Лампы светодиодные световой поток: Как выбрать светодиодную лампу

Световой поток светодиодных ламп: таблица, эквиваленты, нюансы

Лампы накаливания уже больше ста лет используются человеком в качестве основного освещающего прибора для своих жилищ, городских улиц, рабочих мест и прочего.

За столько времени технологии освещения развивались вяло, появились люминесцентные и так называемые экономные лампочки, однако новым словом техники стала светодиодная технология освещения.

Одним из важнейших параметров любого осветительного прибора является мощность светового потока, ему и посвящена эта статья. Далее в статье мы рассмотрим таблицу светового потока ламп.

Понятие светового потока

Каждый осветительный прибор имеет величину потребляемо мощности, для бытового использования достаточно светильников мощностью в 1-10 Вт, для внешнего освещения нужны осветительные приборы мощностью до 100 Вт.

Однако показатель потребления электроэнергии не столь важен, интенсивность освещения определяется световым излучением. Параметр измеряется в люменах, он позволяет определить, насколько эффективным будет освещение.

Производители не всегда указывают силу светового излучения, а когда указывают, она не всегда соответствует действительности.

Энергия светового излучения переносится электромагнитными волнами, которые испускаются источником света. Интенсивность излучаемой энергии и определяет силу свечения, она улавливается глазом, который способен воспринять длину излучения от 0,55 мкм в 0,63 мкм, другие виды излучения мы увидеть не можем.

Показатели мощности излучения с учетом способности человеческого глаза к цветовому восприятию суммируют с длиной волн. В расчетах также учитываются кривая чувствительность глаз.

Результат этих расчетов и считается световым потоком.

Нельзя сбрасывать со счетов и эквивалентную мощность лампочки при выборе, особенно если светодиодные светильники призваны заменить традиционные лампы накаливания. Лучшим решением станет вычисление светового потока путем перерасчета с тех же показателей ламп накаливания.

Световой поток светодиодных ламп

Светодиоды (их также называют LED) являются основным источником света в светильниках рассматриваемого типа, что следует из их названия. Сегодня их используют для освещения промышленных объектов и в бытовых целях, хотя еще сравнительно недавно они применялись лишь для подсветки.

Принцип работы подразумевает применение безопасных компонентов, в них не содержатся вещества, содержащие ртуть, а значит, их можно считать экологически чистыми, и безопасными для человека и окружающей среды. LED-светильник работает в качестве самостоятельного источника света.

Потребляя минимум энергии, она способна работать очень долгое время, не нагревается, и обеспечивает достаточно мощный световой поток. Недостатки этих ламп – повышенная стоимость, и цветовой спектр свечения.

Лампы не дают одинаковый свет, лишь некоторые дают «теплый» свет. Впрочем, чем более желтый свет дает светильник, тем дешевле будет само устройство.

Таблица

Преимущества LED-источников света неоспоримы, соотношение светоотдачи, потребления электроэнергии, срока работы, экологической чистоты и безопасности со стоимостью делают их идеальным решением для освещения частного жилья или промышленного комплекса.

Световой поток светодиодных ламп, таблица эффективности для разных источников света.

 

Эквиваленты лампам накаливания

Часто LED-светильники покупают в качестве замены уже работающим лампам накаливания, и при этом важно сохранить необходимую освещенность в помещении.

Для этого нужно провести расчеты так, чтобы при замене световой поток остался тем же. К примеру, для того, чтобы лампа накаливания могла выдать 250 люмен, ее мощность должна быть 20 Вт. Те же 250 люмен выдает светодиодный светильник на 2-3 Вт.

Как мы уже говорили, чаще всего производители не указывают силу светового излучения, поэтому необходимые расчеты произвести будет сложнее. 

Чтобы можно было провести примерное сравнение, ниже приведена таблица, световой поток светодиодных ламп и их мощность в ней сравниваются с теми же показателями аналогов.

 

Особенности при замене

Различия между LED-приборами освещения и их аналогами существенны. У них разный принцип работы, разный способ реализации технологии, и отличаются практически все рабочие параметры.

Сложнее всего правильно произвести перерасчет мощности при их замене. В домашних условиях это не слишком важно, владельцы квартир обычно производят замену на глаз.

К примеру, обнаружив, что новый осветительный прибор слишком яркий, достаточно просто освободить один плафон, чтобы снова сделать освещение удобным.

Однако их использование в промышленности, бизнесе, сфере услуг, при ведении строительных работ или плановой замены осветительной системы, подразумевает проведение точных расчетов, в ходе которых специалисты подсчитывают мощность и световое излучение текущей системы, а затем производят перерасчет с учетом особенностей LED-ламп.

Особенности светодиодной технологии позволяют использовать как светильники, устроенные подобно обычным лампочкам (их можно вкрутить в плафон, и использовать как обычно), так и целые ленты, закрепляемые на поверхности и подключенные к источнику питания.

Разводка электросети в старых домах проводилась под традиционные лампочки, поэтому выполненные в привычном нам стиле, могут обеспечить такое же распределение светового потока по помещению, для лент придется выполнять дополнительные расчеты.

Направленность освещения определяется углом расходимости источника света, это касается направленных излучателей света. Если расходимость равна 120 градусам, это значит, что поток света ослабевает вдвое в направлении, наклоненном на 60 градусов по отношению к оси испускаемого лампой пучка света.

Чтобы сделать освещение комфортным, необходимо провести точные расчеты, лишь тогда удастся добиться равномерного и комфортного распределения светового потока по помещению.

Как правильно выбрать лампу для помещения: таблицы, расчеты, рекомендации

Многие люди традиционно при выборе лампы учитывают только ее мощность. Однако сегодня это неактуальный подход, поскольку кроме ватт нужно знать и люмены — этот показатель до конца понимают не все покупатели. Разберемся, о чем идет речь, как люмены отражаются на экономичности, качестве света и какие лампы с учетом этого показателя необходимо выбирать.

Люмен: что это такое

В словарях можно прочитать, что это единица измерения светового потока. Легко понять принцип этого показателя, если привести пример на потоке воды. Чтобы измерить его мощность, необходимо выяснить, сколько литров жидкости подается, например, за секунду. Чем больше литров — тем сильнее поток. Здесь то же самое, только вместо воды мы берем свет, а вместо литров — люмены.

Взаимосвязь люменов и ватт

Почему недостаточно пользоваться привычными ваттами? Здесь все просто. Сама по себе мощность, измеряемая в ваттах, — это более общая характеристика. Возьмем в качестве примера лампу накаливания мощностью 100 Вт. Из них 70 Вт будут уходить на нагревание пространства, то есть устройство на такое количество мощности работает в невидимом человеку диапазоне. А вот уже 30 Вт — это тот свет, который мы видим.

Далее возьмем энергосберегающие лампы, которые были усовершенствованы по этому показателю. Там уже соотношение работы в видимом и невидимом диапазонах другое — 95 к 5. Если устройство имеет мощность 32 ватта, то в видимом диапазоне будет работать на 30 Вт.

То есть лампа накаливания на 100 Вт дает нам свет на 30 Вт. А энергосберегающая лампа на 100 Вт — почти в три раза больше. То же самое касается светодиодных изделий. Приведем таблицу сравнения, которая покажет, какой мощности должна быть лампа, чтобы получить определенное количество люменов.

Световой поток в люменах (лм)	Мощность лампы накаливания (Вт)	Мощность люминесцентной лампы (Вт)	Мощность светодиодной лампы (Вт)
400	20	5-7	2-3
700	60	15-16	8-10
900	75	18-20	10-12
1200	100	25-30	12-15
1800	150	40-50	18-20

Из этой таблицы видно, что для получения, например, 700 люменов нам понадобится приобрести лампу накаливания на 60 ватт, а вот светодиодной достаточно с показателями 8-10 ватт. И здесь становится понятно, почему те же LED-устройства намного экономичнее, ведь платим мы при расходе электроэнергии именно за ватты.

Или сравнение в другую сторону: лампа накаливания на 20 ватт и светодиодная лампа на 20 ватт дают колоссально разное количество люменов: 400 Лм и 1800 Лм соответственно. При этом учитываем: чем выше этот показатель, тем лучше освещение и тем больше свет приближен к естественному. А это хорошая цветопередача, меньшая нагрузка на глаза и т. д.

Отметим, что таблица предлагает приблизительные, средние показатели. Они могут отличаться в зависимости от устройства изделий, технологии их изготовления и т. д. Рекомендуем уточнять показатели для каждой отдельной лампы — если же люмены не указаны на упаковке, просто помните о соотношении эффективности ламп накаливания и светодиодных устройств.

Правила выбора лампы с учетом этого показателя

С выбором типа лампы мы разобрались, но теперь встает другой вопрос: каким должен быть световой поток с учетом размеров помещения. Санитарные нормы предполагают, что он должен быть и не слишком низким, и не слишком высоким. Оба варианта отклонения от нормы плохо отражаются на людях, вынужденных постоянно находиться в помещениях. В этом контексте мы будем говорить про освещенность.

Что такое освещенность и как посчитать ее показатели?

Освещенность — это уровень светового потока, который приходится на 1 квадратный метр. Для этого есть отдельная величина — люксы (лк). То есть если на один квадратный метр падает один люмен света — это равняется одному люксу: 1 лк=1лм/м2.

Далее, чтобы посчитать необходимое количество люменов на одно помещение, надо знать санитарные нормы, разработанные для разных комнат.

Тип помещения	Норма освещенности
санузлы (в том числе ванные) в квартире, а также коридоры, подсобные помещения	50 лм/м2
кухня и жилые комнаты: спальня, гостиная	150 лм/м2
детская спальня или игровая для ребенка	200 лм/м2
рабочий кабинет, домашний офис	300 лм/м2

Но еще нужно учесть и высоту потолков в помещении. До 2,7 метров этого не делают, а вот дальше уже добавляют еще один коэффициент.

Высота комнаты ( м. )	Дополнительный коэффициент для вычисления
2,7-3	1,2
3,1-3,5	1,5
3,5-4,5	2

Теперь у нас есть все данные для того, чтобы посчитать минимальный световой поток. Формула выглядит следующим образом:

Световой поток (лм) = площадь помещения (м2) х норма освещенности (лм/м2) х коэффициент высоты потолков (если он есть).

Приведем пример расчетов

Допустим, у вас есть детская комната размером 10 квадратных метров и высотой в три метра. В этом случае мы берем норму для детских — 200 лм/м2 и коэффициент для потолков от 2,7 до 3 метров — 1,2.

Умножаем эти показатели: 10м2 х 200 лм/м2 х 1,2 = 2400 лм.

