующих целей:

  • Проведение производственного контроля на предприятиях (измерение параметров освещенности – обязательный элемент программы производственного контроля: обычно измерения проводятся на рабочих поверхностях 1 раз в год)
  • Ввод в эксплуатацию объекта (жилого здания, помещения коммерческой недвижимости, производства)
    Показатели, полученные при измерении интенсивности освещённости на этапе проектирования, могут не совпадать с конечными значениями освещённости, но всегда следует помнить большую важность измерения освещённости, как залога успешной работы и полноценной жизни.

Требование измерения освещенности при Специальной оценки условий труда

В рамках специальной оценки условий труда ситуация с измерением параметров освещённости очень сложная, т.к. большинство современных и аттестованных осветительных установок по факту не соответствуют требованиям нормативных документов, касающихся норм пульсации освещённости.

Чем это чревато для компании-заказчика? Прежде всего, тем, что предприятие будет вынуждено поменять все осветительные приборы после проведения аттестации (даже в том случае, если подобная замена была произведена буквально накануне аттестации – но были использованы осветительные установки, не соответствующие нормам по пульсации).

В противном случае предприятие будет вынуждено оплачивать дополнительные проценты к зарплате сотрудников, получившим вредность в результате аттестации рабочих мест из-за несоответствия пульсации освещенности установленным нормам.

Более подробную информацию по измерению параметров освещенности Вы можете получить по телефону: +7 (812) 986-07-82.

Освещённость и измерение освещённости (lux).: scionik — LiveJournal

Оригинал взят с сайта http://usa.autodesk.com/3ds-max/white-papers/

Освещённость и измерение освещённости (lux).


  

Рис. 01 Пример измерения освещённости в lux в 3ds Max

Для создания фотореалистичных изображений нам необходимо знать, как измерять свет.

Слово «Яркость» может означать разные понятия: количество света, испускаемое источником света или количество света, падающего на поверхность.

Количество света, падающего на поверхность, называется «освещенность» и измеряется в люксах (lux – метрическая система) или в канделах (foot-candles (ftcd) – Английская система). Это основные единицы измерения, с которыми нам придется работать для оптимизации освещенности наших сцен. Количество света, испускаемое источником во всех направлениях, измеряется в люменах (будь то световой поток или поток излучения).

Эти количественные меры различаются, поскольку, чем дальше поверхность от источника света, тем меньше света падает на нее. Источник света, например свеча, создает освещённость 1 люкс на объекте, удаленном от нее на один метр. 1/4 люкса, если этот же объект удален на два метра или 1/9 люкса если объект удален от свечи на три метра.

Некоторые основные уровни освещенности приведены в таблице ниже.

Таблица. 1. Уровни освещённости в различные погодные условия

Условия

Освещение

ft-cd)

lux

Дневной свет

1 000

10 752

Облачный день

100

1 075

Пасмурный день

10

107

Сумерки

1

10,8

Темные сумерки

0,1

1,08

Полнолуние

0,01

0,108

Четверть луны

0,001

0,0108

Звездное небо

0,0001

0,0011

Комфортные уровни освещенности

Нам, как дизайнерам и визуализаторам необходимо знать, что в создаваемом нашем изображении правдоподобное освещение, и мы должны быть уверены в достоверности освещения нашего проекта.

В помещениях может быть слишком темно или слишком светло, и эти уровни освещенности зависят от того, какое предназначение этих помещения. Яркость, требуемая для производства ювелирных украшений или сборки электронных компонентов гораздо больше, чем яркость, требуемая для нормального передвижения по комнате. Ниже приведена таблица освещенности для помещений различного назначения.

Таблица. 2. Рекомендуемая освещённость для помещений различного назначения

Активность

Рекомендуемое
освещение

lux

ft-cd

Парковка/ тротуар ночью

20 – 50

2 – 5

Склады, дома, лобби, комната отдыха, обычный офис

100 – 200

10 – 20

Работа за компьютером, лаборатории, чтение и письмо (высококонтрастное), работа с документами

500

50

Супермаркеты, типовая работа с механикой/электроникой

750

75

Черчение, рисование набросков, детальная работа с механикой/электроникой, хирургия

1 000

100

Детальное черчение, рисование мелких деталей, работа с очень мелкими механическими или электронными деталями

1 500 – 2 000

100 – 200

Длительная работа с мелкими, низко контрастными деталями

2 000 – 10 000

200 – 1 000

Измерение освещенности

При написании использована статья»Здоровье и здоровый образ жизни» И. И.Никберга

Никберг Илья Исаевич -доктор медицинских наук, профессор, лауреат Государственной премии Украины. Член Международной федерации журналистов. Специалист в области профилактической медицины. Прошел более, чем 50-летний трудовой путь от практического врача до заведующего кафедрой гигиены и экологии человека медицинского института. С 2000 г. – популяризатор медицинских знаний, медицинский обозреватель русских и украинских СМИ в Австралии и Украине. Автор (соавтор) более 450 научных и научно-популярных публикаций, в т.ч. 18 учебников и монографий
 

В далекое прошлое ушли времена, когда активная трудовая жизнь человека полностью зависела от природного освещения, ослабевала после захода Солнца и фактически прекращалась ночью. В прошлом остались и такие средства искусственного освещения помещений, как лучины, масляные фитили, свечи, керосиновые горелки и т.п. Сейчас невозможно представить себе нормальную бытовую и трудовую жизнь человека без ставшего привычным электрического освещения. Как природный, так и искусственный свет имеют огромное физиологическое значение.

Природный видимый свет – это участок электромагнитного спектра солнечного излучения, находящийся в пределах 400-760 нм, который воздействуя на зрительный анализатор человека вызывает специфическое зрительное ощущение, позволяющее визуально воспринимать окружающие предметы и происходящие в этом окружении явления.

С видимым светом связаны биологическое и социальное развитие человека. Оно является главным регулятором, своеобразным информационным пусковым механизмом биологических ритмов многочисленных физиологических функций. Благодаря видимому свету и деятельности зрительного анализатора человек может дистанционно воспринимать почти 90% общей информации о происходящем в его окружении.

Хорошее освещение необходимо не только для нормального видения окружающих предметов и предотвращения заболеваний зрительного анализатора. Оно оказывает большое влияние на функциональное состояние слухового аппарата, эндокринных органов, на память, физическую и умственную работоспособность, настроение, предупреждает быструю утомляемость, улучшает настроение, имеет бактерицидное и витаминообразующее действие.
По происхождению помимо природного также различают и искусственное освещение.
 
Простейший метод ориентировочной гигиенической оценки достаточности природного освещения помещений – определение светового коэффициента (СК). Он представляет собой соотношение площади застекленной поверхности окон (она обычно равна 80-85% от площади всего светопроема) к площади пола помещения. Например, если площадь застекленной поверхности окон составляет 2 м кв., а площадь пола – 10 м кв., то поделив вторую величину на первую получим, что СК будет равен 1:5 (площадь застекленной поверхности всегда принимается равной единице). Гигиенические нормативы светового коэффициента таковы (не менее): для жилых помещений – 1:8, в учебных комнатах и лабораториях – 1:4 – 1:5, в кабинетах и палатах лечебных учреждений – 1:5-1:6. Но уровень освещенности в отдельных точках помещения зависит не только от СК, но и от конфигурации этого помещений.

