Οδηγός Αγοράς για Φωτόμετρα

Ένα φωτόμετρο είναι μια πολύ ευαίσθητη ηλεκτρονική συσκευή μέτρησης που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση και μέτρηση του φωτισμού οποιασδήποτε περιοχής. Οι περισσότερες συσκευές μέτρησης φωτός είναι μικρού μεγέθους, είναι απλές στην λειτουργία τους και είναι εξοπλισμένες με μια εύκολα αναγνώσιμη φωτιζόμενη οθόνη από ειδικό γυαλί. | Συνήθως, ένα περίβλημα βαρέως τύπου προστατεύει τον αισθητήρα φωτός στο εσωτερικό του φωτόμετρου από ζημιές. Ένας φωτόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της φωτεινότητας σε lux (lx), σε κεριά (fc) ή σε μονάδες candela ανά τετραγωνικό μέτρο (cd/m²).

Ορισμένα φωτόμετρα είναι εξοπλισμένα με εσωτερική μνήμη ή καταγραφέα δεδομένων για την καταγραφή και την αποθήκευση μετρήσεων. Η μέτρηση της έντασης φωτός καθίσταται όλο και πιο σημαντική στο χώρο εργασίας λόγω ανησυχιών σχετικά με την ασφάλεια. Η μέτρηση φωτός είναι επίσης απαραίτητη για τον προσδιορισμό της καλύτερης θέσης και γωνίας κατά την εγκατάσταση και ρύθμιση των ηλιακών συλλεκτών.

Lux

Το lux (σύμβολο: lx) είναι η μονάδα SI του φωτισμού που μετράει την φωτεινή ισχύ ανά περιοχή. Χρησιμοποιείται στη φωτομέτρηση ως ένα μέτρο της έντασης που προσπίπτει ή περνά μέσα από μια επιφάνεια όπως λαμβάνεται από το ανθρώπινο μάτι. Είναι ανάλογο προς την ραδιομετρική μονάδα βατ ανά τετραγωνικό μέτρο αλλά με τη δύναμη σε κάθε μήκος κύματος να σταθμίζεται ανάλογα με τη λειτουργία της φωτεινότητας, ένα τυποποιημένο μοντέλο της ανθρώπινης οπτικής αντίληψης.

Φωτεινότητα (Illuminance) ονομάζεται ένα μέτρο του πόσο φωτεινή ροή απλώνεται σε μια δεδομένη περιοχή. Κάποιος μπορεί να σκεφτεί την φωτεινή ροή (μετρήσιμη σε lumens) ως ένα μέτρο του συνολικού «ποσού» του ορατού παρόντος φωτός, και το illuminance ως ένα μέτρο της έντασης του φωτισμού σε μια επιφάνεια. Μια δεδομένη ποσότητα του φωτός θα φωτίσει μια επιφάνεια πιο αμυδρά αν έχει εξαπλωθεί σε μια ευρύτερη περιοχή, έτσι η φωτεινότητα είναι αντιστρόφως ανάλογο της περιοχής.

Ένα lux είναι ίσο με ένα lumen ανά τετραγωνικό μέτρο

1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd·sr·m–2.

Ροή 1.000 lumens, συγκεντρωμένη σε ένα χώρο ενός τετραγωνικού μέτρου ισούται με φωτεινότητα 1.000 lux. Ωστόσο τα ίδια 1.000 lumens απλωμένα σε μία επιφάνεια δέκα τετραγωνικών μέτρων παράγουν μία μειωμένης εντάσεως φωτεινότητας ίση με 100 lux.

Η επίτευξη φωτεινότητας 500 luχ σε μία κουζίνα μπορεί να επιτευχθεί με ένα φωτιστικό σώμα με λαμπτήρα φθορισμού που παράγει 12.000 lumens. Για να φωτιστεί ένα πάτωμα εργοστασίου με 12 φορές μεγαλύτερη την περιοχή της κουζίνας θα απαιτούσε 12 τέτοια φωτιστικά. Έτσι, για να φωτιστεί μία μεγαλύτερη περιοχή στην οποία θα έχουμε 500 luχ χρειάζεται μεγαλύτερος αριθμός lumens.

Όπως και με τις άλλες μονάδες SI, τα προθέματα του συστήματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν και εδώ Π.Χ 1 kilolux (klx) ισούται με 1.000 lux.

