Abstrahlwinkel

14 März 2012
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BaWü
Hallo,

hab mir mal um etwas zu spielen ein Lux-Messgerät ausgeliehen. Wenn ich messen will gehe ich ja einen Meter vom Sensor entfernt in Stellung, oder? Nun hab ich im Internet Lux/Lumen Umrechner gefunden, die wollen aber um es berechnen zu können einen Abstrahlwinkel. Wie erfahre ich diesen, spielt der Reflektor da ne Rolle.

Dies ist ein Hilferuf an alle Profis ;)

Gruß Uwe
 

amaretto

Moderator
Teammitglied
12 August 2010
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NRW
Der Umrechner würde mich mal interessieren. Wie soll das gehen?
Eine ganz praktikable Lösung gibt es, wenn du eine Lampe mit exakt bekannter Lumen-Leistung als Vergleichsmaßstab hast.
 
  • Danke
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14 März 2012
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BaWü
Hallo, gib mal bei google "umrechnen lux lumen" ein, gleich die ersten beiden Treffer. Muss aber zugeben das ich nicht wirklich viel Ahnung habe und damit auch nicht sagen kann ob die Umrechner was taugen.

Gruß Uwe
 

tompe

Flashaholic**
10 Juni 2011
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mitten im Pott
Um auf diese Weise zu einem vernünftigen Ergebnis zu kommen, müsste der Beam der Lampe absolut homogen sein. Das kann so dann nur bei Lampen ohne Reflektor funktionieren.

Gruß Tom
 
11 April 2012
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ist glaub ich schwierig, denn (wenn ich das richtig verstehe) ist lumen quasi das licht, das die lampe verlässt, lux ist aber abhängig von der angestrahlten fläche.
Das heisst, man müsste an möglichst vielen stellen im lichtkegel die lux messen, um möglichst viel von dem abgestrahlten licht "wieder einzufangen", und so zu messen. dann kann man sicher nach irgendeinem schnitt die lumen berechnen.

ich hab keine erfahrung mit lux messung, aber für mich würde es sinn machen, nah an die lampe heranzugehen.
dann lässt sich die größe des lichtpunktes einigermassen vermessen.
Wenn der Sensor des Messgerätes groß genug ist, würde auch der unterschied zwischen zentrum und rand weniger eine rolle spielen.
Etwas licht (lumen) wird immernoch "verloren gehen", aber man bekäme einen wesentlich realistischeren wert.
 

Maiger

Ehrenmitglied
27 Dezember 2011
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Aus dem Abstrahlwinkel und der Entfernung lässt sich ja eine Fläche berechnen. Der Lux-Wert auf eine Fläche hochgerechnet soll dann wohl Lumen ergeben.

...glaube ich zumindest :peinlich:

Stimmt schon, die Einheit von Lux ist Lumen pro Quadratmeter.
Oder anders gesagt, trifft der Lichtrom von 1lm auf eine Fläche von 1m^2, so gibt das eine Beleuchtungsstärke von einem Lux.

Gruß
Gerhard
 

walter01

Ehrenmitglied
12 August 2011
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Im Prinzip hat Tom einen "gangbaren Weg" vorgezeichnet.

Lux ist Lumen/Fläche.

Da die Lichtkegel ja punktsymmetrisch sind, müsste man gar nicht an sooo vielen Punkten den Luxwert messen.

Idealisiert bei einem schönen scharf abgegrenzten Spot/Spill Beam, müsste man bei einem Meterabstand zur Wand nur den Luxwert im Spot und im Spill messen. Dann die beiden Durchmesser nehmen und über die resultierenden Flächen ergibt sich mehr oder weniger genau der Lumenwert.

Theoretisch ...

Gruß Walter
 

RC-Drehteile

TaschenlampeneigenbauSpezi & Ehrenmitglied
4 Juli 2010
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hm, dann will ich mal versuchen etwas Licht ins Dunkle zu bringen.

Also 1 Lux = 1 Lumen pro m²

Das bedeutet, wenn du eine Lampe hast, die eine Fläche von 1m² mit genau 1 Lux an jeder Stelle ausleuchtet, hat die Lampe einen gesamtoutput von 1 Lumen.

Diese Rechnerei ist rein theoretisch und für uns nicht zu gebrauchen.
Sinn macht sie beim Vermessen von Beamern oder Overheadprojektoren, da hast du ein homogenes Lichtbild und eine eng abgegrenzte Fläche, kannst also gut die Lumen berechnen.

Um die Lumen einer Taschenlampe zu berechnen, braucht man mehr als diese Werte.

