Medição calibrada de iluminância – da iluminação do posto de trabalho até 500.000 lx.
Luxímetros e medidores de iluminância para medições de luz precisas
A iluminância descreve o fluxo luminoso incidente sobre uma superfície e é uma das grandezas fotométricas fundamentais. É expressa em lux. Para medições reprodutíveis, a luz deve ser ponderada de acordo com a sensibilidade luminosa espectral do olho humano.
A Opsytec oferece sistemas de medição calibrados para a determinação da iluminância. Com um sensor LUX, os radiômetros RMD e RM-12 tornam-se luxímetros – medidores de luz calibrados que exibem a iluminância em lux. O sensor abrange a faixa espectral visível de 380 a 780 nm e pondera a luz incidente de acordo com a função V(λ).
O que um luxímetro mede?
Um luxímetro mede a iluminância Ev. Ela descreve o fluxo luminoso que incide sobre uma determinada superfície. A unidade é o lux:
1 lx = 1 lm/m²
A iluminância é uma grandeza fotométrica. Ela pondera a radiação óptica de acordo com a sensibilidade espectral do olho humano na visão diurna.
Isso torna a medição em lux fundamentalmente diferente de uma medição radiométrica em W/m². Duas fontes de luz com a mesma potência radiante podem produzir valores de lux diferentes devido aos seus espectros distintos.
Ponderação V(λ) e sensor V-lambda
Para medições fotométricas, a sensibilidade luminosa espectral do olho humano é descrita pela função V(λ). Ela apresenta seu máximo em 555 nm e decai acentuadamente em direção às extremidades da faixa visível.
Um medidor de iluminância necessita, portanto, de um sensor V-lambda: um sensor cuja sensibilidade espectral corresponda o mais fielmente possível a essa função de ponderação. Desvios entre a resposta do sensor e V(λ) podem causar erros de medição, especialmente com LEDs de banda estreita ou espectros incomuns.
O sensor LUX da Opsytec opera de 380 a 780 nm com ponderação V(λ) e pode ser utilizado nos radiômetros RMD e RM-12.
Correção do cosseno
A iluminância é uma grandeza relacionada à área. A radiação que incide sobre a superfície de medição em ângulo oblíquo contribui para a iluminância de acordo com o cosseno do ângulo de incidência. Um cabeçote de medição adequado deve reproduzir esse comportamento angular.
Os sensores da Opsytec utilizam difusores para a correção do cosseno. Isso melhora a exatidão da medição para luz que não incide exclusivamente de forma perpendicular sobre o sensor.
Escala de lux: que claridade é essa?
Entre uma noite de lua nova estrelada e o sol a pino há um fator de mais de 100 milhões – e o olho enxerga em ambas as situações. A pupila altera a quantidade de luz incidente em apenas cerca de um fator de 16; a retina realiza a maior parte da adaptação. A escala mostra níveis típicos de iluminância e valores de referência em um eixo logarítmico. Arraste o controle deslizante no eixo, passe o mouse sobre um símbolo ou insira sua própria leitura.
| Situação | Iluminância |
|---|---|
| Céu limpo, sol no zênite | 130.000 lx |
| Meio-dia de verão na Europa Central, céu limpo | 90.000 lx |
| Meio-dia de inverno, céu limpo | 20.000 lx |
| Meio-dia de verão, céu nublado | 19.000 lx |
| À sombra no verão | 10.000 lx |
| Dia de inverno nublado | 3.500 lx |
| Dia nublado, valor típico | 1.000 lx |
| Crepúsculo (sol logo abaixo do horizonte) | 750 lx |
| Dia encoberto muito escuro | 100 lx |
| Crepúsculo (sol 6° abaixo do horizonte) | 3 lx |
| Noite de lua cheia | 0,05–0,36 lx |
| Quarto de lua, céu limpo | 0,01 lx |
| Noite estrelada na lua nova | 0,001 lx |
| Noite sem lua, céu encoberto | 0,0001 lx |
| Situação | Iluminância |
|---|---|
| Iluminação cirúrgica moderna | 160.000 lx |
| Câmara de fotoestabilidade conforme ICH Q1B (exemplo prático) | 75.000 lx |
| Luz de operação odontológica (mínimo) | 15.000 lx |
| Iluminação de escritório ou de ambiente | 500 lx |
| Corredor | 100 lx |
| Sala de estar | 50 lx |
| Inspeção por fluorescência conforme ISO 3059 (luz ambiente, máximo) | 20 lx |
| Iluminação pública | 10 lx |
| Vela a cerca de 1 m | 1 lx |
| Iluminação de emergência de rotas de fuga conforme EN 1838 (mínimo) | 1 lx |
Normas: ISO 3059, EN 1838, ICH Q1B.