Получается, что для этой детской вам нужен световой поток 2400 лм. Исходя из этого показателя, вы можете выбрать количество и тип ламп, обратившись к нашей первой таблице. Это очень удобная формула, поскольку она позволяет легко и быстро получить показатели для каждой комнаты.

Есть ли погрешности в вычислениях?

Поскольку мы уже делали скидку на особенности каждой отдельной лампы, справедливо уточнить, что погрешности в вычислениях будут. Максимально точные показатели требуемой освещенности можно получить при помощи специального прибора — люксометра.

Но приведенные нами таблицы позволяют добиться минимального уровня погрешности — он точно не скажется ни на комфорте, ни на здоровье. Если нет возможности воспользоваться профессиональными вычислениями, вы можете сами все посчитать и выбрать оптимальное решение.

Дата публикации: 03.05.2018

Светодиодные лампы и их сравнение с традиционными

Лампочка Ильича с нитью накала, ставшая символом электрификации России (СССР) и массового перехода на электрическое освещение не только в городах, но и в самых отдалённых и небольших населённых пунктах страны, в наши дни уступает место более современным и эффективным источникам света.

Пройдя через несколько этапов технологического развития, современная светодиодная лампа относится уже не к электрике, а к электронике: свет излучается полупроводниковым элементом – светоизлучающим диодом (LED – light-emitting diode), а сама она может быть частью «умного дома» («smart building»). Характеристики светодиодной лампы такие как: световой поток, коэффициент пульсаций, а в некоторых случаях регулируемые интенсивность и цвет свечения – задаются встроенным в лампу источником питания – ещё одним элементом из микроэлектронных компонентов в её составе, который стабилизирует переменное напряжение бытовых сетей, выдаёт на светодиоды необходимый ток и в некоторых видах ламп принимает и обрабатывает управляющий сигнал. Для работы светодиодной лампы больше не нужны дополнительные стартеры и ПРА, устанавливаемые в светильник или около него.

Технические характеристики светодиодных ламп выводят их на лидирующие позиции в конкуренции с другими типами по таким параметрам, как безопасность, энергоэффективность, цветопередача, разнообразие форм и цоколей. При этом в светодиодной лампе уже нет ни хрупких элементов, как вольфрамовая нить и стеклянная колба; ни среды, насыщенной парами ртути; ни раскалённой поверхности, температура которой в традиционных лампах может достигать от 100 до 300°С в зависимости от типа и мощности.

Разнообразие форм-факторов и применяемых компонентов не только позволяет механически заменить один-в-один традиционные типы ламп, но и сделать это максимально незаметно для потребителей: грушевидные, типа «свеча» и филаментные (имитирующие нить накала) вытесняют лампы накаливания в люстрах и бытовых светильниках; линейные разной длины и диаметра неотличимы от люминесцентных; лампы типа «кукуруза» – аналог ДнаТ и ДРЛ.

Вариативность видов и характеристик светодиодных ламп позволяют использовать их в любых светильниках: от бытовых до промышленных и специального назначения, от утилитарных до декоративных, от офисных до уличных и садово-парковых.

Основные технические параметры светодиодных ламп

• Тип цоколя. Самые распространенные E27 «Стандарт», E14 «Миньон» применяются в маломощных светильниках для внутреннего освещения. В светильниках повышенной мощности (для улиц и в промышленности) используются лампы с патроном E27 и E40. LED-светильники с цоколями G4, GU5.3, GU10 заменяют галогенные лампы. Поворотный цоколь G13 устанавливается на линейных светодиодных лампах, служащих заменой люминесцентных ламп.
• Мощность. Это электрическая мощность, потребляемая из сети светодиодной лампой. Для сравнения мощности на упаковке, как правило, указывается эквивалентная лампа накаливания (см. ниже сравнительную таблицу).
• Световой поток. Для сравнения светового потока светодиодных ламп используется параметр, характеризующий энергоэффективность источника света. Он измеряется в люменах на Ватт (лм/Вт). Лампы накаливания имеют эффективность 10-12 лм/Вт, современные светодиодные – более 100 лм/Вт. Высокая энергоэффективность светодиодных ламп по сравнению другими лампами – главное их преимущество.
• Цветовая температура. Этот параметр характеризует цвет свечения. У ламп накаливания цветовая температура около 2400-2600 К, у дневного света и электролюминесцентных ламп – 4500-6000 К. У светодиодных ламп может быть с любая цветовая температура, значение которой указывается на упаковке, и даже разноцветная световая палитра (RGBW-лампочки).
• Индекс цветопередачи (CRI). Параметр, характеризующий корректность отображаемых цветов освещаемых объектов в сравнении с идеальным источником света. Максимальное значение равно 100, как у солнечного света.
• Коэффициент пульсации (Кп). Наряду с уровнем освещённости (количеством света) Кп является важнейшим параметром, влияющим на возникновение усталости, плохого самочувствия, снижения работоспособности и даже головной боли и крайне негативно отражается на самочувствии и здоровье при постоянном пребыванием под таким освещением, особенно в период формирования организма (в дошкольных и учебных заведениях). Российским законодательством (СП52.13330.2011) в помещениях с постоянным пребыванием людей в зависимости от разряда зрительной работы он нормируется на уровне не превышающем 10%, 15% или 20%. У ламп накаливания коэффициент пульсации составляет около 20%. Кп люминесцентных ламп около 50%, что является недопустимым в большинстве помещений. Коэффициент пульсации современных светодиодных ламп менее 5% (у лучших образцов
• Возможность регулировки (диммирования) яркости и цветности светодиодных ламп в сравнении с остальными источниками света гораздо шире. Присутствует не у всех светодиодных ламп, что тоже указывается на упаковке.

Сравнение светодиодных и традиционных ламп (накаливания, галогенных и люминесцентных).

Сравнительная таблица

• КПД и энергоэффективность: до 80% энергии, потребленной лампой накаливания, уходит на нагревание вольфрамовой нити и только 20% преобразуются в свет. КПД галогенных – около 50%. Светодиодная лампа превращает в свет не меньше 95% потребленной электроэнергии.
• Срок службы лампы накаливания всего около 1 тысячи часов непрерывного свечения. Галогеновой лампы – до 2,5 тысяч часов, люминесцентной – около 7-10 тысяч часов. Светодиодная лампа работает до 100 тысяч часов.
• Спектр лампы накаливания – теплый белый (около 2600 К). Спектр галогеновой лампы близок к холодному белому цвету. Спектр светодиодной лампы может быть любым. Бывают даже разноцветные светодиодные лампы. Кроме того, цвет светодиодной лампы может регулироваться.
• Прочность и безопасность лампы. Колба включенной лампы разогревается до 200 градусов. Она легко разрушается не только ударом, но и каплей воды, попавшей на раскаленное стекло. Острые осколки стекла наносят глубокие и опасные травмы. Светодиодные лампы изготовлены в основном из пластика. Их температура не поднимается выше 50 градусов. Для разрушения светодиодной лампы необходимы значительные усилия.
• Экологическая безопасность: галогенным и ртутьсодержащим (люминесцентным) лампам требуется специальная утилизация. Кроме того, при повреждении люминесцентной лампы, её разрушении от удара или падения на твердую поверхность в воздух попадают пары ртути, потенциально опасные для здоровья. Светодиодные лампы выполнены без применения вредных для здоровья человека и окружающей среды газов и экологически безопасны, не требуют специальной утилизации.

Сравнение по большинству параметров явно в пользу светодиодных ламп. Более высокая цена LED-ламп быстро компенсируется экономией от низкого энергопотребления и значительно большего срока службы. Особенно ярко это проявляется в сравнении прожекторов на светодиодных и галогенных лампах: затраты на замену галогенных ламп на светодиодные окупаются за счет пониженного расхода электроэнергии и стоимости эксплуатации осветительных установок.

Световой поток светодиодных ламп, таблицы, эквиваленты лампам накаливания

Прежде всего, стоит отметить, что любая лампа имеет основной параметр величину потребляемой мощности (Вт). Мощность светодиодных ламп, предназначенных для использования в быту находится в пределах 1-10 Вт, однако, бывают и намного более мощные варианты для наружного освещения – свыше 100 Вт. Вообще, по правде говоря, мощность светодиодных ламп является просто характеристикой скорости потребления электроэнергии, а для понятия силы света лампа необходимо узнать у продавца такой параметр, как световой поток.

Содержание статьи о световом потоке светодиодных ламп

Этот параметр измеряется в люменах и максимально возможно характеризует возможности того или иного источника света осветить помещение. Однако часто бывает так, что информация о световом потоке светодиодных ламп не указана на упаковке, а вместо нее пишут мощность лампы накаливания, обладающей таким же световым потоком. Такая информация является достаточно лукавой, так как нет никакой возможности ее проверки. Например, если на упаковке указан световой поток 280 лм или не указан вовсе, но написано, что мощность лампы составляет 4 Вт и она эквивалентна 50-ваттной лампе накаливания, то спорить здесь, конечно, будет трудно, но нормальная лампа накаливания мощностью 50 Вт должна иметь световой поток не 280 лм, а около 560 лм.

Что такое световой поток? 

Энергию любого источника света переносят излучаемые им электромагнитные волны. Именно скорость излучаемой энергии говорит нам о силе свечения каждого конкретного источника. . Свечение светодиодных ламп мы уже рассматривали, читайте об этом в соответствующей статье. Следует отметить, что эту энергию мы воспринимаем глазом, а наши глаза воспринимают разную длину излучения по-разному. Излучение, которое, например, имеет длину 0,55 мкм (зеленое) наши глаза воспринимают сильнее, чем 0,63 мкм (красное). А вот диапазон инфракрасного и ультрафиолетового излучения уже не доступен для наших глаз, поэтому для характеристики мощности излучения с учетом ее воспринимаемости глазами, он суммируется согласно длинам волн, учитывая при этом кривую чувствительности глаз, в результате чего мы получаем нормированную величину, называемую световым потоком.

Но все же эквивалентная мощность при выборе лампы также имеет важное значение, особенно при выборе светодиодных ламп взамен лампам накаливания. Наиболее правильным способом будет определение светового потока светодиодных ламп путем пересчета их согласно эквивалентной мощности ламп накаливания.

Пересчет лампы накаливания на светодиодную

В таблице ниже будет рассмотрена мощность светового потока обычной лампочки, светодиодной и люминесцентной. Проведем пересчет лампы накаливания на светодиодную по такому показателю, как световой поток. Как видите, чтобы световой поток ламп накаливания был равен 250 Лм, понадобится лампочка мощности 20 Вт. Такой же световой поток обеспечивается светодиодной лампой 2-3 Вт, для люминесцентной лампы мощность равна 5-7 Вт. Также наверняка вас заинтересует информация о соотношении мощности светодиодных ламп. Выгода использования светодиодных ламп очевидна.

