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Lichtmessabstand zur Lichtquelle

von | Dez 15, 2023 | blogs, Produkt Operationen | 0 Kommentare

Einführung

Unsere Spektrometernutzer fragen, ob der Abstand zwischen Messgerät und Lichtquelle bei der Messung des Lichts berücksichtigt werden sollte. Das hängt davon ab, was Sie messen. Es gibt zwei Situationen, die Sie berücksichtigen sollten.

  • Messen für Farbe
  • Messen nach Intensität
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Abb. 1

Messung der Lichtfarbe – CCT

Bei Farb- oder CCT-Messungen ist der Abstand zwischen dem Spektrometer und der Lichtquelle nicht wirklich wichtig. Ob Sie nun in 1 oder 3 Metern Entfernung messen, dürfte kaum einen Unterschied machen – Ihr CCT-Wert sollte gleich bleiben.

Je weiter das Spektrometer jedoch von der Lichtquelle entfernt ist, desto mehr kann das Umgebungslicht von umliegenden Fenstern oder sogar das von nahe gelegenen Oberflächen wie Wänden oder Decken reflektierte Licht die Genauigkeit der Messung beeinflussen.

Wenn Sie die Lichtfarbe für Präzisionsanwendungen in Wissenschaft, Forschung oder Industrie messen, sollten Sie in einem geschlossenen Raum mit lichtabsorbierenden Wänden (d. h. Schwarzkörperflächen) messen.

Ein weiterer Punkt, der zu beachten ist, ist, dass die meisten Messgeräte immer eine sehr geringe Fehlerspanne haben – Sie finden diese in den Spezifikationen für Ihr UPRtek-Gerät, die Sie von unserem Support-Center auf der Website herunterladen können.

Ein Hinweis zur Messung zu nahe am Licht.

Wenn Sie aus sehr geringer Entfernung messen und das Licht eine sehr hohe Intensität hat, kann es zu einem „Überbelichtungs“-Fehler kommen. Und Sie müssen sich weit genug entfernen, bis der Fehler verschwindet.

CIE1931
CIE1931

Abb. 2 Bei der Farbmessung kommt es nicht auf die Entfernung an.

Messung der Lichtintensität: LUX oder PPFD

Bei der Messung von LUX oder PPFD (Wachstumslampen) wird die Lichtmenge gemessen, die auf eine bestimmte Fläche trifft. In diesen Fällen ist die Entfernung entscheidend.

Das liegt daran, dass sich das Licht zerstreut. Das heißt, je weiter das Licht von einer Oberfläche entfernt ist, desto mehr wird es gestreut und desto weniger konzentriert ist es. Diese Ausbreitung des Lichts folgt einem vorhersehbaren Muster, wie in Abbildung 5 dargestellt.

Sie besagt, dass die Lichtmenge proportional mit der Entfernung abnimmt, genauer gesagt, mit dem Quadrat der Entfernung.

  • Ein Licht in 1 Meter Entfernung von einer Tischoberfläche misst 100 LUX.
  • Bei 2 Metern wäre das Quadrat davon 2² oder 4. Wenn Sie die LUX (100) durch 4 teilen, erhalten Sie eine LUX von 25
  • Bei 3 Metern wäre das Quadrat von 3² oder 9. Wenn Sie die LUX (100) durch 9 teilen, erhalten Sie eine LUX von 11,11
Abbildung 5 Das Licht wird gestreut und nimmt mit zunehmender Entfernung an Intensität ab.
Abbildung 3 Entfernung spielt bei der LUX-Messung eine Rolle
Abbildung 4 Entfernung spielt bei der Messung von PPFD, PFD

Ein bisschen Wissenschaft (Deep Dive)

Wir haben festgestellt, dass der Abstand zwischen Ihrem Belichtungsmesser und der Lichtquelle wichtig ist, wenn Sie die Lichtmenge messen, aber nicht wichtig, wenn Sie die Farbe des Lichts messen.

Um zu verstehen, warum das so ist, muss man sich die besondere Eigenschaft des Lichts ansehen: Licht ist sowohl Teilchen als auch Welle. Bei der LUX-Messung werden Lichtteilchen oder Photonen gemessen – und diese Photonen werden vom Licht zerstreut und werden mit zunehmender Entfernung weniger konzentriert.

