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如何估算灯具的总光通量

发布时间:2015-12-14作者:来源:演艺科技传媒浏览次数:489

如果一个灯具声称是绿色、高效的,那就需要用合适的方法去核实它是否如此。遗憾的是, 笔者可以保证,在当今的市场上,许多所谓的绿色产品实际上绝不是那么回事。

忘却华丽的辞藻,真理在数字之中。但是,如果一个制造商不给出完整的数据,该怎么办呢?如果读者至少拥有关于灯具光束的中心照度和受照区域的直径等相关数据,还是可以做一些事情的。

图1 三种可能的光束轮廓

首先,来温习一下总光通量。图1阐明3种可能的光束剖面的轮廓:A是假设的完全平直型光束分布,B是常常呈现于椭球聚光灯的峰值型光束分布,而C则是拥有中央小凹和直的侧边的光束分布,这种光分布是很稀罕的,但是,有时呈现于菲涅尔透镜聚光灯具中。3种光束形状都确切地拥有相同的中心照度数据,如图中红色虚线所示。这意味着,测光仪分别放置于光束中心a、b、c 三点上,它们的读数是相同的。

那么, 中心照度( 以呎烛光( f o o t c a n d l e ) 或勒克斯(lux)为计量单位)并没有说明来自灯具的总光通量有多少流明。要做到这一点,必须在整个光束上都有相对应的照度读数。如果将光束图形类比成储水桶。图1中的第二排光束轮廓与第一排相同但是完全颠倒的,构成U形。最后一排则是将U形图线旋转而构造成的储水桶。平直型光束A构造成一只圆柱形水桶,而其他两个光束B和C则构造成形状更复杂的水桶。

如果将这些想象中的水桶装满水,那么,每个水桶所拥有的水量可以类比为灯具光输出的总流明数。(例如,水桶A比水桶B拥有更多的水。)流明数是总光通量的测量数值,而不是光强度的测量数值,所以,一个宽大而浅的水桶拥有的水量可能与一个窄小而深的水桶的水量一样多。同样地,一只具有宽大而峰值较小的光分布的灯具实际上与狭窄而峰值较大的光分布的灯具拥有一样多的光输出。这是因为那些流明的光被分摊于更宽广的面积上。

如果掌握的全部资料只是中心照度和光斑直径的数据图表,那该如何估算灯具的总光通量呢?

图2 中心照度、光斑直径和射距的V形图表

图2这类V形图表式的性能资料是非常常见的。(注意:这种技术只适用于拥有圆形、对称光束的灯具,而不适用于非对称光束的灯具,如天幕灯具。)

这个表格和图形展示了在一系列射距上的光斑直径和中心照度。笔者特意在此图表中隐去了各个物理量的单位。只要这些物理量的单位相互关联一致,不论采用米(m)和勒克斯为单位,还是采用英尺和呎烛光为单位,都适用于笔者随后的阐述。即,如果射距和直径以米作单位,那么照度的单位应该用勒克斯,同样的,如果射距和直径的单位是英尺,那么,照度的单位应该采用呎烛光。

虽然对灯具光束的轮廓事先一无所知(峰值分布还是平直分布),但还是能作出某些假设,从而能得到灯具光输出有多少流明的方法。首先,假设不具有如同图1C——中央有一小凹的光分布。那是常规灯具不常见的特殊光分布,所以,将它排除在外是合理的。至此可知,光分布或是如图1A的完全平直型的光分布,或更可能是某种峰值型的光分布,其中心照度最高,而后光照度向光斑边缘逐渐下降,如图1B所示。

因此,在这两种光分布中,完全平直型光束具有最多的流明,如果能估算出它的总光通量,那么,就掌握了这种灯具产生的总光通量的最大流明数。


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