Letzte Aktualisierung: 1. September 2026 | Lesezeit: 11 Minuten
Viele Menschen gehen davon aus, dass die auf dem Datenblatt eines Rotlichttherapiegeräts angegebene Lichtmenge der tatsächlich empfangenen Lichtmenge entspricht. Das ist jedoch nicht immer der Fall. Die Messbedingungen können das Ergebnis beeinflussen.
Zur korrekten Messung der Bestrahlungsstärke platzieren Sie einen kalibrierten Fotodetektor oder ein Radiometer mit dokumentierter spektraler Empfindlichkeit in einem festgelegten Abstand zur Lichtquelle. Die Kalibrierung sollte den tatsächlichen Emissionsbereich des Geräts abdecken, typischerweise den relevanten roten und nahinfraroten Bereich von 600–1000 nm. Dokumentieren Sie das Ergebnis in Milliwatt pro Quadratzentimeter (mW/cm²) zusammen mit der Messebene, dem thermischen Zustand, dem Betriebsmodus und den Umgebungslichtverhältnissen. Das Ergebnis gilt nur für diese Bedingungen. Detektor und Messgerät sind als ein Messsystem zu betrachten, dessen Kalibrierdatum, Rückführbarkeit, Messunsicherheit und Verifizierungsstatus dokumentiert werden.
Dieser Artikel behandelt drei häufige Messfehler, erläutert die Unterschiede zwischen Herstellerangaben und unabhängiger Überprüfung und zeigt, wie man einen Messwert interpretiert.
Was ist Bestrahlungsstärke und warum ist ihre korrekte Messung wichtig?
Testen Sie das Rotlichttherapiepanel im angegebenen Abstand mit einem kalibrierten Fotodetektor.
Die Bestrahlungsstärke ist die Strahlungsleistung pro Flächeneinheit und wird in Milliwatt pro Quadratzentimeter (mW/cm²) gemessen. Sie beschreibt die optische Leistung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt auf eine Oberfläche trifft. Die Intensität ist kontextabhängig und sollte vor einem Vergleich definiert werden. Die Fluenz , oft auch Energiedichte genannt, ist das Zeitintegral der Bestrahlungsstärke und wird in Joule pro Zentimeter (J/cm²) gemessen. Bei konstanter Leistung entspricht die Fluenz der Bestrahlungsstärke multipliziert mit der Belichtungszeit; bei gepulster oder variabler Leistung muss die variierende Bestrahlungsstärke integriert werden.
Genaue Messungen sind wichtig, da ein veröffentlichter Wert nur dann aussagekräftig ist, wenn die Testbedingungen reproduziert werden können. Ein Panel mit einer Nennleistung von 100 mW/cm² kann diesen Wert bereits in 15 cm Entfernung, senkrecht zur Mitte, erreichen. Die Bewegung des Detektors, die Änderung des Winkels oder die Messung an einer Ecke können zu einem anderen Ergebnis führen. Die Spezifikation mag zwar gültig sein, der Vergleich jedoch nicht.
Die meisten Probleme entstehen durch missverstandene Messprotokolle und nicht durch defekte Messgeräte.
Die Bestrahlungsstärke ist ein Parameter zur Berechnung der Fluenz. Ein Messwert unterhalb des Nennwerts bedeutet nicht automatisch, dass das Panel defekt ist; Geometrie, Betriebsart, thermischer Zustand oder Detektoransprechverhalten können von den Herstellervorgaben abweichen.
Häufiger Fehler 1 – Verwendung des falschen Werkzeugs für die Aufgabe
Vergleich von Luxmeter und kalibriertem optischem Leistungsmesser zur Messung der Bestrahlungsstärke
Der häufigste Messfehler besteht darin, ein Luxmeter oder eine Smartphone-Lichtmesser-App so zu verwenden, als ob sie die Bestrahlungsstärke der Rotlichttherapie direkt messen würde.
Luxmeter orientieren sich an der photopischen Empfindlichkeit des menschlichen Auges, die bei etwa 555 nm ihr Maximum erreicht und zum roten Ende des Spektrums hin abfällt. Bei 660 nm können die Messwerte deutlich zu niedrig sein; bei 850 nm ist ein typisches Luxmeter nahezu funktionsunfähig. Ein Lux-Wert kann daher nicht als die Gesamtbestrahlungsstärke einer Fläche unter Berücksichtigung von 660 nm und 850 nm interpretiert werden. Belichtungsmesser für die Fotografie unterliegen derselben Einschränkung.
