¿Qué significa realmente lumen y lux para linternas/antorchas?

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Los lúmenes son la unidad SI para el flujo luminoso, que es esencialmente la cantidad total de luz en el espectro visible emitida por una fuente en todas las direcciones. Los lúmenes no dependen de la distancia desde la fuente de luz, porque debe medirse en todas las direcciones. Una unidad relacionada, lux, mide la cantidad de luz que incide en una determinada superficie y depende de la distancia. 1 lux = 1 lm/m ² . Si tuviera que medir los lux en cada superficie de una esfera imaginaria alrededor de una fuente de luz y sumarlos, obtendría la salida total de lúmenes del dispositivo. No importa cuál sea el diámetro de la esfera, obtendrás la misma cantidad de lúmenes. A medida que aumenta el diámetro, el brillo en cualquier superficie dada es menor, pero el área de la superficie que debe medir aumenta.

Resulta que así es casi exactamente como se miden los lúmenes en la vida real, con un instrumento científico llamado esfera integradora . Una esfera integradora utiliza un recubrimiento altamente difuso para dispersar uniformemente la luz dentro de una esfera. Toda la luz que ingresa a través del puerto de muestra rebota tantas veces que el brillo es casi uniforme en cualquier punto de la superficie de la esfera. Un fotodetector, típicamente un radiómetro, mide la intensidad de la luz recibida en el puerto de salida en todas las longitudes de onda visibles, luego suma las intensidades para determinar el flujo luminoso total. A continuación se muestra una foto de la esfera integradora que utilicé para realizar pruebas de luces de bicicleta:

Lux se puede medir con un medidor de luz portátil de bajo costo. Por supuesto, un medidor preciso y calibrado cuesta más. Lux es lm/m ² ; en otras palabras, cuánta luz llega a un área en particular. Los medidores de lux recogen la luz de una apertura de un tamaño conocido, típicamente alrededor de 1 en ² .

Usted afirma que:

El número de lux es conceptualmente más fácil, ya que no requiere una fuente puntual y podría medirse en cualquier punto del haz de luz. Sin embargo, es probable que esté a lo largo del eje central del haz.

Lux depende de la posición, porque es luz por área . Cuanto más te alejas de la fuente de luz, más se difunde el haz de luz, por lo que menos luz llega a un área en particular, como se ilustra en este dibujo de Wikipedia:

Candela es la unidad de medida de un punto que no depende de la distancia. Las candelas son inversamente proporcionales al cuadrado de los lux. Puedes convertir lux a candela usando la ley del inverso del cuadrado: candela = lux * (d)^2donde d es la distancia en metros desde la fuente de luz.

¿Existe una posición/método acordado para medir estos valores (entre fabricantes)?

Sí hay. El estándar ANSI FL1 fue desarrollado por la industria de las linternas en 2009 y especifica técnicas de medición y condiciones de prueba particulares. El estándar incluye métodos de prueba para la distancia del haz (derivada de lux), la intensidad máxima del haz (candelas en el centro/punto más brillante del haz), el tiempo de funcionamiento de la batería, la salida de luz y otras características como la resistencia al impacto y al agua. También especifica iconos estándar y directrices de marketing para garantizar que los consumidores dispongan de información coherente. Aquí hay un resumen de las marcas y sus significados asociados, de Streamlight:

No todos los fabricantes siguen el estándar FL1, aunque la mayoría de los de buena reputación sí lo hacen. Algunos tienen su propio proceso de prueba que es similar, mientras que otros simplemente inventan números para que suenen bien y puedan vender muchos productos malos a consumidores mal informados. Sin duda, desconfíe de las afirmaciones escandalosas, especialmente si el producto no tiene las marcas estándar FL1 en el empaque o en el sitio web.

Además, tenga en cuenta que las características del dispositivo pueden afectar significativamente la salida real en comparación con las especificaciones. En particular:

• Las pérdidas por reflexión interna, el paso a través de lentes y otros factores del diseño óptico pueden reducir significativamente la salida de luz útil en comparación con la salida sin procesar del emisor LED. Las luces de mayor calidad generalmente usan vidrio óptico más caro y diseñan cuidadosamente sus reflectores para minimizar estas pérdidas. Los productos baratos usan plástico simple. El estándar FL1 requiere probar la luz completamente ensamblada, pero algunos fabricantes menos honestos publicarán la clasificación de lúmenes del emisor en lugar de los niveles de luz útiles reales.

• Los LED se vuelven menos eficientes a medida que se calientan. Las luces con una gestión térmica deficiente se atenuarán a medida que las utilice. Por lo general, esto no se refleja en las especificaciones, pero a veces se menciona en revisiones independientes.

• Las baterías y los circuitos dentro de la luz también juegan un papel importante. A medida que una batería se agota, su voltaje cae. A voltajes más bajos, los LED emiten menos luz. Las buenas luces tienen reguladores de voltaje para mantener el brillo alto incluso cuando la batería está baja y para reducir el brillo solo cuando la batería ya no puede suministrar suficiente voltaje incluso con el regulador. Otras luces simplemente se atenuarán durante el tiempo de ejecución.

• También hay un número creciente de LED falsificados ahora. Cree es el fabricante de LED más conocido y tiene los LED de mayor rendimiento. Muchas luces genéricas muy baratas que se anuncian como que contienen LED Cree en realidad tienen imitaciones que no funcionan tan bien. Peor aún, las baterías de litio recargables incluidas en muchas luces baratas a menudo no son seguras y rara vez tienen la capacidad anunciada.

En pocas palabras, los lúmenes son la cantidad total de luz que sale de la linterna, y los lux son la medida de la cantidad de esa luz que se enfoca en un área. Un lux equivale a un lumen por metro cuadrado.

Si la luz fuera pintura, los lúmenes equivaldrían a litros, y los lux serían el espesor con el que se aplica la pintura. Si solo vas a cubrir un área pequeña, puedes hacer que la pintura sea bastante espesa, pero si tratas de extenderla para cubrir un área más grande, se diluirá.

Con su linterna, los lúmenes no cambian, pero puede enfocar los lúmenes en un área más pequeña y aumentar el lux en esa área.

Lumen: El lumen es esencialmente la cantidad de luz emitida desde la fuente puntual. Una candela es aproximadamente la cantidad de luz emitida por un candelabro encendido en cualquier dirección sobre un lapso angular. Un lumen se considera el flujo luminoso de esa fuente de luz y se puede encontrar multiplicando la intensidad (la candela) por el intervalo angular sobre el que se emite la luz.

Lux: Como señalaste, lux se refiere a la intensidad de la luz que puede ser intensificada por los espejos y la dirección o acortada por la falta de los mismos. Por ejemplo, puede concentrar la luz y crear una salida de alto lux con una huella más pequeña (como un foco) o no concentrar la luz y crear una salida de lux más baja con una huella más grande (como un reflector).

Aquí hay una buena referencia visual:

Aquí hay una buena fuente para obtener más información al respecto: http://gemini-lights.com/explore/lux-and-lumens