Световой коэффициент может быть высоким и отвечающим нормативному требованию, а фактическая освещенность удаленного от светопроема места плохой. Это прежде всего может быть связано с неудачной конфигурацией помещения, когда противоположная светопроему стена сильно удалена от окна. Существует показатель, нормирующий эту величину — коэффициент углубления – соотношение расстояния от плоскости окна до противоположной стены к расстоянию от верхнего края окна к полу. По гигиеническим требованиям этот показатель не должен быть большим 2. Например, расстояние от верхнего края окна до пола составляет 2,5 м, а расстояние от окна до противоположной стены – 8 м. Тогда коэффициент углубления составит 3,2 (8:2,5 = 3,2) т.е он значительно выше нормативного, результатом чего может оказаться недостаточный уровень освещенности у этой стены. Кроме того, фактическую освещенность (даже при «хорошем» СК) может существенно снизить наличие вне и внутри помещения затеняющих объектов. Важным показателем освещенности является т.наз. коэффициент естественной освещенности (КЕО), но для его определения уже необходим специальный прибор – люксметр. С помощью этого прибора можно определить и сопоставить фактическую освещенность наружную и внутри помещения, узнав, какую долю составляет внутреннее освещение от наружного. В жилых и вспомогательных помещениях КЕО должен быть не менее 0,5-0,75% от наружной, в больничных палатах и учебных помещениях – не менее 1,0-2,0 %, для операционных – не менее 2,5%.
 
Основными объективными показателями освещения и его гигиенического нормирования являются освещенность, спектр, равномерность и яркость.
Уровень освещенности характеризуют в люксах (лк). Он в свою очередь зависит от интенсивности светового потока, единицей измерения которого является люмен (лм).
 
Уровни природной освещенности колеблются в весьма больших пределах – от 0,25 лк в ясную лунную ночь, до 100000 лк в ясный солнечней день. В предвечерние часы внешняя освещенность снижается до 100 лк и меньше, в сумерки – до 5-10 лк. Минимальная освещенность, при которой человек способен различать предметы составляет 0,0007-0,0008 лк.

Для нормальной работы зрительного анализатора, особенно в производственных условиях, весьма важна пространственная и временная равномерность освещенности. Если в кратком промежутке времени в поле зрения оказываются поверхности с резко отличающимся уровнем освещенности, в период переадаптации снижается чувствительность зрительного анализатора, он быстро утомляется, нарушается координация и точность движений, повышается утомляемость, снижается трудоспособность, возрастает опасность производственного травматизма. Для предотвращения этих неприятных и опасных последствий существует важное гигиеническое требование – на расстоянии 0,75 м освещенность должна составлять не менее 50% освещенности в центре рабочего места, а на расстоянии 5 м от него – не менее 30%. Например, если нормируемая освещенность в центре рабочего места составляет 300 лк и сфера манипуляций работающего не ограничивается только центром, то на расстоянии 0,75 м от него освещенность должна быть не менее 150 лк, а на расстоянии 5 м не менее 90 лк. При этом общая освещенность рабочего помещения не должна быть меньшей 25-30% от освещенности в центре рабочего места. Нормируется также перепад освещенности при переходе из одного помещения в другое – соотношение уровней освещенности не должно быть большим (меньшим), чем 1:3.
 
Как в производственных, так и в бытовых условиях помимо освещенности и равномерности, важное значение принадлежит и такому показателю, как яркость (блесткость) поверхности. Она измеряется в канделлах (Кд) и зависит от уровня освещенности и отражающей способности освещаемой поверхности, рассматриваемой человеком. В зависимости от условий зрительной работы, оптимальной считается яркость в пределах 50-1000 Кд. При яркости более 5000 Кд возникает зрительный дискомфорт, яркость более 30000 Кд вызывает уже ослепление, а более 150000 Кд – болевой эффект.
Жизнь, трудовая и бытовая деятельность современного человека невозможны без использования искусственного освещения. Без него не обойтись в вечернее и ночное время при выполнении высокоточных манипуляций с мелкими предметами.

Искусственное освещение должно отвечать следующим гигиеническим требованиям:
—  Обеспечивать необходимый нормативный уровень освещенности локальной и общей освещенности, её равномерности и комфортной яркости.
—  Максимально приближаться к спектру видимого природного света.
—  Быть безопасным в пожарном отношении, не создавать дополнительный шум и тепловое воздействие на окружающую среду и человека
—  Быть компактным, эстетичным, доступным для ухода и поддержания чистоты.
 
Наиболее распространенным источником искусственного освещения является электрическая энергия в форме хорошо известных ламп накаливания или газоразрядных (люминисцентных) ламп. Большой их гигиенический недостаток – высокая яркость, до 50000 Кд и более (если смотреть на работающую лампу накаливания без абажура и без светозащитных очков, она ослепляет).
 
Нежелательно в одном и том же помещении одновременно использовать лампы накаливания и люминесцентные, это неблагоприятно сказывается на зрении. И еще одна гигиеническая рекомендация. При чтении и письме, да и при других видах зрительной работы, использовать такие конструкции светильников, которые предохраняют глаза от прямого попадания световых лучей. Абажур или другое приспособление должны создавать защитный угол между линией взора к источнику излучения и краем абажура не должен быть меньшим, чем 30 градусов.
 
Профессиональные исследования в частной квартире заключаются в измерении уровня освещенности. В результате проведенных исследований оформляется протокол лабораторных исследований с экспертным заключением (экопаспорт). Вместе с экологическим паспортом можно получить рекомендации по устранению выявленных проблем и принять своевременные  меры, учитывая современные технологии.

Заказать измерение освещенности и экопаспорт с государственным заключением

Понимание и использование люксметра

В архитектурном освещении интенсивность света или светоотдача измеряются, чтобы понять, дает ли конкретный источник света достаточно света для предполагаемого применения. В индустрии освещения 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 измерять интенсивность света, разница между люменами и освещенностью (и что они означают), а также мы обсудим, почему искусственный свет стал настолько важным для нашей повседневной жизни. жизни и благополучия.

Какой показатель лучше всего подходит для измерения интенсивности света?

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

Теперь давайте подробнее рассмотрим, как мы измеряем освещенность. Мы начнем с рассмотрения двух основных единиц измерения освещения: люменов и освещенности (фут-кандел/люкс) . Обычно эти два термина путают по определению или просто неточно используют один вместо другого — так что давайте разберемся.

 

Что такое люмены?

 

Люмен (лм) — это единица измерения, которую мы используем для количественного определения количества видимого света, которое может видеть человеческий глаз.Световой поток конкретного источника света измеряется в люменах. Многие из вас замечали , когда вы покупаете лампочки для дома, что они указывают световой поток. Чем выше световой поток, тем «ярче» или выше интенсивность источника света; чем ниже световой поток, тем менее ярким или менее интенсивным является источник света.

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

Источник света, например лампа накаливания, излучает свет во всех направлениях, общее измерение которого отображается как световой поток (к этому мы вскоре вернемся). Теперь люмены — это просто единица измерения света, но когда их помещают в контекст данной площади поверхности, они становятся особенно полезным показателем.Что переводит нас на освещенность ( фут-кандел / люкс) .

 

Что такое Люкс?

