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Bewertung von Scheinwerfern Anhand des Wirkungsgrades |
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| Unser Auge kann keine Helligkeit oder Farbe als Größe erfassen. Unser Gehirn rechnet Farben und Helligkeitswerte je nach Umgebung und körperlicher Verfassung in dem vom Ihm wahrgenommenen eigenem subjektiven Erscheinungsbild um. Z.B. eine höhere Farbtemperatur wird als hellerer Lichtschein empfunden. Wir können nur direkte Vergleiche sehen und müssen über Messungen oder Datenblättern beurteilen. Dabei brilliert ein Scheinwerfer mit sehr hohen axialen Werten die er durch eine Hotspot Einstellung erreicht, Nachteilig und verschwiegen bleibt der stark abfallende Randbereich der für eine ordentlichen Goboausleuchtung unablässig ist. Deshalb werden aussagekräftige photometrische Daten benötigt um einen Scheinwerfer richtig bewerten zu können. Im folgenden sehen wir ein Isometrische Darstellung, die Lichtverteilung optimal darstellt. | |
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| Um
nun den optischen Wirkungsgrad des Scheinwerfers zu bestimmen interessiert
neben dem Lichtstrom des Leuchmittel der Nutzlichtstrom des
Scheinwerfers. Mit folgender Beschreibung kann man den Nutzlichtstrom bei
Scheinwerfern auch ohne Goniophotometer erfassen. Mit Hilfe eines üblichen
Beleuchtungsstärkemesser (Luxmeter) und bei scharf begrenzten Lichtkreis
sowie rotationssymetrischen Lichtbild kann näherungsweise folgende
Methode verwendet werden: Unhabhängig von dem Abstand des Scheinwerfers zur Projektionsfläche wird der Halbmesser des Lichtkreises als r (Radius) bezeichnet. Man unterteilt diese Strecke in n gleiche Teile von der Breite r max/n , so da 1-n Zonen entstehen. In den Punkten P0 bis Pn können die Beleuchtungsstärkewerte E0 bis En gemessen und die Beleuchtungsstärkeverteilung grafisch dargestellt werden. |
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| Da der Lichtstrom sich aus der Beleuchtungsstärke E (Lux) und der Fläche A (m ²) ergibt und jede Kreiszone mit Ihrem Teillichtstrom zum Nutzlichtstrom beiträgt, wobei zwischen zwei Meßpunkten für eine zylindrische Fläche die Beleuchtungsstärke gemittelt wird, folgt zum Beispiel bei n = 4 Teilzohnen der Ausdruck: | |
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Bei
einem Scheinwerfer mit scharfen Rand wie bei einem Profilscheinwerfer
ist r max identisch mit dem ausgeleuchteten Lichtkreis. |
Bei einem Scheinwerfer mit weichen Rand ist r max der Abstand vom Zentrum bis zu dem Meßpunkt bei dem 10% der maximalen Beleuchtungsstärke gemessen werden (der 1/10 tel. Grad Winkel). Diesen Halbmesser unterteilt
man nun in n gleiche Teile von der Breite r max / n, so das die Zonen
1 bis n entstehen. |
| Man erhält durch einsetzen nun A i = PHI * (2 i -1) * r max / n² | |||
| Für
weich zeichnende Scheinwerfer wird folgende Formel zur Näherungsweisen Bestimmung verwendet: |
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| Für
hohe Zahlenwerte in den Photometrischen Daten und zu Vergleichszwecken
ist der Hersteller geneigt, um die größten Werte vorweisen
zu können, Scheinwerfer mit einer hohen axialen Lichtstärke
zu züchten, auf Kosten der Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung.
Die Abhängigkeit der Lichtstärke von der Ausstrahlrichtung wird mit der Lichtverteilungskurve (LVK) veranschaulicht. Bei annähernd rotationssymetrischer Lichtstärkeverteilung ist die Angabe der Lichtstärkeverteilung in einer zueinander stehenden Meridianebene durch die Rotationssymetrieachse ausreichend. Bei der Messung der Beleuchtungsstärken werden die Werte zum Eintrag auf der Y-Achse mit dem Quadrat des Abstandes multipliziert, um die Kurve unabhängig der Entfernung zur Meßanordnung darzustellen. Auf der X-Achse wird der Austrittswinkel in Grad aufgetragen. Dabei ist die Mitte das Rotationszentrum der Lichtabstrahlung. Betrachtet man das untere Bild so werden zwei idealisierte Scheinwerfertypen dargestellt. Einmal ein Hotspot und einmal ein Scheinwerfer mit homogener Ausleuchtung. Obwohl die grau dargestellten Flächen in Ihrer Größe identisch sind, ist der Lichtstrom beider Scheinwerfer sehr unterschiedlich. Der Hotspot Typ zeigt zwar einen großen Wert in der axialen Lichtstärke, kann aber nur fiktive 2.246 Lumen aufweisen, während der Homogene Scheinwerfertyp mit mehr als drei mal so kleiner axialen Lichtstärke mit immerhin mit 5.282 Lumen die Bühne erhellt. Wenn es nun darum geht Grundlicht möglichst mit wenig Energieaufwand umzusetzen, so ist der Homogene Typ auf jeden Fall zu bevorzugen. Also sollte man sich nicht auf eine "Flächendiskussion" einlassen, da hier die vorher beschriebenen Gesetzmäßigkeiten greifen. Aber auch ein Hotspot hat seine Berechtigung, wenn man Ihn als weichzeichnenden Verfolger einsetzen möchte, ähnlich einem Niedervolt. Aber für Goboprojektionen ist ein Hotspot lastiger Profilscheinwerfer oder Movinglight denkbar ungeeignet. |
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| Der Nutzwirkungsgrad eines Scheinwerfers ist | |||
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| So ist verständlich weshalb mit konstruktivem Aufwand erhebliche Qualitätsunterschiede zu erreichen sind wie folgende Bilder verdeutlichen: |
 Kondensorlinse sorgt für Konstanten Wirkungsgrad 2* |
 Konventionelle Anordnung mit hohen Verlusten in Spot Stellung |
| Der Lichtstrom des Leuchtmittels muß bekannt sein. Man spricht dann von einem ausgemessenen Leuchtmitteln, dessen Werte durch z.B. einer Ulbrichtscher Kugel ermittelt wurde. In der Praxis kann sich der Lichtstrom einer Projektionslampe bis zu 8% über den Nennwert hinaus schwanken. | |
| Für
Planung und Ausschreibung müssen folglich zusätzliche Daten vom
Hersteller angefordert werden müssen, wenn Sie nicht bereits vorliegen: a) Der Wirkungsgrad bei Spot Stellung b) Der Wirkungsgrad bei Wide Stellung c1) die Lichtverteilungskurve als Isograph (siehe Anfang der Seite) |
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| c2) Die Lichtstärkeverteilungskurve nach DIN 5037 Blatt 3 und 4 | |
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| d) Die Beleuchtungsstärkeverteilungskurve nach DIN 5037 Blatt 3 und 4 | |
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Vielen Dank
für Ihr Intresse |
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Quellenverzeichnis: |
