Kalibrerad mätning av belysningsstyrka – från arbetsplatsbelysning upp till 500 000 lx.
Luxmetrar och belysningsstyrkemätare för exakt ljusmätning
Belysningsstyrka beskriver det ljusflöde som träffar en yta och är en av de grundläggande fotometriska storheterna. Den anges i lux. För reproducerbara mätningar måste ljuset viktas enligt det mänskliga ögats spektrala ljuskänslighet.
Opsytec erbjuder kalibrerade mätsystem för bestämning av belysningsstyrka. Med en LUX-sensor blir radiometrarna RMD och RM-12 luxmetrar – kalibrerade ljusmätare som visar belysningsstyrkan i lux. Sensorn täcker det synliga spektralområdet från 380 till 780 nm och viktar det infallande ljuset enligt V(λ)-funktionen.
Vad mäter en luxmeter?
En luxmeter mäter belysningsstyrkan Ev. Den beskriver det ljusflöde som faller på en given yta. Enheten är lux:
1 lx = 1 lm/m²
Belysningsstyrka är en fotometrisk storhet. Den viktar optisk strålning efter det mänskliga ögats spektrala känslighet vid dagseende.
Det gör att en luxmätning skiljer sig i grunden från en radiometrisk mätning i W/m². Två ljuskällor med samma strålningseffekt kan ge olika luxvärden på grund av sina olika spektra.
V(λ)-viktning och V-lambda-sensor
Vid fotometriska mätningar beskrivs det mänskliga ögats spektrala ljuskänslighet av V(λ)-funktionen. Den har sitt maximum vid 555 nm och avtar brant mot kanterna av det synliga området.
En belysningsstyrkemätare behöver därför en V-lambda-sensor: en sensor vars spektrala känslighet överensstämmer så nära som möjligt med denna viktningsfunktion. Avvikelser mellan sensorns respons och V(λ) kan leda till mätfel, särskilt vid smalbandiga lysdioder eller ovanliga spektra.
Opsytec LUX-sensorn arbetar från 380 till 780 nm med V(λ)-viktning och kan användas med radiometrarna RMD och RM-12.
Cosinuskorrektion
Belysningsstyrka är en ytrelaterad storhet. Strålning som träffar mätytan i sned vinkel bidrar till belysningsstyrkan enligt cosinus för infallsvinkeln. Ett lämpligt mäthuvud måste återge detta vinkelberoende.
Opsytecs sensorer använder diffusorer för cosinuskorrektion. Detta förbättrar mätnoggrannheten för ljus som inte enbart faller vinkelrätt mot sensorn.
Luxskala: hur ljust är det?
Mellan en stjärnklar nymånenatt och solen i zenit ligger en faktor på över 100 miljoner – och ögat ser i båda fallen. Pupillen ändrar mängden infallande ljus med endast ungefär en faktor 16; näthinnan står för den avgjort största delen av anpassningen. Skalan visar typiska belysningsstyrkor och standardvärden på en logaritmisk axel. Dra reglaget längs axeln, för musen över en symbol eller mata in ditt eget mätvärde.
| Situation | Belysningsstyrka |
|---|---|
| Klar himmel, sol i zenit | 130 000 lx |
| Sommarmiddag i Centraleuropa, klar himmel | 90 000 lx |
| Vintermiddag, klar himmel | 20 000 lx |
| Sommarmiddag, mulen himmel | 19 000 lx |
| I skuggan på sommaren | 10 000 lx |
| Mulen vinterdag | 3 500 lx |
| Mulen dag, typiskt värde | 1 000 lx |
| Skymning (solen strax under horisonten) | 750 lx |
| Mycket mörk, mulen dag | 100 lx |
| Skymning (solen 6° under horisonten) | 3 lx |
| Natt med fullmåne | 0,05–0,36 lx |
| Halvmåne, klar himmel | 0,01 lx |
| Stjärnklar natt vid nymåne | 0,001 lx |
| Månlös natt, mulen himmel | 0,0001 lx |
| Situation | Belysningsstyrka |
|---|---|
| Modern operationsbelysning | 160 000 lx |
| Fotostabilitetskammare enligt ICH Q1B (räkneexempel) | 75 000 lx |
| Dental operationslampa (minimum) | 15 000 lx |
| Kontors- eller rumsbelysning | 500 lx |
| Korridor | 100 lx |
| Vardagsrum | 50 lx |
| Fluorescerande inspektion enligt ISO 3059 (omgivningsljus, maximum) | 20 lx |
| Gatubelysning | 10 lx |
| Stearinljus på cirka 1 m | 1 lx |
| Nödbelysning av utrymningsvägar enligt EN 1838 (minimum) | 1 lx |
Standarder: ISO 3059, EN 1838, ICH Q1B.