 

люкс — это просто единица измерения, используемая для описания количества люменов, падающих на квадратный фут (фут-кандел) или квадратный метр (люкс) поверхности. Допустим, у вас есть источник света мощностью 1000 люмен. Если все эти 1000 люмен распределить на площади в 1 квадратный метр, у вас будет освещенность 1000 люкс, то есть яркость пасмурного дня.Но что, если мы распространим это на 10-кратную площадь, то есть на 10 квадратных метров? Ну, освещенность или люкс уменьшится до менее интенсивного и затемненного 100 люкс. Мы используем тот же подход для фут-кандел, только нашими единицами измерения являются люмены на квадратный фут.

Причина, по которой мы измеряем интенсивность света, заключается в обеспечении соблюдения определенного «стандарта» освещенности. это имеет большое значение для фотографа (чья работа сосредоточена вокруг света), как в хирургическом отделении или в других помещениях, таких как офисы.

 

Что такое фут-свеча?

 

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

 

Что такое световой поток?

 

Световой поток — это способ измерения воспринимаемой мощности или общего количества света, излучаемого источником света.Когда количество люменов — единица количества видимого света, которую может видеть человеческий глаз, используется для измерения интенсивности источника света. Для определения значения светового потока требуется площадь поверхности площадью один метр (люкс).

 

Общие измерения освещенности

 

Существует несколько типов показателей и измерений освещения, используемых в светотехнической промышленности. До сих пор мы рассматривали измерения, связанные с интенсивностью света — люмены, фут-канделы и люксы.

Хотя они полезны для специалистов по освещению, как эти термины соотносятся с реальным миром? Нам нужен небольшой контекст.Типичный класс, например, рекомендуется иметь уровень освещенности около 30-50 фут-кандел или 300-500 люкс. Сравните это с профессиональной лабораторией, в которой нормы освещения рекомендуют иметь уровень освещенности 75-120 фут-кандел или 750-1200 люкс. Различия в рекомендуемых уровнях освещенности публикуются IESNA (Общество светотехников 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, что в разных средах очень разные требования к уровню освещенности.

Чтобы еще больше объяснить это, вы можете подумать о самом большом естественном источнике света, который у нас есть, — о солнце. Примеры общих уровней освещенности:

  • Яркий летний день: 100 000 люкс (~10 000 фут-кандел)
  • Полный дневной свет: 10 000 люкс (~1 000 фут-кандел)
  • Пасмурный день: 1000 люкс (~100 фут-свечей)
  • Традиционное офисное освещение: 300–500 люкс (30–50 фут-кандел)
  • Общая лестница: 50-100 люкс (5-10 фут-кандел)
  • Сумерки: 10 люкс (1 фут-свеча)
  • Полнолуние: <1 люкс (<0. 1 фут-свеча)

 

Какой измеритель следует использовать для измерения интенсивности света?

 

Специалисты по освещению используют люксметр (также называемый измерителем освещенности или люксметром) для измерения количества света в пространстве/на определенной рабочей поверхности. Экспонометр имеет датчик, который измеряет падающий на него свет и предоставляет пользователю измеримые показания освещенности.

Эти портативные устройства обычно используются фотографами для расчета правильной освещенности.Тем не менее, они также являются важным инструментом, который используется для измерения и проверки уровня освещенности в искусственной среде. Экспонометры — особенно полезный инструмент, если вы измеряете свет для безопасности или чрезмерного освещения, которые вызывают напряжение глаз и трату энергии.

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

Вот почему люксметры настроены на источник света стандарта CIE A . Стандартный люксметр необходим для измерения освещения лампами накаливания, но как насчет светодиодного освещения? Для измерения интенсивности света от светодиодного освещения вы должны использовать светодиодный люксметр .

Светодиодное освещение

становится все более распространенным в коммерческих помещениях 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 интенсивность света с помощью люксметра

Лучшим способом измерения интенсивности света является использование люксметра, который 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 установить так называемое базовое измерение — окружающее освещение.

Это означает, что вы можете видеть, насколько существующее освещение добавляет комнате значение после включения света.

 

2. Включите свет, снимите мерки

 

Из центральной части помещения убедитесь, что ваш люксметр настроен на запись ваших новых показаний. Помните, что не следует торопиться — подождите несколько секунд, чтобы освещение достигло полной яркости (особенно если вы измеряете свет от компактных люминесцентных ламп).

 

3. Отметьте свои дифференциальные показания

 

Просто вычтите уровень окружающего освещения из уровня освещенности – так называемое дифференциальное (или дельта) измерение, это количество света, производимого существующими светильниками. С помощью этого устройства измерения освещенности вы можете оценить, как оно соотносится с требуемыми оптимальными уровнями освещения.

 

4. Проверьте другие области комнаты

 

При открытом освещении офиса или коридора показания люксметра теоретически должны быть постоянными.Тем не менее, возможно, стоит проверить любые потенциальные «слепые» зоны, чтобы убедиться, что у вас есть последовательность.

 

Как интенсивность света влияет на функционирование

 

Интенсивность света влияет на то, как люди живут, работают и взаимодействуют. Совсем недавно исследователи обнаружили, как свет влияет на наше здоровье и самочувствие. Исследования показали, что, хотя стандартный искусственный свет удовлетворяет наши зрительные потребности, его недостаточно для обеспечения надлежащих биологических сигналов, необходимых нашему телу и мозгу, и он может даже оказать негативное влияние на наше здоровье в долгосрочной перспективе. Причина в том, что люди сейчас проводят большую часть своей жизни в помещении — мы потеряли связь с солнцем и солнечным днем ​​и больше не получаем важные световые сигналы, необходимые нашему телу и мозгу для улучшения сна и бодрствования в дневное время. Мы живем в помещениях, которые слишком тусклые, чтобы наш мозг мог распознать дневное время, и слишком яркое ночью, чтобы наш мозг распознал 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 полумраке лекционного зала или конференц-зала, 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 проводят около 87% нашего времени в помещении. Это означает, что большая часть нашего «дневного» освещения почти полностью обеспечивается искусственным освещением.

Без надлежащего дневного света и из-за того, что мы остаемся более активными ночью при ярком освещении, наши циклы сна и бодрствования, которые напрямую связаны с нашими циркадными ритмами и выработкой мелатонина (ключевого гормона сна) , становятся нерегулируемыми. Для полноценного и спокойного сна, 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 тело, так и 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 от достаточного количества дневного света, и именно поэтому сезонное аффективное расстройство (САР) является такой проблемой во время продолжительной темноты наших зимних месяцев!

В том же исследовании о «пользе солнечного света» объясняется:

«Свет, который мы получаем на улице в летний день, может быть в тысячу раз ярче, чем мы когда-либо видели в помещении», — говорит исследователь мелатонина Рассел Дж.Райтер – 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 оказать серьезное влияние на ритмы мелатонина и 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 бизнеса — сотрудники компании, которые хорошо отдохнули ночью, здоровее, счастливее и, следовательно, более продуктивны.Подумайте о времени, когда вы отправились в поход, в поход или просто провели целый день на свежем воздухе — много раз мы обнаруживаем, что после такого опыта мы можем лучше и крепче спать.

 

Что такое циркадное освещение или освещение, ориентированное на человека?

 

 

Циркадное освещение

, также называемое ориентированным на человека освещением (HCL), фокусируется на освещении для здоровья и благополучия человека, а также на том, как мы можем использовать искусственный свет, чтобы обеспечить преимущества естественного дневного света. До недавнего времени искусственное освещение было сосредоточено на зрительной системе человека, циркадное освещение отвечает потребностям биологии человека и его циркадной системы — цель состоит в том, чтобы обеспечить свет, который помогает людям чувствовать себя бодрее, счастливее и продуктивнее в течение дня и улучшает сон. ночью. При проектировании рабочей среды преимущества циркадного освещения или HCL могут способствовать благополучию и сплоченности работников.