Lumen lassen sich eigentlich nur in Ulbrichtkugeln sicher bestimmen, andere Ansätze gibt es, bis jetzt aber noch nicht allzu erfolgreich ^^

Zur Weiterführung noch ein Wikiartikel:

http://de.wikipedia.org/wiki/Lux_(Einheit)

viele Grüße

Michael
 
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11 April 2012
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Das bedeutet, wenn du eine Lampe hast, die eine Fläche von 1m² mit genau 1 Lux an jeder Stelle ausleuchtet, hat die Lampe einen gesamtoutput von 1 Lumen.

Ich zweifle an Deiner Beschreibung. Da fehlt mir irgendwie der Abstand.
Das mit der Fläche hatte Maiger ja auch gesagt, und ich habe ne ganze Zeit darüber nachgedacht, ob das falsch ist oder vielleicht beides stimmt, aber nun stelle ich mir vor, ich messe 1 Lux in 1km Entfernung oder in 1cm Abstand, das wären aber sehr unterschiedlich starke Lampen.

Die Quadratmeter beziehen sich nach meinem Verständnis auf die Entfernung. Das "Quadrat" kommt daher, dass die Lichtintensität mit der Entfernung nicht linear abnimmt.
 
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RC-Drehteile

TaschenlampeneigenbauSpezi & Ehrenmitglied
4 Juli 2010
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Ich zweifle an Deiner Beschreibung. Da fehlt mir irgendwie der Abstand.
Das mit der Fläche hatte Maiger ja auch gesagt, und ich habe ne ganze Zeit darüber nachgedacht, ob das falsch ist oder vielleicht beides stimmt, aber nun stelle ich mir vor, ich messe 1 Lux in 1km Entfernung oder in 1cm Abstand, das wären aber sehr unterschiedlich starke Lampen.

Die Quadratmeter beziehen sich nach meinem Verständnis auf die Entfernung. Das "Quadrat" kommt daher, dass die Lichtintensität mit der Entfernung nicht linear abnimmt.

jetzt, wo du es so sagst.... Das würde schon sinn machen.

Wenn man sich das über Candela herleiten will, hätte man ja auch nur die Entfernung und den Raumwinkel... Es kann also gut sein, dass das m² wirklich nur die Entfernung ins Quadrat ist und nicht die Fläche... Dann hätte man das aber anders schreiben müssen:cool:
 

Maiger

Ehrenmitglied
27 Dezember 2011
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Die Quadratmeter beziehen sich nach meinem Verständnis auf die Entfernung. Das "Quadrat" kommt daher, dass die Lichtintensität mit der Entfernung nicht linear abnimmt.

Nein, die Quadratmeter beziehen sich schon auf die Fläche! Die Einheit der Entfernung sind Meter.

Ich zweifle an Deiner Beschreibung. Da fehlt mir irgendwie der Abstand.
Das mit der Fläche hatte Maiger ja auch gesagt, und ich habe ne ganze Zeit darüber nachgedacht, ob das falsch ist oder vielleicht beides stimmt, aber nun stelle ich mir vor, ich messe 1 Lux in 1km Entfernung oder in 1cm Abstand, das wären aber sehr unterschiedlich starke Lampen.

Du denkst verkehrt. In deinem Beispiel gehst du von einer Lampe aus, bei der du in verschiedenen Entfernungen den Luxwert ermittelst. Dabei ist klar, dass der Luxwert quadratisch steig, je geringer die Distanz wird.

Am die Analogie zu meiner Definition und deinem Beispiel herzustellen, musst du von 2 Lampen ausgehen.
Anstatt 1cm nehme ich 2m, damit kannst du dir das leichter vorstellen.

Die erste Lampe mit 1 Lumen Lichstrom, erzeugt in 1km Entfernung einen homogenen, runden Lichfleck mit 1,128m Durchmesser, was der Fläche von 1m² entspricht. Der Abstrahlwinkel ist daher nur 0,065 Grad (fast schon ein Laser).

Die zweite Lampe, welche auch 1 Lumen Lichstrom aussendet, erzeugt in 2m Entfernung den runden Lichtfleck mit 1,128m Durchmesser. Der Abstrahlwinkel muss daher 31,5 Grad sein.

Darum wird Lux in Lumen pro Quadratmeter definiert und ist somit unabhängig von Abstrahlwinkel und Entfernung.

Theoretisch kann man, wenn man den Abstrahlwinkel, die Entfernung und den Luxwert kennt, auf den Lumenwert rückrechnen, aber nur wenn die Fläche homogen ausgeleuchtet wird.

Gruß
Gerhard
 

Xandre

Flashaholic***²
8 März 2011
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BaWü
Irgendwie check ich es immer noch nicht :peinlich:

Nehmen wir an 100.000 LUX
Abstrahlwinkel XM-L 120 Grad.