| Uppgift / rum | Bibehållen belysningsstyrka |
|---|---|
| Teknisk ritning | 750 lx |
| Kontor, bildskärmsarbete, konferensrum | 500 lx |
| CAD-arbetsplatser | 500 lx |
| Försäljningsytor, reception | 300 lx |
| Korridorer, trapphus | 100 lx |
| Parkeringshus | 75 lx |
Standardvärdena är bibehållna värden: belysningsstyrkan får inte underskrida dem ens efter åldring och nedsmutsning av armaturerna. Med en underhållsfaktor på 0,8 måste en ny installation för 500 lx därför leverera cirka 625 lx. För bildskärmsarbete kräver standarden dessutom bländningsbegränsning med UGR ≤ 19 och ett färgåtergivningsindex på Ra ≥ 80.
Standard: EN 12464-1:2021.
Där belysningsstyrkan mäts
Typiska tillämpningar är:
- Test av LED-armaturer
- Utveckling av belysningssystem
- Kvalitetskontroll och produktionstest
- Jämförande mätningar på lampor
- Forskning och utveckling
- Karakterisering av optiska system
I flera tillämpningar anger standarder belysningsstyrkan direkt:
- Fluorescerande sprickindikering enligt ISO 3059: Vid inspektion får det synliga omgivningsljuset inte överstiga 20 lx, med en UV-A-irradians på minst 10 W/m². För detta fall finns en kombinerad sensor för 365 nm och LUX tillgänglig till RMD.
- Fotostabilitet enligt ICH Q1B: Läkemedelsprover ska exponeras för minst 1,2 miljoner luxtimmar synligt ljus och 200 Wh/m² nära UV. Belysningsstyrka och UV-irradians mäts därför i provpositionen.
- Arbetsplatsbelysning enligt EN 12464-1: Standarden anger underhållna belysningsstyrkor för arbetsplatser, från 75 lx i parkeringshus till 750 lx för teknisk ritning.
- LED- och displayteknik: Belysningsstyrkan beskriver omgivningsljuset och LED-modulernas ljusutbyte på en yta.
Luxmätare från Opsytec: RM-12 och RMD
Valet av mätsystem beror på spektrum, intensitet, mätgeometri och om UV-strålning ska bedömas utöver synligt ljus. RMD eller RM-12 med LUX-sensor lämpar sig för snabba och reproducerbara luxmätningar. För fast installerad övervakning i anläggningar finns LUX-sensorn även som PLC-sensor med analog utgång och som PLC.net med Ethernet-anslutning.
RM-12 som kompakt luxmätare
RM-12 är en kompakt, batteridriven handhållen radiometer som kan användas med olika mäthuvuden. Tillsammans med LUX-sensorn blir den ett praktiskt luxmätinstrument.
Den modulära konstruktionen gör att samma basenhet kan användas för fotometriska och radiometriska mätningar. Förutom belysningsstyrka kan lämpliga sensorer till exempel mäta UVA-, UVB- eller UVC-irradians.
Detta är särskilt fördelaktigt i tillämpningar där synligt ljus och UV-strålning måste bedömas tillsammans.
RMD: digital luxmeter upp till 500 000 lx
RMD är en helt digital handhållen radiometer med två sensoringångar. Den lämpar sig för precisa mätningar med högt dynamiskt omfång med olika sensorer. Med mätområdet upp till 500 000 lx kan både typiska situationer med artificiell belysning och mycket höga belysningsstyrkor undersökas – till exempel i bestrålningskammare eller under operations- och behandlingslampor.