Σχέση μεταξύ του φωτισμού και της ακτινοβολίας

Όπως όλες οι φωτομετρικές μονάδες έτσι και το lux έχει μια αντίστοιχη "ραδιομετρική" μονάδα.Η διαφορά μεταξύ της φωτομετρικής μονάδας και της αντίστοιχης ραδιομετρικής μονάδας του lux είναι ότι η ραδιομετρική μονάδα του βασίζεται σε φυσικές δυνάμεις, με όλα τα μήκη κύματος ίσα σταθμισμένα, ενώ οι φωτομετρικές μονάδες λαμβάνουν υπόψιν το γεγονός ότι το ανθρώπινο οπτικό σύστημα είναι πιο ευαίσθητο σε κάποια μήκη κύματος από κάποια άλλα και ως εκ τούτου σε κάθε μήκος κύματος δίνεται ένα διαφορετικό βάρος.

Η κορυφή (Peak) λειτουργίας της φωτεινότητας είναι στα 555 nm (πράσινο) το οπτικό σύστημα του ματιού είναι πιο ευαίσθητο στο φως αυτού του μήκους κύματος από οποιουδήποτε άλλου. Για το μονοχρωματικό φως αυτού του μήκους κύματος, η ακτινοβολία που απαιτείται για να κάνει ένα lux είναι 1,464 mW/m2. Δηλαδή, μπορεί κάποιος να επιτύχει 683,002 lux ανα W/m2 (η lumens ανα watt) σε αυτό το μήκος κύματος. Άλλα μήκη κύματος του ορατού φωτός παράγουν λιγότερα lumens ανά watt. Η λειτουργία φωτεινότητας πέφτει στο μηδέν για τα μήκη κύματος έξω από το ορατό φάσμα.

Για μια φωτεινή πηγή με ανάμεικτα μήκη κύματος ο αριθμός των lumens ανά watt μπορεί να υπολογιστεί με τη βοήθεια της συνάρτησης φωτεινότητας. Για να εμφανιστεί εύλογα «λευκή», μια πηγή φωτός δεν μπορεί να αποτελείται αποκλειστικά από το πράσινο φως για το οποίο οι οπτικοί φωτοϋποδοχείς του ματιού είναι πιο ευαίσθητοι, αλλά πρέπει να περιλαμβάνει ένα πλούσιο μείγμα των κόκκινων και μπλε μηκών κύματος στα οποία είναι λιγότερο ευαίσθητοι.

Αυτό σημαίνει ότι οι λευκές (ή υπόλευκες) φωτεινές πηγές παράγουν πολύ λιγότερα lumens ανά watt από το θεωρητικό ανώτατο όριο των 683 lumens ανά watt. Η αναλογία μεταξύ του πραγματικού αριθμού των lumens ανά watt και τη θεωρητική μέγιστη εκφράζεται ως ένα ποσοστό γνωστό ως φωτεινή απόδοση (luminous efficiency). Για παράδειγμα, ένα τυπικός λαμπτήρας πυρακτώσεως έχει μια φωτεινή απόδοση μόνο περίπου 2%.

Στην πραγματικότητα κάθε μάτι διαφέρει στην αντίληψη της φωτεινής λειτουργίας. Ωστόσο, οι φωτομετρικές μονάδες καθορίζονται με ακρίβεια και είναι ακριβώς μετρήσιμες. Βασίζονται σε ένα κοινά αποδεκτό πρότυπο λειτουργίας φωτεινότητας το οποίο βασίζεται σε μετρήσεις των φασματικών χαρακτηριστικών της οπτικής υποδοχής φωτογραφίας σε πολλά ανθρώπινα μάτια.

Συμβουλές για την αγορά ενός μετρητή φωτός

Είναι φωτεινά αλλά πόσο φωτεινά είναι; Ποιο είναι το χρώμα του φωτός; Και τα δύο αυτά ερωτήματα επανέρχονται ξανά και ξανά τώρα που οι συμβατικοί λαμπτήρες αντικαθίστανται όλο και περισσότερο από τα LED. Ένα φωτόμετρο μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση αυτών των ερωτήσεων. Αυτά τα φωτόμετρα έχουν διαφορετικούς αισθητήρες και μερικά έχουν επιπλέον λειτουργίες.

Ο τυπικός μετρητής φωτός είναι εξοπλισμένος με φωτοκύτταρο για αναλογική λήψη της έντασης του φωτός, η οποία στη συνέχεια θα εμφανίζεται στην οθόνη ως τιμή φωτεινότητας.

Για να βεβαιωθεί ότι η φωτεινή επίπτωση στο φωτοκύτταρο του φωτομέτρου είναι ομοιόμορφη, ο αισθητήρας βρίσκεται πίσω από έναν διάχυτο θόλο. Όλοι αυτοί οι μετρητές φωτός λειτουργούν σύμφωνα με το πρότυπο CIE. Μπορούν να μετρήσουν τη φωτεινότητα οποιασδήποτε ορατής πηγής φωτός. Αυτό σημαίνει ότι οποιοσδήποτε μετρητής φωτός μπορεί να μετρήσει συμβατικούς λαμπτήρες καθώς και λαμπτήρες LED, εκτός από το μπλε φως ή το μπλε Led που δεν μπορεί να μετρηθεί εξαιτίας του μήκους κύματος του φωτός.

