Att mäta ljus är inte så enkelt som man kan tro

Jag har under en längre tid funderat på hur jag skulle kunna göra mina tester av pannlampor och ficklampor lite mer vetenskapliga. Inte för att jag tänker förvandla bloggen till ett laboratorium med vita rockar och avancerad forskningsutrustning, men jag tycker att det vore intressant att kunna komplettera mina egna upplevelser med faktiska mätvärden. Framför allt när det gäller ljusstyrka, räckvidd och hur mycket ljus en lampa faktiskt producerar.

Allt detta är svårt att sätta fingret på vid verklig användning. När går en lampa ned i effekt? Hur lång tid lyser lampan egentligen? Hur varm blir lampan efter 30 minuter? Ibland krävs det faktiskt att man sitter ned och “labbar” lite för att få fram dessa siffror.

Därför håller jag just nu på att konstruera en egen mätutrustning, eller kanske snarare en mätstation, som ska kunna användas för att testa alla lampor jag äger idag och förhoppningsvis även de som kommer att hamna i min samling framöver.

Målet är att skapa en standardiserad testmiljö där jag kan upprepa samma mätningar, under samma förhållanden, och på så sätt få resultat som faktiskt går att jämföra mellan olika modeller och tillverkare. Precis som när jag testar knivar så tänker jag presentera resultatet i en lista och göra så att man kan jämföra olika tillverkare och modeller.

Det låter ganska enkelt när man beskriver det så. Problemet är bara att det snabbt visar sig vara betydligt mer komplicerat än att rikta en lampa mot en mätare och läsa av ett värde.

Lux är enkelt, lumen är en helt annan historia

Att mäta lux är egentligen ganska okomplicerat. Lux beskriver hur mycket ljus som träffar en viss yta, och genom att placera en luxmätare på ett bestämt avstånd från lampan kan man få fram ett mätvärde som går att jämföra med andra lampor, förutsatt att avståndet och förhållandena är desamma.

Det är också ett ganska intressant värde när man vill undersöka hur koncentrerad ljuskäglan är, hur långt lampan når och hur mycket ljus som faktiskt hamnar på en viss punkt. En lampa med en smal och koncentrerad ljuskägla kan exempelvis ge ett betydligt högre luxvärde på avstånd än en lampa som sprider ljuset över ett mycket större område.

Men här kommer vi till det intressanta.

Lux berättar inte hur mycket ljus lampan producerar totalt. En laser ger ett väldigt koncentrerat ljus och därför ett högt luxvärde, men det lyser inte upp något och du kan inte använda den för att trava runt i skogen med. Det är här lumen kommer in i bilden. Lumen är det totala ljusflödet som en ljuskälla avger, oavsett om ljuset är koncentrerat till en liten punkt eller sprids över ett stort område.

Två lampor kan alltså ha samma ljusflöde i lumen men uppvisa helt olika luxvärden på samma avstånd. Den ena kanske har en smal och kraftfull ljuskägla medan den andra sprider ljuset brett och jämnt. Båda kan producera lika mycket ljus totalt, men upplevelsen och användningsområdet blir helt olika.

Att mäta lux ger därför bara en del av bilden. Vill man veta hur många lumen en lampa faktiskt producerar måste man mäta betydligt mer än bara ljuset som träffar en enda punkt.

Problemet med att mäta lumen

För att mäta det totala ljusflödet behöver man i princip samla in och mäta ljuset från hela lampans ljusbild. Det räcker inte att mäta mitt i ljuskäglan, eftersom man då missar allt ljus som sprids ut åt sidorna.

En vanlig metod för att mäta ljusflöde är att använda en så kallad integrerande sfär, eller Ulbrichtsfär som den också kallas. Det är i princip en ihålig sfär med en invändig yta som reflekterar ljus på ett mycket kontrollerat sätt. Ljuset från lampan sprids och blandas inne i sfären, vilket gör att man kan mäta ett representativt värde för det totala ljusflödet.

Det är en ganska elegant lösning, men också en lösning som kräver rätt material, rätt konstruktion och en hel del kalibrering för att ge tillförlitliga resultat.