| Tarefa / ambiente | Iluminância mantida |
|---|---|
| Desenho técnico | 750 lx |
| Escritório, trabalho em tela, salas de reunião | 500 lx |
| Estações de trabalho CAD | 500 lx |
| Áreas de vendas, recepção | 300 lx |
| Corredores, escadas | 100 lx |
| Estacionamentos | 75 lx |
Os valores normativos são valores mantidos: a iluminância não pode ficar abaixo deles mesmo após o envelhecimento e a sujeira das luminárias. Com um fator de manutenção de 0,8, uma nova instalação para 500 lx deve, portanto, fornecer cerca de 625 lx. Para o trabalho em tela, a norma também exige limitação de ofuscamento de UGR ≤ 19 e um índice de reprodução de cores de Ra ≥ 80.
Norma: EN 12464-1:2021.
Onde a iluminância é medida
As aplicações típicas são:
- Ensaio de luminárias LED
- Desenvolvimento de sistemas de iluminação
- Controle de qualidade e ensaios de produção
- Medições comparativas em lâmpadas
- Pesquisa e desenvolvimento
- Caracterização de sistemas ópticos
Em diversas aplicações, as normas especificam diretamente a iluminância:
- Detecção fluorescente de trincas conforme a ISO 3059: Durante a inspeção, a luz ambiente visível não pode exceder 20 lx, com uma irradiância UV-A de pelo menos 10 W/m². Para esse caso, está disponível um sensor combinado para 365 nm e LUX para o RMD.
- Fotoestabilidade conforme a ICH Q1B: As amostras de medicamentos devem receber no mínimo 1,2 milhão de lux hora de luz visível e 200 Wh/m² de UV próximo. Para isso, a iluminância e a irradiância UV são medidas na posição da amostra.
- Iluminação de locais de trabalho conforme a EN 12464-1: a norma especifica valores de iluminância mantida para locais de trabalho, de 75 lx em estacionamentos a 750 lx para desenho técnico.
- Tecnologia de LED e de displays: a iluminância descreve a luz ambiente e a saída de luz de módulos LED sobre uma superfície.
Luxímetros da Opsytec: RM-12 e RMD
A escolha do sistema de medição depende do espectro, da intensidade, da geometria de medição e de se a radiação UV deve ser avaliada além da luz visível. O RMD ou o RM-12 com sensor LUX são adequados para medições de lux rápidas e reproduzíveis. Para o monitoramento permanentemente instalado em sistemas, o sensor LUX também está disponível como sensor PLC com saída analógica e como PLC.net com conexão Ethernet.
RM-12 como luxímetro compacto
O RM-12 é um radiômetro portátil compacto, alimentado por bateria, que pode ser operado com diferentes cabeças de medição. Combinado com o sensor LUX, ele se transforma em um prático luxímetro.
A concepção modular permite utilizar a mesma unidade básica para medições fotométricas e radiométricas. Além da iluminância, sensores adequados podem medir, por exemplo, a irradiância UVA, UVB ou UVC.
Isso é especialmente vantajoso em aplicações nas quais a luz visível e a radiação UV precisam ser avaliadas em conjunto.
RMD: luxímetro digital até 500.000 lx
O RMD é um radiômetro portátil totalmente digital com duas entradas de sensor. É adequado para medições precisas com alta faixa dinâmica utilizando diferentes sensores. Com sua faixa de medição de até 500.000 lx, podem ser analisadas tanto situações típicas de iluminação artificial quanto iluminâncias muito elevadas – por exemplo, em câmaras de irradiação ou sob focos cirúrgicos e luminárias de tratamento.
- duas entradas digitais de sensor, por exemplo, para medir simultaneamente a iluminância e a irradiância UVA
- conversão de 24 bits e faixa dinâmica de 1 : 10.000.000
- iluminância de até 500.000 lx
- exibição de irradiância, iluminância e dose
- incerteza de calibração dos sensores tipicamente de 4,5 a 6,0 % (k = 2)
O sistema é adequado para laboratórios, desenvolvimento, garantia da qualidade e ensaios industriais e, com duas entradas de sensor, oferece a maior reserva.
