光源的光通量怎么测量？光源光通量与光照度什么关系？

什么是光源的光通量？在单位时间内，光源向周围空间辐射的使人眼产生光的感觉的能量称为光通量，符号为Ф，单位为流明（lm），简称流。光通量是电光源的一个重要参数，是照明设计的必备数据。那么，光源的光通量怎么测量？光源光通量与光照度什么关系？本文对光源光通量的测量方法及光源光通量与光照度的关系做了介绍。

光源的光通量怎么理解？

光源以电磁波的形式辐射出的光功率称为光通量。光通量是用于度量可见光对人眼的视觉刺激程度的量，与辐射度量中的辐通量对应，单位为流明（lm）。单位流明定义为：发光强度为1cd的均匀点光源在一球面立体角内发射的光通量，即1lm=1cd*sr。流明的测量常以人眼的光感觉来度量其辐射功率。人眼对不同波长、相同辐通量的可见光的敏感程度不同，这表明人的视觉系统对不同波长可见光有不同的相应灵敏度，称为光谱光效率函数。观察场明暗程度不同时，人眼光谱敏感特性稍有不同。国际照明委员会（CIE）根据实验确定两种光谱光效率函数：明视觉光谱光效率函数V（λ）和暗视觉光谱光效率函数V（λ），函数曲线如下图所示，这里函数值已经归一化。

其中，是在亮视场观察时，最敏感波长为555nm；是在暗视场观察时，最敏感波长为607nm。

对于单一波长的光源来讲，光通量Φ与辐射功率的关系为：

式中k=683lm/w，P（λ）为光源辐射功率的波谱分布。在可见光范围内对所有波长求和，即为光源的光通量：

式中积分的△范围为可见光范围，即△=380nm～780nm。

光源的光通量测量方法：

光源的发光强度是光度学中的基本量，而且由发光强度可以导出其他光度量。但要表征光源的特性，单以光源的发光强度来表示是不完全的，这是因为一般光源在各个方向上的的发光强度并不一致，故只有用总光通量来说明更为合适。

对各向同性的点光源，其光通量Φ=4πI，所以只要测得发光强度，乘以4π，即为光通量Φ。但是实际光源都有一定的尺寸，而且在各个方向上又不均匀，故不能用Ф=4πI计算得到。

光通量的测量方法：在积分球内用已知光通量的标准灯与被测灯作比较测量，从而定出被测灯的光通量。

用积分球测量光通量，通常采用比较法（代替法），为此需要光通量标准灯。先将标准灯（其光通量为Φs）放入积分球内，点燃后，在窗口测得的照度Es应符合下列式子：

放入待测灯点然后，可测得的照度为Ec为：

比较以上两个式子，可得待测灯的光通量为：

采用比较法测量光通量可以大为减少由球壁漫反射层的不均匀性、球壁涂料和窗口材料的非中性（即涂料的漫反射比和窗口的透射比与波长有关）等因素造成的影响，但是不能消除由于标准灯的尺寸和结构与待测灯的不相同而造成的对球内壁漫射光的吸收情况不同的影响，也不能消除标准灯与待测灯的相对光谱功率分布及空间分布不同产生的影响等等，在测量时应考虑采取修正的办法。

光源光通量与光照度的关系：

照度表示被照面上接受的光的强弱，是单位面积上所得到的光通量。

如果要想求出距离一个光源rm处的光照度，可以设想一个以光源为中心、半径为rm的球面，球面内侧接受的光通量是均匀的，这个球面的面积A为A=4π·r²，照度 E等于光通量除以面积，即E=Фv/A=Фv/4π·r²（lx）。

例如，一个发光强度为1cd的点光源，均匀发出的光通量为4πlm，距离这个点光源1m位置的照度为1lx。距离这个点光源2m位置的照度则为（1/4）1x。

反之，如果已知照度E和被照面积A，也可以求出光通量Фv=EA，光通量等于照度乘以面积。如果被照面积上照度是不均匀的，可把被照面积划分为多个小面积△A1……△An，测出每个小面积上的照度E1……En，用近似公式计算，即每个小面积与其上的照度相乘，再全相加得到光通量。

如果划分的n个小面积其面积全相等，则：Фv=A [（E1+……+En）/n]。

这是常用的计算投影机光通量的方法，平均照度乘以投影面积。例如，如果平均照度为10001x，投影面积为3m²，简单相乘可知光通量为3000lm。