Gekalibreerde verlichtingssterktemeting – van werkplekverlichting tot 500.000 lx.
Luxmeters en verlichtingssterktemeters voor nauwkeurige lichtmeting
De verlichtingssterkte beschrijft de lichtstroom die op een oppervlak valt en is een van de fundamentele fotometrische grootheden. Zij wordt uitgedrukt in lux. Voor reproduceerbare metingen moet het licht worden gewogen volgens de spectrale gevoeligheid van het menselijk oog.
Opsytec biedt gekalibreerde meetsystemen voor het bepalen van de verlichtingssterkte. Met een LUX-sensor worden de radiometers RMD en RM-12 luxmeters – gekalibreerde lichtmeters die de verlichtingssterkte in lux weergeven. De sensor bestrijkt het zichtbare spectraalbereik van 380 tot 780 nm en weegt het invallende licht volgens de V(λ)-functie.
Wat meet een luxmeter?
Een luxmeter meet de verlichtingssterkte Ev. Deze beschrijft de lichtstroom die op een bepaald oppervlak valt. De eenheid is de lux:
1 lx = 1 lm/m²
Verlichtingssterkte is een fotometrische grootheid. Ze weegt optische straling volgens de spectrale gevoeligheid van het menselijk oog bij daglichtzicht.
Daardoor verschilt een luxmeting fundamenteel van een radiometrische meting in W/m². Twee lichtbronnen met hetzelfde stralingsvermogen kunnen door hun verschillende spectra verschillende luxwaarden opleveren.
V(λ)-weging en V-lambda-sensor
Voor fotometrische metingen wordt de spectrale lichtgevoeligheid van het menselijk oog beschreven door de V(λ)-functie. Deze bereikt haar maximum bij 555 nm en neemt naar de randen van het zichtbare bereik steil af.
Een verlichtingssterktemeter heeft daarom een V-lambda-sensor nodig: een sensor waarvan de spectrale gevoeligheid zo nauwkeurig mogelijk overeenkomt met deze wegingsfunctie. Afwijkingen tussen de sensorrespons en V(λ) kunnen tot meetfouten leiden, met name bij smalbandige leds of ongebruikelijke spectra.
De Opsytec LUX-sensor werkt van 380 tot 780 nm met V(λ)-weging en kan worden gebruikt op de radiometers RMD en RM-12.
Cosinuscorrectie
Verlichtingssterkte is een oppervlaktegerelateerde grootheid. Straling die onder een schuine hoek op het meetoppervlak valt, draagt volgens de cosinus van de invalshoek bij aan de verlichtingssterkte. Een geschikte meetkop moet dit hoekgedrag reproduceren.
Sensoren van Opsytec maken gebruik van diffusors voor de cosinuscorrectie. Dit verbetert de meetnauwkeurigheid voor licht dat niet uitsluitend loodrecht op de sensor valt.
Luxschaal: hoe helder is dat?
Tussen een sterrenheldere nieuwemaannacht en de zon op haar hoogste punt ligt een factor van meer dan 100 miljoen – en het oog ziet in beide situaties. De pupil verandert de hoeveelheid binnenvallend licht slechts met ongeveer een factor 16; het netvlies neemt het veel grotere deel van de aanpassing voor zijn rekening. De schaal toont typische verlichtingssterkten en normwaarden op een logaritmische as. Versleept u de schuifregelaar op de as, beweegt u de muis over een symbool of voert u uw eigen meetwaarde in.
| Situatie | Verlichtingssterkte |
|---|---|
| Heldere hemel, zon in het zenit | 130.000 lx |
| Zomermiddag in Midden-Europa, heldere hemel | 90.000 lx |
| Wintermiddag, heldere hemel | 20.000 lx |
| Zomermiddag, bewolkte hemel | 19.000 lx |
| In de schaduw in de zomer | 10.000 lx |
| Bewolkte winterdag | 3.500 lx |
| Bewolkte dag, typische waarde | 1.000 lx |
| Schemering (zon net onder de horizon) | 750 lx |
| Zeer donkere, bewolkte dag | 100 lx |
| Schemering (zon 6° onder de horizon) | 3 lx |
| Nacht bij volle maan | 0,05–0,36 lx |
| Halve maan, heldere hemel | 0,01 lx |
| Sterrenheldere nacht bij nieuwe maan | 0,001 lx |
| Maanloze nacht, bewolkte hemel | 0,0001 lx |
| Situatie | Verlichtingssterkte |
|---|---|
| Moderne operatieverlichting | 160.000 lx |
| Fotostabiliteitskamer volgens ICH Q1B (rekenvoorbeeld) | 75.000 lx |
| Tandheelkundige operatielamp (minimum) | 15.000 lx |
| Kantoor- of ruimteverlichting | 500 lx |
| Gang | 100 lx |
| Woonkamer | 50 lx |
| Fluorescentieonderzoek volgens ISO 3059 (omgevingslicht, maximum) | 20 lx |
| Straatverlichting | 10 lx |
| Kaars op ongeveer 1 m | 1 lx |
| Noodverlichting van vluchtwegen volgens EN 1838 (minimum) | 1 lx |
Normen: ISO 3059, EN 1838, ICH Q1B.