 

Как выбрать идеальную интенсивность света

 

В разных помещениях требуются разные уровни и интенсивность света.Установление надлежащего уровня освещенности не только позволяет нам видеть и выполнять задачи, но и дает подсознательные визуальные подсказки, помогающие ориентироваться в пространстве и визуальную иерархию. Вы можете этого не осознавать, но даже освещение в корпоративной среде часто используется для создания ощущения «культуры компании». 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 не удобно иметь везде одинаковый уровень интенсивности света.

Давайте подумаем, например, о конференц-залах или переговорных комнатах. Презентации или встречи с высокой вовлеченностью потребуют другой интенсивности света по сравнению с неформальным проектом совместной работы.

В конференц-залах может потребоваться 30 фут-кандел (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 помещений важно иметь многослойное освещение и универсальное и ориентированное на человека решение освещения, отвечающее потребностям жильцов. Некоторые конференц-залы предназначены для быстрого наверстывания упущенного, а другие используются для обучения в течение всего дня. Если эти помещения не имеют доступа к дневному свету, становится чрезвычайно важным подумать о том, как можно использовать циркадное освещение, чтобы улучшить самочувствие этих помещений.

Другой средой, для которой интенсивность внутреннего освещения является важным фактором, являются классы .Обучение — это визуальный опыт, поэтому соответствующие световые решения должны соответствовать физической среде. Мы должны учитывать горизонтальные задачи (количество света, необходимое на столах) и вертикальные задачи (количество света, необходимое для того, чтобы видеть надпись на доске). Как правило, для типичного класса рекомендуется 30 фут-кандел (300 люкс) в горизонтальной плоскости.

В школьной среде мы также хотим рассмотреть методы уменьшения бликов при сохранении постоянного уровня освещенности, чтобы все учащиеся 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 поликлиники. Больницы представляют собой сложные помещения для освещения, в них есть множество людей, которые имеют противоречивые потребности в освещении: пациентам может потребоваться низкий уровень освещения, в то время как медсестрам нужен свет, чтобы видеть, что они делают. Потребности в освещении дневных медсестер по сравнению с ночными медсестрами также являются проблемой.

Помещения для ухода за пациентами нуждаются в высококачественном освещении, чтобы медицинские работники могли правильно видеть вены и оттенок 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 обездвижены, вы не можете выйти на улицу, чтобы получить столь необходимую пользу для здоровья от дневного света. Это делает обеспечение циркадного освещения в зонах ухода за пациентами еще более важным. Кроме того, медицинскому персоналу также очень полезно использовать циркадное освещение, которое способствует продвижению сильных дневных циркадных сигналов.

Если мы сосредоточимся на палатах для пациентов , обеспечение здоровой и спокойной обстановки важно для выздоровления пациентов. Как правило, 10 фут-кандел (100 люкс) — это комфортная и более низкая интенсивность света для отдыха.

Но что делать, если пациент хочет читать – пациенту может потребоваться немного более высокий уровень освещенности – около 20 фут-кандел (200 люкс). Тем не менее, мы также должны учитывать потребности медицинских работников — в палатах для пациентов также есть отдельный светильник для осмотра, который можно включать и выключать по мере необходимости для проведения осмотра у постели больного, а также обеспечивать более высокий уровень освещения — до 50-75 фут-свечей или 500-750 лк.Кроме того, когда пациент спит, медицинскому персоналу может потребоваться войти в палату, чтобы взять жизненно важные органы, и им потребуется рабочий свет, который может обеспечить 10 фут-кандел (100 люкс), в идеале, не беспокоя пациента.

Важность выбора интенсивности света, использования слоев света для зрительного комфорта, а также внедрения технологии циркадного освещения ясна — это лежит в основе технологии циркадного освещения. BIOS человека потратил годы на разработку, используя научные исследования 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. />

единиц и измерений – Методы и материалы ANACC

Свет – Примечания о физических и субъективных единицах измерения

Физические единицы Субъективные единицы
  • Свет представляет собой форму энергии и может измеряться в единицах энергии (джоули, калории) или в квантовых единицах (кванты, эйнштейны).Преобразование между этими единицами зависит от длины волны.
  • 6 x 10 23 кванта = 1 моль света (или 1 эйнштейн в старой терминологии)
  • Свет можно измерить субъективно, основываясь на яркости, воспринимаемой человеческим глазом. Единицы измерения включают свечи, люмены, фут-кандели и люксы.
  • Источник света имеет светимость в одну свечу, если его мощность соответствует мощности «стандартной свечи».
  • Мощность – это скорость генерации, передачи или поглощения света, измеряемая в ваттах (1 ватт = 1 джоуль с -1 ) или эйнштейнов с -1
  • Световой поток эквивалентен мощности.Источник в одну свечу дает световой поток мощностью в одну свечу или 4π люмен.
Интенсивность светового пучка определяется как мощность на единицу поперечного сечения и измеряется в ваттах rn -2 или эйнштейнах м -2 сек -1
  • 6 x 10 квантов 17 m -2 сек -1 =1 микроэйнштейн (mE) m -2 сек -1
  • Интенсивность света измеряется, например, с помощью люксметра LICOR или измерителя QSL (квантово-скалярной освещенности). (тип QSL считается более точным из-за его сферического, а не плоского коллектора).

Интенсивность на расстоянии:

— один фут от стандартной свечи равен одной фут-свечке

— один метр стандартной свечи равен одной метровой свече или одному люксу.

NB . 1 фут-кандел = 10,8 люкс

  • Сила света измеряется, например. фут-свеча метр, тип фотографического экспонометра.
  • Эти единицы предпочтительны для большинства целей в фотохимии и фотобиологии. Они используются для измерения интенсивности окружающего света, например. в лимнологии и океанографии.

Полезный диапазон для выращивания микроводорослей

20-200 мкмоль. фотоны м -2 с –1

Прямой солнечный свет (полдень в тропиках) составляет примерно 1700 мкмоль. фотоны м -2 с –1

  • Эти единицы измерения основаны на человеческом зрении и поэтому полезны для определения безопасных и комфортных уровней освещения, например. школы и офисы.

NB . В других контекстах эти единицы могут вводить в заблуждение. Например, некоторые фотосинтезирующие бактерии, использующие инфракрасный свет, не будут расти под яркими флуоресцентными лампами, лишенными инфракрасного излучения; однако вольфрамовые лампы с более тусклым внешним видом, но с большим инфракрасным излучением, будут способствовать гораздо лучшему росту.

Примечание. Преобразование физических единиц в субъективные единицы зависит от относительной видимости различных длин волн, т. е. определенные длины волн «более заметны» для человеческого глаза, чем другие.Следовательно, как преобразование между люксами и мкмоль. фотоны м 90 272 -2 90 273 с 90 272 –1 90 273 — преобразования, зависящие от длины волны, должны быть только аппроксимированы;

например; Х мкмоль. фотоны м -2 с -1 = люкс x ~0,0165 …или…1000 люкс = 16-20 мкмоль. фотоны м -2 с –1

 

Ссылки

Клейтон, РК (1970). Свет и живая материя. Том 1. Физическая часть. Книжная компания McGraw-Hill, Нью-Йорк.

