Блог

Чего не показывают люксы и люмены

Фотометрия измеряет свет с использованием стандартизированной модели зрительной чувствительности. Радиометрия измеряет оптическое излучение без такого взвешивания по зрительной чувствительности. NIST различает эти подходы, поскольку излучение может присутствовать, даже если почти или совсем не влияет на видимую яркость. [1]

В люменах выражают световой поток: характеристику оптического излучения, взвешенную по зрительной чувствительности. В люксах выражают освещённость: падающий световой поток на единицу площади. Один люкс равен одному люмену на квадратный метр. Одно значение в люменах не определяет освещённость конкретной поверхности и тем более её энергетическую экспозицию. [2] [3]

Весовой коэффициент меняется с длиной волны. CIE определяет освещённость через спектральное распределение облученности и функцию спектральной световой эффективности. Поэтому значение в люксах не задаёт единственную облученность, если соответствующий спектр неизвестен. Универсального коэффициента перевода люксов в мВт/см² для всех источников красного света не существует. [3]

Ближний инфракрасный диапазон особенно ясно показывает различие

Представим два условных источника с одинаковым видимым красным излучением на поверхности измерения. Один из них также испускает ближнее инфракрасное излучение за пределами диапазона фотометрической чувствительности. Идеальное фотометрическое измерение даст одинаковые значения в люксах, хотя второй источник доставляет на эту поверхность дополнительный поток излучения. Это следствие определений измеряемых величин, а не результат испытания двух приборов. [1] [3]

Поэтому низкое значение в люксах не доказывает отсутствие ближнего инфракрасного излучения. Красное свечение также не устанавливает его количество. Для оценки видимой и невидимой составляющих нужна соответствующая спектральная информация.

Какие единицы описывают излучение, падающее на кожу?

При постоянной облученности энергетическая экспозиция определяется следующим соотношением единиц:

Энергетическая экспозиция (Дж/см²) = облученность (мВт/см²) × время (секунды) ÷ 1 000

Деление переводит милливатты в ватты. Если излучение меняется, для расчёта нужно интегрировать облученность по времени или использовать правильно измеренное среднее за тот же интервал. Это описывает энергию, падающую на поверхность, но не рассчитывает её поглощение конкретной тканью. [4] [5]

Значение в мВт/см² также требует указать место измерения и спектральный диапазон. Одно показание в центре не устанавливает воздействие во всех точках области. Уточните, представляет ли значение отдельную точку, среднее по площади или максимум. Это вопросы интерпретации, а не указания менять положение прибора.

Даже полный оптический отчёт не задаёт лечебное назначение. Американская академия дерматологии (AAD) отмечает, что исследования красного света различаются приборами, длительностью и исследовательскими вопросами; наиболее безопасный и эффективный объём домашнего применения ещё требует изучения. [9]

Почему для лампы при САР указывают люксы?

Выражение «светотерапия» используют для разных целей. Национальный институт психического здоровья США описывает лампы яркого света при сезонном аффективном расстройстве (САР) с зимним характером проявлений, в том числе лампу на 10 000 люкс. Это описание лечения расстройства настроения ярким светом, а не целевая экспозиция для светодиодного воздействия на кожу. [6]

Общее название не делает эти приборы и инструкции по воздействию взаимозаменяемыми. Значение в люксах для лампы при САР нельзя переносить в уход за кожей красным или ближним инфракрасным светом, а значение в Дж/см² для кожного прибора не подтверждает его пригодность для лечения САР. Сравнение поясняет терминологию и не предлагает протокол лечения расстройства настроения.

Почему приложение телефона для оценки яркости не подтверждает экспозицию

За числом в приложении должен стоять определённый метод измерения. В разделе вопросов для разработчиков проекта физических экспериментов phyphox объясняется, что показание датчика освещённости телефона в люксах и оценка яркости камерой относятся к разным оптическим величинам. Изображение камеры само по себе не является измерением освещённости. [7]

Если приложение показывает люксы, описанная выше нехватка спектральных данных сохраняется. Если оно показывает облученность, проверьте, как получают значение: прямым измерением, исходя из предполагаемого спектра или пересчётом другой величины. Радиометрическая единица на экране сама по себе не подтверждает достоверность результата.

