照度計量測什麼?
照度計量測照度 Ev。它描述落在特定表面上的光通量。單位為勒克斯(lux):
1 lx = 1 lm/m²
照度是一種光度量。它依照人眼在明視覺下的光譜敏感度對光輻射進行加權。
因此,勒克斯量測與以 W/m² 為單位的輻射度量測有根本上的不同。兩個輻射功率相同的光源,可能因光譜不同而產生不同的勒克斯數值。
| 情境 | 照度 |
|---|---|
| 晴空、太陽位於天頂 | 130,000 lx |
| 中歐夏季正午、晴空 | 90,000 lx |
| 冬季正午、晴空 | 20,000 lx |
| 夏季正午、陰天 | 19,000 lx |
| 夏季陰影處 | 10,000 lx |
| 陰天的冬日 | 3,500 lx |
| 陰天(典型值) | 1,000 lx |
| 曙暮光(太陽剛沒入地平線下) | 750 lx |
| 非常昏暗的陰天 | 100 lx |
| 曙暮光(太陽位於地平線下 6°) | 3 lx |
| 滿月之夜 | 0.05–0.36 lx |
| 半月,晴朗夜空 | 0.01 lx |
| 新月時的星光之夜 | 0.001 lx |
| 無月的陰天夜晚 | 0.0001 lx |
| 情境 | 照度 |
|---|---|
| 現代手術照明 | 160,000 lx |
| 符合 ICH Q1B 的光穩定性試驗箱(計算範例) | 75,000 lx |
| 牙科手術燈(最低值) | 15,000 lx |
| 辦公室或室內照明 | 500 lx |
| 走廊 | 100 lx |
| 客廳 | 50 lx |
| 符合 ISO 3059 的螢光檢測(環境光,最高值) | 20 lx |
| 街道照明 | 10 lx |
| 約 1 m 處的燭光 | 1 lx |
| 符合 EN 1838 的逃生路線緊急照明(最低值) | 1 lx |
標準:ISO 3059、EN 1838、ICH Q1B。
| 作業/空間 | 維持照度 |
|---|---|
| 技術製圖 | 750 lx |
| 辦公室、螢幕作業、會議室 | 500 lx |
| CAD 工作站 | 500 lx |
| 銷售區、接待區 | 300 lx |
| 走廊、樓梯間 | 100 lx |
| 停車場 | 75 lx |
標準值為維持值:即使在燈具老化與污染之後,照度仍不得低於該值。若維護係數為 0.8,則 500 lx 的新設置必須提供約 625 lx。針對螢幕作業,該標準另要求眩光限制達 UGR ≤ 19,且演色性指數為 Ra ≥ 80。
標準:EN 12464-1:2021。
照度量測的應用領域
典型應用包括:
- LED 燈具測試
- 照明系統開發
- 品質管制與生產檢測
- 燈具比較量測
- 研究與開發
- 光學系統特性分析
在多項應用中,標準會直接規定照度:
- 依據 ISO 3059 的螢光裂紋檢測:檢測期間,可見環境光不得超過 20 lx,且 UV-A 輻照度至少須達 10 W/m²。針對此情況,RMD 備有 365 nm 與 LUX 的複合式感測器。
- 依據 ICH Q1B 的光穩定性:藥物樣品必須接受至少 120 萬 lux 小時的可見光以及 200 Wh/m² 的近紫外線。為此須在樣品位置量測照度與紫外線輻照度。
- 依據 EN 12464-1 的工作場所照明:該標準規定了工作場所的維持照度值,從停車場的 75 lx 到技術製圖的 750 lx。
- LED 與顯示技術:照度可描述環境光以及 LED 模組在表面上的光輸出。
RM-12 作為輕巧型照度計
RM-12 是一款輕巧、以電池供電的手持式輻射計,可搭配不同的量測探頭使用。與 LUX 感測器組合後,即成為便利的照度量測儀器。
模組化設計讓同一部主機既可用於光度量測,也可用於輻射量測。除照度外,搭配合適的感測器還可量測例如 UVA、UVB 或 UVC 輻照度。
在必須同時評估可見光與紫外線輻射的應用中,此點尤其具有優勢。
RMD:最高可達 500,000 lx 的數位照度計
RMD 是一款全數位手持式輻射計,具備兩個感測器輸入端。它適用於搭配不同感測器進行高動態範圍的精確量測。其量測範圍最高可達 500,000 lx,因此既能檢測一般人工照明情境,也能量測極高的照度——例如在照射腔室內,或於手術燈與治療燈下。
- 兩個數位感測器輸入端,例如可同時量測照度與 UVA 輻照度
- 24 位元轉換,動態範圍達 1 : 10,000,000
- 照度最高可達 500,000 lx
- 顯示輻照度、照度與劑量
- 感測器的校正不確定度通常為 4.5 至 6.0 %(k = 2)
本系統適用於實驗室、研發、品質保證與工業檢測,並且憑藉兩個感測器輸入端提供更充裕的擴充餘裕。
量測 LED 照度
LED 可能具有非常窄的光譜,或由數個峰值組成的光譜。因此,照度計與 V(λ) 的光譜匹配度對 LED 量測格外重要:若感測器在發射波長處的靈敏度略高於或略低於 V(λ) 曲線,對於窄頻光源而言,此偏差會完整反映在讀值上。關於此影響可能有多大,請參閱光譜失配一文的說明。
配備 V(λ) 匹配感測器的已校正照度計適用於例行檢測。
常見問題:照度計
以 lux 量測與以 W/m² 量測有何不同?
以 W/m² 進行的輻射度量測是記錄實際存在的輻射功率,不加任何加權。以 lux 進行的光度量測則是以人眼的視效函數 V(λ) 對同一輻射加權,在約 380 至 780 nm 範圍之外其值為零。因此兩個輻射功率相同的光源,其 lux 值可能差異極大。
為何依 ISO 3059 進行螢光檢測時要量測照度?
可見環境光會降低螢光顯示與背景之間的對比。因此該標準規定檢測期間的照度最高為 20 lx,並要求 UV-A 輻照度至少為 10 W/m²。兩者皆於檢測表面量測。
V(λ) 加權是什麼意思?
V(λ) 是國際定義的人眼明視覺視效曲線,其最大值位於 555 nm。照度計的感測器在光譜上必須符合此曲線,其讀值才能對應到人所感知的亮度。對於 LED 等窄頻光源,偏差所造成的影響會比寬頻光源更大。
餘弦修正有什麼作用?
斜向入射到表面的光,僅以入射角的餘弦值對照度產生貢獻。位於感測器光學面前方的擴散片即重現此一特性。若無餘弦修正,以角度入射的光(例如來自多個燈具或大面積光源的光)將被錯誤加權。