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Lux und Lumen

13 Februar 2013
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Hallo,

ich möchte den Lumenwert meines Scheinwerfers ermitteln, habe aber nur ein Lux Messgerät zur Verfügung.
Jetzt brauche ich eure Mithilfe, was die Umrechnung betrifft.

Frage: wie kann ich Lux in Lumen umrechnen?
Geht das überhaupt?
Ich habe zwar eine schöne Umrechnungstabelle im Internet gefunden, wo man angeblich mithilfe des Luxwertes, dem Abstrahlwinkel und der Entfernung zur projizierten Fläche den Lumenwert ermitteln kann, aber ich bin mir nicht sicher, ob das auch hinhaut, wenn es um die Ermittlung des Lumenwert geht.

Um meine Umrechnungstabelle anwenden zu können würde ich grundsätzlich folgendermaßen vorgehen:

Aus einem Abstand von, sagen wir mal 6 Metern Entfernung würde ich das Licht meines Strahlers auf die Wand projizieren und den Luxwert messen.

Laut Tabelle benötige ich zur Berechnung des Lumenwertes nun noch den Abstrahlwinkel. Für die Berechnung des Abstrahlwinkels von LED Lampen gibt es ja auch Umrechner im Internet, hier gibt man den Durchmesser der beleuchteten Wandfläche durch den Strahler an, teilt diesen Wert durch den Abstand zur Wand und multipliziert mit einem bestimmten mathematischen Wert.

Angewendet auf meinen Strahler bedeutet das also:
Zur Berechnung des Abstrahlwinkels: Durchmesser der projizierten Fläche (3m) geteilt durch den Abstand zur Wand (6m), multipliziert mit dem Wert 57,3. (laut einer Formel auf dieser Seite: Lighing FAQ - About Lighting - Training Center - Support - High End Systems)

Anschließend gebe ich folgende Werte in die Umrechnungstabelle ein:

Abstand: 6m
Abstrahlwinkel: 28,65°
Luxwert, gemessen aus 6 Metern Entfernung: 185
Ergibt laut Tabelle 1301 Lumen

Ist diese Berechnung aus eurer Sicht korrekt oder totaler Quatsch?
Oder kennt jemand ein anderes Verfahren zur Ermittlung des Lumenwertes, wenn der Luxwert vorliegt?

Ich würde mich sehr über eine Hilfestellung von jemandem freuen.

Viele Grüße von
Jürgen
 

Dagor

Ehrenmitglied & Erschaffer der TL-Smileys
14 Mai 2011
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Bremen
Der Luxwert, den du gemessen hast, sagt dir, wie hell es am hellsten Punkt im Lichtbild deines Strahlers ist. Du möchtest aber den Lumenwert haben, also die Gesamte Lichtmenge, die aus der Lampe kommt. Dazu müsste man exakt das Lichtbild der Lampe kennen. Man weiß ja nicht, wie groß der Anteil des Gesamten Lichtstroms ist, der an einer bestimmten Stelle ankommt.

Hättest du eine scharf abgegrenzte Fläche, die überall exakt gleichmäßig ausgeleuchtet wird, könnte man den Lichtstrom einfach aus der Beleuchtungsstärke zurückrechnen, aber alles andere ist ziemlich ungenau.

Für eine genaue Messung bräuchtest du eine Ulbrichtkugel.

Einen relativ brauchbaren Wert kannst du aber auch mit der Ceiling Bounce Methode bestimmen. Dazu brauchst du allerdings eine Referenzlampe (am besten mit einem ähnlichen Lichtbild), bei der du den Lichtstrom genau kennst.
 
  • Danke
Reaktionen: Es werde hell!
13 Februar 2013
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Hallo Dagor,

danke dir für deine hilfreiche Antwort!
Die Forumsbeitrag mit der Ceiling Bounce Methode hatte ich mir schon angeschaut. Dummerweise habe ich keine Referenzlampe zur Verfügung, bei welcher mir der Lumenwert vorliegt. So fällt diese Möglichkeit zur Berechnung bzw. Herleitung leider aus.

Hättest du eine scharf abgegrenzte Fläche, die überall exakt gleichmäßig ausgeleuchtet wird, könnte man den Lichtstrom einfach aus der Beleuchtungsstärke zurückrechnen, aber alles andere ist ziemlich ungenau.


Frage: Wie könnte ich den besagten Lichtstrom aus der Beleuchtungsstärke zurückrechnen? Gibt es da eine Formel?
Da meine Lampe eigentlich eine sehr homogene Fläche ausleuchtet (sie ist mit 3 Cree XML2 ausgestattet) würde mir diese Berechnungsform bestimmt weiterhelfen.
Kannst du mir da eventuell noch auf die Sprünge helfen?

Viele Grüße von
Jürgen
 

Dagor

Ehrenmitglied & Erschaffer der TL-Smileys
14 Mai 2011
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Bremen
Lux ist definiert als Lumen pro Quadratmeter. Also 1 lx = 1 lm / m²
Bzw. die Beleuchtungsstärke beschreibt den Lichtstrom pro Fläche: Ev = Φv / A

Angenommen das Lichtbild deiner Lampe ist ein perfekt gleichmäßig ausgeleuchteter Kreis mit einem Durchmesser von 2 Metern.

Nun berechnest du die Fläche des Kreises:
A = π ∙ r²
= 3,1415 ∙ (2 m / 2)²
= 3,1415 m²


Dann misst du die Beleuchtungsstärke: sagen wir mal Ev = 42 lx.

Nun kannst du die Definition der Beleuchtungsstärke umformen und die Werte einsetzen:
Φv = Ev ∙ A
= 42 lx ∙ 3,1415 m²
= 131,943 lm



Wie gesagt funktioniert diese Rechnung NUR, wenn die Fläche gleichmäßig beleuchtet ist. Hier täuscht das Auge recht stark. Was relativ gleichmäßig aussieht, kann in der Mitte doppelt so hell wie am Rand sein. Bei einem weichen Übergang fällt das kaum auf.

Du könntest natürlich die Beleuchtungsstärke an mehreren unterschiedlichen Punkten messen und den Durchschnitt berechnen, aber als Verlässlich würde ich das Ergebnis auch dann nicht bezeichnen. Zum Abschätzen der Größenordnung reicht es natürlich, aber nicht für mehr.
 
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