- två digitala sensoringångar, till exempel för att mäta belysningsstyrka och UVA-irradians samtidigt
- 24-bitars omvandling och ett dynamiskt omfång på 1 : 10 000 000
- belysningsstyrka upp till 500 000 lx
- visning av irradians, belysningsstyrka och dos
- sensorernas kalibreringsosäkerhet typiskt 4,5–6,0 % (k = 2)
Systemet lämpar sig för laboratorier, utveckling, kvalitetssäkring och industriell provning och erbjuder med sina två sensoringångar den större reserven.
RM-12
Handhållen mätare för irradians och belysningsstyrka med utbytbara sensorer.
Radiometer RMD Pro
Helt digital handhållen radiometer för irradians och dos med två sensoringångar och 8 GB minne.
PLC-sensorer med analoga utsignaler
UV- och ljussensorer med 4–20 mA, 0–10 V eller 0–2 V utsignal för direktanslutning till PLC-styrsystem.
PLC.net – UV-sensor med Ethernet
UV-sensor med Ethernet och PoE; mätvärden tillgängliga via Modbus TCP och HTTP/JSON direkt på nätverket.
Mäta LED-belysningsstyrka
LED-lampor kan ha mycket smala spektra eller spektra som består av flera toppar. Den spektrala anpassningen hos en luxmeter till V(λ) är därför särskilt relevant vid LED-mätningar: om sensorns känslighet vid emissionsvåglängden ligger något över eller under V(λ)-kurvan får denna avvikelse full effekt på mätvärdet för en smalbandig källa. Hur stor effekten kan bli förklaras i artikeln om spektral missanpassning.
En kalibrerad luxmeter med en V(λ)-anpassad sensor är lämplig för rutinkontroller.
Mäta lux: så gör du rätt
- Definiera mätplanet: Sensorn ligger i det plan som värdet ska gälla för – för arbetsplatser oftast arbetsytan – och riktas parallellt med det.
- Håll avståndet konstant: Vid punktformiga källor avtar belysningsstyrkan med kvadraten på avståndet. Redan några millimeter ger en tydlig skillnad i mätvärdet.
- Undvik skuggning: Kroppar, händer och kablar får inte hindra ljuset från att nå sensorn.
- Flera mätpunkter: Belysningsstyrkan på en yta är sällan jämn. Ett rutnät med flera punkter visar medelvärdet och jämnheten.
- Tänk på temperaturen: Sensorn och ljuskällan bör ha nått sin drifttemperatur; många lampor och lysdioder ändrar sitt ljusflöde under uppvärmningen.
FAQ: luxmätare
Vad är skillnaden mellan en mätning i lux och en mätning i W/m²?
En radiometrisk mätning i W/m² registrerar den fysiskt närvarande strålningseffekten utan viktning. En fotometrisk mätning i lux viktar samma strålning med ögats ljusutbyteskurva V(λ) och är noll utanför ungefär 380–780 nm. Två källor med samma strålningseffekt kan därför ha mycket olika luxvärden.
Varför mäts belysningsstyrkan vid fluorescerande inspektion enligt ISO 3059?
Synligt omgivningsljus minskar kontrasten mellan den fluorescerande indikationen och bakgrunden. Standarden begränsar därför belysningsstyrkan under inspektionen till högst 20 lx, med en UV-A-irradians på minst 10 W/m². Båda mäts vid inspektionsytan.
Vad innebär V(λ)-viktning?
V(λ) är den internationellt definierade ljusutbyteskurvan för det mänskliga ögat vid fotopiskt seende, med sitt maximum vid 555 nm. Sensorn i en luxmätare måste följa denna kurva spektralt så att mätvärdet motsvarar den upplevda ljusheten. Vid smalbandiga källor som lysdioder får avvikelser större effekt än vid bredbandigt ljus.
Vad är kosinuskorrigering till för?
Ljus som faller snett in mot en yta bidrar till belysningsstyrkan endast med kosinus för infallsvinkeln. En diffusor framför sensorns optiska yta återger detta beteende. Utan kosinuskorrigering skulle ljus som infaller i vinkel – till exempel från flera armaturer eller storytiga källor – viktas felaktigt.
