照度与人们的生活有着密切的关系。充足的光照,可预防人们遭遇意外事故。反之,过暗的光线引起疲劳的程度远远超过眼睛的本身。因此,不适或较差的照明条件是造成事故和疲劳的主要原因之一。现有统计资料表明,在所有职业劳动的事故中约有30%是直接或间接因光线不足所造成的。对体育场(馆)的光照要求是非常严格的,光照过强或过暗都会影响比赛的效果。
在工程测量中,大多通过测定通量来确定亮度和照度,计量仪器常见的就有照度计。照度计,简言之就是测量照度的仪器,配合各种前端光信号采集设备可以测量光通量亮度等参数。照度计不仅适合于实验室、质检部门、研发部门使用,也可用于广场、体育馆、大厅、照明工程等工程项目的照明效果评价。
那么,日常生活与生产中的光照度如何测量?一般使用的测量工具及其原理是什么?作用有哪些?它们是如何赋能专业人士以及相关领域的?我们又该如何选择测量仪器?
照度是受照平面上接收的光通量的面密度。照度计是用于测量被照面上的光照度的仪器,是光照度测量中用得最多的仪器之一,就是测量物体被照明的程度(即物体表面所得到的光通量与被照面积之比)。
照度计工作时,当光辐射通过余弦修正器(C)、干涉滤光片(F,即视觉函数V (λ)校正器)后投射到光头探测器(D)上的时候时,就会产生一个电信号,经过I/V变换,然后通过信号放大器(A),最后在显示器上显示出相应的信号,即照度值。
平均照度(Eav)=光源总光通量(N*Ф)*利用系数(CU)*维护系数(MF)/区域面积(㎡)
式中:K为光敏度、感光度,λ为波长,V(λ)称为人眼相对光谱敏感度曲线(亦作视见函数曲线)或光谱光视效率。
在光照度测量中,需要光探测器有较高的灵敏度、较低的噪声、较宽的线性范围和较快的响应时间。不过由于照度计通常用硒光电池或硅光电池、光电倍增管等作为测光部件,其光谱响应和人眼光谱光视效率有较大差别,因此一般会搭配合适的滤光片进行修正。
在光照度测量中,被测面上的光不可能都来自垂直方向,因此照度计必须进行余弦修正,使光探测器不同角度上的光度响应满足余弦关系。余弦校正器使用的是一种漫透射材料,当入射光不论以什么角度射在漫透射材料上时,光探测器接收到的始终是漫射光,所以余弦修正器的透光性要好。
干涉滤光片,即视觉函数V (λ)校正器。为了使测光部件的光谱响应符合照度测量的精度要求,一般选用合适的滤光片,修正照度计的光谱响应,使两者组合后的光谱响应尽量接近人眼光谱光视效率。
在工作房间内,应该在每个工作地点(如书桌、工作台)测量照度,然后加以平均。对于没有确定工作地点的空房间或非工作房间,如果单用一般照明,通常选0.8m高的水平面测量照度。可将测量区域划分成大小相等的方格(或接近方形),测量每个方格中心的照度,其平均照度等于各点照度的平均值。
照度计的良莠与否,和它的准确度有很大的关系,当然也和它的价格密切相关。因此以合理的价格买个准确度较高的照度计实有必要,一般以误差不超过±15%为宜。
光源的种类包罗万象,有些偏重波长较长的的红色系高压灯,或波长较短的蓝紫色系如日光灯,也有分布比较平均的如白炽灯泡系列,同一照度计对不同的波长其灵敏度可能略有不同,故适度的补偿确属必要。
我们都知道,受照面的亮度与光源的入射角度有关系。相同的道理,在用照度计做测量时,感应器与光源入射角度自然会对照度计的读值有影响。因此一个好的照度计是否有余弦补偿的功能实在不可忽略。
在工业生产、建筑和医疗等领域中,照度计被广泛应用于评估工作环境中光照水平的合适性。照度计可以测量光强度,并将其转化为数字,通过数值可以判断光照水平是否符合要求。在工业生产中,错过精度要求的一线光照可能直接影响产品质量,因此专业型照度计变得至关重要。如华盛昌的专业照度计DT-8809A,就被广泛应用于工业生产调试过程中,并以其强光敏热性、大量程、高分辨率、可保留最大最小值等技术特点,备受市场好评。
CEM华盛昌研发的DT-8809A系列专业照度计,具有0~400,000Lux的量程范围,带40段模拟条显示,并有峰值/最大/最小值/数据保持等功能。DT-8809A机身可存储99组数据,内置的USB接口可将数据快速便捷地传送到电脑。目前已广泛应用于商场、广场、体育馆、车间、候车/候机大厅等工业或商业现场的专业光度测量。
光度探测器使用的过滤器,采用光敏二极管,因此特别敏感,测量更快更准,可满足CIE(照明国际委员会)的要求,适应如下图描述的光的曲线)LCD背光显示屏,清晰可见