Verwenden Sie ein kalibriertes Radiometer oder einen optischen Leistungsmesser mit dokumentierter spektraler Empfindlichkeit über den gesamten Ausgangsbereich des Geräts. Ein Siliziumdetektor deckt zwar den Bereich von 600–1000 nm ab, seine Empfindlichkeit ist jedoch nicht automatisch linear. Für eine gleichmäßige Ausleuchtung des gesamten Panels verwenden Sie einen kalibrierten Detektor an definierten Rasterpunkten oder ein abbildendes Radiometer. Ein Spektroradiometer liefert zusätzlich wellenlängenaufgelöste Daten; eine Ulbricht-Kugel wird hauptsächlich für Messungen der gesamten optischen Leistung oder des Spektrums verwendet. Detektorempfindlichkeit, Elektronik und Geometrie tragen alle zur Messunsicherheit bei, die ermittelt und zusammen mit den Ergebnissen dokumentiert werden sollte.
IEC 62471:2006 bewertet photobiologische Gefahren und klassifiziert Lampen und Lampensysteme. Es handelt sich nicht um eine Zertifizierung für die Wirksamkeit oder allgemeine Rotlichttherapiegeräte. Die darin enthaltenen Referenzmethoden definieren die Messgeometrie und die Anforderungen an den Detektor; daher sind für die Prüfung entsprechend charakterisierte Geräte erforderlich.
Auswahl einer Detektoröffnung, die zu Ihrem Panel passt
Die Aperturgröße beeinflusst das Ergebnis. Ein kleiner Detektor in der Nähe eines LED-Panels erfasst möglicherweise nur einen einzelnen Hotspot anstelle des gesamten Behandlungsfeldes. Bei bestimmten Abständen, oft etwa 6 bis 15 cm bei bestimmten Panels, können sich die LED-Lichtausgänge überlappen. Dies hängt jedoch von der Linse, dem Array, dem Abstand und der Apertur ab. Wählen Sie die Apertur entsprechend dem benötigten Wert: lokaler Spitzenwert, lokaler Mittelwert oder Flächenmittelwert.
Ein kosinuskorrigierter Diffusor hilft, schrägen Lichteinfall zu berücksichtigen, rechtfertigt aber keine beliebige Detektorneigung. Zum Vergleich: Die Detektorebene sollte parallel zur Empfangs- oder Behandlungsebene ausgerichtet und die definierte optische Achse eingehalten werden. Ein Linsenwinkel von 30 Grad beschreibt den Quellstrahl; dies beweist jedoch nicht automatisch, dass ein zentrierter Detektor zu niedrige Messwerte liefert. Strahlwinkel, Apertur, Orientierung und räumliche Verteilung sollten gemeinsam angegeben werden.
Häufiger Fehler 2 – Messung im falschen Abstand oder Winkel
Diagramm zur korrekten Messung der Bestrahlungsstärke einer senkrechten versus schrägen roten Lichttafel mit Abstandsmarkierungen
F: Kann ich in einem geeigneten Abstand messen und dann mithilfe des Abstandsgesetzes berechnen, wie hoch die Bestrahlungsstärke im Nennabstand wäre?
Bei einer idealen Punktlichtquelle in einem homogenen Medium verringert sich die Bestrahlungsstärke in derselben Richtung bei Verdopplung des Abstands auf ein Viertel. Ausgedehnte LED-Panels sind keine Punktlichtquellen, und ihre Optik, Reflektoren, Array-Geometrie und das Nahfeldprofil können eine einfache Skalierung unzuverlässig machen. Eine Änderung von 10 cm auf 15 cm sollte daher direkt gemessen werden, sofern keine geeigneten Fernfeldbedingungen dokumentiert sind.
F: Welche Messgeometrie ist korrekt, um einen Messwert mit einem Datenblatt zu vergleichen?
Messen Sie im exakten Abstand gemäß Datenblatt und achten Sie auf die Einhaltung der übrigen Bedingungen: Betriebsmodus, Detektoröffnung und -empfindlichkeit, Ausrichtung, Messebene und ob es sich um einen Mittelwert aus Mittelwert, Spitze oder Raster handelt. Zentrieren und senkrechtes Halten des Detektors ist nur dann zulässig, wenn diese Bedingungen erfüllt sind.