Мощность лампы накаливания, Вт	Мощность люминесцентной лампы, Вт	Мощность светодиодной лампы, Вт	Световой поток, Лм
20 Вт	5-7 Вт	2-3 Вт	250
40 Вт	10-13 Вт	4-5 Вт	400
60 Вт	15-16 Вт	8-10 Вт	700
75 Вт	18-20 Вт	10-12 Вт	900
100 Вт	25-30 Вт	12-15 Вт	1200
150 Вт	40-50 Вт	18-20 Вт	1800
200 Вт	60-80 Вт	25-30 Вт	2500

Сравнительная характеристика лампы накаливания и светодиодной лампы

Данные представлены для лампы накаливания на 40W и для светодиодной лампы на 7W.

Характеристики	Лампа накаливания 40W	Светодиодная   лампа  7W
Сила тока, A	0.191	0.052
Световой поток, Lm	360	304
Эффективносить светоотдачи, Lm/W	9	46.2
Температура цвета, К	2800	5500 – 7000
Рабочая температура, °C	180	70
Срок службы, часов	1000	30000

Сила светового потока наружного освещения

В нынешнее время самым популярным является светодиодное уличное освещение. Чтобы ознакомиться со световым потоком светодиодных ламп для наружного освещения, рассмотрим характеристики некоторых типов светодиодов, которые зачастую используются для устройства наружного освещения. В таблице ниже представлены наружные светодиодные уличные лампы, светильники и прожекторы разных производителей, соотношение таких характеристик, как мощность и световой поток.

Светильник	Мощность, Вт	Световой поток, Лм
LL-122 Холодный	10	950
LL-122 Теплый	10	950
SW-301-20W/220V	20	1400
FL-20	20	1700
LL-232	30	2100
SW-LE-W30 E40	30	2800
Linterna L30	30	3000
EcoLight EL-ДКУ-02-050-0021-65Х	50	3400
LL-275 50	50	6500
СТРИТ-150	158	13360

Что следует учитывать при замене обычных ламп на светодиодные? 

Главное – световой поток

Еще более сложной будет ситуация, когда предстоит задача по определению эквивалентной мощности для замены галогенных ламп. В том случае, если галогенная лампа рассчитана на 220 В, то можно воспользоваться различными таблицами в интернете, но для подбора замены 12-вольтовой лампе следует учитывать, что такие лампы имеют световой поток той же мощности, что требует внести поправку, на коэффициент которой влияет тип галогенной лампы и, который можно определить также при помощи соответствующей таблицы.

Распределение светового потока в помещении

Кроме общей характеристики силы светового потока также следует принимать во внимание распределение этого светового потока в пространстве. Его направленность определяют углом расходимости лампы. Данная характеристика касается источников света, которые создают направленный тип излучения. Расходимость в 120 градусов говорит о то, что сила светового потока снижается в 2 раза в направлении, которое имеет угол в 60 градусов по отношению к оси светового пучка источника света. Лампы, имеющие расходимость в 120 градусов, обладают очень широкой диаграммой направленности, которая практически соответствует равнояркой площадке. Светодиодные лампы с широким углом излучения позволяют получить более равномерное освещение помещения, но тут необходимо учесть одну тонкость, заключающуюся высокой яркости светодиодных ламп при больших углах к излучающей плоскости, что может стать причиной некомфортности.

Для этого необходимо обращать внимание на реализацию требований наличия защитного угла в ходе монтажа широкоугольного типа светодиодных ламп в светильники, включая и те, которые врезаются в потолок. Узконаправленного излучения лампы (от 20 до 30 градусов) применяются для создания акцентов в интерьере, в частности при оформлении дизайна потолка, но в целом они малопригодны для обычного освещения.

А вот видео о том, на что нужно обратить внимание при  регулировании светового потока

Световой поток светодиодных ламп

Термин световой поток светодиодных ламп означает суммарное количество электромагнитной энергии, излучаемой источником светодиодного света во всех направлениях и во всем диапазоне частот или волн излучения, видимых глазом человека. При этом не учитывается то, что небольшая часть излучения светодиода инфракрасная, она же тепловая. А еще меньшая часть попадает в ультрафиолетовый поддиапазон волн. Две последние части общего диапазона излучений невидимы для человека и, как следует из определения, в световой поток они не включаются и не влияют на его величину. В международной практике термин световой поток коррелирован с выражением Luminous Intensity, которое переводится как «сила света».

Полезная часть этого излучения, приносящая свет и доходящая до освещаемых объектов, уменьшается за счет потерь светового потока:

• при поглощении в отражателях светильников;
• в защитных элементах, например, закаленном антивандальном стекле;
• во вторичной оптике мощных светодиодов или светодиодного модуля;
• в элементах конструкции светильника, образующих защитный угол;
• в светорассеивателях – матовых, микропризматических и пр.;
• при переотражениях от стен, мебели, оборудования помещений.

В этом аспекте световой поток светодиодного Led светильника принципиально отличается от светового потока ламп накаливания (ЛН) направленностью излучения света. Так обычные ЛН и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) излучают свет во всех направлениях, кроме цоколя, галогенные ЛН – почти во всех направлениях, рефлекторные – большей частью в одной полусфере, точечные – узким пучком света с углом рассеивания в несколько десятков градусов.

В этом отношении большинство светодиодных ламп светят в одной полусфере. А построенные светильники на одном или нескольких светодиодах, имеют направленность света от 120 до 90 и даже 60°. Измеряется мощность светового потока в Лм, т. е. в люменах. Лм – это русское обозначение величины, английское – Lm.

Примерами новых и интересных светодиодных ламп с большим световым потоком, которые прекрасно зарекомендовали себя в быту и офисах, являются филаментные лампы-ретрофиты.

Потери светового потока устраняются в первую очередь тщательной отработкой элементов конструкции светильника, подбором материалов светорассеивателей, оптимизацией защитных элементов и их покрытий.

Нашим покупателям мы всегда продемонстрируем работу светильника и подберем такой осветительный прибор, который полностью удовлетворит потребность в освещении помещения.

Как выбрать светодиодную лампу ( Часть 2 )

В этой части мы попытаемся помочь потребителю определиться с выбором конкретной светодиодной лампы исходя из его пожеланий и приоритетов. Если посмотреть на технические характеристики любой светодиодной лампы на сайте поставщика, то можно обнаружить, что выбор осуществляется по многим параметрам. Попробуем разобраться, что означает каждый из них. В первой части мы описали те характеристики, на которые стоит обратить внимание в первую очередь. Это – цоколь, габаритные размеры, питание, рабочая температура. Ведь неправильный выбор этих параметров приведет к тому, что приобретенный товар либо не будет работать, либо быстро выйдет из строя. Также мы обратили Ваше внимание на нюансы, возникающие при использовании “доставшихся по наследству” диммеров и светильников с ПРА. Теперь мы рассмотрим характеристики, грамотный выбор которых сделает освещение в Вашем доме или офисе удобным и комфортным.

– Мощность. У светодиодных ламп значительно выше КПД по сравнению с другими видами ламп и, соответственно, необходима меньшая мощность для получения аналогичной освещенности. Для лучшего понимания введем понятия светового потока и световой отдачи. Световой поток – это величина светового излучения, оцененная среднестатистическим глазом человека. Т.е. простыми словами – та часть спектра, которая лучше всего воспринимается нами (а это зеленый цвет) отражена в этом параметре сильнее всего, тогда как, ультрафиолетовая или инфракрасная составляющая практически не учитываются. Световой поток измеряется в люменах (лм) и является важной характеристикой любой лампы. Световая отдача – это отношение светового потока к потребляемой мощности. Измеряется в люменах/ватт (лм/вт.) и является одним из основных критериев, по которым оценивается эффективность лампы. Так у ламп накаливания световая отдача составляет в среднем 10-13 лм/вт., у галогенок – 15-18лм/вт., компактных люминесцентных ламп ( энергосберегающих ) 40-50 лм/вт., у современных светодиодных 80-110 лм./вт. На момент написания этой статьи имеются данные, что компания CREE создала светодиод со световой отдачей более 200 лм/вт. Также заметим, что до бесконечности этот показатель увеличивать не удастся, есть теоретический предел равный 683лм/вт., при котором вся энергия преобразуется в свет без потерь. Можно воспользоваться таблицей, приведенной ниже, для грубой оценки соответствия ламп разного типа.

лампа накаливания	галогенная лампа	энергосберегающая лампа	светодиодная лампа	световой поток (лм)
25вт	15вт	5вт	3вт	250
40вт	25вт	8вт	4,5вт	400
60вт	35вт	13вт	7вт	650
75вт	50вт	18вт	10вт	900
100вт	75вт	25вт	15вт	1300

Например, если заменить 60 ваттную лампу накаливания на 7 ваттную светодиодную, то светить они будут примерно одинаково. Конечно, не все так однозначно и существует множество тонкостей, описание которых выходит за рамки данной статьи.

– Световой поток. Обычно эта характеристика указывается отдельно на сайте продавца и на упаковке товара. Можно посмотреть таблицу выше, чтобы понять, какому аналогу соответствует выбранная Вами светодиодная лампа. Простое правило – чем выше световой поток – тем ярче светит лампа.

– Цветовая температура. Все мы знаем, что у света существуют оттенки. Например, 25-ваттная лампа накаливания светит тусклым желтым светом, а «энергосберегайка» мертвенно-синим. Цветовая температура измеряется в Кельвинах (К). Чтобы лучше понять что это, проведем некий умозрительный эксперимент. В абсолютно темном помещении возьмем некий абстрактный предмет и начнем постепенно его нагревать. Человеческий глаз уловит первое свечение на границе инфракрасного диапазона при температуре этого тела около 900 К. Если продолжать нагрев, то при 2000К мы увидим свечение аналогичное пламени свечи. Лампы накаливания выдают цветовую температуру 2500-3200К. Если и дальше повышать температуру (надо учесть, что это умозрительный эксперимент, и все известные науке материалы скоро попросту расплавятся и превратятся в газ), то получим свечение аналогичное свету неба сразу после восхода или незадолго перед закатом (3500-4000К), затем цвет солнца (5000- 6000К), облачного неба (6500-7500К), ясного неба (10000-25000К). Человеческий глаз перестанет воспринимать свет в ультрафиолетовом диапазоне. В статье «Виды светодиодных ламп» мы описывали способ получения белого света в светодиодных лампах. Здесь мы лишь отметим, что цветовая температура напрямую зависит от толщины нанесенного люминофора. Обычно по этому параметру лампы подразделяются на «теплые» с цветовой температурой 2700-3500К, «нейтральные» (4000-5000К) и «холодные» (выше 6000К). Надо понимать, что в различных случаях предпочтительно применение ламп с различной цветовой температурой. Так теплый свет лучше подойдет для освещения жилых помещений, подсветки мебели из кожи. Нейтральный свет прекрасно осветит Вашу ванную комнату, подойдет и для акцентной подсветки рабочей зоны кухни. Холодный белый свет незаменим в освещении изделий из хромированного металла, подсветке витрин. В каждом конкретном случае выбор остается за пользователем, главное – это комфорт и удобство. Также стоит отметить несколько важных деталей при выборе цвета светодиодной лампы. «Теплые» лампы всегда обладают меньшим световым потоком при равной мощности. Это связано с тем, что чем «теплее» свет, тем больше люминофора необходимо нанести на линзу светодиода. Кроме того, по мере эксплуатации цвет светодиодных ламп становится «холоднее», т.к. люминофор испаряется со временем. Также случается, что цветовая температура ламп одного производителя из разных партий немного отличается. В данной статье мы не будем углубляться в причины, которые лежат в технологической плоскости, лишь обратим внимание на то, что рекомендуется приобретать лампы из одной партии для освещения каждого помещения.