Херши, Д.Р. 1991. Измерение освещенности растений и расчеты. Американский учитель биологии 53 :351-53.

Морель, А. и Смит, Р. К. 1974. Связь между общим количеством квантов и общей энергией для водного фотосинтеза. Лимнол. Окканогр 19 :591-600.

Понимание измерения освещенности и освещенности

Фундаментальные знания об освещенности и измерении освещенности являются ключевыми при выборе светодиодного освещения для промышленной автоматизации

быть освещенным.Чтобы камера системы могла захватывать изображение с максимальной контрастностью, разработчики могут выбирать из ряда различных продуктов освещения. Они варьируются от линейных источников света, кольцевых источников света, прожекторов и ламп задней подсветки — все они могут использоваться в осевых или внеосевых конфигурациях и/или с несколькими длинами волн в диапазоне от УФ, видимого до ИК/длин волн.

Однако одним из наиболее важных соображений при выборе любого типа освещения является количество света, необходимое для любого конкретного применения.Подсветка детали, например, для измерения размеров, может не требовать очень яркой подсветки. В качестве альтернативы, для приложений с высокоскоростным линейным сканированием, когда детали движутся с высокой скоростью, а время экспозиции камеры мало, может потребоваться чрезвычайно яркий свет.

Измерение света

Для системных интеграторов, которым поручено сравнивать светильники разных производителей, определение количества света, излучаемого светодиодными светильниками, которое на первый взгляд может показаться сопоставимым, может оказаться сложной задачей, поскольку светоотдача может быть указана в нескольких различных способы.

Когда деталь освещается светодиодным светом, яркость представляет собой меру количества света, отраженного от поверхности, и указывает яркость света, излучаемого или отраженного от поверхности. Это может быть измерено в канделах на квадратный метр (cds/m 2 ) или в фут-ламбертах (fLs).

Освещенность, с другой стороны, описывает измерение количества света, освещающего площадь поверхности, измеряется в люксах или фут-канделях и коррелирует с тем, как люди воспринимают яркость освещенных участков.

В то время как фотометрические измерения, такие как яркость и освещенность, обеспечивают измерение света с точки зрения его яркости, воспринимаемой человеческим глазом, радиометрические измерения предоставляют информацию о количестве мощности света (или энергии) на всех длинах волн. Фотометрические измерения часто используются для определения мощности ультрафиолетового или инфракрасного излучения и обычно не используются в приложениях машинного зрения. Такие фотометрические измерения включают освещенность и яркость.

В то время как освещенность представляет собой меру мощности излучения , полученного поверхностью на единицу площади, и измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м 2 ), излучение представляет собой мощность излучения , излучаемую поверхностью, на единицу телесного угла на единицу площади проекции, которая измеряется в ваттах/стерадианах/м 2 .

Для разработчиков систем машинного зрения, работающих в видимом спектре, наиболее полезным из этих измерений является освещенность. Измерители освещенности могут использоваться для выполнения этого измерения с источниками света, используемыми в постоянном режиме, а также с источниками света, работающими в режиме стробирования.

Измерение освещенности при постоянной работе относительно просто. Однако освещенность стробируемого света также можно рассчитать с помощью экспонометра. Если, например, свет вспыхивает в течение 10 мс, а светодиод выключается на 100 мс, прежде чем активируется следующий строб, то фактическая интенсивность составляет примерно 1/10 от того, что было бы, если бы свет был включен постоянно.

Закон обратных квадратов

Часто системный интегратор выбирает источник света, например прожектор, и размещает его на определенном расстоянии от освещаемой детали. Если требуется больше света, одним из наиболее полезных эмпирических правил для определения того, как этого можно добиться, является закон обратных квадратов. Поскольку интенсивность света уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, количество света падает как 1/(расстояние от детали) 2 . Таким образом, свет, расположенный на расстоянии 2 фута от детали, будет иметь ¼ видимого света, расположенного на расстоянии 1 фута.Очевидно, что размещение источника света ближе к освещаемому объекту значительно увеличивает количество света.

Размещение источника света ближе к детали может увеличить уровень освещенности, но в случаях, когда это невозможно, разработчики также должны подумать о том, как максимально увеличить количество света, используемого для освещения объекта. Например, в случае прожектора, используемого для освещения объекта, правильная фокусировка света на заданном поле зрения и расстоянии может увеличить количество освещения.Например, для прожектора диаметром 100 мм на расстоянии 1 м требуется линза 5,8 o на светодиоде, чтобы максимизировать уровень освещения на этом расстоянии.

На сегодняшний день сложно сравнивать светотехнические изделия. В связи с этим AIA (www.a3automate.org), EMVA (www.emva.org) и JIIA (www.jiia.org) разрабатывают стандарт, позволяющий разработчикам систем машинного зрения сравнивать разные источники света от разных производителей из разных стран мира. практическую, а не теоретическую точку зрения.Есть надежда, что этот стандартный подход позволит эффективно сравнивать характеристики освещения у разных производителей и в пределах линейки продуктов производителей, основываясь, прежде всего, на таких факторах, как интенсивность света на указанном рабочем расстоянии, однородность светового рисунка, размер/форма (FOV) и проецируемый световой пучок. распространение.

Полное руководство по измерению освещенности


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

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

Давайте погрузимся в…

 

Хотите узнать больше об измерении освещенности? Получите бесплатный PDF

Получите версию в формате PDF, чтобы сохранить ее на рабочем столе и прочитать, когда вам будет удобно.

(Электронная почта не требуется):

 

Содержимое

Глава 1: Единицы измерения освещенности  – Общие термины измерения освещенности

Глава 2: Радиометрия — Сколько света

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 условия измерения освещенности)

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

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных единиц и терминов:

Flux (Световой поток) — происходит от латинского слова Fluxus, означающего поток, поток — это количество энергии, излучаемой светом в секунду, измеряемое в люменах (лм) .

Когда дело доходит до освещения, необходимо учитывать ватт (Вт) (потребляемая энергия) и люмен (лм) (яркость). Или потребление электроэнергии по сравнению со светоотдачей. Люмены взвешиваются 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) — Основная единица силы света в системе СИ. Это единица силы света источника света в определенном направлении.2 = 1 нит
    • Nit  (nt) — название 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 воспринимает это визуально с точки зрения яркости или яркости, которая измеряется в канделах

Глава 2

Радиометрия Количество света

Что такое радиометрия

В целом радиометрия — это наука об измерении электромагнитного излучения.Что касается оптики, то это относится к обнаружению и измерению световых волн в оптической части электромагнитного спектра (инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый). Радиометрия включает также характеристику распределения абсолютной мощности излучения.

Почему важна радиометрия

Радиометрия охватывает широкий спектр потребностей в восприятии и измерении света.

Вот некоторые распространенные приложения: 

[источник]

4 Общепринятые геометрические описания в радиометрии 

Основная единица радиометрии называется Лучистый поток .

1. Лучистый поток / Мощность — Выражаемый в ваттах лучистый поток можно определить как общую 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 — Интенсивность излучения, также измеряемая в ваттах, представляет собой количество потока, испускаемого через известный телесный угол.

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

4. Излучение — Измеряется в ваттах на квадратный метр в стерадианах, излучение является мерой интенсивности излучения, излучаемого с единицы площади источника.

