Modul: Labor und Statistik SENSORTECHNIK M.SC.KRUBAJINI KRISHNAPILLAI; PROF.DR.ROBBY ANDERSSON. Lichttechnik

Transkript

1 Modul: Labor und Statistik SENSORTECHNIK M.SC.KRUBAJINI KRISHNAPILLAI; PROF.DR.ROBBY ANDERSSON Lichttechnik

2 Sensortechnik Lichttechnik

3 Inhaltsverzeichnis Einleitung Physikalische Grundlagen Wahrnehmung Licht Auge - Sehen Mensch Vogel Lichttechnik Glühlampe Halogenlampe Leuchtstoffröhre LED Lichtmessung Spektrometer Sensor Anwendung in der Nutztierhaltung Quellenverzeichnis

4 Sensortechnik Einleitung Licht : elektromagnetische Welle Elektromagnetische Strahlung vom Auge als Helligkeit empfunden Licht Licht: abiotischer Faktor, für Lebewesen essentiell

5 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

6 Sensortechnik Licht und Lichtwahrnehmung (verändert nach Degle, 2017) Licht Aufnahme durch Auge visuell v Sehzentrum Stäbchen und Zapfen Hypothalamus vegetative Nervensystem biologisch Suprachiasmatischer Nucleus (SCN) Zirbeldrüse Wirkung vom Licht Positiver Effekt Physiologie Psychologie

7 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

8 Physikalische Grundlage Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

9 Physikalische Grundlage - wahrnehmbares Licht - φ υ = K m λ=780nm λ=380nm φ e (λ) V(λ) dλ K m = Maximalwert des photometrischen Strahlungsäquivalents V(λ)= normierte spektrale Empfindlichkeitsfunktion des menschlichen Auges dλ = Abstand zwischen nm und nm φ e (λ) = Strahlungsleistung φ υ = Lichtstrom in Lumen = 1 cd sr υ = visuell e = energetisch η = Lichtausbeute in Candela = lm/w ρ e = aufgenommene Leistung in Watt λ = Lambda

10 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

11 Wahrnehmung Licht Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

12 Wahrnehmung Licht Gegenüberstellung Mensch und Geflügel Mensch Geflügel Bilder pro Sekunde 160 Bilder pro Sekunde (abgeändert nach Linder Biologie, 2005) (nach Hart, 2001) Zapfen: S-Zapfen (Short wavelength receptor, kürzere Wellenlänge) L-Zapfen (Long wavelength receptor, lange Wellenlänge) M-Zapfen (Medium wavelength receptor, mittlere Wellenlänge) Lichtwahrnehmung der Wellenlänge: 400nm bis 750nm Zapfen: SWS-Zapfen (Short wavelength sensitive, kürzere Wellenlänge) LWS-Zapfen (Long wavelength sensitive, lange Wellenlänge) MWS-Zapfen (Medium wavelength sensitive, mittlere Wellenlänge) VS-Zapfen (violet sensitive) Lichtwahrnehmung der Wellenlänge: 320 (350) nm bis 780nm

13 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

14 Lichttechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

15 Lichttechnik Leuchtmitteltypen Glühbirne Halogenlampe Leuchtstoffröhre LED Glühbirne Halogen Leuchtstoffröhre/ LED Lebensdauer niedrig mittel hoch sehr hoch (verändert nach Baer 2006)

16 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

17 Lichtmessung Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

18 Lichtmessung: Erfassung des Spektrums Sensorkopf Rechner für Datenauswertung der Spektren Spektrometer Glasfaserkabel Bild: Lichtspektrometer für Lichtmessung

19 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

20 Lichtmessung: Beleuchtungsstärke (Lx) Sensorkopf Bestimmung der Beleuchtungsstärke (in Lux) Sensor besteht aus Fotowiderstand Bei Lichteinfall ändert sich der Widerstand Änderung wird gemessen Genauigkeit ± 3 % Bild: Luxmeter

21 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

22 Anwendung in der Nutztierhaltung (künstliches) Licht physiologische Wirkmechanismen beispielsweise Milchbildung bei Kühen Eiablage und Brut bei Vögeln Gefiederwechsel bei Vögeln Ruhe- und Bewegungsaktivität Circadianer Rhythmus

23 Anwendung in der Nutztierhaltung Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

24 Anwendung in der Nutztierhaltung Europäisches Übereinkommen zum Schutz von Tieren in landwirtschaftlichen Tierhaltungen (Ständigen Ausschuss am 28. November 1995) Artikel 14, Abschnitt Management, Ziffer 1, Empfehlung in Bezug auf Haushühner der Art Gallus gallus, 28.Nov.1995 [ ] In allen Gebäuden muss ausreichend Licht vorhanden sein, damit sich die Tiere gegenseitig sehen und deutlich gesehen werden können, ihre Umgebung sehen und ein normales Aktivitätsniveau zeigen können. Daher ist eine Mindestbeleuchtung von 20 Lux, auf Augenhöhe der Hühner, gemessen in drei Ebenen, die jeweils im rechten Winkel zueinander stehen, empfehlenswert. Soweit möglich, muss eine natürliche Lichtquelle vorhanden sein. In diesem Fall sollen Fenster so angeordnet werden, dass das Licht gleichmäßig in den Stall fällt [ ]

25 Anwendung in der Nutztierhaltung Tierschutz-Nutztierhaltungsverordnung (TierSchNutztV 2014) TierSchNutztV 4, Abs. 9 [ ]die tägliche Beleuchtungsintensität und Beleuchtungsdauer bei Tieren, die in Ställen untergebracht sind, für die Deckung der ihrer Art entsprechenden Bedürfnisse ausreichen und bei hierfür unzureichendem natürlichen Lichteinfall der Stall entsprechend künstlich beleuchtet wird, wobei bei Geflügel das künstliche Licht flackerfrei entsprechend dem tierartspezifischen Wahrnehmungsvermögen sein muss;[ ]

26 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

27 Anwendung in der Nutztierhaltung - Klimacomputer mit Lichtsteuerung - Außenansicht Innenansicht Verwendung in der Nutztierhaltung Steuerung von Licht im Stall für automatische Dimmeinstellung Lichtsteuerung mit Handy-App Miniserver für Steuerung Dimmung für Leuchtmitteln Bild: Lichtsteuergerät

28 Sensortechnik Dies ist eine Leseprobe. Nicht alle Seiten werden angezeigt

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Sensortechnik Lichttechnik M.Sc.Krubajini Krishnapillai; Prof.Dr.Robby Andersson