Wie messe ich Lux-Beleuchtung?

Das elektromagnetische Spektrum reicht von Radiowellen mit Wellenlängen von einem Millimeter oder mehr bis hin zu Gammastrahlen mit Wellenlängen von weniger als einem Billionstel Meter. Ultraviolettes Licht hat Wellenlängen von etwa 1 bis 400 Nanometer (nm), wobei ein Nanometer 10. beträgt^-9 Meter. Sichtbares Licht, oder einfacher Licht, ist elektromagnetische Strahlung im Bereich von etwa 400 bis 750 nm, während Infrarotlicht Wellenlängen von etwa 750 bis 2500 nm hat.

Licht ist wie alle elektromagnetische Strahlung eine Energieform. Strahlungsfluss, oder Leistung, ist die Gesamtenergie pro Sekunde, die von einer Quelle emittiert wird. Der Strahlungsfluss wird in Watt (W) ausgedrückt und ergibt sich aus der Leistung bei allen Wellenlängen.

Im Gegensatz zum Strahlungsfluss ist der Lichtstrom einer Quelle ist die Ausgangsleistung nur in sichtbaren Wellenlängen, die ultraviolette und infrarote Strahlung ausschließt. In SI-Einheiten wird der Lichtstrom ausgedrückt als

Zum Beispiel verbraucht eine 100-W-Glühbirne 100 Watt elektrische Leistung, um nur 10 Watt sichtbares Licht zu erzeugen. Aus der verbleibenden Leistung werden 90 Watt Infrarotlicht und Abwärme, die optisch nutzlos sind. Der Strahlungsfluss umfasst Infrarotlicht und würde nahe 100 Watt betragen. Der Lichtstrom würde jedoch nur die 10 Watt Leistung im sichtbaren Wellenlängenbereich betragen, gewichtet, um die Reaktion unserer Augen zu reflektieren, um etwa 1.600 Lumen zu ergeben.

Der Lichtstrom misst, wie wir die Helligkeit einer Lichtquelle wahrnehmen. In vielen Situationen ist es jedoch erforderlich, die Lichtmenge zu kennen, die auf ein Objekt fällt. Um einen sicheren Lagerraum mit guter Sicht zu haben, muss ein Hausverwalter die bodenebene Beleuchtung mit einem Belichtungsmesser bestimmen. Beleuchtungsstärke ist der Lichtstrom pro Flächeneinheit und wird ausgedrückt als Lux (lx) in SI-Einheiten. Ein Lux ist ein Lumen pro Quadratmeter und misst damit die menschliche Wahrnehmung der Helligkeit von Licht an einem bestimmten Punkt.

Bei einer Quelle, die in radialer Richtung gleichmäßig strahlt, nimmt die Lichtmenge auf einer Flächeneinheit um ab inverses quadratisches Gesetz. Leuchtet eine bestimmte Glühbirne auf einer 1 Meter entfernten Stelle, kann die Beleuchtungsstärke dort 900 Lux betragen. Ein 2 Meter entfernter Spot wäre doppelt so weit entfernt und hätte daher nur 1/2², oder ein Viertel der Beleuchtungsstärke, die 225 Lux betragen würde. Ein 3 Meter entfernter Punkt wäre dreimal so weit entfernt und hätte nur 1/3³, oder ein Neuntel der Lichtmenge, nur 100 Lux.

Wenn das Licht von einer Quelle stammt, die kein Punkt ist, z. B. von einer röhrenförmigen Leuchtstofflampe, oder Wenn das Licht durch Linsen, Spiegel oder Reflektoren manipuliert wird, kann das inverse-quadratische Gesetz nicht anwenden.

Das menschliche Auge weist eine maximale Lichtempfindlichkeit im grün-gelben Wellenlängenbereich von etwa 520 bis 580 nm auf. Diese Empfindlichkeit sinkt auf weniger als 15 Prozent des Maximums für Rot an einem Ende des Spektrums und 10 Prozent für Blau am anderen Ende. Die meisten Luxmeter verwenden einen einzigen Siliziumsensor mit optischen Filtern, um dieses Empfindlichkeitsprofil in unterschiedlichem Maße nachzuahmen.

Luxmetermessungen sind bei Glühlampen im Allgemeinen genau, da die spektrale Ausgabe für alle Glühlampen sehr ähnlich ist. Die vielen Arten von LEDs und Leuchtstoffröhren (Hochintensitätsentladungs-, Metallhalogenid-, Hochdrucknatrium- und kaltweiße Büroleuchten) haben jedoch jeweils unterschiedliche Spektralprofile. Hochwertige Luxmeter reproduzieren die visuelle Reaktion des Auges genau und können auch diese anderen Lichtquellen genau messen.

Luxmeter, die der Empfindlichkeitskurve des Auges schlecht folgen, erfordern einen Farbkorrekturfaktor (CCF), der die Luxmetermessung für LEDs oder Leuchtstoffröhren anpasst. Daher müssen Sie die Art des gemessenen Lichts kennen und den entsprechenden CCF verwenden.

Das Lux-Messverfahren erfordert lediglich die Positionierung des Sensors eines Messgeräts auf der Oberfläche oder Stelle, an der Sie das einfallende Licht messen möchten. Der Sensor sollte im rechten Winkel zur Lichtquelle zeigen. Wenn der Sensor nicht senkrecht zum Licht steht, ist die Messung falsch, obwohl einige Luxmeter eine Kosinuskorrektur haben, um den Winkel zu berücksichtigen. Messgeräte, die einen Farbkorrekturfaktor erfordern, verfügen möglicherweise über eine Möglichkeit zur Eingabe des CCF, um das Ergebnis für LEDs oder Leuchtstoffröhren anzupassen; Andernfalls müssen Sie den gemessenen Lux manuell mit dem CCF multiplizieren.