LED灯具光通量详解
在为场所设计照明系统时，有必要以一定的值为指导，以统一计算程序。普通消费者需要相同的普世价值，才能在各类光源中导航。长期以来，对于白炽灯来说，这个值是消耗一瓦特的电能。但是这些设备正在退出舞台，因此需要找到其他东西。
什么是光通量
事实上，为了计算照度，设计人员之前使用了另一个值——坎德拉（candela），它也直接对应于白炽灯消耗的瓦数。在上世纪下半叶初期的技术文献中，可以看到“千烛灯”等表述。以坎德拉为单位的亮度是指在特定方向发射的光的功率（以瓦特为单位）。作为一种视觉联想，这种亮度是由普通燃烧的石蜡或硬脂蜡烛提供的。由此得名。这种方法提供了亮度的可视化表示为蜡烛燃烧的数量。
重要的！ 用于计算坎德拉的瓦数与电功率无关 - 光源可能不是电的（同一根蜡烛）。
光通量的概念有一个定义——辐射能量的功率，通过光感来估算。或每单位时间发射的光子数。从数学上看，它看起来像这样：如果一个力为 1 坎德拉的点源将通量辐射到等于一个球面度的立体角，那么它会产生 1 流明 (lm) 的光通量。
球面度的概念需要澄清。要表示 1 sr 的立体角，需要取一个顶点位于半径为 R 的球体中心的圆锥体，它在球体表面上切出一个等于 R 的区域2 .这种圆锥的开口角度约为 65 度。
如果一个 1 坎德拉的点光源在所有方向上均等地辐射，被放置在一个半径为 1 m 的球体中，则在其内表面上将产生等于 1 勒克斯 (lx) 的照明。该值用于设置照明规范。因此，对于各种前提，根据 SNiP，必须满足以下条件：
- 中学教室 - 500 勒克斯；
- 大学观众 - 400 勒克斯；
- 健身房 - 200 lx。
其他房间也有照明标准。
如果 1 lm 的光通量落在 1 平方米的面积上。表面，它会产生 1 勒克斯的照明。 因此流明和勒克斯之间的关系：1勒克斯=1流明/平方米。 例如，要在面积为 100 平方米的礼堂内提供足够的照明，就需要 40000 流明的光通量。还应考虑到照度的减少与距光源距离的平方成正比，因此 灯悬挂的高度很重要。
工作原理
要了解使用所有这些量的便利性，有必要考虑 LED 的发射方向和相关概念。
发光二极管的设计使得它不会在所有方向上均匀地发射光——下半球被基板覆盖，而透镜的设计使得它不会在上半球提供均匀的辐射。结果，主光束集中在上方，向光锥周边减弱。在一定的视角下，辉光的强度会降低一半，当达到更大的角度时，光就变得不可见了。第一个角度 (bac) 称为半亮度角，第二个 (fah) 称为全亮度角。
同样的点也适用于带有荧光粉的 LED。在那里，辐射角受到衬底和 p-n 结的起始辐射的最大活动角的限制。必须理解，通过肉眼不可能准确地确定这些角度 - 需要特殊设备。但是您可以直观地比较两个 LED - 它具有更大的开角。
LED灯的光输出
LED灯的光输出不取决于晶体的加热程度。几乎所有的白色照明器都是基于带有磷光体的 LED 制造的，因此光输出取决于这种磷光体的质量，以及它的生产技术。同样重要的是引发晶体的光发射和这种辐射使磷光体在光谱的可见区域发光的能力。
户外照明的光通量强度
要计算室外照明，必须从最低照度标准着手，该标准也可以在相关的 SNiP (SP) 中找到。因此，对于游乐场，最低照度不应低于 10 勒克斯。
标准给出了照明的最小值，在计算中它们可以增加。
要获得所需的灯具数量（N）以获得所需的照明，您需要设置初始数据：
- 最小照度（E），lx；
- 领土面积（S），平方米；
- 照明不均匀系数 (z)，对于 LED 灯，它等于 1.2；
- 一个乘数，考虑到灯使用寿命结束时光通量的减弱 (k)，对于 LED 设备，它是 1.2；
- 一盏灯的光通量（F），lm；
- 附近物体的反射系数（n），对于沥青，它可以取为 0.3。
这些数量由公式相关 N=E*S*z*k/(F*n)。
让它照亮一个面积为 150 平方米的游乐场。在每个灯发出 1500 lm 的光通量的情况下。将数值代入公式，我们得到 N=10*150*1.2*1.2/(1500*0.3)。 你得到 4.8 或 5 盏灯。这是最低数量，实际上您可以安装更多。
您可以不根据可用灯具的光通量来设置自己，而是根据可以在该地区安装的灯具数量来设置自己。在这种情况下，需要计算每盏灯的光通量。计算公式将采用以下形式 F=E*S*k*z/(N*n)。 如果最终结果不属于标准系列 灯特性，必须四舍五入。
流明和瓦特的关系
在白炽灯占据主导地位的几十年中，世界各地的消费者已经习惯于将照明的亮度与消耗的电能联系起来。对于这些过时的设备，这是有道理的——向这个方向发展的技术早已走到了死胡同。照明的功率和强度的比例已经定下来并成为一种习惯。
用于 LED 照明 以瓦特为单位的功耗与以流明为单位的产生光通量之间没有直接关系.更准确地说，它是，但只是目前。技术不会停滞不前，晶体的生产正在改进，光输出增加的新荧光粉正在开发中。现在的比率明天将彻底过时。
灯光亮度表
目前，现代LED灯具的光通量与其消耗的功率之间的对应关系是这样的：
| 光通量，lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| LED灯的功耗，W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| 白炽灯的等效功率, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
该表显示了近似的四舍五入值，因为市场上的灯已经由不同的制造商使用不同的技术生产了几年。对于“肉眼”的感知，这种传播实际上是不明显的。
总之，视频：瓦特、流明和开尔文之间的区别和关系。
清楚地了解光辐射特性之间的关系后，您就可以独立计算出一个房间或区域的照明。为此，您需要了解照明规范和 LED 灯的技术特性。