Τα φωτόμετρα με πρόσθετες λειτουργίες μέτρησης όπως η μέτρηση της θερμοκρασίας χρώματος ή του χρώματος του φωτός απαιτούν διαφορετικού τύπου αισθητήρα. Μια σειρά σύγχρονων αισθητήρων CCD μετρά τη φωτεινότητα, το μήκος κύματος κλπ. του φωτός. Αυτοί οι αισθητήρες στο φωτόμετρο είναι παρόμοιοι με έναν φωτοαισθητήρα σε μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή. Αυτά τα σύγχρονα φασματόμετρα μπορούν να μετρήσουν την ακριβή σύνθεση του φωτός. Τα φωτόμετρα με τη λειτουργία φασματοφωτομέτρου ή με αισθητήρα πίξελ CCD μπορούν να μετρήσουν όλους τους τύπους φωτός, ακόμα και μπλε LED.

Οι μετρητές φωτός μπορούν επίσης να έχουν διαφορετική ακρίβεια και να βασίζονται σε διαφορετικά πρότυπα μέτρησης. Ένας τυπικός μετρητής φωτός θα έχει κλάση ακρίβειας Β. Σε αριθμούς, αυτό είναι μια ακρίβεια ± 8% της ένδειξης φωτός.

Πολλά από τα μοντέλα φωτομέτρων είναι εξοπλισμένα με interface που επιτρέπει στο χρήστη να μεταφέρει δεδομένα μιας σειράς μετρήσεων σε υπολογιστή. Επιπλέον, ορισμένοι μετρητές φωτός έχουν εσωτερική μνήμη για να αποθηκεύσουν τις τιμές μέτρησης.

Διάφορα εξαρτήματα μέτρησης τα οποία είναι προαιρετικά διαθέσιμα ή περιλαμβάνονται στην τυποποιημένη συσκευασία του μετρητή φωτός επιτρέπουν στο χρήστη να μετρήσει τη φωτεινότητα των οθονών ή άλλων πηγών φωτός.

Τύποι εσωτερικού φωτισμού

Η ανθρωπότητα έχει αναπτύξει μια ποικιλία πηγών φωτός για να φωτίζει το σκοτάδι. Οι συστάσεις για φωτισμό εσωτερικού χώρου εξαρτώνται από την προτίμηση του καταναλωτή και τη θέση της φωτεινής πηγής (π.χ. σπίτι, γραφείο, σχολείο, χώρος στάθμευσης, οδός, αίθουσα θεάτρου ή νοσοκομείου, αίθουσα χειρουργείου κλπ.)

Ένα από τα πιο δημοφιλή επιτεύγματα στη σύγχρονη τεχνολογία φωτισμού είναι η δίοδος (LED). Τα φώτα LED μπορούν να βρεθούν σχεδόν οπουδήποτε, μέσα και έξω, και διατίθενται σε διάφορα μεγέθη και χρώματα. Τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα των LED είναι η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και η μεγάλη διάρκεια ζωής. Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν τα LED πολύ ελκυστικά για τους καταναλωτές. Οι λυχνίες LED δεν εκπέμπουν τόσο θερμότητα όσο τα φώτα πυράκτωσης. Ακόμη και όταν ανάβει μια λυχνία LED, δεν υπάρχει κίνδυνος καύσης του δέρματος εάν υπάρξει επαφή με τον λαμπτήρα. Επιπλέον, χάρη στους φακούς τους από epoxy, τα LED δεν είναι πολύ εύθραυστα. Αν και τα LED είναι αρκετά δημοφιλή στις μέρες μας, άλλα είδη εσωτερικού φωτισμού εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως.

Το προαναφερθέν φως πυράκτωσης έχει χρησιμοποιηθεί εδώ και δεκαετίες σε πολλές εφαρμογές εσωτερικού φωτισμού. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως παράγουν μια μαλακή και ευχάριστη λάμψη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο λαμπτήρας πυρακτώσεως εξακολουθεί να βρίσκεται σε κατοικίες, παρόλο που οι λαμπτήρες πυρακτώσεως καταναλώνουν πολύ περισσότερη ενέργεια. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως ζεσταίνονται με την πάροδο του χρόνου και παρόλο που η επιπλέον θερμότητα μπορεί να βοηθήσει να διατηρηθούν οι θερμοκρασίες εσωτερικών χώρων θερμότερες κατά τη διάρκεια των χειμερινών μηνών, απαιτείται προσεκτικός χειρισμός των λαμπτήρων που είναι πρόσφατα ή επί του παρόντος φωτισμένοι, επειδή η επαφή με τους λαμπτήρες μπορεί να κάψει το δέρμα.

