Dr. Nagy Balázs Vince D428

Átírás

1 Műszaki Optika 2. előadás Dr. Nagy Balázs Vince D428

2 Izzólámpa és fénycső 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,

3 Fényforrások csoportosítása Fényforrások Hőmérsékleti sugárzók (izzólámpák) Kisüléses fényforrások Félvezető-alapú fényforrások LED-ek hagyományos kisnyomású halogén fénycső indukciós lámpa kisnyomású nátriumlámpa hagyományos kompakt nagynyomású higanylámpa fémhalogén lámpa nagynyomású nátriumlámpa xenon lámpa

4 X l (l) Spektrális teljesítményeloszlás [%] 0 l [nm]

5 X l (l) Spektrális teljesítmény-eloszlás X m X dx(l) l dx ( l) dl SPEKTRÁLIS SŰRŰSÉG - X l pl : W m ; lx X l (l) m ; lm m l dl l [nm]

6 Spektrális emisszió

7 Hg low p ,7 Hi p / /579

8 CMH 8

9 CMH, Na 9

10 LED

11 LED A jelenlegi LED-ekkel lefedett spektrum 55,00 50,00 45,00 40,00 intenzitás [Cd/m 2 ] 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, hullámhossz [nm] 11

12 Fehér LED 12

13 LED RGB

14 LED luminous efficiency Varies with colour White: 150 lm/w (303 chip) 14

15 Spektrális reflexió/transzmisszió 0,8 0,7 0,6 TC S06 0,5 0,4 0,3 TC S08 0,2 0, ,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 VS1 VS5 0,2 0,

16 Spektrális érzékenység

17 Spektrális érzékenység Protos (red, L) Deuteros (green, M) Tritos (blue, S) Trichromatic vision

18

19 Energetikai optika, fotometria dφ e dλ V(λ) Φ v =K m dφ e dλ V λ dλ K m =680 lm W λ

20 Radiometria - Fotometria V(l) V (l)

21 Fényáram RADIOMETRIA Sugárzott teljesítmény (F e ; F ; P) Sugárzás formájábban kibocsátott, áteresztett vagy felfogott teljesítmény [W] FOTOMETRIA F e Fényáram V(l) (F (v) ; F) lumen [lm] F

22 Fényáram a sugárzott teljesítmény spektrális eloszlása K m = 683 lm/w

23 Fényáram 1 lumen (lm): Az a fényáram, amelyet az 1 cd fényerősségű, minden irányban egyenletesen sugárzó, pontszerű fényforrás 1 sr térszögbe sugároz.

24 Térszög - sr da r d d = da/r 2 P

25 Fényerősség 1 kandela (cd): SI mértékegységrendszer független alapegysége. Annak az 540x10 12 Hz (l = ~555 nm) frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó fényforrásnak adott irányban kibocsátott fényerőssége, amelynek sugárerőssége ebben az irányban 1/683 W/sr

26 Fényerősség RADIOMETRIA Sugárerősség (I e ; I) FOTOMETRIA Fényerősség (I (v) ; I) I e d df e I df d W sr lm sr kandela [cd]

27 Fényerősség df I d df d

28 Fényenergia RADIOMETRIA Sugárzott energia Q e FOTOMETRIA Fényenergia (Q e ; Q) (Q (v) ; Q) t 2 F t 1 e dt Q 2 [J ; Wh] [lmh] t F dt t 1

29 Megvilágítás RADIOMETRIA Besugárzott felületi teljesítmény (E e ; E) FOTOMETRIA Megvilágítás (E (v) ; E) E e df da e E df da W 2 m lm 2 m lux [lx]

30 Megvilágítás df da

31 Fénysűrűség RADIOMETRIA Sugársűrűség (L e ; L) FOTOMETRIA Fénysűrűség (L (v) ; L) L e da di e cos L da di cos W cd m 2 sr m 2

32 Fénysűrűség df da da d di

33 Megvilágítás Fénysűrűség I d df L di da cos de L d cos

34 Összefoglalás Radiometriai mennyiség egység Fotometriai mennyiség egység Sugárzott teljesítmény Φ e W Fényáram, Φ lm Sugárzott energia Q e W.s Fényenergia, Q lm.s Sugárerősség I e W.sr -1 Fényerősség, I cd = lm sr -1 Sugársűrűség L e Wm -2 sr - 1 Fénysűrűség, L cd m -2 Besugárzott felületi teljesítmény E e Wm -2 Megvilágítás, E lx = lm m -2 Kisugárzott felületi teljesítmény Wm -2 Kisugárzott felületi fényáram, M e M lm m -2

35 Összefoglalás di L fénysűrűség da cd/m 2 F fényáram lm d I fényerősség d/d cd P A P pontot körülvevő területelem, da Megvilágítás E df da

36 Fotometriai mennyiségek Photometric dimension Fotometriai mennyiség Egység Luminous flux Fényáram, Φ lm Luminous energy Fényenergia, Q lm.s Luminous intensity Fényerősség, I cd = lm sr -1 Luminance Fénysűrűség, L cd m -2 Illuminance Megvilágítás, E lx = lm m -2 Irradiance Kisugárzott felületi fényáram, M lm m -2

37 Fényforrások jellemzői GAZDASÁGOSSÁG Fényhasznosítás Élettartam FÉNYMINŐSÉG Színhőmérséklet (T C ) Színvisszaadás (R a )

38 Fényforrások jellemzői Fényhasznosítás

39 Sugárzási hatásfok F e ( l ) d l s F P e d l I V

40 Fényhatásfok f F F e K max F F d e e d ( ( l l l l ) ) V ( d l l ) d l fotopos látás esetén (l = 555nm): K max = 683 lm/w

41 Fényhasznosítás f s F P K 780 Fe( l) max ) dl 380 I V V ( l dl lm W

42 Fényhasznosítás Fényforrás Edison első izzója W-szálas izzó Fényhasznosítás 1,4 lm / W 8-20 lm / W Halogén izzó lm / W Fénycső lm / W Hg gőz lámpa lm / W Fémhalogén lámpa lm / W Nagy p Na lámpa lm / W

43 Példa - hatásfok 100W-os normál izzó sugárzási fény P P P P össz. kisugárzott felvettelektromos látható össz. kisugárzott 6830,8 0,025 0,8 0,025 13,66 lm W

44 Fényforrások jellemzői Élettartam

45 Empirikus kiégési jelleggörbe

46 Élettartam definíciók Egyedi élettartam Átlagos élettartam Névleges élettartam Garantált élettartam Prognosztizált élettartam

47

48

49

50