Ändern sich die Einstellungen des Geräts, des Treibers oder des Netzteils, wiederholen Sie die Messung mit demselben Abstand, Detektor, Modus, thermischen Zustand und derselben Messebene. Andernfalls kann eine scheinbare Leistungsänderung auf einen Protokollunterschied zurückzuführen sein.
Schrittweises Messprotokoll für ein Rotlichttherapie-Panel
Schritt 1: Umgebungsbedingungen kontrollieren. Verwenden Sie einen Raum ohne direkte Sonneneinstrahlung. Als reproduzierbare Laborbedingung sollten Sie eine Umgebungstemperatur von 23 ± 2 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 40–60 % protokollieren. Halten Sie reflektierende Objekte und Personen vom optischen Strahlengang fern. Messen Sie bei ausgeschaltetem Panel eine Dunkel- bzw. Umgebungslicht-Referenzmessung.
Schritt 2: Montieren Sie das Panel und den Detektor sicher. Definieren Sie die emittierende Fläche und die Detektor-Referenzebene und messen Sie anschließend den Abstand entlang der optischen Achse mit einem Lineal oder Abstandshalter. Verwenden Sie den in der Spezifikation angegebenen Abstand und achten Sie darauf, dass die Detektorebene parallel zur Behandlungsebene verläuft. Notieren Sie die Apertur, das Detektormodell, die Wellenlängenkorrektur, die Ausrichtung, den Betriebsmodus, die Intensitätseinstellung und ob es sich bei dem angegebenen Wert um einen Mittelwert aus Zentrum, Spitze oder Raster handelt.
Schritt 3: Einen reproduzierbaren thermischen Zustand herstellen. Schalten Sie den Zielmodus ein und beginnen Sie nach etwa 10 Minuten mit der Überprüfung. Gehen Sie nicht davon aus, dass 10–20 Minuten generell ausreichend sind. Messen Sie die Temperatur des Gerätegehäuses oder des Kühlkörpers an einer definierten Stelle, z. B. mittig am hinteren Kühlkörper und an allen dokumentierten Hotspots. Verwenden Sie ein kalibriertes Kontaktthermoelement oder eine Infrarotkamera mit dokumentiertem Emissionsgrad und einer geeigneten Referenzfläche. Bezeichnen Sie einen Gehäusemesswert nicht als LED-Sperrschichttemperatur, es sei denn, die Sperrschichttemperatur wurde mit einer validierten Methode gemessen. Setzen Sie die Aufwärmphase fort, bis die Stabilitätsregel des Labors erfüllt ist. Eine praktische Regel besagt, dass drei aufeinanderfolgende einminütige Bestrahlungsmessungen mit einer maximalen Abweichung von 2 % erfolgen müssen, während sich die aufgezeichnete Gehäusetemperatur innerhalb von fünf Minuten um maximal 1 °C ändert. Dokumentieren Sie die tatsächliche Aufwärmzeit und die stabilisierte Temperatur. Diese Grenzwerte stellen eine definierte Testregel dar, keinen universellen Produktstandard.
Schritt 4: Messen Sie den Referenzpunkt. Nach der Nullpunkt- oder Basislinienkorrektur nehmen Sie mindestens drei Messwerte an der angegebenen Mittel- oder Referenzposition vor. Verwenden Sie die vom Gerät validierte Integrationszeit; falls keine Zeitangabe vorhanden ist, halten Sie für jede Messung dieselbe Integrationszeit ein. Geben Sie Mittelwert, Minimum, Maximum, Standardabweichung bzw. Streuung und die Messunsicherheit an.
Schritt 5: Räumliche Gleichmäßigkeit erfassen. Verwenden Sie für die routinemäßige Überprüfung ein 3×3-Raster: Mittelpunkt, vier Mittelpunkte am Rand und vier Eckpunkte. Verwenden Sie für die Produktcharakterisierung, große Flächen oder sichtbar ungleichmäßige Lichtquellen ein 5×5-Raster. Markieren Sie das Raster auf der Messebene, messen Sie den Mittelpunkt jeder flächengleichen Zelle, halten Sie Abstand und Detektorausrichtung konstant und erfassen Sie jeden Punkt, nicht nur den Höchstwert. Dokumentieren Sie die Ergebnisse punktweise und die gewählte Gleichmäßigkeitsberechnung, z. B. Minimum/Mittelwert oder Maximum/Minimum. Ein Rastermittelwert darf nicht als Mittelpunkt- oder Spitzenwert angegeben werden.
