北京奥运 发表于 2008-5-6 04:22

关于手电筒光通量的讨论

发现了一个问题,就是关于光通量的问题,也看过 大侠erin0919测试,感觉到非常难理解。

我今天晚上在网络上查了很多很多资料,关于光通量。
首先说说

【光通量的几种定义】

一、光通量(φ)的定义是:点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者(人能感觉出来的辐射通量)即称为光通量
二、光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。
三、国际标准定义:纯铂在融化温度(约1770摄氏度)时,其1/60平方米表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光能量


【光通量与光照度的关系以及测量方法和计算方法】
一、光通量(流明)和照度(勒克司)定义及换算关系

光源在单位时间、向周围空间辐射并引起视觉的能量,称为光通量。用Φ表示,单位为流明(Lm)。
单位面积上接受的光通量称为照度,用E表示,单位勒克司(Lx)
E=Φ/S
Φ-光通量(Lm)
S-受照面积(㎡)

换算关系

1勒克斯=1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度
1流明=发光强度为1坎德拉的点光源,在单位立体角内发射的光通量
1勒克斯=发光强度为1坎德拉的点光源在半径为1米的球面上产生的光照度

二、光通量的测量方法
  光通量测量在变角光度计的转台上进行,转台上安转了LED,该转台在其水平面上绕着垂直轴旋转±90度,LED在垂直面上绕着测光轴旋转360度。在水平面上和垂直面上的转角的控制是通过步进马达来实现的。转台在导轨上随意移动,当测量标准灯时,转台应离开导轨。
  测量时大转盘在水平面上绕垂直轴旋转,步进角度为0.9°,正方向90°,反方向90°。LED自身也在旋转,在每一个水平角度下,垂直平面上每隔18°进行一次信号采集,转完360°之后共采集到20个数据,按下式计算总光通量。     
http://www.lightingchina.com/zhuanti/led_lamp/image/788_1.gif

  如果大盘旋转0°~90°时,小盘转0°~360°即可。但是大盘旋转0°~90°时,有可能LED安装不均匀(不对称)而引起误差,因此最好的解决办法是大盘转-90°~0°~90°,小盘仍然转0°~360°,把大盘0°~90°和-90°~0°两个范围内绝对值相等的角度上的照度值取平均值来作为0°~90°内的值。
  LED总光通量测量的第二种方法是积分求法。此方法的优点是简单易行,但测量精度不高。LED的总光通量计算方法如下,先计算离积分球入射窗口(入射窗口面积A)1距离上标准灯(光强值I s )进入积分球内的光通量Φ s ,Φ s =I s ·A/I 2 读出接收器上的光电流信号i s ,然后把LED置于窗口上,读出相应的接收器光电流信号i t ,则LED的总光通量Φ为:
http://www.lightingchina.com/zhuanti/led_lamp/image/788_2.gif  式中K为色修正系数。
http://www.lightingchina.com/zhuanti/led_lamp/image/788_3.gif



三、被光均匀照射的物体,在1平方米面积上得到的光通量是1流明时,它的照度是1勒克斯。

四、光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯,是英文lux的音译,也可写为lx。被光均匀照射的物体,在1平方米面积上得到的光通量是1流明时,它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源,常在光源上附加一个反射装置,使得某些方向能够得到比较多的光通量,以增加这一被照面上的照度。例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。

【网站上的计算实例】
一、照度计算(点击就可以进去)
二、光通量计算(点击就可以进去)

【根据我在网络上查找的资料可以得去一下几点结论】

结论一、光通量是一个照射面积有关的物理量,所以,LED的光通量和手电筒(加了反光杯或者透镜)改变了期照射面积,所有,光通量绝对是不同的。可以假设,如果有一个半径为1M的积分球,把Q5的LED放在积分球中心测试与把一个用Q5的LED做成了手电筒放在积分球中心测试,结果肯定不一样的,原因就在于照射面积的改变。因为可以设定电流,排除其他干扰。


结论三、假设手电筒的光通量和LED的光通量是一样的,而光照度是和光通量有着直接的物理关系的(被光均匀照射的物体,在1平方米面积上得到的光通量是1流明时,它的照度是1勒克斯),那么同样的LED手电筒,换了光杯后,光照度(LUX)的差别为什么那么大呢?同样是用Q5的LED,有的在1M处的光斑有两万LUX,有的才几百LUX?答案很明显。

四、论坛上的测试数据,应该明确。到底是LED的光通量,还是手电筒的光斑处光通量。

小弟不才,这些遇见,请大家讨论,给予跟正。

INOVA粉丝 发表于 2008-5-6 07:23

辛苦,学习了

funder 发表于 2008-5-6 11:55

LED的光通量,经过手电的反射透射损失,大约还剩70%左右。如果我们不考虑这个损失,那么手电的光通量和LED的光通量一样。

总光通量和距离,面积等等通通没有关系,它只取决于光源本身的特性(功率,发光效率),加了反光碗,透镜的手电,如果不考虑损失,只是改变光通量的分布,但无法改变光通量的总量。

Erin0919的测试是手电的全部输出光通量,包括光斑和泛光

GC97188 发表于 2008-5-11 12:46

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