– CRI (Color Rendering Index) – индекс цветопередачи. Еще один важный параметр. Он показывает, насколько сильно искажается естественный цвет предмета при его освещении искусственным источником света. Измеряется в диапазоне от 0 до 100, где 100 – соответствует освещению солнечным светом. На данный момент наивысшим индексом цветопередачи обладают галогенные лампы (до 95).Большинство современных светодиодных ламп имеют CRI в районе 80-90. Это хороший показатель, при котором предметы практически не меняют своего цвета. Заметим, что 5 пунктов разницы человеческий глаз уловить не в состоянии. Кроме того, обращаем внимание на то, что «теплые» лампы обладают лучшим CRI по сравнению с «холодными» при равной мощности.

– Угол светового пучка. Все ранее используемые искусственные источники светили на 360 градусов. Это полностью подходило для люстр или бра. С другой стороны, если требовалось создать узкий направленный пучок света, то приходилось прибегать к специальным ухищрениям в виде системы отражателей. Все это приводило к частичной потере светового потока, и, соответственно, уменьшению КПД. Светодиод по своей природе выдает узконаправленный свет, поэтому он особенно хорош в различных точечных светильниках. Напротив, при необходимости равномерного освещения требуется искать различные конструктивные решения. Сейчас на рынке предлагается широкий ассортимент светодиодных ламп как с узким световым пучком (15-35 градусов), так и равномерно освещающих пространство вокруг (от 180 до 360 градусов). Последнее время в продаже появились светодиодные лампы filament полностью идентичные по внешнему виду лампе накаливания. Эти лампы светят равномерно на 360 градусов.

– Степень защиты (IP-rating). Этот параметр показывает насколько изделие хорошо защищено от воздействия пыли и влаги. Он состоит из двух цифр, первая указывает на защиту от пыли и грязи, вторая – от попадания воды, причем, чем выше число, тем лучше защита. Стоит обратить на этот показатель особое внимание в случае, если Вы собираетесь использовать лампу, например, в производственных цехах или на улице. Тогда IP – rating должен составлять от 65 и выше. Стандартная светодиодная лампа предназначена для работы в домашних условиях, и этот показатель не является важным при ее выборе.

В заключении обратим внимание на некоторые другие аспекты.

– Производитель. Более 90% продаваемых в России ламп производятся в Китае. Это не удивительно – ведь Китай сейчас является мировым лидером в этом направлении. Большинство отечественных брендов представляют собой так называемый ODM. Этот маркетинговый ход состоит в том, что китайская сторона по заказу наших компаний наносит на свою продукцию их логотип. Сложно судить, оказывает ли этот шаг какое-либо влияние на качество поставляемой продукции.

В производстве светодиодных ламп используются светодиоды различных типов, моделей и производителей. Лампу, начиненную какими чипами выбрать – это тема для отдельного исследования. Отметим только, что единого мнения нет и у экспертов в этой области.

– Чрезвычайно важен не только качественный светодиод, но и источник питания (драйвер). Простому покупателю нелегко разобраться в этом вопросе. Заметим, что если в лампе используется хороший драйвер, то лампа не должна пульсировать при подключении к сети переменного тока, т.е. 50 Гц не будет попадать на светодиод. Это легко определить подручными средствами , например, при помощи камеры сотового телефона – при наведении не будет заметно мерцания. Качественный драйвер должен выдавать на выходе постоянный ток строго ограниченный по величине силы тока.

– Радиатор. В светодиодной лампе обязательно должен осуществляться грамотный теплоотвод. В противном случае происходит быстрая деградация светодиодов, что в свою очередь уменьшает время службы. Чем мощнее лампа, тем это важнее. По европейским стандартам температура корпуса светодиодной лампы не должна превышать 70 градусов. Проверить это можно просто приложив руку через 15-20 мин. после начала ее работы.

Хочется успокоить читателей, все не так сложно, как кажется на первый взгляд. Если возникли какие-то вопросы, наши специалисты всегда рады Вам помочь и проконсультировать в режиме онлайн или по телефону.

Количество люмен в лампе и ее световой поток

Вокруг понятия «люмен» возникает множество мифов, поэтому, чтобы развеять некоторые из них, рассмотрим наиболее часто задаваемые вопросы, вроде таких, как: сколько люмен в лампе накаливания, в светодиодной лампе, сколько люмен содержит 1Вт светодиодной лампы, как определить ее световой поток, и какие светодиодные лампы аналогичны лампам накаливания.

Для начала разберемся, что подразумевает под собой понятие «люмен». Люмен является единицей измерения светового потока, исходящего от источника света, которым может быть лампа накаливания, светодиодная лампа, светодиод или другой осветительный прибор.

Чтобы проще было проводить сравнительный анализ, можно обратиться к таблице, где приведены соотношения СП (люмен) к мощности осветительного прибора (Вт) для ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп. Исходя из этих данных, видно, что светодиодные лампы в 10раз эффективнее, чем лампы накаливания, и в 2раза – чем люминесцентные. К тому же, в отличие от люминесцентных ламп и ламп накаливания, светодиодная лампа, следовательно, и светодиод, испускает направленный свет, из чего можно заключить, что и освещенность от светодиодной лампы будет значительно выше. Поэтому, используя светильник светодиодный уличный в качестве освещения, можно достичь гораздо лучшей освещенности, чем при использовании других ламп.

Лампа накаливания, мощность в Вт	Люминесцентная лампа, мощность в Вт	Светодиодная лампа, мощность в Вт	Световой поток, Лм
20 Вт	5-7 Вт	2-3 Вт	Около 250 Лм
40 Вт	10-13 Вт	4-5 Вт	Около 400 Лм
60 Вт	15-16 Вт	8-10 Вт	Около 700 Лм
75 Вт	18-20 Вт	10-12 Вт	Около 900 Лм
100 Вт	25-30 Вт	12-15 Вт	Около 1200 Лм
150 Вт	40-50 Вт	18-20 Вт	Около 1800 Лм
200 Вт	60-80 Вт	25-30 Вт	Около 2500 Лм

Что касается количества люмен в 1Вт светодиодной лампы.

У светодиодов световой поток колеблется от 80 до 150Лм из 1Вт. Это обуславливается некоторыми отличиями вольтамперных характеристик светодиодов и систем охлаждения. Световой поток экспериментальных светодиодов доходит до 220Лм/Вт, но такие светодиоды не встречаются в массовом производстве.

Как можно определить количество люмен в светильнике или лампочке.

Обычно эта информация указана на упаковке или в инструкции к товару, но можно воспользоваться и табличными данными.
Для самостоятельного определения люменов нужен люксметр, определяющий уровень освещенности на каждом участке помещения. Люкс в данном случае – это количественное отношение люмен на площадь освещения (1люкс-1люмен на м2). При силе света, исходящего от изотропного источника, равного 1 кандела, полный световой поток равен 4

Светильник с лампой ДРЛ	Светильник с лампой Днат	Светодиодный светильник	Световой поток, Лм
125 Вт	70 Вт	30-40 Вт	Около 3 500 Лм
250 Вт	100 Вт	40-60 Вт	Около 8 000 Лм
400 Вт	150 Вт	80-120 Вт	Около 12 000 Лм
700 Вт	250 Вт	140-160 Вт	Около 20 000 Лм
1000 Вт	400 Вт	180-200 Вт	Около 30 000 Лм

Какова яркость светодиода в люменах? Все о люменах, силе света…

Насколько яркие светодиодные лампы? Что означает световой поток в люменах? Что означает сила света? Это самые частые вопросы, когда речь идет об оценке яркости светодиодных ламп. Это руководство внесет свет в темноту. После этого у вас будет хорошее понимание многих терминов, связанных с яркостью светодиодов.

Яркость светодиодных фонарей

На первый взгляд оценка яркости светодиодных светильников и источников света может сбить с толку.В случае обычных источников света яркость обычно принималась исходя из потребляемой мощности в ваттах. Хотя это физически неверно, для можно было приблизительно представить, насколько ярким является галогенная лампа мощностью 40 Вт или лампа накаливания на 60 Вт.

В случае светодиодных ламп эта упрощенная корреляция больше не работает . Несмотря на все свои преимущества, новая технология стала более сложной. В связи с яркостью здесь используются следующие термины:

• Люмен
• Световой поток
• Кандела
• Сила света
• Светоотдача

В следующих разделах вы найдете значение и объяснение отдельных терминов.

Световой поток светодиода в люменах

Световой поток показывает, сколько света излучает источник света. Это относится ко всему видимому свету, излучаемому светодиодной лампой во всех направлениях. Физическая единица светового потока называется люмен и сокращенно лм .

Со старыми источниками света яркость можно было хорошо сравнить на основе мощности. Это невозможно со светодиодной технологией. Причина этого – разные компоненты в разных светодиодных лампах.Каждый компонент влияет на энергоэффективность лампы. Следовательно, два светодиодных светильника с одинаковой мощностью могут иметь разную яркость.

Важно видеть значение светового потока в сочетании с углом луча лампы. Лампа с яркостью 600 люмен и углом луча 15 ° значительно ярче в определенных точках, чем вторая лампа с 600 люменами, но с углом луча 90 °.

Сколько люмен для какой комнаты?

Если вы хотите полностью изменить дизайн освещения для одной или нескольких комнат, вы можете обратиться к значениям в таблице ниже.Такие помещения, как кухня или другие рабочие зоны, всегда должны быть ярче, чем обычные жилые комнаты.

