Lumen (Einheit)

Für andere Verwendungen siehe Lumen (Disambiguation).
Lumen
Einheitssystem Si -abgeleitete Einheit
Einheit von Lichtstrom
Symbol lm
Konvertierungen
1 lm in ... ... ist gleich ...
   SI-Einheiten    1 CD⋅sr

Das Lumen (Symbol: lm) ist der Si -abgeleitete Einheit von Lichtstrom, ein Maß für die Gesamtmenge von sichtbares Licht emittiert von einer Quelle pro Zeiteinheit. Leuchtender Fluss unterscheidet sich von Energie (Strahlungsfluss) In diesem strahlenden Fluss enthält alle elektromagnetischen Wellen, die emittiert sind, während der leuchtende Fluss ist gewichtet Nach einem Modell (a "Leuchtkraftfunktion") der Empfindlichkeit des menschlichen Auges gegenüber verschiedenen Wellenlängen. Einer Lux ist ein Lumen pro Quadratmeter.

Definition

Der 26. Generalkonferenz über Gewichte und Maßnahmen (CGPM) definierte die photometrischen Einheiten im Jahr 2018 neu.[1] Mit der neuen Definition, die am 20. Mai 2019 in Kraft trat, das Lumen

[...] wird definiert, indem der feste numerische Wert der leuchtenden Wirksamkeit der monochromatischen Strahlung der Frequenz 540 × 10 eingenommen wird12Hz, KCD, um 683 zu sein, wenn es in der Einheit LM W ausgedrückt wird–1 [...]

Vor 2019 basierte die Definition auf der Candela. Das Lumen hängt von der Formel mit der Candela zusammen

1 lm = 1 CD ⋅ sr.

Eine volle Kugel hat eine solider Winkel von 4π Steradier,[2] Also eine Lichtquelle, die gleichmäßig einen ausstrahlt Candela in alle Richtungen hat einen totalen leuchtenden Fluss von

1 cd × 4π sr = 4π CD · sr ≈ 12,57 lm.[3]

Erläuterung

Wenn eine Lichtquelle eine emittiert Candela der leuchtenden Intensität gleichmäßig über a solider Winkel von einem Steradier, die Gesamtzahl Lichtstrom in diesen Winkel emittiert ist ein Lumen (1 CD· 1 sr = 1 lm). Alternativ an isotrop Ein-Candela-Lichtquellen emittiert einen totalen leuchtenden Fluss von genau 4π Lumen. Wenn die Quelle teilweise von einer idealen absorbierenden Hemisphäre bedeckt wäre, würde dieses System halb so viel leuchtender Fluss ausstrahlen - nur 2π -Lumen. Das Lichtintensität wäre immer noch ein Candela in diese Richtungen, die nicht verdeckt sind.

Das Lumen kann als Maß für die Gesamtmenge an sichtbarem Licht in einem definierten Strahl oder Winkel oder als aus einer Quelle emittiert angesehen werden. Die Anzahl der Candelas oder Lumen einer Quelle hängt auch von ihrem Spektrum über die nominelle Reaktion des menschlichen Auges ab, wie in der dargestellt wird Leuchtkraftfunktion.

Der Unterschied zwischen den Einheiten Lumen und Lux ist, dass der Lux den Bereich berücksichtigt, über den der leuchtende Fluss verteilt ist. Ein Fluss von 1000 Lumen, der sich auf eine Fläche von einem Quadratmeter konzentriert, leuchtet diesen Quadratmeter mit einer Beleuchtung von 1000 Lux auf. Die gleichen 1000 Lumen, die sich über zehn Quadratmeter verteilt, erzeugen eine dimmerliche Beleuchtung von nur 100 Lux. Mathematisch, 1 lx = 1 lm/m2.

Eine Quelle, die eine Kraft von einem Watt Licht in der Farbe ausstrahlt, für die das Auge am effizientesten ist (eine Wellenlänge von 555 nm, im grünen Bereich des optischen Spektrums), hat einen leuchtenden Fluss von 683 Lumen. Ein Lumen repräsentiert also je nach Spektralverteilung mindestens 1/683 Watt sichtbare Lichtleistung.

Beleuchtung

Siehe auch: LED-Lampe und Glühbirne Glühbirne
Ein LED-Lampe in der Lage, 470 Lumen zu produzieren. Es verbraucht ungefähr ein Sechstes die Energie von a Glühbirne Glühbirne das gleiche Licht produzieren.

Lampen benutzt für Beleuchtung werden üblicherweise mit ihrer Lichtleistung in Lumen und in vielen Gerichtsbarkeiten gekennzeichnet, die gesetzlich vorgeschrieben sind.

Eine 23 W Spirale Kompakte Fluoreszenzlampe emittiert ungefähr 1.400–1.600 lm.[4][5] Viele kompakte Fluoreszenzlampen und andere alternative Lichtquellen sind als äquivalent zu einer Glühlampe mit einer spezifischen Glühbirne eingestuft Energie. Im Folgenden finden Sie eine Tabelle, die einen typischen leuchtenden Fluss für häufige Glühbirnen und deren Äquivalente zeigt.