In der Rechnung fehlt aber Reflektor.???
 

walter01

Ehrenmitglied
12 August 2011
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Bei einer Reflektorlampe ist der Abstrahlwinkel für die Berechnung des Luxwertes irrelevant. Entscheidend ist nur der sich aus dem Zusammenspiel von XM-L und Reflektor resultierende Abstrahlwinkel.

Gruß Walter
 

Richard

Flashaholic*
25 September 2011
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Im Prinzip hat Tom einen "gangbaren Weg" vorgezeichnet.

Lux ist Lumen/Fläche.

Da die Lichtkegel ja punktsymmetrisch sind, müsste man gar nicht an sooo vielen Punkten den Luxwert messen.

Idealisiert bei einem schönen scharf abgegrenzten Spot/Spill Beam, müsste man bei einem Meterabstand zur Wand nur den Luxwert im Spot und im Spill messen. Dann die beiden Durchmesser nehmen und über die resultierenden Flächen ergibt sich mehr oder weniger genau der Lumenwert.

Theoretisch ...

Gruß Walter
Müsste man nicht eigentlich ein gewichtetes Mittel aus den unterschiedlichen Luxwerten errechnen?
Also gemäß dem Fall: Der Spill ist insgesamt 4 mal groß wie der Spot. Also von der Gesamtfläche macht der Spill 80% und der Spot 20% aus.
Müsste sich dann nicht der Durchschnittslux aus 0,8*Spilllux+0,2*Spotlux ergeben?
Nur so als Überlegung....

Richard
 

walter01

Ehrenmitglied
12 August 2011
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Unabhängig davon, dass mir nicht ganz klar ist, welche Aussagekraft ein "Durchschnittsluxwert" für eine Lampe haben soll, verlieren wir jetzt langsam das Ziel aus den Augen.

Der TE überlegt ja, wie er aus der auch für den Laien zu messenden Größe "Lux" auf die nicht direkt zu messende Größe "Lumen" kommen kann und nicht andersherum.

Gruß Walter
 

Richard

Flashaholic*
25 September 2011
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Richtig, aber dafür benötigt er ja den Lux Wert für eine komplett homogene Fläche (-> Durchschnittslux) und den Abstrahlwinkel.
Den Durchschnittslux (also den Luxwert für eine komplett homogene Fläche) muss man ja erstmal ausrechnen, da das von der Taschenlampe + Reflektor abgestrahlte Licht alles andere als homogen ist.

Und die Berechnung dieses Lux Wertes braucht er doch um daraus seine Lumen zu berechnen, oder nicht?!

Richard
 

walter01

Ehrenmitglied
12 August 2011
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Ja, so weit sind war ja nicht auseinander.
Ich meine halt nur, dass man hier so wie so mit riesigen Ungenauigkeit zu kämüfen hat und man deshalb keine Umwege über "Durchschnittswerte" gehen sollte.

Ok, wir können ja mal versuchen, das Ganze auf eine etwas mathematischere Basis zu stellen.

Voraussetzung:
Man hat ein Luxmeter, einen Zollstock oder Metermaß und den Willen ein paar Messungen durchzuführen.
Ach ja, ein Taschenrechner und/oder gutes Kopfrechnen wäre auch noch hilfreich.

Vorüberlegung:
- die Fläche eines Ringes mit dem Innenradius r1 und dem Außenradius r2 beträgt R = Pi x (r2^2 - r1^2)
- der Beam eines Tala kann idealisiert in N Ringe unterteilt werden, so dass innerhalb eines Ringes R_i der Luxwert L_i ungefähr konstant ist.
- Luxwert entspricht Lumen/m2 oder umgeformt Lumen = Luxwert * Fläche

Formel:

Lumen insgesamt = Pi x Summe [ L_i x (r_i^2 - r_i-1^2) ] mit i=1 bis N

Na ja, und da ich ein begeisterte Messmeister bin, kann ich nur sagen, in der Praxis wird die Streuung der Werte höchstens 100% betragen.

Gruß Walter
 

Richard

Flashaholic*
25 September 2011
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Jo, genau wie mein Ansatz oben.
So wird der Wert eben genauer.
Mir ist schon bewusst das das Verfahren hier sehr ungenau ist, aber deswegen einfach den normalen Durchschnittswert zu nehmen fand ich zu einfach.
Zumal man ja mit so einfachen mitteln (beim klar abgegrenzten Spot) zumindest etwas mehr Genauigkeit erlangt.
Schön zu wissen das wir wenigstens das Gleiche dachten^^
Richard
 
11 April 2012
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Ich weiss nicht, ob man das so vergleichen kann, aber wenn ich Recht habe, fänd ich das recht anschaulich:

Ich stelle mir vor, ich halte ein Thermometer 10cm über eine Herdplatte.
Dann weiß ich, wie heiß es an der Stelle ist, wo das Thermometer ist, aber nicht, wieviel Energie die Herdplatte abstrahlt.

