ฉันจะวัดแสง Lux ได้อย่างไร

สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมคลื่นวิทยุที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่มิลลิเมตรขึ้นไปจนถึงรังสีแกมมาที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าหนึ่งล้านล้านเมตร แสงอัลตราไวโอเลตมีความยาวคลื่นตั้งแต่ 1 ถึง 400 นาโนเมตร (นาโนเมตร) โดยที่นาโนเมตรมีค่า 10^-9 เมตร แสงที่มองเห็นหรือมากกว่านั้นง่ายๆ เบาเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงประมาณ 400 ถึง 750 นาโนเมตร ในขณะที่แสงอินฟราเรดมีความยาวคลื่นตั้งแต่ประมาณ 750 ถึง 2500 นาโนเมตร

เช่นเดียวกับการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แสงเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ฟลักซ์การแผ่รังสีหรือกำลัง คือพลังงานทั้งหมดต่อวินาทีที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิด ฟลักซ์การแผ่รังสีจะแสดงเป็นหน่วยวัตต์ (W) และเป็นผลมาจากเอาต์พุตที่ความยาวคลื่นทั้งหมด

ต่างจากฟลักซ์การแผ่รังสี the ฟลักซ์ส่องสว่าง ของแหล่งกำเนิดคือกำลังส่งออกในความยาวคลื่นที่มองเห็นเท่านั้น ซึ่งไม่รวมรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด ในหน่วย SI ฟลักซ์การส่องสว่างจะแสดงเป็น ลูเมน (lm) และถูกกำหนดโดยการถ่วงน้ำหนักกำลังส่งออกเพื่อพิจารณาความไวของตามนุษย์ต่อความยาวคลื่นต่างๆ

ตัวอย่างเช่น หลอดไส้ขนาด 100 วัตต์ใช้พลังงานไฟฟ้า 100 วัตต์เพื่อผลิตแสงที่มองเห็นได้เพียง 10 วัตต์ พลังงานที่เหลือจะกลายเป็นแสงอินฟราเรด 90 วัตต์และสูญเสียความร้อนซึ่งไร้ประโยชน์ทางสายตา ฟลักซ์การแผ่รังสีประกอบด้วยแสงอินฟราเรดและจะใกล้ถึง 100 วัตต์ อย่างไรก็ตาม ฟลักซ์การส่องสว่างจะมีกำลังเพียง 10 วัตต์ในช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ ซึ่งถ่วงน้ำหนักเพื่อสะท้อนการตอบสนองของดวงตาของเรา เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ประมาณ 1,600 ลูเมน

ฟลักซ์ส่องสว่างจะวัดว่าเรารับรู้ความสว่างของแหล่งกำเนิดแสงอย่างไร อย่างไรก็ตาม หลายสถานการณ์จำเป็นต้องทราบปริมาณแสงที่ส่องบนวัตถุ เพื่อให้มีพื้นที่คลังสินค้าที่ปลอดภัยและมีทัศนวิสัยที่ดี ผู้จัดการทรัพย์สินต้องกำหนดไฟส่องสว่างระดับพื้นด้วยเครื่องวัดแสง ความสว่าง คือปริมาณของฟลักซ์การส่องสว่างต่อหน่วยพื้นที่และแสดงเป็น ลักซ์ (lx) ในหน่วย SI หนึ่งลักซ์คือหนึ่งลูเมนต่อตารางเมตร ดังนั้นจึงวัดการรับรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับความสว่างของแสง ณ จุดที่กำหนด

สำหรับแหล่งกำเนิดแสงที่ส่องสว่างเท่ากันในแนวรัศมี ปริมาณแสงบนพื้นที่หนึ่งหน่วยจะลดลง กฎผกผันกำลังสอง. หากหลอดไฟดวงหนึ่งส่องแสงในจุดที่อยู่ห่างออกไป 1 เมตร ความส่องสว่างก็อาจเป็น 900 ลักซ์ จุดที่ห่างออกไป 2 เมตรจะเป็นสองเท่าของระยะทาง ดังนั้นจะมีเพียง 1/2²หรือหนึ่งในสี่ของความสว่าง ซึ่งจะเท่ากับ 225 ลักซ์ จุดที่ห่างออกไป 3 เมตรจะเป็นระยะทางสามเท่าและจะมีเพียง 1/3³หรือหนึ่งในเก้าของปริมาณแสงเพียง 100 ลักซ์

ถ้าแสงมาจากแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่จุด เช่น จากหลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอด หรือ ถ้าแสงถูกควบคุมโดยเลนส์ กระจก หรือรีเฟลกเตอร์ ดังนั้นกฎผกผันของสี่เหลี่ยมจตุรัสอาจไม่ สมัคร.

ตามนุษย์มีความไวต่อแสงสูงสุดในแถบความยาวคลื่นสีเขียวเหลือง ตั้งแต่ประมาณ 520 ถึง 580 นาโนเมตร ความไวนี้ลดลงเหลือน้อยกว่า 15 เปอร์เซ็นต์ของค่าสูงสุดสำหรับสีแดงที่ปลายด้านหนึ่งของสเปกตรัม และ 10 เปอร์เซ็นต์สำหรับสีน้ำเงินที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ลักซ์เมตรส่วนใหญ่ใช้เซ็นเซอร์ซิลิกอนตัวเดียวพร้อมฟิลเตอร์ออปติคัลเพื่อเลียนแบบโปรไฟล์ความไวนี้ในองศาต่างๆ

โดยทั่วไปแล้ว การวัดค่า Lux meter นั้นแม่นยำมากเมื่อใช้หลอดไส้ เนื่องจากเอาต์พุตสเปกตรัมจะคล้ายกันมากสำหรับแหล่งกำเนิดแสงจากหลอดไส้ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ไฟ LED และหลอดฟลูออเรสเซนต์หลายประเภท (การคายประจุความเข้มสูง เมทัลฮาไลด์ โซเดียมแรงดันสูง และไฟสำนักงานสีขาวนวล) แต่ละชนิดมีโปรไฟล์สเปกตรัมที่แตกต่างกัน ลักซ์เมตรคุณภาพสูงจะสร้างการตอบสนองทางสายตาได้อย่างใกล้ชิด และสามารถวัดแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ เหล่านี้ได้อย่างแม่นยำเช่นกัน

เมตรลักซ์ที่ทำตามเส้นโค้งความไวของดวงตาได้ไม่ดีต้องใช้ปัจจัยการแก้ไขสี (CCF) ที่ปรับการวัดค่าลักซ์มิเตอร์สำหรับ LED หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ ดังนั้น คุณจำเป็นต้องรู้ประเภทของแสงที่คุณกำลังวัดและใช้ CCF ที่เหมาะสม

ขั้นตอนการวัดค่าลักซ์เพียงแค่ต้องวางตำแหน่งเซ็นเซอร์ของมิเตอร์ไว้บนพื้นผิวหรือตำแหน่งที่คุณต้องการวัดแสงตกกระทบ เซ็นเซอร์ควรหันเข้าหาแหล่งกำเนิดแสงเป็นมุมฉาก หากเซ็นเซอร์ไม่ตั้งฉากกับแสง การวัดจะไม่ถูกต้อง แม้ว่าลักซ์เมตรบางตัวจะมีการแก้ไขโคไซน์เพื่อพิจารณามุม มิเตอร์ที่ต้องใช้ปัจจัยการแก้ไขสีอาจมีวิธีการป้อน CCF เพื่อปรับผลลัพธ์สำหรับ LED หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ ไม่เช่นนั้น คุณจะต้องคูณค่าลักซ์ที่วัดได้ด้วยตนเองด้วย CCF