STUDIA NIESTACJONARNE ELEKTROTECHNIKA Laboratorum PODSTAW TECHNIKI ŚWIETLNEJ Temat: WYZNACZANIE BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ ŚWIATŁOŚCI Opracowane wykonano na podstawe: 1. Laboratorum z technk śwetlnej (praca zborowa pod redakcją Władysława Golka). Skrypt nr 1792. Wydawnctwo Poltechnk Poznańskej, Poznań 1994., 2. W. śagan: Podstawy technk śwetlnej. Ofcyna Wydawncza Poltechnk Warszawskej, Warszawa 2005. 3. J. Bąk, W. Pabjańczyk: Podstawy technk śwetlnej. Wydawnctwo Poltechnk Łódzkej, Łódź 1996. 1.Bryła fotometryczna śwatłośc. Podstawowy sposobem prezentacj własnośc fotometrycznych opraw ośwetlenowych, źródeł śwatła, materałów jest bryła fotometryczna śwatłośc, będąca powerzchną zamknęta, utworzoną przez końce wektorów śwatłośc o wspólnym początku w środku śwetlnym, których długość kerunek przestrzenny odpowada wartośc śwatłośc w tym kerunku. Z punktu wdzena symetr bryły rozróŝna sę: bryły obrotowo - symetryczne bryły neobrotowo symetryczne Bryła neobrotowo -symetryczna Bryła obrotowo - symetryczna 2. Wykres śwatłośc - krzywa śwatłośc Wykres śwatłośc jest krzywą określającą zaleŝność śwatłośc w danym kerunku od kąta tego kerunku w stosunku do os optycznej dla określonej płaszczyzny przekroju bryły fotometrycznej zawerającej oś optyczną. Bryła fotometryczna krzywa śwatłośc. 1
3. Środek śwetlny Środek śwetlny jest charakterystycznym punktem oprawy ośwetlenowej (źródła śwatła), toŝsamym ze środkem geometrycznym źródła śwatła lub ze środkem symetr płaszczyzny otworu wyjścowego oprawy ośwetlenowej. 4.Geometryczny system prezentacj własnośc fotometrycznych Geometryczny system prezentacj własnośc fotometrycznych źródeł śwatła opraw ośwetlenowych bazują na: os optycznej, os wzdłuŝnej os poprzecznej. Oś optyczna jest prostą przechodzącą przez środek śwetlny oprawy lub źródła śwatła, której kerunek jest zgodny z kerunkem śwatłośc maksymalnej lub/ kerunkem os symetr układu geometrycznego oprawy (czasem jest to kerunek normalny do płaszczyzny otworu wyjścowego oprawy). Zakwalfkowane jakegoś kerunku jako os wzdłuŝnej jest następstwem stnena w oprawe wyraźnej dysproporcj wymarów gabarytowych - najczęścej z uŝyca wydłuŝonego źródła śwatła. Kerunek os tego źródła jest uznawany za kerunek wzdłuŝny: C 0 C 90. 2
Najczęstszym systemem fotometrowana prezentacj danych jest układ C-γ 5. Pomar bryły fotometrycznej śwatłośc Bryłę fotometryczną śwatłośc wyznacza sę na fotometrze ramennym w układze z rysunku ponŝej. Schemat układu pomarowego do wyznaczana bryły fotometrycznej śwatłośc 3
Przy załoŝenu: - lnowego zwązku mędzy natęŝenem prądu fotoprzetwornka natęŝenem ośwetlena - stałej długośc ramena fotometru - lnowośc układu pomarowego Śwatłość merzonego źródła śwatła moŝna wyznaczyć na podstawe zaleŝnośc: ICγ = K Cγ [cd] 60-965 Poznań Iw K = [cd / dz] w gdze: C γ -wskazane układu pomarowego proporcjonalne do natęŝene ośwetlena na powerzchn ognwa fotometrycznego, I w - śwatłość wzorca, w - wskazane układu pomarowego proporcjonalne do natęŝene ośwetlena na powerzchn ognwa fotometrycznego przy pomarze ze wzorcem śwatłośc. JeŜel wyznaczone krzywe śwatłośc mają słuŝyć dla celów katalogowych to naleŝy wyznaczyć śwatłość w jednostkach kandel przypadających na strumeń śwetlny źródła śwatła wynoszący tysąc lumenów: 1000 ICγ 1000 = ICγ [cd / 1000lm] Φ 0 gdze: Φ 0 - strumeń źródła śwatła (np. strumeń śwetlny lampy w oprawe). 