Die gemessene Temperatur in Grad Celsius entspräche Lux, die abgestrahlte Energie der Herdplatte entspräche Lumen.

Wenn ich aber weiß, über welche Fläche die gemessene Temperatur herrscht, und in welcher Entfernung ich gemessen habe, dann könnte ich die Energie der Herdplatte ausrechnen.

(Das geht natürlich praktisch nicht so einfach, weil die Herdplatte erst recht keinen harten Spot hat)
 

Maiger

Ehrenmitglied
27 Dezember 2011
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Wenn ich aber weiß, über welche Fläche die gemessene Temperatur herrscht, und in welcher Entfernung ich gemessen habe, dann könnte ich die Energie der Herdplatte ausrechnen.

Nein, Fläche und Temperatur würde reichen!
Die Entfernung brauchst du nicht. Wenn du weiter weg gehst, sinkt die Temperatur aber die Fläche nimmt zu und das Produkt aus beiden bleibt gleich.

Ok, wir können ja mal versuchen, das Ganze auf eine etwas mathematischere Basis zu stellen.
Formel:
Lumen insgesamt = Pi x Summe [ L_i x (r_i^2 - r_i-1^2) ] mit i=1 bis N

Super, treffender kann man es nicht formulieren.
Man muss nur noch die Sprache der Mathematiker verstehen.
9616

... wobei der Radius bei Index 0 eben Null ist, wenn man kein Donuthole hat. :D

Gruß
Gerhard
 

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DrJones

Flashaholic*
16 Februar 2012
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Die Methode wird (so in etwa) angewandt; das Gerät, um den Lichtstrom und seine Verteilung auf so eine (ähnliche) Weise zu messen, nennt sich Gonio-Photometer. Ein Photometer "kreist" dabei um die Lichtquelle, alternativ steht das Photometer und die Lichtquelle dreht sich, das ganze in 2 Achsen.

Bei der oben vorgeschlagenen Methode muss man noch drauf achten, dass der Abstand zur Lampe bei den Messungen gleich sein sollte, also müsste man beim spill etwas von der Wand weg - oder man korrigiert die Messung entsprechend. Ebenfalls sollte das Photometer immer genau in Richtung der Lampe zeigen, nicht einfach immer senkrecht von der Wand weg. Und man muss aufpassen, dass die Lampe während der Messzeit konstant leuchtet.

Ich hatte sowas in der Art mal geplant (mit Lampe auf Drehteller, motorisiert und mikrocontroller-gesteuert), aber nie wirklich in Angriff genommen.
 
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Maiger

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27 Dezember 2011
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Die Methode wird (so in etwa) angewandt; das Gerät, um den Lichtstrom und seine Verteilung auf so eine (ähnliche) Weise zu messen, nennt sich Gonio-Photometer. Ein Photometer "kreist" dabei um die Lichtquelle, alternativ steht das Photometer und die Lichtquelle dreht sich, das ganze in 2 Achsen.

Wenn man von einem kreisförmigen Lichtfleck ausgeht, würde eine Achse ausreichen. Lampe auf ein "Drehteller" und Sensor in einem gewissen Abstand dazu montiert, würde nicht einmal viel Platz einnehmen.
Jedenfalls kannte ich das Ginophotometer noch nicht. Danke für den Hinweis!

Bei der oben vorgeschlagenen Methode muss man noch drauf achten, dass der Abstand zur Lampe bei den Messungen gleich sein sollte, also müsste man beim spill etwas von der Wand weg - oder man korrigiert die Messung entsprechend. Ebenfalls sollte das Photometer immer genau in Richtung der Lampe zeigen, nicht einfach immer senkrecht von der Wand weg. Und man muss aufpassen, dass die Lampe während der Messzeit konstant leuchtet.

Das ist es, was die Messung schwierig macht. Theoretisch müsste man auf die Innenseite einer Kugel projezieren, wobeit der Kugelradius der Entfernung entspricht. Bei kleinem Abstrahlwinkel und genügend großer Entfernung, könnte eine ebene Fläche (Wand) gehen. Bei großem Abstrahlwinkel kann man nicht weit weg gehen, da sonst der Lichtfleck zu groß wird. Verringert man die Entfernung, kommt der Fehler den du beschreibst, voll zum Tragen. Blöde Situation. :S
Wenn ich ein Luxmeter hätte, würde ich das mal probieren um eine Gefühl dafür zu bekommen, wie weit das berechnete Meßergebnis vom tatsächlichen Lumenwert abdriftet.

Gruß
Gerhard