Рекомендации по световому потоку для разных помещений

Помещение	Люмен на кв. М
Жилая площадь	1000 – 1600
Коридор	1000 – 1600
Кухня	2700-3200
Ванная комната	2700-3200
Мастерская	2700-3200

Сколько светового потока на квадратный фут должно производить освещение, зависит от многих факторов.Здесь, например, играет роль цвет мебели. Темные цвета мебели, стен и пола пропускают больше света, чем яркое окружение. Насколько ярко вы хотите осветить свои комнаты, зависит еще и от вашего вкуса.

Регулируемое освещение в качестве альтернативы

Если вы не хотите устанавливать постоянную яркость освещения, то светодиодные лампы с регулируемой яркостью – хороший выбор. Они особенно популярны в гостиной.

Сколько люмен у старых ламп?

Особенно при переходе со старых ламп накаливания и галогенных ламп на светодиодные вы можете использовать яркость старых ламп в качестве ориентира.Например, старые лампы накаливания имеют следующие значения люмен:

• Лампа накаливания 40 Вт: 430 люмен
• Лампа накаливания 60 Вт: 730 люмен
• Лампа накаливания 100 Вт: 1380 люмен

Можно ли добавить значения люмен?

В больших помещениях имеет смысл использовать несколько светодиодных ламп или точечных светильников. Это позволяет добиться очень хорошего распределения света. Значения светового потока отдельных светодиодных ламп можно просто сложить, чтобы определить общий световой поток для комнаты.

Должен ли быть указан световой поток на упаковке?

Согласно нормативам освещения, яркость светового потока (в лм) в большинстве случаев должна быть указана в описании продукта.

Важен световой поток

Мощность светодиодных ламп не имеет большого значения. Оценивая и сравнивая яркость нескольких ламп, всегда обращайте внимание на величину люмена.

Светоотдача светодиодов

Иногда мы также говорим о светоотдаче лампочки или светильника.Это не относится к потреблению электроэнергии, поэтому термин кажется неточным. Термин световой поток используется в разговорной речи и также относится к световому потоку.

Светодиод Сила света

Сила света – это еще один термин, обозначающий яркость, но он связан с телесным углом . Световой поток в люменах можно использовать только для измерения общего света, излучаемого лампой. С другой стороны, сила света может использоваться для обозначения светового потока на угловых единиц .Единица измерения силы света – кандела, сокращенно кд . Иногда его даже дают в милликанделах (мкд).

Таким образом, значение канделы теоретически можно использовать для сравнения яркости светодиодных ламп с разными углами луча. По этой причине сила света указана прежде всего для светодиодных прожекторов направленного света. Но на практике сравнивать значения все еще сложно. Причина этого в том, что сила света уменьшается от центра угла луча к краю.

Фактическое значение канделы в каждом телесном угле может быть представлено только кривой распределения света. Эта диаграмма выглядит очень технической и приводится в технических данных только несколькими производителями.

Что означает телесный угол?

Телесный угол, к которому относится сила света, описывает общую долю комнаты в пределах этого угла. Менее распространенной единицей телесного угла является стерадиан (ср).

Должна ли быть указана сила света в описании продукта?

В отличие от светового потока указание силы света не обязательно при продаже светодиодных ламп.Производители по-прежнему любят указывать значения канделы, особенно для сильно направленных светодиодных пятен. Большое количество делает эту информацию очень эффективной в рекламе. Особенно со значениями в милликанделах, например 800 000 мкд, не следует поражаться в прямом смысле этого слова.

Сравнить яркость по силе света?

На практике сложно выбрать светодиодный источник света на основе силы света в канделах. Лучше сориентируйтесь на световой поток в люменах в сочетании с углом луча.

Преобразование светового потока в канделу

Преобразование светового потока (люмен) в силу света (кандела) может быть достигнуто по следующей формуле:

Сила света (кд) = световой поток (лм): телесный угол (ср)

Заключение

Теперь вы знаете разницу между световым потоком в люменах или силой света и силой света в канделах. Кроме того, вы знаете, что мощность светодиодных ламп – это лишь небольшой показатель яркости.С современными светодиодными светильниками и источниками света вы можете оценить яркость на основе светового потока в люменах (лм). Для направленных светодиодных пятен всегда учитывайте эту спецификацию в сочетании с углом луча.

Общие сведения о световом потоке (люмен) и освещенности (люкс)

Мы часто видим данные о световом потоке или освещенности на упаковке лампочек или других ламп. Возможно, вы знаете, что эти два параметра используются для описания яркости света. Но каковы конкретные определения светового потока и освещенности? В чем разница между ними?

Что такое световой поток?

Световой поток – это общее количество видимого света, излучаемого лампой.Он отличается от лучистого потока. Поток излучения – это измерение всего испускаемого электромагнитного излучения (включая инфракрасное, ультрафиолетовое и видимое), которое представляет собой общее количество света объектива. Световой поток – это количество света, которое воспринимает человеческий глаз. Он отражает чувствительность человеческого глаза путем взвешивания каждой длины волны с помощью функции яркости. Таким образом, это взвешенная сумма всех длин волн мощности в диапазоне видимого света, исключая инфракрасный и ультрафиолетовый.

Что такое функция яркости?

Функция яркости описывает относительную чувствительность человеческих глаз к свету разных длин волн путем субъективной оценки яркости света разных цветов.Его нельзя считать абсолютно точным, но он хорошо отражает зрительную чувствительность человеческого глаза и является ценным исходным показателем для экспериментальных целей.

Рисунок 1: Функции фотопической (черный) и скотопической (зеленый) светимости

Единица светового потока —— Люмен

Единица светового потока в системе СИ – люмен (лм). Люмен определяется по отношению к канделе, которая является единицей силы света как

.

1 лм = 1 кд ⋅ sr

То есть, когда световой угол источника света равен одному телесному углу, а световой поток равен 1 люмену, его сила света составляет 1 канделу.Когда световой поток источника света также составляет 1 люмен, но световой угол становится 1/2 телесного угла, сила света этого источника света считается равной 2 канделам.

И наоборот, когда сила света точечного источника света, излучающего свет во всех направлениях, равна 1 канделе, поскольку полная сфера имеет телесный угол 4π стерадиан, световой поток этого источника света составляет 4π люмен или 12,56 люмен.

Рисунок 2: Графическое представление 1 стерадиана.

Что такое яркость ?

В фотометрии освещенность – это полный световой поток света, падающий на единицу площади. Другими словами, световой поток представляет собой общее количество света, излучаемого источником, а освещенность – это общее количество света, получаемого объектом.

Связь между освещенностью и световым потоком аналогична соотношению между энергетической яркостью и потоком излучения, то есть потоком излучения, принимаемым на единицу площади.Однако освещенность взвешивается в соответствии с чувствительностью человеческих глаз к свету с разными длинами волн, что представляет собой интенсивность света, воспринимаемого человеческими глазами.

Единица освещенности —— люкс

Единицей освещенности в системе СИ является люкс (лк). Он равен одному люмену на квадратный метр.

1 люкс = 1 лм / м ² = 1 кд · ср / м ² .

В фотографии есть и неметрическая единица освещенности фут-свеча.Фут-свеча означает «освещение источника свечи на поверхности на расстоянии одного фута». Таким образом, одна фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут или примерно 10 люксам.

Оба расстояния и d Влияние наклона Освещение

Освещенность – это количество люмен на квадратный метр. Это означает, что когда источник света в 1000 люмен освещает площадь в 1 квадратный метр, освещенность в этой плоскости составляет 1000 лк. Когда источник света в 1000 люмен освещает площадь в 10 квадратных метров, освещенность на плоскости становится 100 лк.

Так что, покупая лампочки, мы не должны просто выбирать их по количеству люменов. Это связано с тем, что, когда в гостиной и туалете устанавливаются лампы с одинаковым световым потоком, из-за разного размера комнат разница в освещенности, которая может восприниматься глазами, может быть значительной.

Световой поток

– обзор

19.1.5.9 Величины и единицы света

Следующие определения основаны на Международном словаре освещения.

Световой поток (символ ϕ): свет, излучаемый таким источником, как лампа, или принимаемый поверхностью, независимо от направления. Люмен (аббревиатура лм): единица светового потока в системе СИ, используемая для описания общего света, излучаемого источником или принимаемого поверхностью. (Лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает около 1200 люмен.)

Освещение: процесс освещения объекта.

Величина освещенности (символ E): световой поток, падающий на поверхность, на единицу площади.

Люкс (сокращение lx): единица измерения освещенности в системе СИ; он равен одному люмену на квадратный метр.

Люмен на квадратный фут (сокращение lm ft ⁻² ): неметрическая единица измерения освещенности, равная 10,76 люкс. (Ранее назывался фут-свечой, этот термин все еще используется в некоторых странах.) Эксплуатационная ценность освещения: среднее значение освещенности на протяжении всего срока службы установки, усредненное по рабочей зоне.

Начальное значение освещенности: Среднее значение освещенности, усредненное по рабочей зоне до начала амортизации, то есть когда лампы и арматура новые и чистые и когда комната недавно декорирована.

Среднее сферическое освещение (скалярное освещение): среднее освещение по поверхности небольшой сферы с центром в данной точке; точнее, это поток, падающий на поверхность сферы, деленный на площадь сферы. Термин «скалярная» освещенность

означает люкс: необходимо соблюдать осторожность, чтобы не путать единицу измерения с освещением на плоскости, которое измеряется в той же единице.

Вектор освещения: термин, используемый для описания потока света. У него есть и величина, и направление.Величина определяется как максимальная разница в величине освещенности на диаметрально противоположных элементах поверхности небольшой сферы с центром в рассматриваемой точке. Направление вектора – это диаметр, соединяющий более яркий элемент с более темным.

Сила света: величина, которая описывает силу освещения источника в определенном направлении. Точнее, это световой поток, излучаемый внутри очень узкого конуса, содержащего это направление, деленное на телесный угол конуса.

Кандела (аббревиатура cd): единица измерения силы света в системе СИ. Термин «сила свечи» означает силу света, выраженную в канделах.

Измерение светодиодов – LED professional

Введение

Разрабатываются и внедряются различные новые типы светоизлучающих диодов (СИД) для общего освещения и других применений, и возрастает потребность в точных измерениях различных оптических параметров светодиодов. Традиционные стандартные лампы не удовлетворяют требованиям калибровки для измерений светодиодов, поскольку светодиоды существенно отличаются от традиционных ламп с точки зрения физических размеров, уровней потока, спектров и пространственного распределения интенсивности.Температурно-зависимые характеристики и большая вариативность оптических конструкций светодиодов еще больше затрудняют воспроизведение измерений. Для обеспечения высокоточных измерений светодиодов большим спросом пользуются эталонные светодиоды и услуги по калибровке [1]. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) недавно разработал и расширил возможности калибровки светодиодов для фотометрических, радиометрических и колориметрических величин и предоставляет различные услуги по калибровке светодиодов.В этой статье обсуждаются измерения силы света, общего светового потока, полного спектрального потока излучения и количества цветов светодиодов, а также средства измерения NIST и услуги по калибровке светодиодов.