| Taak / ruimte | Onderhoudswaarde van de verlichtingssterkte |
|---|---|
| Technisch tekenen | 750 lx |
| Kantoor, beeldschermwerk, vergaderruimten | 500 lx |
| CAD-werkplekken | 500 lx |
| Verkoopruimten, receptie | 300 lx |
| Gangen, trappenhuizen | 100 lx |
| Parkeergarages | 75 lx |
De normwaarden zijn onderhoudswaarden: de verlichtingssterkte mag ook na veroudering en vervuiling van de armaturen niet onder deze waarden komen. Bij een onderhoudsfactor van 0,8 moet een nieuwe installatie voor 500 lx dus ongeveer 625 lx leveren. Voor beeldschermwerk eist de norm bovendien een verblindingsbeperking van UGR ≤ 19 en een kleurweergave-index van Ra ≥ 80.
Norm: EN 12464-1:2021.
Waar verlichtingssterkte wordt gemeten
Typische toepassingen zijn:
- Testen van led-armaturen
- Ontwikkeling van verlichtingssystemen
- Kwaliteitscontrole en productietests
- Vergelijkende metingen aan lampen
- Onderzoek en ontwikkeling
- Karakterisering van optische systemen
In verschillende toepassingen schrijven normen de verlichtingssterkte rechtstreeks voor:
- Fluorescerende scheurdetectie volgens ISO 3059: Tijdens de inspectie mag het zichtbare omgevingslicht niet meer dan 20 lx bedragen, bij een UV-A-bestralingssterkte van ten minste 10 W/m². Voor dit geval is voor de RMD een gecombineerde sensor voor 365 nm en LUX verkrijgbaar.
- Fotostabiliteit volgens ICH Q1B: Geneesmiddelmonsters moeten ten minste 1,2 miljoen luxuur zichtbaar licht en 200 Wh/m² nabij-UV ontvangen. Daartoe worden de verlichtingssterkte en de UV-bestralingssterkte op de monsterpositie gemeten.
- Werkplekverlichting volgens EN 12464-1: De norm schrijft onderhoudswaarden van de verlichtingssterkte voor werkplekken voor, van 75 lx in parkeergarages tot 750 lx voor technisch tekenen.
- Led- en displaytechniek: De verlichtingssterkte beschrijft het omgevingslicht en de lichtopbrengst van ledmodules op een oppervlak.
Luxmeters van Opsytec: RM-12 en RMD
De keuze van het meetsysteem hangt af van het spectrum, de intensiteit, de meetgeometrie en de vraag of naast zichtbaar licht ook UV-straling moet worden beoordeeld. De RMD of RM-12 met LUX-sensor zijn geschikt voor snelle en reproduceerbare luxmetingen. Voor permanent geïnstalleerde bewaking in installaties is de LUX-sensor ook verkrijgbaar als PLC-sensor met analoge uitgang en als PLC.net met ethernetaansluiting.
RM-12 als compacte luxmeter
De RM-12 is een compacte, batterijgevoede handradiometer die met verschillende meetkoppen kan worden gebruikt. In combinatie met de LUX-sensor wordt het een handig luxmeetapparaat.
Dankzij de modulaire opbouw kan hetzelfde basisapparaat worden gebruikt voor fotometrische en radiometrische metingen. Naast de verlichtingssterkte kunnen geschikte sensoren bijvoorbeeld de UVA-, UVB- of UVC-bestralingssterkte meten.
Dat is vooral voordelig bij toepassingen waarbij zichtbaar licht en UV-straling samen moeten worden beoordeeld.
RMD: digitale luxmeter tot 500.000 lx
De RMD is een volledig digitale handradiometer met twee sensoringangen. Hij is geschikt voor nauwkeurige metingen met een groot dynamisch bereik met verschillende sensoren. Met het meetbereik tot 500.000 lx kunnen zowel typische kunstlichtsituaties als zeer hoge verlichtingssterkten worden onderzocht – bijvoorbeeld in bestralingskamers of onder operatie- en behandellampen.
- twee digitale sensoringangen, bijvoorbeeld voor het gelijktijdig meten van verlichtingssterkte en UVA-bestralingssterkte
- 24-bits conversie en een dynamisch bereik van 1 : 10.000.000
- verlichtingssterkte tot 500.000 lx
- weergave van bestralingssterkte, verlichtingssterkte en dosis
- kalibratieonzekerheid van de sensoren doorgaans 4,5–6,0 % (k = 2)
Het systeem is geschikt voor laboratoria, ontwikkeling, kwaliteitsborging en industriële tests en biedt met twee sensoringangen de grotere reserve.