Глава 3:

Фотометрия — как вы видите свет 

(видимый свет)

Что такое фотометрия

Фотометрия — это разновидность радиометрии, применимая 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 интенсивности 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 ультрафиолетовое и инфракрасное излучение». //www.фотоника.com/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 с радиометрией, применение фотометрии также разнообразно. Он используется в ряде отраслей для проверки интенсивности света, излучаемого дисплеями, приборными панелями, приборами ночного видения и многим другим.

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

1. Световой поток — Измеряемый в люменах, световой поток представляет собой измерение общей воспринимаемой мощности, излучаемой во всех направлениях источником света.

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

3. Освещенность — Измеряется в люменах на единицу площади, освещенность относится к количеству света, падающего на поверхность.Освещенность также может выражаться в фут-канделях.

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: JC 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 изучение взаимодействий между светом и веществом, а также 90 274 реакции и измерения интенсивности излучения и длины волны 90 275 .

На приведенной ниже диаграмме показано, как спектрометрия используется для анализа образца. Образец показан на шаге 2. Спектрометрию также можно использовать для анализа длин волн, присутствующих в данном источнике света. В этом случае между источником и дифракционной решеткой не будет образца.

 i Автор:  Общественная лаборатория Спектрометрическая диаграмма [CC BY 2. 0] (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/), с flickr

Спектрометрия использует:

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

  • В астрономии мы можем использовать уникальные спектры для определения химического состава космических объектов.
  • Мы также можем использовать его для определения свойств космических объектов: главным образом их температуры, а также их скорости.
  • Он применяется для скрининга метаболитов, а также для анализа и улучшения структуры лекарств.

Биомедицинское использование света включает диагностические и терапевтические применения. Узнайте больше о спектроскопии в биомедицинских службах.

Спектрорадиометрия — это «измерение световой энергии на отдельных длинах волн в пределах электромагнитного спектра. Ее можно измерить по всему спектру или в определенном диапазоне 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:

Спектральное излучение — излучение поверхности на единицу частоты или длины волны. Единицей СИ для спектральной яркости является ватт на квадратный метр, стерадиан нанометр.

Спектральная освещенность — освещенность поверхности на единицу частоты или длины волны.Единицей СИ для спектральной освещенности является 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.

Компания

Science написала пошаговую статью/эксперимент о том, как рассчитать интенсивность света с интенсивностью света вокруг лампочки, излучающей свет одинаково во всех направлениях. В заключении уточнялось, 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, излучаемого объектом в определенном направлении и зависит от длины волны излучаемого света.   

Что имеет наибольшее значение с точки зрения измерения интенсивности света , так это фактическое количество люменов, падающих на конкретную поверхность.

Измерение уровня освещенности

Как отмечалось выше, поток — это общий световой поток. В ваттах относится абсолютная мощность, а в люменах взвешиваются для человеческого восприятия.

В чем разница между яркостью и освещенностью

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

Освещенность измеряется как количество света, падающего на поверхность.

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

Top Light Co назвала его лучшим…

Подумайте об этом так: IL-яркость, IL, I = падающий свет. Освещенность измеряет падающий свет. Яркость — это то, что покидает поверхность — L = уход. Освещенность измеряет инцидент, яркость измеряет то, что уходит.

 Глава 6:

Какие инструменты используются для измерения света

1. Фотометр

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

Два типа фотометров:

1. Измерители яркости — определяют видимую выходную мощность источника света

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

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

Яркомер и колориметр

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 и приложения Integrating Sphere

3. Спектрометр

«Основная функция спектрометра состоит в том, чтобы воспринимать свет, разбивать его на спектральные компоненты, оцифровывать сигнал как функцию длины волны, считывать и отображать его на компьютере.”

Спектрометр

4. Экспонометр

Экспонометр — это устройство, используемое для измерения уровня освещенности . Уровень освещенности — это количество света, измеренное в плоскости.

Заключение

Существует много терминов и технологий, используемых, когда речь идет о силе света и измерении освещенности. Это ключ к пониманию того, как все эти уникальные аспекты объединяются.

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

Как измерить свет в фут-канделях, люменах и люксах

Как определить уровень освещенности, необходимый для различных применений для достижения оптимального освещения и безопасности, а также зрительного комфорта? Мы часто покупаем лампочки в соответствии с их потребляемой мощностью, не зная количества света, которое они излучают. Как мы измеряем свет? В светотехнической промышленности мы часто говорим о фут-свечах, люменах и люксах. Ниже приведены основные ссылки, которые помогут вам измерить свет.

Фут-свеча

Вот простая иллюстрация, которая поможет вам понять измерение фут-свечей. Представьте себе установку свечи на расстоянии 0,30 метра (1 фут) от плоской стены, на которой мы нарисовали квадрат размером 0,09 квадратных метра (1 квадратный фут). Один люмен на квадратный фут будет освещать эту поверхность.

Фут-канделя является наиболее распространенным в отрасли показателем освещения. Почему мы до сих пор используем слово «свеча» для измерения света в наши дни? Объяснение этого выбора восходит к происхождению самой свечи.Когда люди начали измерять интенсивность света, свечи были самым распространенным доступным источником света.

В то время свечная промышленность обеспечивала последовательный, устойчивый, чистый и эффективный способ измерения света. Таким образом, мы используем это известное выражение и по сей день.

Люмен и Люкс

Люмен — важная величина: он измеряет общее количество видимого света, излучаемого данным источником. Все остальные измерения основаны на люменах. Измерение люменов произошло от базовой концепции фут-свечей.Это может быть более или менее проиллюстрировано изображением, показанным здесь. Сегодня существует более научное определение, но этот рисунок помогает визуализировать просвет.

Представьте себе свечу, установленную в центре сферы диаметром 0,60 метра (2 фута). Если мы прорежем отверстие размером 0,09 квадратных метра (1 квадратный фут) в центре этой сферы, свет, который будет сиять, будет тем, что мы определяем как люмен.

Фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут. Это британская мера.В метрической системе люмен измеряется квадратным метром или люксом. Таким образом, фут-свеча эквивалентна примерно 10 люксам или 10,57 люксам.

Большее количество люменов указывает на более яркий и интенсивный свет, тогда как меньшее количество люменов указывает на более тусклый и приглушенный свет.

Как измерить люмен или люкс

В действительности люмены измерить довольно сложно: обычно требуются лабораторные исследования. Следовательно, если вы хотите узнать количество люменов, излучаемых вашей лампой или светильником со встроенной колбой, вы можете обратиться к упаковке продукта или ознакомиться с каталогом светильников.

Переход от ватт к люменам

Имеет смысл оценивать количество света по потребляемой лампой мощности. Если вы хотите заменить лампочку, следуйте этому простому практическому правилу, чтобы преобразовать ватты в люмены и наоборот.

Сколько освещения вам нужно?

Обычно мы устанавливаем оптимальные требования к освещению, исходя из потребности в подходящих фут-свечах. Как вы можете определить наилучшее количество освещения для вашего конкретного приложения? Общество инженеров-светотехников Северной Америки (IES) установило ряд рекомендаций, с которыми вы, возможно, захотите ознакомиться.

Ниже представлена ​​инфографика с рядом рекомендаций по определению количества люменов, необходимого для освещения различных комнат вашего дома:

Свяжитесь с одним из наших экспертов по освещению. Эта услуга по оценке промышленного или коммерческого применения бесплатна.

Связаться с нами

Как измеряется интенсивность света?

