OPTIKA. Fotometria. Dr. Seres István

OPTIKA

Fotometria

Dr. Seres István

OPTIKA – mechatronika szak.

Fotometria

Segédmennyiségek:

r

Síkszög: ívhossz/sugár

i

i r

Kör középponti szöge: 2 (radián) Térszög: terület/sugár a négyzeten

sr

A 2 r

(szteradián = sr)

Gömb középponti térszöge: 4 (szteradián) Seres István

2

http://fft.szie.hu


Fotometria

Segédmennyiségek: Egy dA elemi felülethez tartozó térszög:

dA cos 2 r

d

Seres István

dA r dA cos

d

3

http://fft.szie.hu


Áttekintés:

Fotometria

Radiometriai mennyiség

Egység

Fotometriai mennyiség

Egység

Sugárzott teljesítmény (Φe)

W

Fényáram (Φv)

lm

Sugárerősség (Ie)

W sr-1

Fényerősség (Iv)

cd

Besugárzott felületi teljesítmény (Ee) (teljesítmény sűrűség)

W m-2

Megvilágítás (Ev)

lx

Sugársűrűség (Le)

W m-2 sr-1

Fénysűrűség (Lv)

cd m-2

Seres István

4

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fényáram (fényteljesítmény) Emberi szem érzékenységi maximum: 555 nm

Energia: 1 watt Fényáram: 683 lumen Maximális spektrális fényhasznosítás

Km

Seres István

lumen 683 watt

Szem spektrális érzékenysége (láthatósági függvény) 5

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fényáram (fényteljesítmény) láthatósági függvény 1

0.8

(nm)

V

480

0.139

490

0.208

500

0.323

510

0.503

520

0.71

530

0.862

540

0.954

550

0.995

555

1

560

0.995

570

0.952

580

0.87

590

0.757

600

0.631

610

0.503

620

0.381

630

0.265

640

0.175

0.6

0.4

0.2

0 350

Seres István

450

550 650 hullámhossz (nm)

750

6

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fényáram (fényteljesítmény) Időegység alatt kibocsátott energia:

dW dt

lm

/lume n/

2

Km

e

V( ) d

1

e

: sugárzott _ spektrális _ teljesítmény

V ( ) : láthatósági _ függvény Km : max imális _ spektrális _ fényhasznosítás, (683lm W 1 )

Seres István

7

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fényáram (fényteljesítmény) Időegység alatt kibocsátott energia:

Seres István

lm

/lume n/

8

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fényerősség

I I

d d

Ahol: d a fényáram d a térszög

lumen szteradián

cd candella

A kandela annak az 540 THz (λ = ~555 nm) frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó fényforrásnak adott irányban kibocsátott fényerőssége, amelynek sugárerőssége ebben az irányban 1/683 W/Sr

Seres István

9

http://fft.szie.hu


Fotometria

Megvilágítás: felületegységre eső fényáram

E

Seres István

d dA

E

lx

/lux/

10

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fénysűrűség Egységnyi térszögre eső megvilágítás

L

Seres István

E

cd 2 m

L

11

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fénysűrűség

Seres István

12

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fényhasznosítás

Seres István

P

13

lm W

lumen watt

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fotométerek Megvilágításmérőkkel kapcsolatos alapvető követelmények 1. Érzékelőjük spektrális érzékenysége feleljen meg a V(λ) Legolcsóbb, legegyszerűbb  Se fényelem „A” fényforrással (2858 K-es izzólámpa) kalibrálva Más spektrális összetételű sugárzók esetén korrekciós szorzókat kell alkalmazni (e nélkül 20-30 %-os mérési hiba is lehet)

2. Fotoáram és megvilágítás kapcsolata legyen lineáris (rövidzár üzemmód) 3. A ferdén beeső fényt a beesési irány szögének koszinuszával arányosan értékelje

Seres István

14

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fotométerek •Szubjektív fotometria

• fotocella • félvezető dióda

Seres István

15

http://fft.szie.hu


Fotometria

Szubjektív fotometria Hefner-Alteneck-től szerkesztett lámpa, melyben amilacetát (ecetsavas amiléter) ég és amelynek világító erejét a fotometriában fényegységül használják. A lámpának hengeralaku, 8 mm. átmérőjü tömör bele van, melynek állását a lámpának legalább is már 10 percig tartó égése után akként kell szabályozni, hogy a bélcső szélétől a láng csúcsáig számított lángmagasság 40 mm legyen. Az így meghatározott láng világító ereje fényegységül szolgál.

Seres István

16

http://fft.szie.hu


Fotometria

Szubjektív fotometria

Seres István

17

http://fft.szie.hu


Fotometria

Szubjektív fotometria Bunsen fotométer: Elölről és hátulról egyidejűleg megvilágított zsírfoltos lap. Összehasonlító mérés

Seres István

Weber-féle fotométer

18

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fotocella

Seres István

19

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fotodióda

Seres István

20

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fotodióda

Seres István

21

http://fft.szie.hu


Fotometria

Fotodióda

Seres István

22

http://fft.szie.hu


Fotometria

Optikai méret meghatározás

Gyakorlati példán keresztül: Kökény méret változásának meghatározása szárítás közben optikai úton

Seres István

23

http://fft.szie.hu


Fotometria

Optikai méret meghatározás camera webkamera

A kísérleti elrendezés

Kökény szárítás előtt és után Seres István

24

http://fft.szie.hu


Fotometria

Optikai méret meghatározás Színes → szürkeárnyalatos konverzió

Eredeti és szürkeárnyalatossá konvertált kép Seres István

25

http://fft.szie.hu


Fotometria

Optikai méret meghatározás Hisztogram: az egyes szürkeség értékekkel rendelkező pixelek száma a képen

Seres István

26

http://fft.szie.hu


Fotometria

Optikai méret meghatározás Szegmentáció: a hisztogram alapján elkülönítjük a kökényhez tartozó (fekete) és a háttérhez tartozó (fehér) pixeleket

Seres István

27

http://fft.szie.hu


Fotometria

Optikai méret meghatározás Kontúrkeresés: a szegmentált kép alapján a határpontok (kontúr) azon pixelek, amelyeknek fehér és fekete pixel szomszédja is van

Seres István

28

http://fft.szie.hu


Fotometria

Optikai méret meghatározás Méret meghatározás: Egy egységnyi oldalú négyzettel az eljárást elvégezve tudható, hogy az egységnyi hossz hány pixelnek felel meg. Innét az átmérő, a kerület, és a látóirányra merőleges felület a pixelszámból meghatározható.

Seres István

29

http://fft.szie.hu

OPTIKA – mechatronika szak. Seres István

Fotometria

Köszönöm a figyelmet!

30

http://fft.szie.hu

OPTIKA. Fotometria. Dr. Seres István

Recommend Documents