Elektrikleiste für verschiedene Lampen[6][7][8]
Minimum Lichtleistung (Lumen) Stromverbrauch elektrischer Strom (Watt)
Glühbirnen Kompaktleuchtstofflampen LED
Nicht-Halogen Halogen
90 15 6 2–3 1–2
200 25 3–5 3
450 40 29 9–11 5–8
800 60 13–15 8–12
1.100 75 53 18–20 10–16
1.600 100 72 24–28 14–17
2.400 150 30–52 24–30[9]
3.100 200 49–75 32[10]
4.000 300 75–100 40,5[11]

Am 1. September 2010, europäische Union Die Gesetzgebung trat in Kraft, die vorgeschrieben ist in erster Linie in Bezug auf den leuchtenden Fluss (LM) anstelle von elektrischer Leistung (W).[12] Diese Änderung ist ein Ergebnis der EU-Entscheidung der EU für Energieverbrauchsprodukte (EUP).[13] Zum Beispiel muss nach dem Standard der Europäischen Union eine energieeffiziente Glühbirne, die behauptet, das Äquivalent einer 60-W-Wolframlampe zu sein, eine minimale Lichtleistung von 700–750 lm haben.[14]

Schätzungen von Lumen aus Watt für verschiedene Lampentypen siehe Lichtausbeute.

Projektorausgabe

Ansi Lumen

Die Lichtausgabe von Projektoren (einschließlich Videoprojektoren) wird typischerweise in Lumen gemessen. Ein standardisiertes Verfahren zum Testen von Projektoren wurde von der festgelegt American National Standards Institute, bei der durchschnittlich mehrere Messungen an verschiedenen Positionen ergriffen werden.[15] Für Marketingzwecke kann der leuchtende Fluss von Projektoren, die gemäß diesem Verfahren getestet wurden, in "ANSI -Lumen" zitiert werden, um sie von denen zu unterscheiden, die mit anderen Methoden getestet wurden. ANSI -Lumenmessungen sind im Allgemeinen genauer als die anderen in der Projektorindustrie verwendeten Messtechniken.[16] Auf diese Weise können Projektoren auf der Grundlage ihrer Helligkeitspezifikationen leichter verglichen werden.

Die Methode zur Messung von ANSI -Lumen ist im 1992 erstellten IT7.215 -Dokument definiert. Zunächst wird der Projektor eingerichtet, um ein Bild in einem Raum bei einer Temperatur von 25 ° C (77 ° F) anzuzeigen. Die Helligkeit und der Kontrast des Projektors werden so angepasst, dass auf einem vollständigen weißen Feld zwischen einem 5% igen Bildschirmflächenblock von 95% Peak White und zwei gleiche Größe von 100% und 90% Peak White Boxen in der Mitte unterschieden werden des weißen Feldes. Die Lichtausgabe wird dann auf einem vollständigen weißen Feld an neun spezifischen Stellen auf dem Bildschirm gemessen und gemittelt. Dieser Durchschnitt wird dann mit dem Bildschirmbereich multipliziert, um die Helligkeit des Projektors in "Ansi Lumen" zu verleihen.[17]

Peaklumen

Peak -Lumen ist ein Maß für die leichte Ausgabe, die normalerweise verwendet wird, mit CRT -Videoprojektoren. Das Test verwendet ein Testmuster, das normalerweise entweder 10 und 20 Prozent des Bildbereichs als weiß in der Mitte des Bildschirms, den Rest als schwarz. Der Lichtausgang wird nur in diesem Mittelbereich gemessen. Einschränkungen bei CRT -Videoprojektoren führen dazu, dass sie eine größere Helligkeit erzeugen, wenn nur ein Bruchteil des Bildgehalts mit Spitzenhelligkeit liegt. Zum Beispiel produziert der Sony VPH-G70Q CRT-Videoprojektor 1200 "Peak" -Lumens, aber nur 200 ANSI-Lumen.[18]

Farblichtausgang

Helligkeit (weiße Lichtausgabe) misst die in Lumen projizierte Lichtmenge. Die Farbhelligkeitspezifikation Farblichtausgang misst jeweils rot, grün und blau in einem neun-Punkte-Netz, wobei der gleiche Ansatz wie der zur Messung der Helligkeit verwendet wird.