Для подтверждения потребовались бы данные о конкретном телефоне, датчике или принадлежности, программном методе, спектральном диапазоне и условиях измерения. В рамках статьи приложения не испытывались; утверждений о точности какого-либо конкретного приложения здесь нет. Публикация NIST о калибровках спектральной облученности описывает измерительную шкалу с прослеживаемостью и указанными неопределённостями; её аннотация не подтверждает пригодность телефонов и не предлагает метод домашнего измерения. [8]

Потребительский измеритель не обязательно непригоден

Люксметр с надлежащим образом определёнными характеристиками может быть полезен для измерения освещённости. Радиометр может быть полезен для измерения облученности, если чувствительность детектора, калибровка и диапазон измерений соответствуют источнику. Вопрос в пригодности прибора для измеряемой величины и спектра, а не в том, продаётся ли он обычным покупателям.

Для сочетания красного и ближнего инфракрасного света уточните, как прибор учитывает каждый диапазон длин волн. Калибровка для одного спектра сама по себе не устанавливает точность для другого. Приведённый ниже список помогает запросить данные для оценки пригодности; он не утверждает, что все измерители несостоятельны.

Что должен раскрывать отчёт об оптических измерениях?

Используйте эти вопросы при интерпретации отчёта или запросе пояснений. Они объединяют определения CIE с принципами калибровки NIST и представляют собой редакционный проверочный список, а не международный стандарт лечения. [4] [8]

• Величина и единицы: Указаны освещённость, облученность или энергетическая экспозиция?
• Спектр: Какие диапазоны длин волн включены? Красный видимый и ближний инфракрасный диапазоны указаны отдельно или вместе?
• Геометрия: Где расположена плоскость измерения, каковы расстояние и ориентация и как выбирали точки в области воздействия?
• Рабочее состояние: Какой режим и настройку испытывали? Показание отражает постоянное, пиковое или среднее по времени излучение?
• Пригодность измерителя: Какой детектор и какую калибровку использовали и как учитывали спектральную чувствительность?
• Неопределённость: Какова неопределённость результата и чем обоснована заявленная прослеживаемость?

Если отчёт содержит только «яркость», люмены или люксы, считайте вопрос воздействия на кожу нерешённым. Недостающая информация — повод запросить пояснения, а не увеличить длительность или приблизиться к источнику.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли вообще перевести люксы в облученность?

Да, при определённых условиях. При известном спектре и подходящем измерении освещённости фотометрическое соотношение позволяет выполнить пересчёт для данного спектра. Измеренный спектр отличается от предположения, что все источники с пометкой «красный» имеют одинаковое распределение. Пересчёт также не устанавливает целевое значение для лечения. [3]

Доказывает ли совпадение показаний двух измерителей их точность?

Одно совпадение не устанавливает прослеживаемость или неопределённость. Оба прибора могут опираться на одно и то же неподходящее предположение о спектре. Запросите основания калибровки и проверки показаний, а не считайте их совпадение подтверждением достоверности. Это вывод из необходимости документированного калибровочного основания. [8]

Решает ли проблему умножение люксов на время?

Нет. Так получают световую экспозицию в люкс-секундах с сохранением взвешивания по зрительной чувствительности. CIE различает световую и энергетическую экспозицию. Добавление времени не превращает величину в Дж/см². [5]

Следующий полезный шаг

Если вопрос касается воздействия на кожу, запросите радиометрический отчёт со спектральными, пространственными и временными условиями. Затем оцените его применимость к инструкции и назначению конкретного прибора. Одна яркость не позволяет выполнить ни один из этих шагов.