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光源的光通量怎么测量?标准光源的光通量是多少?

什么是光源的光通量?光源在单位时间内发出的光量称为光源的光通量,通常用符号Φ表示,单位为流明(lm),光源光通量是表征光源总光输出的辐射能量,它标志器件的性能优劣,是描述光源发光总量的大小的,与光功率等价。那么,光源的光通量怎么测量?标准光源的光通量是多少?本文为大家作了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

标准光源箱

光源光通量的含义:

光通量:指人眼所能感觉到的辐射功率,它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同,所以不同波长光的辐射功率相等时,其光通量并不相等。

光通量的单位为“流明”。光通量通常用Ф来表示,这是反应人眼对光线强弱反应的一个主观单位。因视觉对此尚与光色有关。所以依标准光源及正常视力度量单位采用“流明”,符号:lm。可以这样理解光通量:光通量是每单位时间到达、离开或通过曲面的光能量。

流明(lm)是国际单位体系(SI)和美国单位体系(AS)的光通量单位。如果将光作为穿越空间的粒子(即光子),那么到达曲面的光束的光通量与1秒钟时间间隔内撞击曲面的粒子数成一定比例。

光通量的物理表达式为:

光通量的表达式010

式中:

K:光敏度、感光度,在较大的光强下,人眼对于555 nm的单色光的感知能力K=683.002lm/W。K值使光通量的单位与辐射功率的单位得到统一。

λ:波长,事实上人眼只对波长位于380nm-780nm的可见光有反应,习惯上我们把波长小于380nm的光波称为紫外线,把波长大于780nm的光波称为红外线,这一点也反映在了视见函数V(λ)中。

V(λ):称为人眼相对光谱敏感度曲线,亦作视见函数曲线,是总结了众多针对人眼的测试经验而得到的,它描述了人眼对不同波长的光的主观感受的强弱。


光源光通量测量方法:

光通量的测量通常有两种方法,并且通常在明视觉条件下测试。一种是用积分球收集总的辐射量,然后用已知光通量的标准灯与被测灯作比较,从而得到被测灯的光通量;另一种方法是用分布式光度计测量被测光源发光强度的空间分布,计算后得到光通量。下面主要介绍积分球测量方法:

光通量的测量方法:在积分球内用已知光通量的标准灯与被测灯作比较测量,从而定出被测光源的光通量。

用积分球测量光通量,通常采用比较法(代替法),为此需要光通量标准灯。先将标准灯(其光通量为Φs)放入积分球内,点燃后,在窗口测得的照度Es应符合下列式子:

照度Es计算公式

放入待测灯点然后,可测得的照度为Ec为:

照度为Ec计算公式

比较以上两个式子,可得待测光源的光通量为:

光通量计算公式

采用比较法测量光通量可以大为减少由球壁漫反射层的不均匀性、球壁涂料和窗口材料的非中性(即涂料的漫反射比和窗口的透射比与波长有关)等因素造成的影响,但是不能消除由于标准灯的尺寸和结构与待测灯的不相同而造成的对球内壁漫射光的吸收情况不同的影响,也不能消除标准灯与待测灯的相对光谱功率分布及空间分布不同产生的影响等等,在测量时应考虑采取修正的办法。


标准光源的光通量是多少?

对于标准光源的光通量,目前还没明确的相关规定。当然如果标准光源的光通量过低,那么光线暗淡,人们的对色效果也不好,反之,标准光源的光通量过高,就会让被测物体表面产生强烈的反射光线,也不利于颜色的观察。所以标准光源的光通量应该保持在合适的范围内。

根据ISO3664:2000对标准光源的相关要求规定,标准光源光照强度必须符合以下条件:

光源通过反射照射在被观察物体表面上的亮度应达到2000Lux(+/-500Lux)。被照表面在1m×1m的范围内,任一点的照度不得低于被照表面中心照度的75%。

光源通过透射照射在被观察物体表面上的亮度应达到1270cd/m2(+/-320cd/m2)

显示器的亮度应达到>75cd/m2。

虽然没有明确指出标准光源的光通量,但是用户可以根据照度要求,反推出标准光源的光通量要求。

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