OliNo

Lioris heeft een kooldraadlamp laten doormeten. Zij waren benieuwd naar de lampprestaties en zullen hun tanden erin zetten om met een nieuwe technologie versie te komen die veel beter zal presteren.

In dit artikel staan allerlei interessante lampparameters.

Zie voor een vergelijk met andere lampen dit overzicht.

Samenvatting meetgegevens

parameter	meting lamp	opmerking
Kleurtemperatuur	2154 K	diep warmwit
Lichtsterkte Iv	15 Cd	Gemeten recht onder de lamp.
Stralingshoek	343 deg
Vermogen P	82 W
Power Factor	1.0	Met deze powerfactor geldt dat voor iedere 1 kWh aan netto vermogen, er 0.0 kVAhr aan reactief vermogen is geweest.
Lichtstroom	296 lm
Efficiëntie	3.6 lm/W
CRI_Ra	99	Color Rendering Index oftewel de kleurweergave-index.
Coördinaten kleursoort diagram	x=0.5111 en y=0.4163
Fitting	E27
PAR-waarde	0.3 μMol/s/m2	Het aantal fotonen wat een gemiddelde plant ziet in het licht van deze lamp, geldend op 1 m afstand van de lamp.
S/P ratio	1.0	Dit is de factor die aangeeft hoeveel keer efficienter deze lamp is in het generen van visueel effectief licht voor het menselijk oog, bij nachtgevoeligheid (vergeleken met daggevoeligheid).
D x H buitenafmetingen	65 x 118 mm	Buitenafmetingen van de lamp (D = diameter).
L x B afmetingen lichtruimte	23 x 22 mm	Diameter van het gebied waar het licht vandaan komt. Dit is gelijk aan de lengte en breedte van de gloeidraad. Deze parameters worden in een Eulumdatfile gebruikt.
Algemene opmerkingen		De omgevingstemperatuur gedurende de hele set van metingen was 23-24 deg C. Opwarmeffect: gedurende de opwarming zijn de variaties kleiner dan 5 % en daarmee verwaarloosbaar. Spanningsafhankelijkheid: er is een lineaire afhankelijkheid van lampparameters bij variatie van de voedingsspanning.
Dimbaar	ja	Volgens opgave fabrikant.
Eulumdat file	—

Eulumdat lichtdiagram

Een interessante grafiek is het lichtdiagram, wat de helderheid aangeeft in het C0-C180 en het C90-C270 vlak.

Het lichtdiagram en de indicatie van de planes.

Het C0-C180 vlak en het C90-C270 (dwars daarop) vlak zijn gelijk daar de lamp een circelsymmetrie heeft over de hoogte as (de z-as).

Deze lamp is een echte rondomstraler. De afgegeven lichthoeveelheid naar de zijkanten is groter dan recht naar voren omdat de gewikkelde kooldraad meer oppervlak heeft naar de zijkanten toe.

Verlichtingsterkte E_v op 1 m afstand, of lichtintensiteit I_v

Hierbij de plot van de gemiddelde lichtsterkte (I_v) afhankelijk van de hoek van meting t.o.v. de lamp. Dus alle lichtsterkte metingen behorende bij 1 kantelhoek, en afkomstig van verschillende draaihoeken, zijn gemiddeld. In deze grafiek is de helderheid in Cd direct af te lezen en is niet geconverteerd naar Cd/1000lm zoals in het Eulumdat lichtdiagram.

Het stralingsdiagram van de lamp.

Deze plot met deze gemiddelde waardes worden gebruikt om de totale lichtopbrengst te berekenen.

Het verloop van de lichtsterkte afhankelijk van de hoek t.o.v. de lamp.

Deze plot geeft grafisch weer welke verschillende meetwaardes verkregen zijn bij iedere kantelhoek. Voor een bepaalde kantelhoek zijn er zo een aantal metingen, die afkomstig zijn van verschillende draaihoeken rondom de lamp. Bij een kantelhoek van 40 graden zijn de gemeten intensiteiten in een range van 109-170 %.

Bij het berekenen van de gemiddelde lichtsterktewaardes per hoek en deze uit te zetten in een grafiek, is de stralingshoek te bepalen: dit is berekend op 343 graden. Deze gemiddelde waarde geldt voor alle denkbeeldige snijvlakken door deze lamp.