6. Wyznaczane strumena śwetlnego na podstawe bryły fotometrycznej Znajomość rozkładu przestrzennego śwatłośc pozwala wyznaczyć strumeń śwetlny źródła śwatła ze wzoru: Φ 2π π 0 = I Cγ sn γ dγ dc [lm] 0 0 Praktyczne dla brył neregularnych strumeń śwetlny oblcza sę na podstawe zaleŝnośc: 2 Φ π π 0 = I Cγ ( cos γ1 cos γ 2 ) C [lm] 0 0 Przy 10 stopnowym rozchylenu płaszczyzn C przyrost C = 2π/36 strumeń śwetlny moŝna wyznaczyć na podstawe zaleŝnośc: Φ π 36 2 36 0 = π ICγ ( cos γ1 cos γ 2 ) [lm] 0 0 4
Metoda strumen cząstkowych polega na sumowanu strumen cząstkowych wypromenowanych w obrębe newelkch kątów bryłowych. Przykład oblczana strumena dla bryły obrotowo-symetrycznej: Strumeń cząstkowy zawarty w kące bryłowym ω : I Φ ω = śr. ω ω gdze: Iśr. ω - średna śwatłość w obrębe kąta bryłowego ω Strumeń śwetlny całoprzestrzenny (całkowty): n n Φ = Φ = 0 ω śr. ω = 1 = 1 I ω gdze: n lczba przedzałów na jake podzelono kąt bryłowy całoprzestrzenny Z przedzałem kąta bryłowego zwązany jest przedzał kąta płaskego: ω = [ cos γ cos( γ + γ )] 2 π Przykład oblczena strumena śwetlnego na podstawe znanej krzywej śwatłośc Iγ γ [1 0 ] I γ [cd] γ [1 0 ] I śr. γ [cd] ω [sr] Φ [lm] 0 1105 0 10 989.5 0.095 94.5 10 874 10 20 704.0 0.283 199.6 20 534 20 30 428.5 0.463 198.3 30 323 30 40 277.0 0.628 174.0 40 231 40 50 208.5 0.774 161.5 50 186 50 60 134.0 0.897 120.2 60 82 60 70 44.5 0.993 44.2 70 7 70 80 4.5 1.058 4.8 80 2 80 90 1.0 1.091 1.1 90 0 - - - - - Φ 0 = 998.1 7. Pomary a) Na fotometrze ramennym, dla obrotowo - symetrycznych źródeł śwatła opraw ośwetlenowych, wyznaczyć krzywa śwatłośc. b) Dla neobrotowo - symetrycznych opraw ośwetlenowych wyznaczyć bryłę fotometryczną. c) Wynk przedstawć w sposób odpowadający wymogą kart katalogowych (w jednostkach [cd/1000lm]). d) KaŜdorazowo wyznaczyć wartość strumena śwetlnego. Wyznaczyć strumeń śwetlny w półprzestrzen dolnej Φ strumeń śwetlny w półprzestrzen górnej Φ. e) Dla lamp elektrycznych wyznaczyć skuteczność śwetlną (η = Φ/P [lm/w]), a dla opraw ośwetlenowych ch sprawność (η = Φopr/Φźr). 5
8. Tabele pomarowe WYZNACZANIE BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ ŚWIATŁOŚCI Ops badanego obektu: Bryła obrotowo symetryczna γ C γ [dz] [1 0 Cγ ] C=0 0 C=45 0 C=90 0 śr. [dz] 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Moc: Pn=...W, Napęce: Un=...V, Napęce pomarowe: U=...V I γ IC γ [cd] C śr. 1000lm śr. [cd/1000lm] SKALOWANIE UKŁADU POMIAROWEGO Dane wzorca śwatłośc: Moc: Pn=...W, Napęce: Un=...V, Napęce fotometrowana: U=...V Śwatłość wzorcowa: Iw=...cd w [dz] w 1 [dz] w 2 [dz] w 3 [dz] 6 w śr [dz] Stała układu pomarowego I K = w wśr. K=...cd/dz