Человеческое зрение зависит от света. Свет отражается от поверхностей в глаза, проходя через роговицу и зрачок, формируя изображение на сетчатке. Глаз чувствителен к очень широкому диапазону интенсивности света, но при низких уровнях теряет способность различать детали. Вот почему такие точные работы, как хирургия, измерение или сборка, лучше всего выполнять при ярком свете. Работа при плохом освещении вызывает усталость и ошибки. Промышленные аварии чаще происходят при низком уровне освещенности. Кроме того, хорошее освещение определяет, насколько хорошо люди могут наблюдать за шоу и делать качественные фотографии. В этом информационном документе от OMEGA Engineering, чтобы помочь разобраться в измерении интенсивности света, рассматриваются:

  • Что такое свет?
  • Как измеряется свет?
  • Ситуации, требующие измерения освещенности
  • Светоизмерительная техника
  • Светоизмерительное оборудование

Что такое свет?

Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется в пространстве в виде волны.Подобно микроволнам и рентгеновским лучам, эти волны имеют длину волны и частоту. Разница в том, что люди обладают рецепторами, способными воспринимать энергию с длинами волн от 400 до 700 нм и преобразовывать ее в изображения.

Отдельные длины волн соответствуют различным цветам. Свет с длиной волны около 420 нм воспринимается как синий, 525 нм — как зеленый, а 635 нм — как красный. Более длинные волны называются инфракрасными (которые воспринимаются как тепло), а более короткие волны называются ультрафиолетовыми, а затем рентгеновскими лучами.

Источники света на основе тепла («источники накаливания») излучают электромагнитную энергию на всех длинах волн, поэтому они кажутся белыми.Фактическое распределение длин волн в этом свете зависит от температуры источника. Флуоресцентные лампы кажутся белыми только в результате флуоресценции покрытия на стекле или трубке, а светодиоды излучают свет только на одной определенной длине волны.

Как измеряется свет?

Источник света, как нить накаливания лампы накаливания, излучает свет во всех направлениях. По сути, он находится в центре сферы излучаемого света (именно поэтому световые единицы относятся к стерадианам).Суммарная энергия всего испускаемого света называется «световым потоком».

Основной единицей света является кандела, номинально свет, излучаемый одной свечой, или, точнее, «источник, который излучает монохроматическое излучение с частотой 540 x 1012 герц и имеет силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан».

Одна кандела на стерадиан называется люменом и представляет собой наиболее знакомую людям меру интенсивности света. Однако самое важное с точки зрения измерения интенсивности света — это количество люменов, падающих на поверхность, которое выражается в люксах.Таким образом, один люкс равен одному люмену на квадратный метр, это отношение яркости к расстоянию от источника. (В США принято выражать силу света в фут-свечах. Одна фут-свеча эквивалентна одному люмену на квадратный фут).

Подводя итог, световой поток выражается в люменах, а интенсивность света измеряется в люменах на квадратный метр или в люксах.

Ситуации, требующие измерения освещенности

Фотостудия

Основными причинами измерения интенсивности света являются обеспечение соблюдения минимальных стандартов освещенности и определение подходящего времени экспозиции в фотографии и кинематографии.Ниже описаны четыре часто встречающиеся ситуации.

1. Эргономика и безопасность

Минимальные уровни освещенности рекомендуются для многих сред. В то время как некоторые, такие как строительство и верфи, имеют очень специфические требования OSHA, для общепромышленного применения OSHA ссылается на стандарт ANSI/IESNA RP-7-2001 «Практика промышленного освещения». Это определяет минимальную интенсивность, необходимую для безопасного и точного выполнения ряда задач.

В некоторых организациях интенсивность света измеряется только реактивно, как правило, после падения или другого несчастного случая.Более разумным подходом является проведение обследования освещения, документирование уровня освещенности на рабочем месте. Если обнаружены области ниже минимально допустимых уровней, тогда может быть реализован план улучшения.

2. Фотография и кинематография

Интенсивность света лежит в основе фотографии. Низкая освещенность вынуждает фотографа увеличивать время выдержки или открывать диафрагму объектива, а иногда и то, и другое. Хотя многие современные камеры имеют встроенный замер освещенности, все же полезно знать уровень освещенности вокруг объекта, особенно для студийной или портретной фотографии.

Знание уровня освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость кадра, что важно в кинематографии. Измеряя уровни освещенности, оператор может получать стабильные результаты, обеспечивая непрерывность.

3. Мониторинг погоды

Несмотря на то, что многие экспонометры настроены для работы с лампами накаливания, они по-прежнему полезны для проведения сравнений на открытом воздухе. Например, счетчик может производить записи, показывающие разницу в интенсивности между летним и зимним солнцестоянием. Картирование интенсивности света в области, предназначенной для солнечных батарей, может помочь определить оптимальное место для каждой панели. Тем, кто занимается сельским хозяйством, может быть полезно определить области с более низкой интенсивностью света в теплице.

4. Театральные декорации и оформление интерьера

Различия в интенсивности света — эффективный способ привлечь внимание аудитории. Художник по декорациям может захотеть, чтобы конкретный реквизит или актер отбрасывался в тени для одной сцены и выделялся для следующей.Точно так же дизайнер интерьеров будет использовать различия в интенсивности для создания определенного внешнего вида. Установка уровней освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость определенного внешнего вида и ощущения, а также убедиться, что света достаточно, чтобы зрители могли видеть черты лица актеров.

Технология измерения света

Свет падает на датчик, где энергия фотонов преобразуется в электрический заряд. Чем больше света падает на поверхность, тем больше накапливается заряд.В общих чертах они коррелируют. Калибровка измерительной электроники преобразует ток или напряжение в значение в люксах.

Ситуация осложняется тем, что человеческий глаз не одинаково чувствителен ко всем длинам волн света и более чувствителен к зеленому цвету. Таким образом, если на метр падает одинаковая интенсивность синего и зеленого света, в то время как исходное значение люкса может быть одинаковым, наблюдатель-человек будет воспринимать больше зеленого света. Чтобы решить эту проблему, люксметры настроены на ожидание света со спектральным распределением бытового освещения с вольфрамовой нитью.Он определяется как стандартный источник света A CIE и регулирует необработанное измерение интенсивности, чтобы оно лучше соответствовало восприятию яркости человеком. Стандартный источник света A CIE рекомендуется для использования во всех случаях, связанных с использованием ламп накаливания.

Светомеры

Внутренняя рабочая среда

Прочные портативные измерители параметров окружающей среды для измерения скорости вращения и освещенности разработаны как простые в использовании портативные приборы для измерения интенсивности света. Основанные на стандарте CIE Standard Illuminant A, эти устройства идеально подходят для использования в местах с освещением лампами накаливания и обеспечивают показания при флуоресцентном освещении с небольшой погрешностью в диапазоне измерений от 1 до 200 000 люкс (от 0 до 18 580 фут-кандел).

Эти приборы идеально подходят для всех, кому необходимо проверить уровень освещенности в рабочих условиях внутри помещений, для фотографии, оформления театральных декораций, дизайна интерьера и кинематографии. Его можно использовать на открытом воздухе, где достаточно сравнительных значений или соотношений, но не следует полагаться на точные значения интенсивности из-за калибровки CIE.