Schritt 6: Vergleichen Sie vergleichbare Werte. Vergleichen Sie das Messergebnis mit den vom Hersteller angegebenen Werten für Modus, Entfernung, Statistik, Toleranz und Messunsicherheit. Es gibt keinen allgemeingültigen Toleranzbereich. Liegt das Ergebnis außerhalb der dokumentierten Toleranz, wiederholen Sie die Basis-, Geometrie-, Detektor-, Modus- und Temperaturprüfungen, bevor Sie das Gerät als defekt einstufen.
Für den Pulsbetrieb verwenden Sie einen Detektor und ein Oszilloskop mit ausreichender Bandbreite für die Wellenform oder geben Sie deutlich an, wenn das Radiometer einen zeitlichen Mittelwert anzeigt. Dokumentieren Sie die Spitzenbestrahlungsstärke, die mittlere Bestrahlungsstärke, das Tastverhältnis, die Pulsbreite und die Frequenz. Vergleichen Sie keinen Spitzenwert im Pulsbetrieb mit einem Wert für Dauerstrichbetrieb oder einen zeitlichen Mittelwert.
Zeitplan für die Instrumentenkalibrierung und -prüfung
Die formale Kalibrierung sollte das Detektor- und Messgerätesystem umfassen, einschließlich der wellenlängenabhängigen spektralen Empfindlichkeit, Informationen zur aktiven Fläche bzw. Apertur, Linearität, Nullpunktdrift und gegebenenfalls Kosinusantwort. Nutzen Sie ein Labor mit einem entsprechenden Anwendungsbereich gemäß ISO/IEC 17025 und Rückführbarkeit auf ein nationales oder internationales Messnormal. Das Zertifikat sollte die Kalibriermethode, den Wellenlängenbereich, die Messunsicherheit, die Rückführbarkeit, das Kalibrierdatum und das Fälligkeitsdatum angeben. Die NIST-Richtlinien für Detektoren beschreiben die Kalibrierung der spektralen Empfindlichkeit und die Bewertung der Messunsicherheit; sie legen jedoch kein universelles Intervall für jedes Instrument fest.
Vor jeder Messung muss das Messgerät den vom Hersteller vorgegebenen Betriebszustand erreichen. Führen Sie die Nullpunkt- oder Dunkelprüfung durch und überprüfen Sie den Messwert mit einer geeigneten stabilen Referenzquelle oder einem Transfernormal. Dokumentieren Sie die Vorprüfung und den Ausgangswert (ohne Bedienfeld). Führen Sie als praktische Qualitätskontrollmaßnahme alle 12 Monate eine formale Rekalibrierung durch, oder früher, wenn dies vom Gerätehersteller, dem Qualitätssicherungssystem des Labors, der Risikobewertung, der Drifthistorie oder einer geltenden Norm gefordert wird. Rekalibrieren oder nehmen Sie das Messgerät nach Reparaturen, Überlastung, Stößen, fehlgeschlagenen Referenzprüfungen, unerklärlicher Drift oder Umwelteinflüssen außer Betrieb. Das 12-Monats-Intervall ist eine dokumentierte Laborregel, keine allgemeine Vorgabe.
Paneele mit einstellbarer Intensität und Pulsfrequenz müssen unter denselben Bedingungen gemessen werden, die für die Nennmessung verwendet wurden. Bei Pulsbetrieb sind die Spitzenbestrahlungsstärke, die mittlere Bestrahlungsstärke, das Tastverhältnis, die Pulsbreite und die Frequenz anzugeben. Messwerte im reduzierten Intensitäts- oder Pulsbetrieb sind nicht mit Messwerten aus einem anderen Nennbetriebsmodus vergleichbar.
Häufiger Fehler 3 – Variablen ignorieren, die den Messwert während der Messung beeinflussen
Diagramm zur Messung der Bestrahlungsstärke bei LED-Panel-Heizzonen und Umgebungslichtinterferenzen
F: Ist der Messwert stabil, sobald sich mein Detektor in der richtigen Position befindet, unabhängig vom Zeitpunkt der Messung?