Μια άλλη εναλλακτική λύση για το φωτισμό πυρακτώσεως είναι ο φωτισμός αλογόνου. Μερικές φορές οι λαμπτήρες αλογόνου επιλέγονται για χρήση σε επιτραπέζιους λαμπτήρες, μέσα και κάτω από ντουλάπια και σε διαφορετικά φωτιστικά τοίχου. Τα φώτα αλογόνου είναι μικρού μεγέθους, περιέχουν αλογόνο και αδρανές αέριο και προσφέρουν υψηλότερο επίπεδο φωτεινότητας και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

Οι ενσωματωμένοι λαμπτήρες συμπαγούς φθορισμού (CFL) θυμίζουν λαμπτήρες πυρακτώσεως, καθώς και τα δύο είδη λαμπτήρων διαθέτουν την ίδια βάση. Τα ενσωματωμένα CFLs μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλά πρότυπα φωτιστικά πυράκτωσης. Η διαφορά μεταξύ των ενσωματωμένων λαμπτήρων CFL και λαμπτήρων πυρακτώσεως είναι ότι η διάρκεια ζωής είναι πολύ μεγαλύτερη (κατά μέσο όρο 8 - 13 ώρες) και η κατανάλωση ενέργειας είναι χαμηλότερη κατά ¾ για τους ενσωματωμένους λαμπτήρες CFL. Από αισθητική άποψη, ο σχεδιασμός των σωλήνων των ενσωματωμένων λαμπτήρων CFL μοιάζει πολύ διαφορετικός από τον σχεδιασμό σε σχήμα αυγού των λαμπτήρων πυρακτώσεως. Για το λόγο αυτό, ορισμένοι καταναλωτές προτιμούν να χρησιμοποιούν λαμπτήρες πυρακτώσεως σε φωτιστικά.

Παραδοσιακά, όταν κάποιος σκέφτεται για φωτισμό φθορισμού, κάποιος οραματίζεται τους μακριούς λαμπτήρες σε σχήμα σωλήνα που χρησιμοποιούνται συχνά σε φωτιστικά φώτα βιομηχανικής εμφάνισης. Δεδομένου ότι αυτοί οι μεγάλοι φθορίζοντες λαμπτήρες παράγουν πολύ έντονο φως, αναφέρονται συχνά ως λαμπτήρες φώτων ημέρας. Επειδή υπάρχει κάποια ποσότητα υδραργύρου σε αυτά τα είδη λαμπτήρων, οι λαμπτήρες πρέπει να χειρίζονται και να απορρίπτονται προσεκτικά.

Τέλος, φωτισμός νέον μπορεί να βρεθεί σε ορισμένα εσωτερικά περιβάλλοντα. Ο φωτισμός νέον αποτελείται από ηλεκτροφόρα γυάλινα σωληνάρια γεμάτα με αραιωμένο νέον ή άλλα αέρια. Ο τύπος του αερίου που χρησιμοποιείται στο σωλήνα καθορίζει το χρώμα του φωτός. Τα φώτα νέον μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διακοσμητικό φωτισμό σε μπαρ και νυχτερινά κέντρα καθώς και για μικρά φώτα ενδεικτικής λυχνίας σε ηλεκτρονικές οθόνες.

Ως εκ τούτου, η επιλογή εσωτερικών λαμπτήρων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την προβλεπόμενη εφαρμογή. Ωστόσο, αν απαιτείται ένας λαμπτήρας για τον περιβάλλοντα φωτισμό, τον προβολέα ή τη συγκεκριμένη χρήση, εξετάζονται σχεδόν πάντοτε παράγοντες όπως η διάρκεια ζωής, η κατανάλωση ενέργειας, η αισθητική και η τιμή. Επιπλέον προστίθενται συχνά ειδικές λειτουργίες όπως η μείωση του φωτισμού. Μόνο μετά την ανάλυση όλων των απαιτούμενων (και επιθυμητών) παραμέτρων φωτισμού μπορεί να αναγνωριστεί η καλύτερη (καταλληλότερη) λύση εσωτερικού φωτισμού. Ένας τυπικός μετρητής φωτός είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την αξιολόγηση των συνθηκών φωτισμού εσωτερικού χώρου, ειδικά εκείνων που αφορούν λαμπτήρες πυρακτώσεως και λαμπτήρες φθορισμού. Τέλος κατά την αξιολόγηση του φωτισμού με LED σε εσωτερικούς χώρους, συνιστάται ειδικό φωτόμετρο LED.