Сила света

Сила света (единица измерения: кандела) светодиодов может быть измерена с помощью обычного фотометрического стенда и стандартных фотометров [2] в условиях дальнего поля на достаточно большом расстоянии, чтобы тестовый светодиод можно было рассматривать как точечный источник ( обычно 2 м или больше).Однако обычной практикой в ​​светодиодной индустрии было измерение светодиодов на гораздо более коротких расстояниях, например от 10 до 50 см. Предположительно традиция пришла из тех времен, когда светодиоды были очень тусклыми, а фотометры – не очень чувствительными. Эта практика все еще преобладает, хотя светодиоды намного ярче. Измерение силы света светодиодов на коротких расстояниях проблематично, потому что многие светодиоды имеют эпоксидные линзы, и они не ведут себя как точечный источник, и закон обратных квадратов не выполняется. Эффективный центр излучения светодиода может смещаться от физического центра светодиода.Это вызывает отклонения в измеренной силе света при измерении на разных расстояниях, особенно когда расстояние невелико. Было установлено, что это одна из основных причин различий в измерении силы света.

Для решения этой проблемы Международная комиссия по освещению (CIE) стандартизировала измерительные расстояния (100 мм и 316 мм) для измерений интенсивности светодиода, как первоначально опубликовано в CIE 127 (1997) и в недавней редакции CIE 127: 2007 [3 ]. Эта публикация также стандартизировала апертуру фотометра, сделав ее круглой с площадью 1 см2, расстояние должно измеряться от конца корпуса светодиода, а направление измерения должно совпадать с механической осью светодиода.Эта геометрия CIE показана на рисунке 1.

Сила света, измеренная в этих стандартизованных условиях, называется средней яркостью светодиода CIE, поскольку значение может немного отличаться от реальной силы света светодиода (дальнего поля). Эти два расстояния различаются Условием A и Условием B для 316 мм и 100 мм соответственно. Эту рекомендацию CIE следует использовать для определения интенсивности отдельных светодиодов. Эта рекомендация не применяется к светодиодным кластерам, массивам и светильникам, изготовленным из светодиодов.Тестовые светодиоды сравниваются с откалиброванными стандартными светодиодами или калиброванной стандартной головкой фотометра, с коррекцией спектрального несоответствия при необходимости.

NIST разработал стандартные фотометры в соответствии с этой рекомендацией CIE и создал службу калибровки для средней силы света светодиодов в условиях A и B. Неопределенность (расширенная неопределенность, k = 2) для этих калибровок обычно составляет от 1% до 3%. в зависимости от тестовых светодиодов. См. Ссылки [4-7] для подробностей.

Общий световой поток

Общий световой поток (единица: люмен), вероятно, является наиболее важной величиной для светодиодов, используемых для освещения. Световая отдача, люмен на ватт, имеет решающее значение для разрабатываемых белых светодиодов. По сравнению с измерениями традиционных ламп накаливания, погрешности измерений светодиодов, как правило, намного больше, в первую очередь из-за узкополосных спектральных распределений и разновидностей диаграмм направленности светодиодов. Общий световой поток светодиодов можно измерить либо с помощью системы интегрирующих сфер, либо с помощью гониофотометра.При использовании интегрирующих сфер в светодиодной индустрии было обычной практикой крепить светодиоды на стене со сферой. Этот метод во многих случаях не подходит, так как обратное излучение тестового светодиода исключено, а общий световой поток измеряется неправильно. В новой рекомендации CIE 127: 2007 [3] рекомендуется использовать геометрию интегрирующей сферы, как показано на рисунке 2. В случаях, когда важен только прямой поток, частичный поток светодиода определяется также в новой публикации CIE.

Геометрия (a) на рисунке 2 рекомендуется для всех типов светодиодов, включая светодиоды с узким профилем луча или светодиоды с широким и обратным излучением.Эта геометрия должна использоваться для большинства 5-миллиметровых светодиодов эпоксидного типа, которые имеют обратное излучение. Геометрия (b) приемлема для светодиодов, не имеющих обратного излучения. Например, мощный светодиод с большим теплоотводом и отсутствием обратного излучения можно измерить с помощью геометрии (b), в которой только головка светодиода вставлена ​​в сферу, а большой теплоотвод остается вне сферы. Интегрирующие сферы любой геометрии должны быть откалиброваны стандартным светодиодом общего светового потока, имеющим такое же угловое распределение интенсивности и спектральное распределение, что и тестовые светодиоды, подлежащие измерению, с внесением поправок на спектральное рассогласование по мере необходимости.Для светодиодов обычно используются интегрирующие сферы размером от 20 см до 50 см.

Общий световой поток светодиодов откалиброван в NIST с использованием системы интегрирующих сфер длиной 2,5 м, которая также используется для определения светового потока и калибровки традиционных ламп. Даже при очень большом размере сферы система сфер имеет достаточную чувствительность для измерения светового потока светодиодов. Система сфер диаметром 2,5 м использует метод абсолютной сферы, как показано на рисунке 3. Спектральная пропускная способность сферы NIST была точно определена, и была применена коррекция спектрального рассогласования.Ошибки из-за пространственной неоднородности чувствительности сферы, связанные с различиями в угловом распределении интенсивности светодиода, также были проанализированы для исправления или определения погрешности. Неопределенность (расширенная неопределенность, k = 2) для калибровки светового потока светодиодов в NIST обычно составляет 0,7% для белых светодиодов и от 1% до 3% для одноцветных светодиодов. Подробная информация о сфере NIST 2,5 м [8] и процедурах калибровки светодиода для светового потока доступны в справочных материалах [4,9]. Геометрия (а) рекомендуется для всех типов светодиодов, включая светодиоды с узким профилем луча или светодиоды с широким и обратным излучением.Эта геометрия должна использоваться для большинства 5-миллиметровых светодиодов эпоксидного типа, которые имеют обратное излучение. Геометрия (b) приемлема для светодиодов, не имеющих обратного излучения. Например, мощный светодиод, имеющий большой теплоотвод и отсутствие излучения в обратном направлении, можно измерить с помощью геометрии (b), в которой только головка светодиода вставлена ​​в сферу, а большой теплоотвод остается вне сферы. Интегрирующие сферы любой геометрии должны быть откалиброваны стандартным светодиодом общего светового потока, имеющим такое же угловое распределение интенсивности и спектральное распределение, что и тестовые светодиоды, подлежащие измерению, с внесением поправок на спектральное рассогласование по мере необходимости.Для светодиодов обычно используются интегрирующие сферы размером от 20 см до 50 см.

Общий световой поток светодиодов откалиброван в NIST с использованием системы интегрирующих сфер длиной 2,5 м, которая также используется для определения светового потока и калибровки традиционных ламп. Даже при очень большом размере сферы система сфер имеет достаточную чувствительность для измерения светового потока светодиодов. Система сфер диаметром 2,5 м использует метод абсолютной сферы, как показано на рисунке 3. Спектральная пропускная способность сферы NIST была точно определена, и была применена коррекция спектрального рассогласования.Ошибки из-за пространственной неоднородности чувствительности сферы, связанные с различиями в угловом распределении интенсивности светодиода, также были проанализированы для исправления или определения погрешности. Неопределенность (расширенная неопределенность, k = 2) для калибровки светового потока светодиодов в NIST обычно составляет 0,7% для белых светодиодов и от 1% до 3% для одноцветных светодиодов. Подробная информация о сфере NIST 2,5 м [8] и процедурах калибровки светодиода для светового потока доступны в справочных материалах [4,9].

Полный спектральный поток излучения

Интегрирующие сферы, оборудованные спектрорадиометром в качестве детектора сферы, как показано на рисунке 4 (см. Журнал LpR), называемые сфер-спектрорадиометрами, все чаще используются для измерения светодиодов.Это удобный способ измерения фотометрических величин и количества цветов одновременно. Этот тип прибора измеряет общий спектральный поток излучения (единица измерения: Вт / нм), из которого получают общий световой поток, общий поток излучения и цветовые величины (пространственно интегрированные). Еще одно преимущество состоит в том, что общий световой поток может быть измерен теоретически без погрешности спектрального рассогласования. При использовании матричного спектрорадиометра измерение может быть таким же быстрым, как и система сферического фотометра. Такие системы сферических спектрорадиометров необходимо калибровать по эталону полного спектрального потока излучения.

NIST недавно установил шкалу общего спектрального потока излучения для диапазона от 360 до 830 нм, используя систему гонио-спектрорадиометра, как показано на рисунке 5, и предлагает услуги по калибровке [10]. Шкала распространяется путем выпуска калиброванных эталонных ламп полного спектрального лучистого потока (кварцевые галогенные лампы мощностью 75 Вт) и калибровки ламп, представленных потребителями.

См. Рисунок 5 (см. Журнал LpR)

Общий поток излучения

Полный лучистый поток (единица измерения: ватт) – это спектрально и пространственно интегрированный полный лучистый поток источника.Мощность излучения и оптическая сила также часто используются для одного и того же значения для светодиодов. Это количество необходимо для определения светодиодов в УФ- и ИК-диапазонах, а также полезно для одноцветных светодиодов, поскольку значения светового потока резко меняются в зависимости от максимальной длины волны даже в пределах одного и того же цветового диапазона, что затрудняет сравнение значений светового потока. Для светодиодов в видимой области общий лучистый поток может быть преобразован из значения светового потока и относительного спектрального распределения светодиода. Однако неопределенность увеличивается, особенно вблизи крыльев функции V ().NIST предоставляет услуги по калибровке полного лучистого потока светодиодов в диапазоне от 360 до 830 нм с использованием системы абсолютных сфер NIST 2,5 м, настроенной для режима полного спектрального лучистого потока, как показано на рисунке 6. Калибровка основана на спектральной энергетической освещенности NIST. шкала. Спектрорадиометр представляет собой тип ПЗС-матрицы и корректируется на спектральный паразитный свет [11]. Подробнее о калибровке полного лучистого потока см. Ссылку [12].

См. Рисунок 6 (см. Журнал LpR)

Количество цветов

Параметры цвета, такие как координаты цветности, доминирующая длина волны, коррелированная цветовая температура (для белых светодиодов) и индекс цветопередачи (для белых светодиодов), используются для определения цветовых характеристик светодиодов.Даже если используется спектрорадиометр, откалиброванный по национальным стандартам, погрешность измеренного цвета светодиодов часто неизвестна или неожиданно велика, и поэтому пользователям часто требуются эталонные светодиоды, откалиброванные в национальных лабораториях, для проверки точности измерений цвета светодиодов.