Nicht zuverlässig. Temperatur, Pulseinstellungen, Umgebungslicht und Stromversorgungsstabilität können die Messwerte beeinflussen, selbst wenn die Geometrie korrekt ist.
Die Betriebstemperatur des Panels ist ein entscheidender Faktor. Die LED-Lichtleistung kann sich mit steigender Sperrschichttemperatur ändern; Ausmaß und Richtung der Änderung hängen von der LED, dem Treiber, dem Kühlkörper, der Luftzirkulation und dem Steuerungssystem ab. Ein aktives Wärmemanagement kann diese Änderung zwar begrenzen, aber nicht vollständig verhindern. Die Referenzmessung sollte nach Erreichen eines definierten, reproduzierbaren Temperaturzustands erfolgen.
Der Pulsbetrieb trennt die Spitzen- und die zeitlich gemittelte Bestrahlungsstärke. IEEE 1789-2015 behandelt die Strommodulation von LEDs und potenzielle gesundheitliche Risiken durch Flimmern; es handelt sich nicht um einen Dosimetriestandard für die Rotlichttherapie. Bei einer annähernd rechteckigen Wellenform mit einem Aus-Zustand nahe Null entspricht die mittlere Bestrahlungsstärke ungefähr der Spitzenbestrahlungsstärke multipliziert mit dem Tastverhältnis. Ein Tastverhältnis von 50 % ergibt somit etwa die Hälfte der Spitzenbestrahlungsstärke. Ein langsamer Detektor kann Pulse mitteln, während ein schneller, bandbreitengeeigneter Detektor die Wellenform erfassen kann. Die Spezifikationen sollten angeben, ob es sich um die Spitzen-, die mittlere oder die Dauerstrichbestrahlungsstärke handelt.
F: Spielt die Messumgebung wirklich eine Rolle, wenn ich mich in Innenräumen befinde?
Ja. Sonnenlicht, das durch ein Fenster fällt, kann das Signal im Bereich von 600–1000 nm verstärken. Der Effekt hängt vom Raum, dem Fenster, dem Detektor und der Geometrie ab. Daher sollte eine Referenzmessung ohne Panel durchgeführt oder das Umgebungslicht kontrolliert werden. Netzspannungsschwankungen sind hauptsächlich dann relevant, wenn der Treiber nicht optimal geregelt ist. Eine stabile Stromversorgung und eine kontrollierte Umgebung verbessern die Reproduzierbarkeit.
Diese Variablen können sich gegenseitig verstärken. Ein warmes, pulsierendes Solarpanel in der Nähe eines sonnigen Fensters an einem instabilen Stromnetz mag zwar eine gültige Momentaufnahme liefern, aber keinen verlässlichen Referenzwert.
Wie Hersteller die Bestrahlungsstärke messen und wie Sie sie überprüfen sollten
Werkseigene Qualitätskontroll-Bestrahlungsprüfstation mit Prüfstand und Messgeräten
Werksmessungen und unabhängige Überprüfungen unterscheiden sich. Das Verständnis dieses Unterschieds hilft Käufern, die Angaben zur Bestrahlungsstärke zu beurteilen.
Gemäß ISO 13485 kann ein Hersteller von Medizinprodukten dokumentierte Prüf- und Produktionskontrollverfahren festlegen. ISO 13485 belegt jedoch nicht, dass jedes Gerät eine bestimmte Anzahl von Tests bestanden hat oder dass ein Bestrahlungswert korrekt ist. Die Rückführbarkeit der Kalibrierung erfordert einen dokumentierten Bezug zu einem entsprechenden nationalen oder internationalen Standard; eine interne Referenz allein genügt nicht. Werksprüfungen können zwar die interne Konsistenz aufzeigen, stellen aber keine unabhängige Verifizierung dar.
Prüfungen durch Dritte können die Beweislage stärken, ihr Umfang ist jedoch entscheidend. ETL berücksichtigt geltende Produktsicherheitsstandards; IEC 62471 befasst sich mit photobiologischen Gefahren. Keine der beiden Normen allein validiert die therapeutische Bestrahlungsstärke in jedem Abstand und Betriebsmodus. Ein Prüfbericht ist nur dann aussagekräftig, wenn das geprüfte Modell, die Probe, der Betriebsmodus, der Abstand, der Detektor und die Prüfmethode mit den Angaben übereinstimmen. Ebenso verwenden die Standardprüfbedingungen für Photovoltaik 1000 W/m² (100 mW/cm²) als reproduzierbaren Referenzwert, nicht als Nennwert für therapeutische Geräte.