Lichtstroom

Met de meetgegevens van lux op 1 meter, gehaald uit het stralingsdiagram met de gemiddelde lichtsterktewaardes, is de lichtstroom te berekenen. Het resultaat van deze berekening voor deze lamp is 296 lm.

Efficiëntie

Een lichtstroom van 296 lm, en een opgenomen vermogen van 82 Watt, levert een efficiëntie van 3.6 lm/Watt.

Met de powerfactor van 1.0 geldt dat voor iedere kWh aan netto vermogen, er 0.0 kVAhr aan reactief vermogen is geweest.

Voedingsspanning	230.0 V
Voedingsstroom	356 mA
Vermogen P	82 W
Schijnbaar vermogen S	82 VA
PF	1.0

Tevens is van deze lamp de spanningsvorm en stroomvorm opgenomen.

Spanningsvorm over de lamp en stroom door de lamp.

De stroom is precies in fase en heeft dezelfde sinusvorm als de spanning. Iets wat verwacht kan worden van een puur resistieve belasting zoals deze kooldraadlamp.

Wanneer het powerspectrum van de stroom bepaald wordt, dan is het aantal hogere harmonischen zichtbaar. De meting aan de stroomvorm is gedaan met 10.000 samples per seconde, wat een maximum frequentiecomponent van 5000 Hz zou kunnen detecteren. Normaliter zijn deze hoogfrequente signalen niet te vinden in de opgenomen stroom van de lamp, vandaar dat het onderstaand spectrum wordt gestopt bij 1000 Hz. Dit is ruim voldoende om de relevante harmonische inhoud van de stroom weer te kunnen geven.

Het stroom vermogensspectrum, met logaritmische schaal (in % van de grootste harmonische).

Geen hogere harmonischen (van betekenis).

Kleurtemperatuur en licht- oftewel vermogensspectrum

Het kleurspectrum van het licht van deze lamp. Energieniveaus geldig op 1 m afstand.

De gemeten kleurtemperatuur van deze lamp is ongeveer 2150 K wat diep warmwit is. De meting is gedaan recht onder de lamp. De kleurtemperatuur kan ook worden gemeten onder verschillende kantelhoeken.

De kleurtemperatuur van de lamp afhankelijk van de kantelhoek.

De kleurtemperatuur is gegeven voor kantelhoeken tot 90 graden, daarna is niet meer gemeten.

Kijkende naar de stralingshoek van 343 graden (dus 170.5 graden kantelhoek, dit is het gebied waar het meeste van het licht afgegeven wordt) dan geldt dat dit gebied niet totaal gemeten is, maar in het gebied van 90 graden kantelhoek is de variatie in kleurtemperatuur ongeveer 4 %.

PAR waarde en -spectrum

Wanneer het licht van deze lamp gebruikt zou worden voor het laten groeien van planten, dan dient de PAR-gebied bepaald te worden. PAR staat voor Photosynthetic Active Radiation en is die straling die actief meedoet aan fotosynthese en wordt uitgedrukt in μMol/s/m².

Fotosynthese vormt de essentie voor de groei en bloei voor planten, waarbij het blauwe deel van het lichtspectrum zorgt voor de groei en het rode deel verantwoordelijk is voor de knopzetting en bloei van de plant. Voor fotosynthese wordt gekeken naar aantallen fotonen wat belangrijker is dan het vermogen van het licht.
Het vermogensspectrum (vermogen per golflengte) van het licht van de lamp wordt dus eerst omgerekend naar het aantal fotonen (aantallen lichtdeeltjes per golflengte) waarna deze aantallen fotonen per golflengte nog gewogen worden tegen de gevoeligheid van de gemiddelde plant ervoor (volgens DIN-norm 5031-10:2000). Het volgende plaatje laat het resultaat zien.

Het fotonenspectrum, dan de gevoeligheidscurve, resulterend in een PAR-spectrum

De zwarte curve geeft het vermogensspectrum aan van de lamp, in aantallen fotonen per golflengte. In rood de curve die de gemiddelde gevoeligheid geeft van de gemiddelde plant (volgens DIN norm 5031-10:2000) voor de verschillende golflengtes.

Resulteert de groene lijn die het aantal fotonen afgeeft per golflengte van het licht van de lamp. Deze aantallen fotonen gesommeerd, levert een PAR getal dat voor het licht van deze lamp uitkomt op 0.3 μMol/s/m². Deze waarde geldt op 1 m afstand van de lamp en tevens geldt deze waarde voor ruwweg het gebied (op 1 m afstand) binnen de stalingshoek.