Bei der Messung einer Farbe auf einer Farbtafel misst man die Wellenlängen der einzelnen Photonen, die sich nicht ändern, egal wie weit oder nah man von der Lichtquelle entfernt ist.

Hinweis für „Doppler“-Fans: Wir gehen davon aus, dass sowohl das Messgerät als auch die Quelle stationär sind.

Abbildung 6 Die Intensität des Lichts wird als Teilchen gemessen
Abb. 7 Die Farben des Lichts werden in Wellenlängen (nm) gemessen.

Die Faustformel für Belichtungsmesser und Entfernung.

Aber was ist mit all den anderen Messgrößen? Als allgemeine Faustregel können Sie Folgendes anwenden:

  • Wenn die Metrik Farben oder Wellenlängen des Lichts misst, ist die Entfernung unerheblich.
  • Wenn die Messgröße Lichtmenge oder -intensität misst, ist die Entfernung wichtig.
Blau-Rot Grow Lights

Abbildung 8 – Messen Sie die Farbe oder die Intensität?

Einige Kennzahlen können jedoch verwirrend sein.

Spektrum

Bei der Betrachtung eines Spektrums gibt es ein Element der Intensität – die linke Seite des Diagramms bezieht sich auf die Intensität – aber es gibt keine tatsächlichen Werte auf der linken Seite des Diagramms. Das liegt daran, dass man bei der Betrachtung eines Spektrums meist die Form des Spektrums im Auge hat (visualisiert) und die relativen Intensitäten der Farben vergleicht, nicht die absoluten Intensitätswerte. Der Abstand zwischen Meter und Licht ist also nicht entscheidend – die Form des Spektrums ändert sich nicht mit der Entfernung.

 

Abb. 9 – Der Zellkern der Pflanzenzelle steuert alle Funktionen der Zellteilung.

CIE XYZ

Wenn Sie CIE XYZ-Messungen vornehmen, ändern sich die XYZ-Werte mit der Entfernung drastisch. Man könnte meinen, dass die Entfernung wichtig ist, aber das ist nicht der Fall.

XYZ wird verwendet, um die Farben eines Lichts zu messen, aber auch wenn man ein Licht aus verschiedenen Entfernungen misst und sich die XYZ-Werte ändern, bleibt das Verhältnis der XYZ-Werte gleich, was bedeutet, dass es sich um dasselbe Licht handelt.

 

Abbildung 10 – Der linke Bildschirm ist aus unmittelbarer Nähe des Lichts, der rechte Bildschirm aus größerer Entfernung. Beachten Sie, dass sich die XYZ-Werte ändern, die Entfernung aber immer noch keine Rolle spielt, da die Verhältnisse gleich bleiben.

CRI – R-Werte

Wenn Sie sich die R1-R15 für CRI ansehen, können sie auch als Farbintensitäten erscheinen. Bei diesen Werten handelt es sich jedoch nicht um Intensitäten, sondern um Unterschiede in der Farbreflexion von Objekten durch ein Testlicht im Vergleich zu einem Prozentsatz der Reflexion des Sonnenlichts.

 

Abbildung 11 – Die CRI-R-Werte sind keine Intensitäten, wie man vermuten könnte.

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Abb. 12 – MK350N Premium

Also, wie weit soll man messen?

Befolgen Sie die allgemeine Faustformel –

  • Die Messung von Farben hängt nicht von der Entfernung ab
  • Die Messung der Intensität hängt von der Entfernung ab.

Dennoch sollten Sie die Kennzahl selbst unter die Lupe nehmen und verstehen, was sie darstellt, um wirklich sicher zu sein.

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UPRtek (gegründet 2010) ist ein Hersteller von tragbaren, hochpräzisen Lichtmessgeräten; Handspektrometer, PAR-Meter, Spektroradiometer, Lichtkalibrierungslösungen.

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Im Bereich der Spektralgeräte stechen drei Geräte hervor: das Spektrometer, das Spektralfotometer und das Spektroradiometer. Diese Begriffe wurden jedoch so häufig synonym verwendet, dass wir uns verpflichtet fühlten, ihre Unterschiede in einem kurzen Artikel zu klären.

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