См. Рисунок 7 (см. Журнал LpR)

NIST разработал эталонный спектрорадиометр для измерения цвета светодиода (геометрия CIE Condition B), использующий монохроматор с двойной решеткой и оптической системой ввода излучения.Этот спектрорадиометр настроен на треугольную полосу пропускания шириной 2,5 нм (FWHM) и сканирование с интервалами 2,5 нм. Погрешности калибровки светодиодов для любого цвета находятся в пределах 0,001 цветности CIE (u ’, v’). На рисунке 7 показана оптическая конструкция системы спектрорадиометра NIST. Более подробную информацию об эталонном спектрорадиометре можно найти в ссылке [13].

В дополнение к направленной калибровке цвета, пространственно усредненные количества цветов светодиодов, интегрированные по всем углам излучения, доступны из измерения общего спектрального потока излучения, как описано выше.Рекомендуется измерять белые светодиоды для получения пространственно усредненных значений, поскольку цвет имеет тенденцию смещаться с углом обзора. Усредненные по пространству цветовые величины измеряются в NIST с использованием описанной выше установки для полного лучистого потока. Калибровку направленного или усредненного по пространству количества цветов светодиодов можно получить в NIST.

Стратегия на стандартных светодиодах в калибровке NIST услуги

Некоторые службы калибровки NIST выдают откалиброванные артефакты, а другие калибруют артефакты, отправленные клиентами.Мы решили не готовить и не выпускать «стандартные светодиоды», потому что существует так много типов светодиодов, и постоянно появляются новые типы светодиодов, и, таким образом, любой стандартный светодиод, который мы могли бы разработать, не удовлетворил бы многих клиентов и быстро устареет. Мы стремимся предоставлять калибровки для любого типа светодиодов, представленных нашими клиентами, которые затем могут использоваться в качестве эталонных стандартных светодиодов того типа, который необходим в лаборатории заказчика. Заказчики несут ответственность за обеспечение качества светодиодов, представленных в NIST для калибровки.Информация об услугах фотометрической калибровки NIST доступна на сайте [14] или у авторов.

Понимание того, как измерить световой поток и мощность излучения (ЖУРНАЛ)

В этом отрывке из готовящегося к выпуску справочника «Справочник по метрологии светодиодов и SSL», ГЮНТЕР ЛЕШХОРН и РИЧАРД ЯНГ объясняют основы светового потока и лучистого Измерение мощности – важнейшая задача при разработке продуктов твердотельного освещения (SSL).

Обычно световой поток и мощность излучения являются наиболее важными оптическими параметрами для светодиодов, хотя иногда также требуется пространственное распределение интенсивности. Для небольших устройств средняя интенсивность светодиода в состоянии B по-прежнему является обычным явлением. Частичный световой поток светодиодов – это величина, которая получает все большее признание, но все еще широко не измеряется. Для источников SSL важны фотометрические и колориметрические характеристики излучения.

Заинтересованы в статьях и объявлениях о тестировании / метрологии светодиодов и SSL?

Двумя основными методами измерения общей мощности излучения и светового потока являются использование либо интегрирующей сферы, либо гониофотометра / гониоспектрорадиометра.В следующих двух разделах объясняются эти два метода измерения с учетом типичных задач измерения.

Метод интегрирующей сферы и геометрия измерения

Величину светового потока иногда называют общим световым потоком, чтобы подчеркнуть тот факт, что он является суммой для всех направлений. Его также называют потоком 4π, поскольку полная сфера имеет 4π стерадиана телесного угла. Чтобы собрать весь свет в пределах 4π стерадианов, источник должен находиться в центре сферы.Эта 4π-геометрия является стандартной конфигурацией для измерения светового потока (см. Рис. 1a). Улавливается излучение, испускаемое во всех направлениях, и измеряется общий световой поток.

Для источников света, которые имеют пренебрежимо малое излучение или совсем не имеют направленного назад излучения, полный поток может быть измерен в более удобном прямом потоке или геометрии 2π. Здесь источник света расположен в отверстии в стенке сферы. Для измерения регистрируется только световое излучение, испускаемое в передней полусфере (см. Рис.1б). Это прямое излучение типично для большинства светодиодных продуктов. Интегрирующая сфера должна быть откалибрована абсолютно на основе геометрии измерения в соответствии с принципом замещения. Этот принцип гласит, что тестовый источник света всегда следует измерять путем сравнения со стандартным источником, имеющим аналогичные пространственные и спектральные распределения.

Рекомендации по выбору правильного размера

Испытуемый образец всегда должен быть значительно меньше внутреннего диаметра сферы, чтобы фактор интерференции, вызванный самим образцом, был как можно ниже.Однако интенсивность падающего света на детектор уменьшается по мере увеличения сферы. Как показывает практика, светопропускная способность интегрирующей сферы является функцией обратного квадрата радиуса сферы. Поэтому выбор правильного соотношения между размером тестового объекта и размером сферы имеет решающее значение для эффективного баланса между высоким качеством измерения и хорошей пропускной способностью (см. Также рис. 2).

Существуют рекомендации по выбору правильного размера сферы для заданного размера тестового образца.При использовании геометрии 4π общая поверхность испытуемого образца должна быть меньше 2% поверхности сферы. Длина линейной лампы должна быть менее 2/3 диаметра шара. При использовании геометрии 2π диаметр измерительного порта и, следовательно, максимальное удлинение испытуемого образца не должны превышать 1/3 диаметра сферы.

РИС. 1. Рекомендуемая CIE геометрия сфер для всех источников (a) и для источников без обратного излучения (b).

Поправка на самопоглощение

Тестовый объект сам способствует поглощению светового излучения в интегрирующей сфере.Эта форма помех, известная как самопоглощение, может привести к значительному ослаблению светового излучения и к отклонениям в измерениях. Это затухание становится более выраженным, когда испытуемый образец становится больше и темнее. На рис. 3 показаны два типичных примера испытуемого образца и полученная зависимость пропускания от длины волны. Самостоятельное поглощение может привести к коррекции до нескольких десятков процентов.

РИС. 2. Сфера диаметром 1 м (слева) идеально подходит для измерения большинства светодиодов и модулей с рекомендованной геометрией 4π и 2π.2-метровая сфера (справа) идеально подходит для больших светильников и продуктов SSL.

Коррекция самопоглощения с помощью подходящего вспомогательного источника света поэтому необходима для точных измерений. Для этой цели обычно используется галогенная лампа с широким спектральным диапазоном. Вспомогательный источник света должен быть расположен за перегородкой, чтобы избежать прямого освещения образца, и он должен работать от стабильного источника питания. Этот источник света используется для определения характеристик спектрального поглощения испытуемого устройства, держателя образца и соединительных кабелей, а затем смещения с фактическим измерением.Эффект самопоглощения увеличивается по мере увеличения отражательной способности покрытия и уменьшения отношения площади сферы к исследуемому образцу.

Поглощение в ближнем поле

Любой объект (например, розетка), находящийся в непосредственной близости от источника света, значительно поглощает свет и может вызвать большие ошибки. Это так называемое поглощение в ближнем поле не может быть исправлено измерением самопоглощения. Таким образом, следует избегать причины этого эффекта. Предмет следует размещать как можно дальше от лампы, избегая образования полостей.Кроме того, рекомендуется покрытие поверхности объекта материалом с высоким коэффициентом отражения. В качестве примера хорошее решение линейного держателя трубки показано на Рис. 4.

Рис. 3. Спектры собственного поглощения для двух типичных ИУ (тестируемых устройств).

Положение горения

Как описано в другой главе книги, измерения пассивно охлаждаемых источников SSL следует выполнять в положении горения, определенном производителем. Это также относится к сферической фотометрии.При измерении в геометрии 4π удобно использовать внутренний фонарный столб, который можно устанавливать вверх-вниз или вниз-вверх, чтобы реализовать проектное положение горения источника света. В случае 2π-геометрии предпочтительным методом является вращающаяся сфера (см., Например, рис. 5). Вся сфера может вращаться внутри монтажной рамы. Таким образом, измерительный порт расположен сбоку, сверху или снизу.

Учет ошибок измерения

Вклады в ошибки измерения многочисленны.Анализ ошибок при использовании спектрорадиометра в качестве детектора можно найти в другой главе книги. Широкий диапазон характеристик излучения, отображаемых светодиодами, может привести к ошибкам калибровки при измерении светового потока. Отклонение 5% может быть получено для компонентов с диффузным излучением, но отклонения более 10% возможны для светодиодов с узким углом наклона.

Как описано выше, выбор правильного размера шара, выполнение коррекции самопоглощения, предотвращение поглощения ближнего поля и измерение в заданном положении горения источника света имеют решающее значение для высокоточного измерения.

Узнайте, как измерить световой поток и мощность излучения для светодиодов и продуктов SSL

РИС. 4. Пример исключения эффектов поглощения в ближней зоне. Держатель линейной трубки размещен как можно дальше от источника света и покрыт материалом с высоким коэффициентом отражения.

Еще одна большая часть ошибки вносит вклад при запуске измерения до того, как источник станет термически стабильным. Кроме того, при испытаниях в соответствии с CIE S 025 или EN 13032-4 рекомендуется температура окружающей среды 25 ° C.Если поместить источник тепла в корпус (интегрирующий шар), температура окружающей среды (температура в сфере) повысится, и она будет отличаться от «нормальных» рабочих условий. Поэтому при измерениях в конфигурации 4π рекомендуется стабилизировать источник с открытыми полусферами сфер. Сфера должна быть закрыта непосредственно перед измерением. Таким образом, можно лучше всего смоделировать окружающие условия при нормальной работе. Следует проявлять осторожность, чтобы неуловимо закрыть сферу, чтобы избежать движения воздуха, которое может нежелательным образом способствовать регулированию температуры.

Метод гониофотометра

Хотя измерение светового потока или мощности излучения с помощью гониофотометра занимает больше времени по сравнению с использованием интегрирующих сфер, оно намного точнее. Эта процедура измерения не требует эталонных ламп светового потока в качестве эталонного значения, как это имеет место при сферической фотометрии. Это метод выбора, если необходимо измерить лампы с различным распределением силы света, и это базовый уровень для калибровки эталонных ламп светового потока, который обеспечивает эталонное значение для других процедур испытаний.Еще одна отличительная черта гониофотометрии по сравнению со сферической фотометрией – это возможность измерения парциального светового потока и угла половинной интенсивности. Эти значения необходимо определять при измерении характеристик, относящихся к энергоэффективности и соответствию спецификациям Zhaga.

