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照明基础知识(一)——照明装置

2017-05-21 10:05:00
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原创
824

1. 基本照明专业度量与单位


以下四种基本照明专业度量与单位


数量Quantity

标记

单位

光束(光通量) Luminous Flux

?

流明 lumen

光度 Luminous Intensity

I

烛光 Candela

照度 Illuminance

E

勒克斯 Lux

辉度 Luminance

L

单位面积的光度 Candela per square metre (cd/m2)


照明度量与单位的干系 :


光通量 (f) 与光度 ( I ) 的干系


光度 ( I )与照度 (E) 的干系


射入角的余弦定律Cosine Law与垂直照度


照明度量会使用两组差别的参数 :


当在已知的照明电磁辐射下考量,我们会一方面着重能量效率与另一眼睛视觉灵敏度方面;基本上这是两种截然差别的考量角度,在照明量化过程中是完全差别的数据。为了解决这个疑虑,通常将依照明工程实例中最合宜的方案来取决:即,产物的耗电量与眼睛视觉灵敏度,因此,光是人类眼睛视觉灵敏度条件下光芒投射的衡量基础。



光的瓦特数 The Light Watt :


眼睛视觉灵敏度会随着灯的波长而变革;在白昼明亮环境时,眼睛对中波长黄绿色光 (555 nm) 最敏锐;由此,在波长555 nm环境下一个电源能量(瓦特)转换成光能量 (瓦数),在差别波长的可见光下一个瓦特能量,将会随着白昼眼睛视觉灵敏度的光谱中种种因素而改变,这个变革曲线称为白昼视觉曲线 V(l);如此一来,光的瓦特数是取决于光的波长,例如:一个波长 490 nm 光是坐落在波长 555 nm 白昼眼睛视觉灵敏度曲线中百分之二十的位置,且一个波长 490 nm 光只能将一个电源能量(瓦特) 转换即是0.2 个光能量 (瓦数)。


在低亮度水平,整个眼睛视觉灵敏度曲线会左移 (相当于靠近较短波长) 而其最敏锐的高点是 507 nm位置,这个曲线被称为夜晚视觉灵敏度曲线。


烛光 The candela :


光的瓦数是将可见光的视觉感觉转换成量化的单位,并排除了一些仿真两可的因素。可是,虽然光的瓦数曾是以前的光学标准与遵循公式,也由此衍生出光的单位 - 原先是称"烛光源 candle power",之后在1948年被简称为 "烛光  candela" ,而这才是切合真实的光度有偏向特性的单位;有一烛光光度的光源每秒钟向四面八方投射的量就被称为 "流明 lumen",这个基本标准一直连续使用至今。


最佳的光谱光源效率Maximum spectral luminous efficacy


经由计算后,可知在波长555nm环境下一个电源能量(瓦特)相当于683 流明,这也是"最高的光谱光源效率",如在波长490nm环境下一个电源能量(瓦特)相当于137流明(0.2x683=137lumens) 。因此,流明就可界说成眼睛视觉灵敏度下每秒钟对光源出的量的总合。


2. 余弦规矩


平面上不垂直于照射偏向的任意一点的照度即是该点偏向的照度除以该点到光源距离的平方。该照度值必须乘以入射光芒和平面垂线夹角g的余弦(图八),因而得到:



该公式被称为余弦规矩。


对付水平外貌,为方便起见经常把上面的公式加以修改:替换外貌上光源距离(d)作为光源高度h的一个函数。


如果光芒不是垂直到达平面而是和平面成一夹角g,则得到下面的公式:





 


光源,距离'd',平面A


垂直照度


凭据类似推理,该点的垂直照度是:


 


3. 照度界说


照度-标记E,单位勒克斯(lx)


照度界说


照度是指落在外貌单位面积上的光照总量或光通量(如图所示)。它由标记E体现。计量单位是勒克斯(lx)。1勒克斯即是1流明/平方米 (lm/m2 )



照度可被界说为:


外貌入射光通量与外貌面积的比率


或:


照明度不受光通量到达外貌的偏向影响。


一些实际例子:


夏日正午在多云的天空下

100 000 勒克斯

同上,但在阴影里

10 000 勒克斯

户外,在布满厚重云层的天空下

5000 勒克斯

人造光,在光亮的办公室里

1000 勒克斯

人造光,在普通的起居室里

100勒克斯

街道照明

5-30 勒克斯

满月,在明净的夜晚

0,25 勒克斯


4. 辉度的界说 Definition of luminance


辉度Luminance - 标记是L,其单位是每平方公尺的烛光数 (cd/m2)


辉度的界说Definition of luminance


辉度是指从某一偏向的一个外貌积单位所放射光的量;这个外貌可能是自行光或只是送光的物体─就如同光源或太阳─但也可能是其它光体反射的光芒(就像街道的亮光是来自街灯,而街道的亮光就成为第二个光源)。辉度的标记是L,其单位是每平方公尺的烛光数 (cd/m2)。


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