SI Photometrische Einheiten

SI -Photometriemengen
Menge Einheit Abmessungen Anmerkungen
Name Symbol[NB 1] Name Symbol Symbol[NB 2]
Leuchtende Energie Qv[NB 3] Lumen Sekunde lm⋅S T J Die Lumen -Sekunde wird manchmal die genannt Talbot.
Lichtstrom, leuchtende Kraft Φv[NB 3] Lumen (= Candela Steradier)) LM (= cd · sr) J Leuchtende Energie pro Zeiteinheit
Lichtintensität Iv Candela (= Lumen pro Steradian) CD (= Lm/sr) J Leuchtender Fluss pro Einheit solider Winkel
Luminanz Lv Candela pro Quadratmeter CD/m2 (= lm/(sr · m2)) L–2J Leuchtfluss pro Einheit fester Winkel pro Einheit projiziert Quellbereich. Die Candela pro Quadratmeter wird manchmal das genannt nit.
Beleuchtung Ev Lux (= Lumen pro Quadratmeter) lx (= Lm/m2)) L–2J Lichtstrom Vorfall auf einer Oberfläche
Leuchtender Ausgang, leuchtende Emittanz Mv Lumen pro Quadratmeter lm/m2 L–2J Lichtstrom ausgesendet von einer Oberfläche
Leuchtende Belichtung Hv Lux Sekunde lx·s L–2T J Zeitintegrierte Beleuchtung
Leuchtende Energiedichte ωv Lumen zweiter pro Kubikmeter lm · s/m3 L–3T J
Lichtausbeute (von Strahlung) K Lumen pro Watt lm/W M–1L–2T3J Verhältnis des leuchtenden Flusses zu Strahlungsfluss
Lichtausbeute (einer Quelle) η[NB 3] Lumen pro Watt lm/W M–1L–2T3J Verhältnis des leuchtenden Flusses zum Stromverbrauch
Lichteffizienz, leuchtender Koeffizient V 1 Luminous Wirksamkeit normalisiert durch die maximal mögliche Wirksamkeit
Siehe auch: Si · Photometrie · Radiometrie
  1. ^ Standardsorganisationen empfehlen, photometrische Mengen mit einem Index "V" (für "visuell") zu bezeichnen, um Verwirrung mit radiometrischer oder Photon Mengen. Zum Beispiel: USA Standardbriefsymbole für die Beleuchtungstechnik USAas Z7.1-1967, Y10.18-1967
  2. ^ Die Symbole in dieser Spalte bezeichnen Maße; "L","T" und "J"sind für Länge, Zeit bzw. leuchtende Intensität, nicht für die Symbole für die Einheiten Liter, Tesla und Joule.
  3. ^ a b c Alternative Symbole manchmal gesehen: W für leuchtende Energie, P oder F für leuchtenden Fluss und ρ für die leuchtende Wirksamkeit einer Quelle.

Siehe auch

Notizen und Referenzen

  1. ^ "Einberufung der Generalkonferenz über Gewichte und Maßnahmen (26. Sitzung)" (PDF). Versailles: Bureau International des Poids et Mesures. 13. November 2018.
  2. ^ "Lektion Einführung in feste Winkel". Abgerufen 4. Oktober,, 2010.
  3. ^ Bryant, Robert H. "Lumen, Beleuchtung, Fußkandles und helle, glänzende Perlen ...". Das LED -Licht. Abgerufen 4. Oktober,, 2010.
  4. ^ "Osram Dulux Energisparepærer" (PDF). Osram.dk. Archiviert von das Original (PDF) am 1. März 2012. Abgerufen 25. Mai, 2013.
  5. ^ "Konventionelle CFLs". Energy Federation eingebaut. Archiviert von das Original am 2008-10-14. Abgerufen 23. Dezember, 2008.
  6. ^ "Lernen Sie über die Lichtleistung lernen: Energy Star". EnergyStar.gov. Abgerufen 2012-07-15.
  7. ^ "LED -Glühbirne Kaufanleitung". Die Glühbirnenfirma. 11. August 2016. Abgerufen 16. November 2017.
  8. ^ "Halogenlampen". www.westinghouse.com. Westinghouse. Abgerufen 10. März 2020.
  9. ^ Ein Beispiel wurde bei der URL gefunden: https://www.amazon.com/paclights-ultra150-performance-equivalent-replacement/dp/b00f9cm49y
  10. ^ Philips Luxeon Cob Emitter, insbesondere LHC1-4090-1208 Datenblatt http://www.philiplumileds.com/uploads/419/ds115-pdf
  11. ^ Philips Luxeon Cob Emitter, insbesondere LHC1-4090-1211 Datenblatt http://www.philiplumileds.com/uploads/419/ds115-pdf
  12. ^ "Beleuchtung jetzt in Lumen beschriftet". England: Nationales physisches Labor. Abgerufen 10. März, 2012.
  13. ^ "Ökodierende für Energieverbrauchsgeräte". Zusammenfassungen der EU -Gesetzgebung. Die EU -Institutionen. 2. Februar 2010. Abgerufen 10. März, 2012.
  14. ^ "Energiesparende Glühbirnen: So lesen Sie die Verpackung". Europäische Kommission. Archiviert von das Original am 28. Juni 2013. Abgerufen 10. März, 2012.
  15. ^ "Ansi Lumen Artikel". PC Magazine Encyclopedia. Abgerufen 20. Dezember, 2006.
  16. ^ "Projektorhandbuch". Cpilive.net. Februar 2004. archiviert von das Original am 3. September 2006. Abgerufen 20. Dezember, 2006.
  17. ^ "ANSI -Methode zur Messung der Lichtausgabe". 1993. archiviert von das Original (doc) am 26. Februar 2012. Abgerufen 15. Januar, 2008.
  18. ^ "Sony G70 Broschüre" (PDF).

Externe Links