RM-12
Handmeter voor bestralingssterkte en verlichtingssterkte met verwisselbare sensoren.
Radiometer RMD Pro
Volledig digitale handradiometer voor bestralingssterkte en dosis met twee sensoringangen en 8 GB geheugen.
PLC-sensoren met analoge uitgangssignalen
UV- en lichtsensoren met 4–20 mA, 0–10 V of 0–2 V uitgang voor directe aansluiting op PLC-besturingen.
PLC.net – Ethernet UV-sensor
UV-sensor met Ethernet en PoE; meetwaarden beschikbaar via Modbus TCP en HTTP/JSON direct op het netwerk.
Verlichtingssterkte van leds meten
Leds kunnen zeer smalle spectra hebben of spectra die uit meerdere pieken zijn samengesteld. De spectrale aanpassing van een luxmeter aan V(λ) is daarom bijzonder relevant voor ledmetingen: wanneer de sensorgevoeligheid bij de emissiegolflengte iets boven of onder de V(λ)-curve ligt, werkt deze afwijking bij een smalbandige bron volledig door in de meetwaarde. Hoe groot dit effect kan zijn, wordt toegelicht in het artikel over spectrale mismatch.
Een gekalibreerde luxmeter met een aan V(λ) aangepaste sensor is geschikt voor routinematige controles.
Lux meten: zo doet u het goed
- Definieer het meetvlak: De sensor ligt in het vlak waarvoor de waarde moet gelden – bij werkplekken doorgaans het werkoppervlak – en wordt daaraan evenwijdig uitgericht.
- Houd de afstand constant: Bij puntvormige lichtbronnen neemt de verlichtingssterkte af met het kwadraat van de afstand. Zelfs enkele millimeters maken een duidelijk verschil in de meetwaarde.
- Vermijd schaduwwerking: Lichamen, handen en kabels mogen geen licht van de sensor weghouden.
- Meerdere meetpunten: De verlichtingssterkte van een oppervlak is zelden gelijkmatig. Een raster van meerdere punten laat de gemiddelde waarde en de uniformiteit zien.
- Let op de temperatuur: Sensor en lichtbron moeten hun bedrijfstemperatuur hebben bereikt; veel lampen en leds veranderen hun lichtopbrengst tijdens het opwarmen.
Gekalibreerd en reproduceerbaar
Herleidbare kalibratie van het meetsysteem is essentieel voor reproduceerbare metingen.
Opsytec-sensoren worden gekalibreerd geleverd en kunnen opnieuw worden gekalibreerd. Daardoor zijn de systemen geschikt voor terugkerende tests, kwaliteitsborging en meettaken die documentatie vereisen.
FAQ: luxmeters
Wat is het verschil tussen een meting in lux en een meting in W/m²?
Een radiometrische meting in W/m² registreert het fysisch aanwezige stralingsvermogen zonder weging. Een fotometrische meting in lux weegt diezelfde straling met de ooggevoeligheidskromme V(λ) van het menselijk oog en is buiten ruwweg 380–780 nm gelijk aan nul. Twee bronnen met hetzelfde stralingsvermogen kunnen daardoor zeer uiteenlopende luxwaarden hebben.
Waarom wordt bij fluorescerend onderzoek volgens ISO 3059 de verlichtingssterkte gemeten?
Zichtbaar omgevingslicht vermindert het contrast tussen de fluorescerende indicatie en de achtergrond. De norm begrenst de verlichtingssterkte tijdens de inspectie daarom tot maximaal 20 lx, bij een UV-A-bestralingssterkte van ten minste 10 W/m². Beide worden aan het inspectieoppervlak gemeten.
Wat betekent V(λ)-weging?
V(λ) is de internationaal vastgelegde ooggevoeligheidskromme van het menselijk oog bij fotopisch zien, met het maximum bij 555 nm. De sensor van een luxmeter moet deze kromme spectraal volgen, zodat de meetwaarde overeenkomt met de waargenomen helderheid. Bij smalbandige bronnen zoals leds hebben afwijkingen een groter effect dan bij breedbandig licht.
Waarvoor dient de cosinuscorrectie?
Licht dat schuin op een oppervlak valt, draagt slechts met de cosinus van de invalshoek bij aan de verlichtingssterkte. Een diffusor voor het optische vlak van de sensor bootst dit gedrag na. Zonder cosinuscorrectie zou licht dat onder een hoek invalt – bijvoorbeeld van meerdere armaturen of grootvlakkige bronnen – verkeerd worden gewogen.