Bei der Bewertung der Angaben eines Herstellers zur Bestrahlungsstärke von Rotlichttherapieprodukten sollten Sie diese spezifische Nachweiskette anfordern:
- Der IEC 62471-Bericht enthält Angaben zu Entfernung, Quellenklassifizierung, Detektor und Anwendungsbereich. Es handelt sich nicht um einen Bericht zur Behandlungsleistung.
- ETL-Produktsicherheitszertifizierung oder CE-Konformitätsdokumentation, einschließlich der tatsächlich bewerteten Anforderungen.
- Informationen zur FDA-Registrierung von Betrieben und zur Listung von Medizinprodukten, sofern relevant für den US-Markt. Registrierung und Listung bedeuten nicht automatisch eine FDA-Zulassung, -Freigabe, -Autorisierung oder -Zertifizierung.
- Das ISO 13485-Zertifikat und sein festgelegter Geltungsbereich.
- Kalibrierungsaufzeichnungen für die in der Produktionslinienprüfung verwendeten Geräte.
Diese Dokumente können eine stärkere Beweiskette bilden, müssen aber exakt mit dem Modell und den Angaben übereinstimmen. Eine Marketingbroschüre mit lediglich einem Wert für die maximale Bestrahlungsstärke ist ein Ausgangspunkt für die Überprüfung, jedoch keine verifizierte Spezifikation.
Interpretation Ihres Messergebnisses und Bestimmung seiner Bedeutung
Diagramm der Bestrahlungsstärke in Abhängigkeit vom Abstand mit markiertem Toleranzbereich
Gängige Annahme: Wenn Ihre Messung nicht mit dem Datenblatt übereinstimmt, ist das Gerät defekt.
Was tatsächlich zutrifft: Messbedingungen erklären oft eine Diskrepanz, bevor ein Hardwareausfall eintritt.
Beginnen Sie mit der Berücksichtigung der dokumentierten Toleranz und Messunsicherheit. LED-Sortierung, Treibertoleranzen, Detektorunsicherheit, Positionierung und thermischer Zustand können das Ergebnis beeinflussen. Es gibt keinen allgemeingültigen Prozentsatz für normale Abweichungen. Liegt der Messwert außerhalb der angegebenen Toleranz, überprüfen Sie Detektor, Abstand, Modus, Apertur, Umgebungslicht und thermischen Zustand erneut, bevor Sie das Gerät untersuchen.
Die relevante Bestrahlungsstärke hängt von der Anwendung, der Wellenlänge, dem Gewebe, der Geometrie und dem Studiendesign ab. Studien zur Photobiomodulation zeigen große Schwankungsbreiten und kein universelles klinisches Spektrum oder Protokoll. Weder ein höherer noch ein niedrigerer Wert ist automatisch besser. Für eine bestimmte Anwendung sollten die gemessene, zeitintegrierte Fluenz und das vollständige gerätespezifische Protokoll berücksichtigt werden. Eine höhere Bestrahlungsstärke kann dieselbe Fluenz schneller erreichen, ist aber nicht automatisch wirksamer.
Wenn wiederholte Messungen unter korrekten Bedingungen außerhalb der vom Hersteller angegebenen Toleranz und Messunsicherheit liegen, ist Handlungsbedarf gegeben. Wenden Sie sich mit Angabe des Detektormodells, des Betriebsmodus, der Entfernung und der Messbedingungen an unser technisches Team, damit wir das Problem analysieren können.
Die Nummer im Datenblatt gibt an, was zu erwarten ist; eine Feldmessung zeigt, was unter Ihren Bedingungen gemessen wurde.
Wichtigste Erkenntnisse
Zur genauen Messung der Bestrahlungsstärke verwenden Sie einen kalibrierten Fotodetektor oder ein Radiometer in einem definierten Abstand. Abstand, Winkel, Strahlgeometrie und Position können das Ergebnis beeinflussen, der Effekt ist jedoch gerätespezifisch. Notieren Sie neben dem Ergebnis in mW/cm² den Abstand, den Betriebsmodus, die Detektorbedingungen und ob es sich um einen Spitzen- oder Mittelwert handelt.
