Статьи

Полный световой поток, излучаемый светильником, измеряется в Люминах и является пожалуй главной  характеристикой.  Только измерив эту величину, можно определить относительную эффективность осветительных устройств. Имеются два основных способа измерения  светового потока: гониометрический метод и метод «интегрирующей сферы» («сферы Ульбрихта»). В нашей лаборатории имеются сферы разного диаметра. Одни легко могли бы уместиться на вашей прикроватной тумбочке, а другие по размерам больше грузового лифта. Давайте разберёмся для чего они нужны и почему такие разные.

Гонифотометр показан в левой части рисунка, а сфера справа. Гонифотометр – это прибор, позволяющее измерять освещенность, создаваемую лампой, в любом желаемом направлении. Лампа либо зафиксирована, либо вращается вокруг вертикальной оси так, чтобы распределение света лампы не изменялось. Фотометр (обычно фотоэлектрический) закрепляют на рамке или конце длинного качающегося держателя. В некоторых приборах фотометр неподвижный, а свет на него направляется с помощью системы подвижных зеркал. Во избежание существенных погрешностей расстояние от лампы до фотометра выбирают на порядок больше максимального размера лампы.

После того, как измерена освещенность во многих направлениях, можно вычислить полный световой поток. Главные недостатки гониометра — весьма сложное механическое  устройство и большая длительность измерений. Кроме этого, для его работы необходима тёмная комната.

Для ускорения и удешевления измерений часто используют “интегрирующая сферу”. Она представляет собой полый шар, окрашенный внутри матовой белой краской с большой светоотражающей способностью. Для разных применений коэффициент может варьироваться от 80 до 97 процентов. Внутри сферы подвешивается лампа или светильник. Сбоку сферы расположено небольшое  окошко закрытое матовым опаловым стеклом за ним помещается измерительный прибор.Важно чтобы на фотометр попадал только отражённый. Для того, чтобы исключить попадание прямого света от измеряемого осветительного прибора, используют специальный экран.

Часто для калибровки используют специальную калиброванную эталонную лампу, световой поток которой известен или точно измерен при помощи гониофотометра, закрытая экранами со стороны первой лампы и окошка. Благодаря многочисленным переотражениям получаем усреднённую освещенность  в районе окошка. При включенной той или другой лампе она пропорциональна полному световому потоку источника.

Измерения ламп накаливания можно проводить с помощью сферы небольшого диаметра, а вот для светильников больших габаритов размер сферы должен быть существенно большим. В своей лаборатории мы используем сферы разных конструкций очень отличающиеся по размерам. Для исследования светового потока отдельных светодиодов достаточно диаметра в 30 сантиметров, а для точных измерений потолочных светильников более трёх метров! 

Однако, на точность результатов влияет огромное количество факторов, которые в случае светодиодных источников освещения способны увеличить погрешность измерений с 2-3 до 20 процентов и более. Среди них равномерность отражающей поверхности, температурный режим, стабильность излучения во время проведения измерений, спектральные характеристики отражающей поверхности, калибровочной и измерительных ламп, а также самого фотометра, размеры и диаграмма направленности источника света, коэффициент его пульсаций..

Ничего не поделаешь — светотехника в части измерений очень непростая наука. В  ней имеется большое количество факторов, так или иначе связанных между собой, поэтому для получения достоверных данных в ходе измерений требуется не только современное оборудование, но и высококвалифицированные опытные инженеры.