كيف أقيس إضاءة لوكس؟

يمتد الطيف الكهرومغناطيسي إلى موجات الراديو ، بأطوال موجية من المليمتر أو أكثر ، إلى أشعة جاما ، بأطوال موجية أقل من تريليون من المتر. الأشعة فوق البنفسجية لها أطوال موجية من حوالي 1 إلى 400 نانومتر (نانومتر) ، حيث يكون النانومتر 10^-9 أمتار. ضوء مرئي، أو ببساطة أكثر ضوء، هو إشعاع كهرومغناطيسي في حدود 400 إلى 750 نانومتر تقريبًا ، بينما يتراوح طول موجات الأشعة تحت الحمراء من 750 إلى 2500 نانومتر

مثل كل الإشعاع الكهرومغناطيسي ، الضوء هو شكل من أشكال الطاقة. تدفق مشع، أو الطاقة ، هو إجمالي الطاقة المنبعثة من المصدر في الثانية. يتم التعبير عن التدفق المشع بالواط (W) وينتج من الإخراج في جميع الأطوال الموجية.

على عكس التدفق المشع ، فإن تدفق مضيئة المصدر هو طاقة الخرج في الأطوال الموجية المرئية فقط ، والتي تستثني الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. في وحدات SI ، يتم التعبير عن التدفق الضوئي كـ لومن (lm) ويتم تحديده من خلال ترجيح طاقة الخرج لمراعاة حساسية العين البشرية للأطوال الموجية المختلفة.

على سبيل المثال ، يستهلك المصباح المتوهج 100 واط 100 واط من الطاقة الكهربائية لإنتاج 10 واط فقط من الضوء المرئي. تصبح الطاقة المتبقية 90 وات من ضوء الأشعة تحت الحمراء والحرارة المهدرة ، وهي عديمة الفائدة بصريًا. يشمل التدفق المشع ضوء الأشعة تحت الحمراء وسيكون قريبًا من 100 واط. ومع ذلك ، فإن التدفق الضوئي سيكون فقط 10 واط من الطاقة في الأطوال الموجية المرئية ، والمرجحة لتعكس استجابة أعيننا ، لإنتاج حوالي 1600 لومن.

يقيس التدفق الضوئي كيف ندرك سطوع مصدر الضوء. ومع ذلك ، تتطلب العديد من المواقف معرفة مقدار الضوء الساطع على كائن ما. للحصول على مساحة مستودع آمنة مع رؤية جيدة ، يجب على مدير الممتلكات تحديد مستوى الإضاءة على مستوى الأرض بمقياس ضوئي. إضاءة هو مقدار التدفق الضوئي لكل وحدة مساحة ويتم التعبير عنه كـ لوكس (lx) بوحدات النظام الدولي. لوكس واحد هو لومن واحد لكل متر مربع ، وبالتالي يقيس إدراك الإنسان لسطوع الضوء عند نقطة معينة.

بالنسبة للمصدر الذي يضيء بشكل متساوٍ في الاتجاهات الشعاعية ، تقل كمية الضوء على مساحة الوحدة بمقدار قانون التربيع العكسي. إذا سطعت لمبة إضاءة معينة على بقعة على بعد متر واحد ، فقد تكون الإضاءة هناك 900 لوكس. ستكون المسافة على بعد مترين ضعف المسافة ، وبالتالي سيكون لها 1/2 فقط²، أو ربع الإضاءة ، والتي ستكون 225 لوكس. بقعة على بعد 3 أمتار ستكون ثلاثة أضعاف المسافة وستكون 1/3 فقط³، أو تسع كمية الضوء ، فقط 100 لوكس.

إذا نشأ الضوء من مصدر ليس نقطة ، مثل لمبة الفلورسنت الأنبوبية ، أو إذا تم التلاعب بالضوء بواسطة عدسات أو مرايا أو عاكسات ، فلا يجوز لقانون التربيع العكسي تطبيق.

تتمتع العين البشرية بحساسية قصوى للضوء في نطاق الأطوال الموجية الخضراء والصفراء ، من حوالي 520 إلى 580 نانومتر. تنخفض هذه الحساسية إلى أقل من 15 بالمائة من الحد الأقصى للأحمر في أحد طرفي الطيف و 10 بالمائة للأزرق في الطرف الآخر. تستخدم معظم أجهزة قياس اللوكس مستشعرًا واحدًا من السيليكون مزودًا بمرشحات ضوئية لتقليد ملف الحساسية هذا بدرجات مختلفة.

تعتبر قياسات مقياس لوكس دقيقة بشكل عام مع المصابيح المتوهجة لأن الإخراج الطيفي متشابه جدًا لجميع المصادر المتوهجة. ومع ذلك ، فإن الأنواع العديدة من مصابيح LED ومصابيح الفلورسنت (التفريغ عالي الكثافة ، والهاليد المعدني ، والصوديوم عالي الضغط ، وأضواء المكتب البيضاء الباردة) ، لكل منها ملامح طيفية مختلفة. تعمل مقاييس اللوكس عالية الجودة على إعادة إنتاج الاستجابة البصرية للعين عن كثب ويمكنها قياس مصادر الضوء الأخرى بدقة أيضًا.

تتطلب عدادات Lux التي لا تتبع منحنى حساسية العين بشكل جيد عامل تصحيح اللون (CCF) الذي يضبط قياس مقياس اللوكس لمصابيح LED أو مصابيح الفلورسنت. لذلك ، تحتاج إلى معرفة نوع الضوء الذي تقيسه واستخدام CCF المناسب.

يتطلب إجراء قياس لوكس ببساطة وضع مستشعر جهاز القياس على السطح أو الموقع حيث ترغب في قياس الضوء الساقط. يجب أن يواجه المستشعر مصدر الضوء بزاوية قائمة. إذا لم يكن المستشعر متعامدًا على الضوء ، فسيكون القياس غير صحيح ، على الرغم من أن بعض أجهزة قياس اللوكس لها تصحيح جيب التمام لحساب الزاوية. قد يكون للعدادات التي تتطلب عامل تصحيح اللون وسيلة لإدخال CCF لضبط النتيجة لمصابيح LED أو مصابيح الفلورسنت ؛ وإلا ، فسيتعين عليك ضرب وحدة اللوكس المقاسة يدويًا في CCF.