FAQ
Welches Instrument wird zur Messung der Bestrahlungsstärke verwendet?
Ein kalibrierter Fotodetektor, der an ein Radiometer oder einen optischen Leistungsmesser angeschlossen ist, ist ein Standardinstrument zur Messung der Bestrahlungsstärke. Das Gerät verwendet kalibrierte Empfindlichkeits- und Aktivflächeninformationen, um das Ergebnis auszugeben. Ein Spektroradiometer liefert wellenlängenaufgelöste Daten; eine Ulbricht-Kugel misst im Allgemeinen die gesamte optische Leistung oder das Spektrum. Beides ersetzt jedoch kein räumliches Raster bei der Messung der Panel-Homogenität.
Wie berechne ich die Bestrahlungsstärke?
Die Bestrahlungsstärke berechnet sich aus der empfangenen optischen Leistung geteilt durch die Empfangsfläche: Bestrahlungsstärke (mW/cm²) = Leistung (mW) ÷ Fläche (cm²). Ein kalibrierter Detektor misst den lokalen Mittelwert über seine aktive Apertur. Die elektrische Leistung eines Geräts darf nicht durch seine beleuchtete Fläche geteilt und das Ergebnis als Bestrahlungsstärke bezeichnet werden. Bei einem nicht-uniformen Panel sind die Detektorapertur, der Abstand, die Ausrichtung, das Spektrum und der Betriebsmodus anzugeben.
Wie wird die solare Bestrahlungsstärke gemessen?
Die globale solare Bestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche wird üblicherweise mit einem Pyranometer gemessen. Dabei kommt häufig ein Thermosäulensensor unter einer Kuppel zum Einsatz, um die Breitbandstrahlung über ein halbkugelförmiges Sichtfeld zu erfassen. Die direkte Normalstrahlung wird typischerweise mit einem Pyrheliometer gemessen. Behörden und Forschungsnetzwerke verwenden kalibrierte Instrumente gemäß den Richtlinien der WMO, während Satelliten die Bodenmessungen ergänzen.
Was ist eine optimale Sonneneinstrahlung?
Die Standardtestbedingungen der Photovoltaikindustrie verwenden 1.000 W/m² (100 mW/cm²), ein festgelegtes Referenzspektrum und eine Zelltemperatur von 25 °C. Dies ist eine Nennbedingung, kein universeller Spitzenwert. Die tatsächliche Sonneneinstrahlung variiert mit Breitengrad, Jahreszeit, Bewölkung, Atmosphäre, Ausrichtung und Tageszeit. „Spitzenstunden der Sonne“ beschreiben die tägliche Energie relativ zu 1.000 W/m²; 4–5 Stunden können für manche Projekte sinnvoll sein, stellen aber keine allgemeingültige Definition für gute Sonneneinstrahlung dar.
Referenzen
- Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC). IEC 62471:2006 – Photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen Die
- Internationale Beleuchtungskommission (CIE). CIE 250:2022 — Spektroradiometrische Messung optischer Strahlungsquellen Die
- Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST). Technische Notiz 1297: Richtlinien zur Bewertung und Angabe der Unsicherheit von NIST-Messergebnissen Die
- Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST). SP 250-41e2008 — Spektroradiometrische Detektormessungen: Ultraviolett-, sichtbare und nahinfrarote Detektoren für spektrale Leistung Die
- Internationale Organisation für Normung (ISO). ISO/IEC 17025:2017 — Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien Die
- IEEE. IEEE 1789-2015 — Empfohlene Verfahren zur Strommodulation in Hochleistungs-LEDs zur Minderung von Gesundheitsrisiken für Betrachter Die
- IEC. IEC 60904-1:2020 — Messung der Strom-Spannungs-Kennlinie von Photovoltaikanlagen Die
- Weltorganisation für Meteorologie (WMO). Leitfaden für Instrumente und Beobachtungsmethoden (WMO-Nr. 8) Die
- Zein, R., Selting, W. und Hamblin, MR Überblick über Lichtparameter und die Wirksamkeit der Photobiomodulation: Ein Blick in die Komplexität Zeitschrift für biomedizinische Optik .