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1、流明与坎德拉(cd)以及LED照明的取向电气技术2010-04-20 15:29:28阅读28评论0字号：大中小序：在LED照明中，行家根据以往的经验，往往质疑LED的光通量问题。翻本本，看看光通量的基准点，或许会有启迪。流明各向同性光强压强光通量压力Lm Cdcandela-光强的单位。符号cd。是一光源在给定方向上的发光强度。发光强度简称光强，cd指光源在指定方向的单位立体角(圆)发出的光通量。因此辐射是均匀时，则光强I=F/QQ为立体角，单位为球面度F为光通量，单位是流明 英文缩写(lm)对于点光源指发光表面在指定方向的发光强度与垂直于相应方向的面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。对于一
2、个漫射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。例如电视机的荧光屏从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。光强形像点可以将其看作类似“压强”。发光强度1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为 “1流明”。因此，坎德拉常用于分析，流明常常是衡量单位。也就是讲，测量值 用流明作为单位所谓的流明形像点来说，简单理解蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度，也可说有点类似压力。在监控星光级摄像机，特种部队的夜视仪常常用到比一烛光还低的照度。常常将0.01Lm的叫做星光级。光通量却有点类似磁通量。且与频率有关，常显示与频率的波长有关。它等于单 位时间内某一波
3、段的辐射能量和该波段的相对视光率的乘积。光通量通常用0来表示，在理论上其功率可用瓦来度量，因视觉与光色有关。所以被度量单位采用。光通量是每单位时间到达、离开或通过曲面的光能数量。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。您想像光作为穿越空间的光子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将成一定比例。特别指出的是：投影机表示光通量的单位却是ANSI流明，ANSI流明是美国国家标准化协会制定的测量投影机光通量的标准，它测量屏幕田”字形九个交叉点上的各点照度，乘以面积，再求九点的平均值。因此，它的绝对值相对于光源为低。ANSI=American Natio
4、nal Standards Institute (美国国家标准局)。光源的光通量越大，则发出的光线越多。对于各向同性的光，则F = 4nI若光源的I=1cd，则总光通量为4n =12.56 lm。与力学的单位比较，光通量相 当于压力，而发光强度相当于压强。要想被照射点看起来更亮，我们不仅要提高 光通量，而且要增大会聚的手段，实际上就是减 少面积，这样才能得到更大的 强度。鉴于目前的单个LED发光管的光强相比较低，因此会聚的手段是重要的 手段。例如，单个发光管的聚焦封装，照明灯的聚焦排列等。同样要注意到，光通量常常是根据人眼对光的响应而来的。人眼对不同颜色的光的感觉是不同的，此感觉决定了光通量与
5、光功率的换算关系。对于人眼最敏感的555nm的黄绿光，1W = 683 lm，将此作为定标值。也就是说，1W的功率全部转换成波长为555nm的光，为683流明。这个是最大的光转换效率。650nm的红色，1W的光仅为73流明。由于很多不同的光谱结构的光 都可以构成白色的。例如LED的白光、电视上的白光以及日光白色就差别很大，原因是合成白色的光谱不同。那么，对于今天的节能概念来说；电光源的发光效率，即相对的节能效果比较。我们看看1W的电功率到底能转化成多少光通量。如果 全部转换成555nm的光，那就是每瓦683流明。但如果有一半转换成555nm的光，另一半变成热量损失了，那效率就是每瓦341.5流
6、明。白炽灯能达 到1W=20 lm就很不错了，其余的都成为热量或红外线了。结论：从以下的表可见，LED和钠灯的转换效率较高。但从目前的性价比来说， 采用电子牛的T5光管来说，优势并不见得很大，更不能说高压钠灯不是节能灯 具而花费天价的资源去盲目地更换钠路灯。常见发光的大致效率（流明/瓦）白炽灯：15；白色LED： 80-200；日光灯：50； 钠灯：120；节能灯：60-80；LED： 80-130以下是部分光源的Cd值：单位cd/皿；太阳：1.5E+5 ；日光灯：（510）E+1;；月光（满月）：2.5E-1;彩色电视机荧光屏：80左右；液晶显示器300；光强度/坎德拉、光亮度/cd/m2、
7、光通量/流明、光照度/勒克斯字体大小：大|中|小2007-02-14 17:41 -阅读：992 -评论：2 1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、 勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术 中使用的光学度量单位有重要意义。为了解和使用便利，以下将有关知识做一简 单介绍：名称单位符号定义光强度cdI =F/Q光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。坎德拉(Candela)光亮度cd/m2表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的 发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比。光通量lm流明(Lumen)F单位时间里通过某一面积的
8、光能，称为通过这一面 积的辐射能通量。绝对黑体在伯的凝固温度下，从5.305*103cm2 面积上辐射出来的光通量为1lm。为表明光强和光通量的关系，发光强度为1cd的点 光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为 1lm。光照度lx勒克斯(Lux)被光均匀照射的物体，距离该光源1米处，在1m2 面积上得到的光通量是1lm时，它的照度是1lux。习称烛光米”。1.烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对黑 体（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯伯（Pt）凝固温 度（约2042K获1769C ）时，沿