Als gekeken wordt naar het gedeelte van het spectrum van het licht van de lamp, dat bruikbaar is voor fotosynthese, dan komt dat neer op 67 % (geldig voor het golflengtegebied van 400-700 nm). Dit zou men kunnen zien als een PAR efficientie van het licht van deze lamp.

Noot: bij dit percentage zou men moeten nagaan of alle golflengten in voldoende mate voorkomen en dat niet bv alleen het blauwe licht aanwezig is, wanneer men deze lamp juist voor bloemvorming wil inzetten, waar met name de rode golflengten van belang zijn.

S/P ratio

Het menselijk oog heeft staafjes en kegeltjes. De staafjes werken vooral bij lage verlichtingssterktes (schemer, nacht), en de kegeltjes bij hoge(re) verlichtingssterktes (overdag). Daar het oog in beide situaties (hoofdzakelijk) gebruik maakt van andere sensoren, is er daarmee ook een andere gevoeligheid.
De overdaggevoeligheid wordt Photopische gevoeligheid genoemd, vooral gebruik makende van kegeltjes.
De nachtgevoeligheid wordt Scotopische gevoeligheid genoemd, vooral gebruik makende van staafjes.
Het menselijk oog is gevoeliger voor licht (van meer blauwachtige kleur) en de S/P ratio geeft aan, voor het licht van deze lamp, in hoeverre de efficiëntie van deze lamp hoger is voor nachtgevoeligheid dan dat deze is voor daggevoeligheid.

Het licht van deze lamp heeft een dusdanig spectrum dat de S/P ratio 1.0 is. Dus zou deze lamp gebruikt worden in een omgeving waarbij een gemiddeld lage verlichtingssterkte aanwezig is, dan is de berekende efficiëntie voor nacht deze factor hoger dan de berekende (overdag) efficiëntie.

Het vermogensspectrum, de gevoeligheidscurves en de resulterende nacht – en dagspectra (laatste op 1 m afstand).

De oppervlakte onder het photopisch spectrum is vergelijkbaar (rode curve) met het scotopisch spectrum (zwarte curve), gevolg is een lage S/P ratio van 1.0.

Zie voor meer informatie dit artikel over S/P ratio.

Kleursoort diagram

Het kleursoort diagram en de plaats van het licht van de lamp.

Het lichtpunt ligt op het pad van de zwarte straler. Hier wordt op teruggekomen bij de CRI van deze lamp. De kleurcoördinaten zijn x=0.5111 en y=0.4163.

Kleurweergave-index of CRI

Hierbij het plaatje van de kleurweergave index. Deze wordt goed uitgelegd op deze Wiki over kleurweergave-index en deze site.

De gegevens mbt de kleurweergave index van het licht van deze lamp.

Deze waarde van 99 geeft aan in hoeverre het licht van deze lamp een aantal referentiekleuren kan weergeven in vergelijk met het licht van een referentiebron.

Deze waarde van 99 is hoger dan de waarde van 80 die als minimum geldt voor een natuurgetrouwe kleurweergave voor alledaags gebruik, zie ook dit artikel.

De “chromaticity difference” is 0.0004, wat aangeeft hoever de kleur van deze lamp afligt van het pad van de zwarte straler. Deze waarde is lager dan 0.0054 en daarmee zeggende dat de CRI berekening nauwkeurig is en er van mag worden uitgegaan.

Spanningsafhankelijkheid

De lamp is onderzocht op hoe afhankelijk de parameters verlichtingssterkte E_v [lx], de kleurtemperatuur T [K] en het opgenomen netto vermogen P [W] zijn van de lampspanning.

Afhankelijkheid van lampparameters van de ingestelde lampspanning.

De lampparameters variëren lineair mee met de variatie van de aangelegde voedingsspanning.

Een abrupte variatie van + of – 5 V levert een verandering van de lichtintensiteitswaardes van < 12.5 %. Dit verschil in lichtintensiteit is best zichtbaar bij abrupte spanningsvariaties.

Opwarm-effecten

Van deze lamp zijn de opwarm-effecten doorgemeten op de verschillende interessante parameters. Zie ook de grafiek.

Opwarmen van de lamp en het effect op lampparameters; 100 % niveau aan het begin en aan het eind gelegd

De variaties in opgenomen vermogen en verlichtingssterkte blijven binnen de 5 %. Dit is zo weinig dat er niet gesproken wordt van een warmup tijd.