Det finns även andra metoder, exempelvis att mäta ljusintensiteten i olika riktningar och sedan beräkna det totala ljusflödet genom att integrera mätvärdena över hela ljusbilden. Det låter kanske inte särskilt komplicerat på papperet, men i praktiken innebär det att man behöver kontrollera mätvinklar, avstånd, positionering och en mängd andra faktorer.

Det är alltså inte bara att ställa upp en lampa, trycka på knappen och hoppas på det bästa.

En egen mätstation med återupprepbara resultat

Det jag försöker åstadkomma är en lösning som är tillräckligt noggrann för att ge användbara resultat, men samtidigt praktisk nog att använda regelbundet. Jag vill inte behöva bygga om hela testuppställningen varje gång jag får hem en ny pannlampa eller ficklampa.

Därför är en av de viktigaste delarna i projektet att skapa en fast konstruktion där avstånd, vinklar och placeringar alltid blir desamma. Om jag exempelvis testar en Fenix idag och en Armytek om några månader ska jag kunna vara säker på att förutsättningarna är så lika som möjligt.

Det gäller även hur själva mätningarna utförs. Lamporna behöver testas under kontrollerade förhållanden, med samma inställningar och med hänsyn till sådant som batterinivå, temperatur och hur länge lampan har varit tänd. En lampa kan exempelvis prestera väldigt olika beroende på om man mäter direkt efter start eller när den har blivit varm och börjat reglera ned effekten.

Det är också viktigt att skilja mellan tillverkarens angivna maxvärde och vad lampan faktiskt levererar under verkliga förhållanden. Ett uppmätt värde behöver inte nödvändigtvis överensstämma med siffran på förpackningen, och det behöver inte betyda att någon har gjort fel. Det kan handla om olika mätmetoder, olika förutsättningar eller att tillverkaren redovisar ett teoretiskt maximalt värde snarare än ett uppmätt resultat efter en viss tids användning.

Mer än bara en siffra på förpackningen

Jag tycker att det finns ett värde i att kunna presentera egna mätningar när jag skriver recensioner. Inte för att ett högt lumenresultat automatiskt innebär att en lampa är bättre än en annan, utan för att det ger ytterligare information som kan hjälpa läsaren att förstå vad man faktiskt får för sina pengar.

En pannlampa med bred ljusbild kan exempelvis vara betydligt trevligare att använda vid arbete på nära håll, medan en lampa med mer koncentrerad ljuskägla kan vara överlägsen när man vill se långt fram i skogen eller letar efter sin hund. Det handlar alltså om mer än bara hur många lumen som står i specifikationen.

Jag vill även kunna undersöka hur lamporna presterar över tid. Hur snabbt sjunker ljusflödet? Hur påverkas resultatet när batteriet börjar ta slut? Och hur stor skillnad är det egentligen mellan olika effektlägen?

Det finns många intressanta frågor som jag skulle vilja kunna besvara med hjälp av mätningar snarare än enbart personliga upplevelser.

Ett pågående projekt

Just nu är mätstationen fortfarande under utveckling. Jag har en ganska tydlig bild av vad jag vill åstadkomma, men det återstår en hel del arbete innan jag kan säga att allt fungerar som jag tänkt mig.

Det viktigaste är att inte stressa fram en lösning som ser imponerande ut men ger tveksamma resultat. Jag vill hellre lägga lite extra tid på konstruktionen och försöka få till ett system som fungerar på samma sätt varje gång.

Det kommer förmodligen att bli en del experimenterande, en del ombyggnationer och säkert några tillfällen där jag undrar varför jag över huvud taget började med projektet. Men det är också en del av nöjet med teknik och prylar.

Förhoppningen är att jag så småningom ska kunna presentera mätresultat tillsammans med mina vanliga recensioner. Då kan vi jämföra tillverkarnas uppgifter med mina egna mätningar och samtidigt få en bättre förståelse för hur lamporna faktiskt presterar.

För om det är något jag har lärt mig efter alla år med pannlampor och ficklampor så är det att en imponerande siffra på en förpackning inte alltid berättar hela historien. Det vore ganska trevligt att kunna sätta lite mer fakta bakom mina egna erfarenheter.

Ha en riktigt bra dag så hörs vi snart igen.


Kommentarer

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *