Meranie svetelného toku podľa CIE 84

Norma „CIE 84 Meranie svetelného toku“, ktorú vypracovala Medzinárodná komisia pre osvetlenie (CIE), definuje terminológiu potrebnú pre merania svetelného toku, pokrýva princípy merania svetelného toku a opisuje metódy na hodnotenie rozloženia osvetlenia, meranie svetelného toku pomocou integračného guľového fotometra a určenie svetelného toku pomocou meraní intenzity svetla, hustoty svetla a osvetlenia.

Táto norma je založená na postupoch merania svetelného toku výbojok a ich kalibrácie ako pracovných etalónov a na výsledkoch sympózia CIE Light and radiation measurement symphosium 81.

Účelom tejto normy je preskúmať hlavné metódy používané na meranie svetelného toku. Medzi tieto metódy patria:

• Výpočet z osvetlenia alebo rozloženia svetla (používané v normalizačných laboratóriách)
• Meranie s integračnou guľou (široko používané v priemysle)
• Meranie rozloženia intenzity svetla (možno vykonať v obmedzenom počte priemyselných laboratórií s prístupom ku goniofotometru)

Hoci každá skupina používateľov sa primárne zaujíma o metódu používanú vo svojej vlastnej oblasti, referenčná práca o meraniach svetelného toku by mala zahŕňať všetky hlavné metódy používané na tento účel a uviesť ich do vzájomného kontextu.

Svetelný tok svetelného zdroja sa dá vypočítať alebo zmerať rôznymi metódami:

• Výpočet z rozloženia intenzity svetla
• Výpočet z rozloženia osvetlenia
• Meranie guľovým fotometrom s fotometrickými alebo spektrálnymi meraniami
• Meranie pomocou krabicového fotometra
• Relatívne merania prostredníctvom osvetlenia, intenzity svetla alebo jasu

Výpočet svetelného toku z rozloženia intenzity svetla je vhodný, ak sú už k dispozícii merania tohto rozloženia (napr. pre svietidlá). Odvodenie svetelného toku z merania rozloženia osvetlenia svietidla je metóda používaná v mnohých národných normalizačných laboratóriách na určenie základných noriem svetelného toku. Pomocou tejto metódy je možné vykonať aj presné meranie priestorovej variácie kolorimetrických vlastností a spektrálneho rozloženia výkonu svetelných zdrojov.

Merania svetelného toku pomocou guľového fotometra sú vhodné na:

• Merania vykonávané v priemyselných laboratóriách na účely kontroly výroby.
• Merania vykonané testovacími zariadeniami a používateľmi.
• Kalibrácia štandardných lámp (napr. pracovných etalónov) oproti štandardným lámpam vyššej triedy s dodatočnými korekciami chýb vyplývajúcich z geometrických, spektrálnych rozdielov a rozdielov v rozložení svetla medzi porovnávanými lámpami.
• Meranie svetelných zdrojov, ktorých svetelný tok sa mení s časom (napr. nastaviteľné lampy, zábleskové lampy).
• Meranie svetelného toku ako funkcie času.

Meranie svetelného toku pomocou krabicového fotometra ukazuje priamy vzťah medzi svetelným tokom svetelného zdroja a nepriamym osvetlením v ľubovoľnom bode na vnútornom povrchu krabice iba vtedy, ak referenčný svetelný zdroj a meraný svetelný zdroj majú rovnaké priestorové rozloženie intenzity svetla, rovnaké spektrálne rozloženie a rovnaké rozmery.

Merania spektrálneho žiarivého toku je možné vykonať pomocou integračného guľového fotometra pre svetelné zdroje, kde sa spektrálne rozloženie výkonu mení so smerom (napr. halogenidové výbojky). Táto metóda poskytuje všetky informácie potrebné na výpočet:

• Spektrálne rozloženie výkonu
• Svetelný tok
• Radiačný tok
• farba
• Indexy podania farieb

V praxi sa často vykonáva stanovenie svetelného toku svetelných zdrojov meraním osvetlenia, intenzity svetla alebo jasu s cieľom určiť vplyv určitých parametrov (napr. starnutie, teplota, umiestnenie). Zvyčajne má formu relatívneho merania. Metóda sa môže použiť aj na meranie svetelného toku žiariviek v osvetľovacích inštaláciách.

Metóda použitá na meranie svetelného toku závisí od dostupného zariadenia. Použité vybavenie a metóda sú ovplyvnené:

• Úloha fotometrického laboratória
• Ekonomika
• Spotreba času
• Prijateľná neistota merania

Rozloženie intenzity svetla je možné merať goniofotometrom. Meranie rozloženia intenzity svetla je opísané v samostatnej technickej správe od CIE. Na meranie rozloženia osvetlenia sa používajú rôzne typy goniofotometrov. Vo všetkých z nich sa meraný svetelný zdroj prevádzkuje v predpísanej polohe horenia:

• Goniofotometer so svetelným zdrojom v pevnej polohe
• Goniofotometer, v ktorom sa svetelný zdroj otáča okolo priestorovo pevného svetelného stredu
• Goniofotometer, v ktorom sa svetelný zdroj otáča okolo zvislej osi s pohyblivým stredom svetla

Presnosť meraní svetelného toku vykonaných vyhodnotením rozloženia osvetlenia je určená presne kvalitou použitého merača osvetlenia. Toto zariadenie musí byť veľmi vysokej kvality.

V princípe možno svetelný tok svetelného zdroja merať v guľovom fotometri porovnaním so svetelným tokom štandardnej žiarovky. Pri meraní sa zdroj svetla a štandardná lampa umiestňujú postupne na rovnakom mieste na integračnej guli. Nepriame osvetlenie povrchu gule sa berie ako miera svetelného toku. Guľový fotometer sa skladá z integračnej gule, fotometrickej hlavy s odčítacou jednotkou, prístrojov na zber údajov a elektrického zdroja pre meracie zariadenie.

Naša organizácia má silný personál, ktorý pozorne sleduje vývoj v oblasti vedy a techniky vo svete a neustále sa zlepšuje. Medzi početnými testovacími, meracími, analytickými a hodnotiacimi štúdiami poskytovanými pre podniky v rôznych odvetviach existujú aj testovacie služby v súlade s normou „Meranie svetelného toku CIE 84“.