Информация о продукте Техническое обучение

Наука со смартфоном: измерение освещенности с помощью Lux

Это наше второе задание, требующее использования смартфона или планшета.Пожалуйста, сообщите нам свое мнение. Электронная почта [email protected] с отзывами об использовании технологий в этой и будущей деятельности Bring Science Home.

Ключевые понятия
Физика
Свет
Измерение
Математика

Введение
Знаете ли вы, что можете использовать смартфон в качестве научного инструмента для изучения 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 для проверки яркости света от различных источников света и мест. Насколько яркая лампа для чтения в вашей гостиной по сравнению с прямым солнечным светом? Попробуйте это занятие, чтобы узнать!

Фон
Измерение вещей вокруг вас, таких как расстояние, 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 можете измерять свет? Вы можете описать уровни освещенности по отношению к другим вещам, например, «темно, как ночь» или «ярче, чем солнце», но вы, вероятно, не будете использовать число. Но так же, как вам может понадобиться линейка для измерения расстояния, вы можете использовать инструмент для измерения точных единиц света.

Свет можно измерять по-разному. Одна единица измерения называется люкс и описывает, сколько света падает на определенную площадь. (Это отличается от единицы люменов, которая показывает общее количество света, излучаемого источником света.) Количество люксов уменьшается 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 вблизи, 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 темной ночью до более 30 000 люкс при прямом солнечном свете!

Вот тут-то и пригодится смартфон. Уже давно существуют автономные люксметры (например, для использования в фотографии), устройства с датчиком освещенности и экраном, который будет отображать уровень освещенности в люксах.Однако современные смартфоны и планшеты, как правило, содержат встроенные датчики освещенности, которые используются для автоматической регулировки яркости экрана в зависимости от уровня освещенности (например, делая экран ярче и лучше видно, если вы используете устройство под прямыми солнечными лучами, но уменьшая яркость экрана). экран в более темных условиях, чтобы он не был слишком ярким для ваших глаз). Многие телефоны могут запускать приложения, которые будут отображать показания освещенности в люксах. Чтобы узнать больше об уровне освещенности в окружающем мире, 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.))
  • Различные локации (темный чулан, комната с окнами, улица и т.д.)
  • Линейка (дополнительно)


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 приложением для измерения уровня люкс. 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 комнату или поднесите его к лампочке (лампочки не только яркие, но и горячие, поэтому будьте осторожны), и вы увидите, что числа колеблются. .
  • Найдите датчик освещенности на своем устройстве. Обычно он находится в верхней части передней панели телефона (со стороны экрана). Вы можете сделать это, проведя кончиком пальца по поверхности телефона, когда приложение люксметра открыто. Когда ваш палец закрывает датчик освещенности, показания должны падать.Убедитесь, что вы случайно не накрыли сенсор во время выполнения упражнения.
  • Примечание. Некоторые приложения могут отображать уровни освещенности в других единицах измерения, таких как «EV», что означает «значение экспозиции» и используется в фотографии для измерения количества света, попадающего на камеру. Понятия, описанные в этом упражнении, по-прежнему применимы, и вы по-прежнему можете сравнивать различные источники света или то, как уровни освещенности изменяются в зависимости от расстояния до источника света. Однако числа, которые вы измеряете в EV, не будут такими же, как в люксах.


Процедура

  • Проверьте, как показания в люксах изменяются с расстоянием от фиксированного источника света. Например, встаньте прямо под потолочным светильником, держите телефон экраном вверх и двигайте телефон вверх и вниз. В качестве альтернативы держите телефон боком и направляйте его на торшер, когда вы подходите ближе и дальше от лампы. Как показания меняются с расстоянием?
  • Теперь сравните разные источники искусственного света на одинаковом расстоянии.Для этого можно использовать линейку или любой удобный предмет (или часть тела, например предплечье) в качестве прокладки. Точное расстояние не имеет значения, если вы держите его постоянным. Чем фонарик отличается от лампочки? А как насчет света от экрана телевизора или компьютера? Какой источник света в вашем доме самый яркий? Самое тусклое?
  • Наконец, измерьте уровень окружающего освещения в разных местах. Выключите все источники искусственного света. Как уровни освещенности снаружи соотносятся с уровнями освещенности внутри? А как насчет комнаты с закрытыми оконными переплетами по сравнению с открытыми оконными переплетами? В комнате, где вы спите ночью, а не днем? Какая комната в вашем доме получает больше всего естественного света? В какой комнате меньше всего?
  • Дополнительно: Попробуйте наклонить телефон относительно источника света и посмотрите, как изменятся показания.


Наблюдения и результаты
Вы, наверное, замечали, как резко меняется освещенность в люксах при удалении от источника света. Вы можете прочитать только несколько десятков или сотен люкс, когда вы находитесь через комнату от лампочки, но если вы поднесете свой телефон прямо к лампочке, показания могут быть в тысячах или даже десятках тысяч. Это происходит из-за математической зависимости, называемой законом обратных квадратов. Когда свет распространяется наружу от источника, количество света, попадающего на каждую область, очень быстро падает.Солнце так далеко, что может показаться удивительным, что показания в люксах под прямыми солнечными лучами такие высокие (десятки тысяч люкс). Это дает нам представление о том, насколько ярко само солнце!

Если вы попытались наклонить телефон, то могли заметить, что показания уменьшились, хотя расстояние от телефона до источника света не изменилось. Угол поверхности относительно источника света также определяет, сколько света падает на нее, потому что свет распространяется по прямой линии.Поверхность, перпендикулярная (под углом 90 градусов) световым лучам, будет собирать больше всего света. Вот почему так важно, чтобы солнечные панели были направлены прямо на Солнце, и почему полюса Земли получают меньше света (и холоднее), чем экватор.

Наличие единицы измерения и устройства для ее измерения может быть полезным для более точного определения и сравнения различных сред. Например, вы можете обнаружить, что определенный диапазон люксов наиболее удобен для чтения книги.Эти измерения можно использовать для проектирования зданий, таких как школы, чтобы обеспечить нужное количество света для различных областей и видов деятельности.

В зависимости от вашего телефона или приложения, которое вы использовали, диапазон значений, которые вы могли измерить, мог быть ограничен. Некоторые приложения, например, могут не отображать десятичные значения, что затрудняет измерение уровня освещенности ниже 1 люкс (другими словами, даже если реальное значение составляет 0,4 люкс, приложение будет отображать 0 люкс). Это наиболее распространено в очень темных местах, например, в шкафу или на улице ночью.Максимальное чтение также может быть ограничено приложением или аппаратным обеспечением телефона или планшета. Например, на улице под прямыми солнечными лучами вы можете увидеть только значение 10 000 люкс, даже если ожидали, что оно будет 30 000 люкс или более. Это полезно помнить при использовании любого измерительного прибора. Точно так же, как длина линейки не может отразить полную длину футбольного поля, или кухонный термометр не может определить температуру поверхности Солнца, многие цифровые измерительные инструменты не могут обеспечить полный диапазон возможных измерений. измерения.

Еще для изучения
Понимание освещенности: что такое люкс? из All About Circuits
Закон обратных квадратов, Свет, из Гиперфизики в Университете штата Джорджия
Рекомендуемые уровни освещенности (освещенности) для открытых и закрытых помещений (pdf), от Национальной оптической астрономической обсерватории
Наука с помощью смартфона: децибеллометр, от Scientific American
Занятия STEM для детей, от Science Buddies

Это задание было предложено вам в сотрудничестве с Science Buddies

.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.