Метод лучше всего описать воображаемой сферой, окружающей светодиод. Детектор с косинусной коррекцией движется по поверхности сферы по определенным траекториям на расстоянии r (радиус сферы).Детектор используется для определения энергетической освещенности E , возникающей в результате парциального лучистого потока d Φ, падающего на область детектора dA , в зависимости от θ и φ.

Чтобы определить полную мощность излучения, детектор перемещают постепенно под углом θ. Для каждого угла θ выполняется несколько измерений, причем угол φ изменяется от 0 ° до 360 °. Сканируются отдельные зоны, соответствующие постоянной широте сферы. Тогда полная мощность излучения Φ составляет

В качестве альтернативы, вместо перемещения детектора, что может потребовать значительных механических усилий, можно использовать стационарный детектор, и светодиод сканируется вокруг его конца.Однако для модулей и светильников с конвекционным охлаждением это может не применяться, и может быть указана поправка на положение светильника.

РИС. 5. Вращающаяся сфера длиной 1 м. Позиционно-чувствительные источники света могут быть измерены в их расчетном рабочем положении.

На рис. 6 показана установка для этого типа светодиодного гониофотометра. Угол φ регулируется поворотом светодиода вокруг его механической оси, а угол θ – поворотом вокруг его наконечника. Детектор установлен на оптической рейке, что позволяет проводить измерения на различных расстояниях.

РИС. 6. Гониоспектрорадиометр в компактном светозащитном кожухе. Светодиод перемещается вместо извещателя. Угол φ регулируется поворотом светодиода вокруг его механической оси, а угол θ – поворотом вокруг его наконечника.

Большие расстояния необходимы для распределения силы света в условиях дальнего поля. Для измерения полного потока с помощью гониометра большие расстояния не требуются. При условии, что детектор имеет хороший косинусоидальный отклик, энергетическую освещенность можно точно измерить под всеми углами.Освещенность – это не свойство лампы, а свет, падающий на поверхность. Измеряя энергетическую освещенность в достаточных местах вокруг виртуальной сферы, окружающей лампу, можно вычислить общий поток путем интегрирования. При условии отсутствия взаимодействия между источником и детектором размер источника может быть почти размером с виртуальную сферу.

Эффективность и эффективность

Если общая оптическая мощность, излучаемая светодиодом, модулем или светильником, известна, то ее можно объединить с электрической мощностью P [Вт или ватт], подаваемой на устройство, для повышения эффективности:

Эффективность безразмерная (единицы в числителе и знаменателе отменяют) и зависит от условий измерения.Эффективность драйвера может быть включена или исключена, и для практических применений может потребоваться снижение номинальных значений температуры в соответствии с условиями эксплуатации.

Световая отдача рассчитывается аналогично, но с использованием общего светового потока:

Световая отдача выражается в лм / Вт. Как и эффективность, значения световой отдачи зависят от условий измерения и могут включать или исключать эффективность драйвера и температурные эффекты.

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ

Этот текст взят из Справочника по метрологии светодиодов и SSL , который будет опубликован компанией Instrument Systems в конце 2016 года.Ссылки на рисунки были изменены по сравнению с оригиналом для ясности.

---

ГЮНТЕР ЛЕШХОРН – руководитель отдела управления продуктами в компании Instrument Systems (instrumentsystems.com). РИЧАРД ЯНГ недавно ушел на пенсию с должности главного научного сотрудника и теперь работает консультантом в компании Instrument Systems.

Определение яркости и интенсивности света светодиодов

Разъяснение спецификаций освещения

Многие люди часто задаются вопросом, что означают все эти технические характеристики LED .Ватты, люмены, поток, длина волны, мощность свечи, канделы, милликанделы – это лишь некоторые из множества терминов и единиц измерения, используемых для описания интенсивности света. Хотя фотометрия намного сложнее, чем я могу даже начать объяснять, вот лишь несколько вещей, на которые вы должны обратить внимание, чтобы определить яркость источника света.

При рассмотрении характеристик яркости светодиодов наиболее распространенными доступными характеристиками являются сила света (обычно измеряется в единицах кандел или милликандел ) и угол обзора (измеряется в градусах).Яркость 1 кандела примерно такая же, как у обычной свечи. Милликандела, или mcd, в 1000 раз менее ярка, чем кандела, отсюда и приставка «милли-».

1000 милликандел = 1 кандела
Поскольку свет не всегда рассеивается равномерно, угол обзора источника света очень важен. Мощность света определяется местоположением смотрящего, поэтому, если вам нужен единственный источник света, который будет освещать всю комнату, убедитесь, что угол обзора достаточно широк, чтобы обеспечить такой свет.
Это тоже дело линзы; рассеивающие линзы обеспечивают более широкий угол обзора, чем прозрачные линзы, но компромисс в том, что рассеивающих линз могут сделать светодиод более тусклым, чем обычно Одна свеча – основа силы света

Светодиод с рассеянной линзой
Светодиод с прозрачной линзой
Мощность лампы накаливания или светодиодной лампы показывает, сколько энергии потребляет данная лампа, не обязательно выходная мощность лампы.Вот как меньшая мощность светодиодной лампы может дать более люменов , чем лампы накаливания; Светодиоды экономят больше энергии, а также становятся ярче.

Еще одна характеристика, на которую следует обратить внимание, – это световой поток или сила света, которые можно определить, если известны сила света и угол обзора. Световой поток – это мощность света, воспринимаемая человеческим глазом по отношению к длине волны излучаемого света, и обычно измеряется в люменах.

Примечание. Не вдаваясь в математику, угол обзора в градусах преобразуется в стерадиан , а затем умножается на канделы для получения люменов.

Вот полезный сайт, который позволяет легко преобразовать из кандел в люменов.

Как видите, угол обзора имеет большое значение для светового потока. Светодиод с разрешением 5000 мкд и углом обзора 60 ° примерно в 4 раза мощнее, чем светодиод с углом обзора всего 30 °.

Длины волн не обязательно предоставляют много информации о яркости источника света, а скорее о цвете источника света, а также оттенке этого конкретного цвета.Учитывая, что одни цвета ярче других, длина волны становится еще одной характеристикой, которую следует учитывать.

Диаграмма спектра видимого света

Единицы измерения, используемые для измерения яркости света Установка Перевод Кандела Яркость обычной свечи Милликандела 1/1000 канделы Люмен 1 кандела • стерадиан Люкс 1 люмен / квадратный метр Ножная свеча 1 люмен / квадратный фут

Другие советы и хитрости в области электроники от наших дизайнеров

уровней светодиодного света или люмена – общий световой поток вниз, общая интенсивность

Люмен (лм) относится к измерению светового потока, который представляет собой общее количество света (фотонов), производимого светодиодной лампой или другим типом света.Один просвет эквивалентен одной футовой свече, падающей на один квадратный фут площади. Один фут-свеча света – это количество света, которое свеча производит на расстоянии одного фута от свечи.

Источник: Школа медиаискусств Санта-Барбара, городской колледж

.

Конкретные процедуры для измерения общего светового потока определены Обществом инженеров освещения Северной Америки (IESNA) LM-79 test . Тест LM-79, проводимый аккредитованной лабораторией Национальной ассоциации органов тестирования (NATA) в Австралии, стоит примерно 1000 долларов и проводится с использованием отчета о выходе интегрируемой сферы или отчета о фотометрических (гониофотометрических) тестах.

Большинство производителей светодиодных ламп предоставляют отчетов об измерениях общего светового потока с использованием метода интегрирующей сферы. Метод гониофотометра считается более точным, но приемлемы оба метода. В целях сравнения, если для всех ламп используется один и тот же метод, можно проводить точные сравнения.

В Lite On LED, пока мы используем отчеты о фотометрических испытаниях производителя в качестве справочной информации, мы повторно тестируем наши светодиодные лампы, где это возможно, с использованием нашего собственного испытательного прибора Integrating Sphere, чтобы можно было проводить прямые сравнения между различными типами светодиодных ламп.Мы также проводим сравнительные измерения в люксах между различными шарами, протестированными в одинаковых условиях. Следовательно, у разных производителей или розничных продавцов мы не обязательно сравниваем «яблоки с яблоками».

Клиенты также должны знать, что измерение света относится к общему световому потоку «вниз» , а не к общему световому потоку, который может включать в себя восходящее рассеивание света, которое обычно теряется, как в случае с традиционными дихроичными галогенными потолочными светильниками.Дихроичные галогенные потолочные светильники мощностью 50 Вт обычно имеют общий номинальный световой поток от 700 до 800 лм, но общий нисходящий световой поток (или люмен) обычно составляет от 550 до 600 лм, поскольку старый галогенный свет излучает определенное количество света из-за источника света. который потерян.

Примечательно, что правительственная схема энергосбережения штата Новый Южный Уэльс требует, чтобы галогенные потолочные светильники MR16 / GU10 мощностью 50 Вт имели минимальный общий нисходящий световой поток 500 лм . Поэтому диапазон 500-550 лм и светодиодный светильник MR16 в форме светового луча считается достаточно близким к традиционному галогену мощностью 50 Вт.Вы можете увидеть это на наших сравнительных фотографиях под каждым из наших продуктов для замены галогенов.

Остерегайтесь заявлений об аномально высоком световом потоке (> 550 лм) для светодиодных глобусов мощностью от 7 до 12 Вт теплого белого цвета или диапазона 3000K от некоторых производителей. Они либо ошибаются, либо ссылаются на теоретические люмены светодиодного чипа и игнорируют потери, которые происходят от лампы, особенно для теплых белых цветов. Есть несколько производителей, которые могут производить более 550 лм от глобуса MR16 в диапазоне от 7 до 10 Вт при 3000K теплого белого цвета.

Philips Master LED MR16 10W , возможно, является эталоном и дает только 440 лм при 3000K теплого белого цвета, хотя и представляет собой хорошую замену галогену мощностью 50 Вт. Их лампа 4000K (натуральный белый) MR16 намного лучше при 540 лм, что соответствует ожидаемой большей эффективности при более высоких цветовых температурах и точному отражению потенциального светового потока светодиодных ламп MR16. Даже разумная лампа Osram Parathom, другая лампа MR16 / GU10 10 Вт, дает только 350 лм при 3000K теплого белого цвета.Так что еще раз остерегайтесь завышенных требований. Вы можете узнать больше об этой теме в следующем разделе, посвященном спецификациям производителей светодиодов.

Каталожные номера:

Требования к галогеновому освещению в Руководстве по коэффициентам экономии по умолчанию (DSF). Схема энергосбережения. IPART NSW Govt.

.