9、垂直方向的发光强度为1坎德拉。并且，烛 光、国际烛光、坎德拉 三个概念是有区别的，不宜等同。从数量上看，60坎 德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎 德拉。2. 发光强度与光亮度发光强度简称光强，国际单位是candela （坎德拉）简写cd。Lcd是指光源在 指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时，则光强为I = F/Q， Q为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I = F/4。 光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指 定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。对于一个漫
10、散射面，尽管 各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏 就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。以下是部分光源的亮度值：单位cd/m2太阳：1.5*10 ；日光灯：（510）*103；月光（满月）：2.5*103；黑白 电视机荧光屏：120左右；彩色电视机荧光屏：80左右。3. 光通量与流明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。各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感 度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮 程度，在各色光中，黄、绿色光能激起
11、最大的明亮感觉。如果用绿色光作水准， 令它的光通量等于辐射能通量，则对其它色光来说，激起明亮感觉的本领比绿色 光为小，光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是流明，是英文lumen的音 译，简写为lm。绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305*103cm2面积上辐射 出来的光通量为1lm。为表明光强和光通量的关系，发光强度为1坎德拉的点 光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1流明。一只40W的日光灯 输出的光通量大约是2100流明。4. 光照度与勒克斯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
12、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。以下是各种环境照度值：单位lux黑夜：0.0010.02；月夜：0.020.3；阴天室内：550；阴天室外:50500； 晴天室内：1001000；夏季中午太阳光下的照度：约为10*9次方；阅读书 刊时所需的照度：5060；家用摄像机标准照度：1400。流明：亮度单位坎德拉：http:/ D6%C6SI%BB%F9%B1%BE%CE%EF%C0%ED%C1%BF%BF%B2%B5%C2%C 0%AD.htmlhttp:/w
13、ww.projector- m）。照度：每单位受光面积（S）所接收的光通量数，称为照度（E）。照度的单位是勒克 斯（lux）。1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度为1勒克斯。发光强度：光源在给定方向（j , q ）的单位立体角（W ）中辐射的光通量称在该方向的 发光强度（I）。在光度学中，采用发光强度的单位作为基本单位。发光强度的单位是烛光（cd） 或坎德拉。最早是以某种规格的蜡烛的发光强度作为标准，后来有了电灯，就以 某种规格的电灯作为标准光源。但这两种方法的再现性和稳定性都较差，因此从 1948年起采用黑体作为标准，其六十万分之一平方米表面垂直方向上的发光强 度定为一烛光（cd）或
14、坎德拉。1流明=发光强度为1烛光的点光源，在单位立体角内发射的光通量。1勒克斯=发光强度为1烛光的点光源在半径为1米的球面上产生的光照度。亮度：亮度L（j，q）是光源在某方向的单位投影面积（Sx cosq）、在单位立体角 中辐射的光通量。光源在给定方向的亮度就是它在该方向的单位投影面上的发光强度。ANSI流明：1992年美国国家标准局对大屏幕显示器件的亮度表征方法作了统一规范，测量 时，将显示区域均匀划分成9个矩形小区，测得每个小矩形的中心亮度，取平均 值（用勒克斯表示），再乘上测量处的显示面积，结果即为ANSI流明 光的物理量衡量单位：光强度/坎德拉、光亮度/cd/m2、光通量/流明、光照度
15、/ 勒克斯2009-11-17 22:271967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、 流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工 程技术中使用的光学度量单位有重要意义。为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介 绍：名称单位符号定义光强度cd坎德拉（Candela） I = F/Q光源在指定方向的单位立体角 内发出的光通量。光亮度cd/m2表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂 直且指定方向的发光面的面积之比。光通量lm流明（Lumen） F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。绝对黑体在伯的凝固温度下，从5.305*103 cm2面积上辐射出来的光通量为1lm。 为表明光强和光通量的关系，发光强度为1cd的点光源在单位立体角（1球面度） 内发出的光通量为1l