RM-12
Medidor portátil de irradiância e iluminância com sensores intercambiáveis.
Radiômetro RMD Pro
Radiômetro portátil totalmente digital para irradiância e dose, com duas entradas de sensor e 8 GB de memória.
Sensores PLC com sinais de saída analógicos
Sensores UV e de luz com saída de 4–20 mA, 0–10 V ou 0–2 V para conexão direta a controladores PLC.
PLC.net – Sensor UV Ethernet
Sensor UV com Ethernet e PoE; as leituras ficam disponíveis via Modbus TCP e HTTP/JSON diretamente na rede.
Medição da iluminância de LEDs
Os LEDs podem apresentar espectros muito estreitos ou espectros compostos por vários picos. A correspondência espectral de um luxímetro com a curva V(λ) é, portanto, especialmente relevante nas medições de LED: se a sensibilidade do sensor no comprimento de onda de emissão estiver ligeiramente acima ou abaixo da curva V(λ), esse desvio se reflete integralmente na leitura no caso de uma fonte de banda estreita. O quanto esse efeito pode ser grande é explicado no artigo sobre o descasamento espectral.
Um luxímetro calibrado com sensor ajustado à curva V(λ) é adequado para ensaios de rotina.
Medir lux: como fazer corretamente
- Defina o plano de medição: O sensor fica no plano para o qual o valor deve valer – em locais de trabalho, normalmente a superfície de trabalho – e é alinhado paralelamente a ele.
- Mantenha a distância constante: Em fontes pontuais, a iluminância diminui com o quadrado da distância. Mesmo alguns milímetros fazem uma diferença nítida na leitura.
- Evite sombreamentos: Corpos, mãos e cabos não devem impedir a chegada da luz ao sensor.
- Vários pontos de medição: A iluminância de uma superfície raramente é uniforme. Uma malha com vários pontos revela o valor médio e a uniformidade.
- Atente para a temperatura: O sensor e a fonte de luz devem ter atingido sua temperatura de operação; muitas lâmpadas e LEDs alteram sua emissão luminosa durante o aquecimento.
Calibrado e reprodutível
A calibração com rastreabilidade metrológica do sistema de medição é essencial para medições reprodutíveis.
Os sensores Opsytec são fornecidos calibrados e podem ser recalibrados. Isso torna os sistemas adequados para ensaios recorrentes, garantia da qualidade e tarefas de medição que exigem documentação.
FAQ: luxímetros
Qual é a diferença entre uma medição em lux e uma medição em W/m²?
Uma medição radiométrica em W/m² registra a potência radiante fisicamente presente, sem ponderação. Uma medição fotométrica em lux pondera essa mesma radiação com a função de eficiência luminosa V(λ) do olho humano e é nula fora da faixa aproximada de 380 a 780 nm. Duas fontes com a mesma potência radiante podem, portanto, apresentar valores de lux muito diferentes.
Por que a iluminância é medida na inspeção por líquidos fluorescentes conforme a ISO 3059?
A luz ambiente visível reduz o contraste entre a indicação fluorescente e o fundo. Por isso, a norma limita a iluminância durante a inspeção a no máximo 20 lx, com uma irradiância UV-A de pelo menos 10 W/m². Ambas são medidas na superfície de inspeção.
O que significa a ponderação V(λ)?
V(λ) é a curva de eficiência luminosa do olho humano na visão fotópica, definida internacionalmente, com máximo em 555 nm. O sensor de um luxímetro deve acompanhar espectralmente essa curva, de modo que sua leitura corresponda ao brilho percebido. Em fontes de banda estreita, como LEDs, os desvios têm efeito maior do que em luz de banda larga.
Para que serve a correção por cosseno?
A luz que incide obliquamente sobre uma superfície contribui para a iluminância apenas com o cosseno do ângulo de incidência. Um difusor posicionado diante da área óptica do sensor reproduz esse comportamento. Sem a correção por cosseno, a luz que chega em ângulo – por exemplo, proveniente de várias luminárias ou de fontes de grande área – seria ponderada de forma incorreta.
