Przyrząd do pomiaru długości fali: przenośny spektroradiometr do badań terenowych

Abstrakcyjny:

Przez długi czas szybka kontrola jakości oświetlenia i źródeł światła w miejscu instalacji opierała się na tradycyjnych miernikach natężenia oświetlenia i temperatury barwowej. Urządzenia te mogą generować jedynie makroskopowe wartości natężenia oświetlenia i temperatury barwowej i nie są w stanie odtworzyć rozkładu widmowego mocy. W związku z tym nie są w stanie wspierać oceny precyzyjnych wskaźników, takich jak współczynnik oddawania barw, szczytowa długość fali i tolerancja barw. LISUN LMS-6000 W niniejszym dokumencie, którego rdzeniem jest przenośny spektroradiometr, systematycznie opracowano zasadę działania, kluczowe parametry i możliwości rozbudowy szeregowej tego typu przyrząd do pomiaru długości faliWykorzystując skrzyżowany, asymetryczny system spektroskopii tomografii komputerowej o długim ognisku, instrument pokrywa zakres długości fal 380–780 nm z dokładnością pomiaru ±0.5 nm. Umożliwia on uzyskanie pełnego widma w zakresie 380–780 nm w jednym pomiarze z czasem integracji od 0.1 ms do 5 s. Na podstawie widma można obliczyć dziesiątki parametrów fotometrycznych i kolorymetrycznych, w tym natężenie oświetlenia, skorelowaną temperaturę barwową (CCT), współczynnik oddawania barw (CRI), współczynnik TM-30 (Rg/Rf), szczytową długość fali i dominującą długość fali. Urządzenie spełnia wymagania testowe. CIE-13.3, CIE-177 i GB/T 24826, stanowiące idealne przenośne narzędzie do kontroli jakości w laboratorium i inspekcji na miejscu.

1. Wstęp

Kontrola jakości źródeł światła, akceptacja efektywności energetycznej lamp i ocena środowiska świetlnego opierają się ostatecznie na widmie, podstawowej wielkości fizycznej. Rozkład widmowy mocy (SPD) określa chromatyczność, oddawanie barw, temperaturę barwową i charakterystykę szczytową źródła światła, co stanowi obiektywną podstawę oceny jego wydajności. Tradycyjne mierniki natężenia oświetlenia z filtrem dostarczają jedynie ważonych odczytów natężenia oświetlenia bez identyfikacji profili widmowych. Chociaż spektrometry stacjonarne o konstrukcji spektroskopowej zapewniają wysoką dokładność, są nieporęczne i wymagają komputerów oraz ciemni, co utrudnia ich przenoszenie w terenie. Dlatego przyrząd do pomiaru długości fali charakteryzujący się wysoką precyzją i mobilnością, mianowicie ręczny spektrofotometr, stał się niezbędnym narzędziem dla działów kontroli jakości, producentów oświetlenia i zewnętrznych organizacji testujących w operacjach na miejscu. LISUN LMS-6000 to przenośny spektroradiometr CCD opracowany z myślą o spełnieniu tych wymagań. W niniejszym artykule omówiono jego konstrukcję i zmierzone parametry, a także jego przydatność w przenośnych, terenowych pomiarach widmowych.

2. Ogólna struktura i zasada działania

LMS-6000 wykorzystuje skrzyżowany, asymetryczny system spektroskopowy Czerny-Turnera (CT) o długim ognisku. Światło padające przechodzi przez szczelinę w celu kolimacji, ulega rozproszeniu przez siatkę dyfrakcyjną, a następnie matryca CCD odbiera sygnały pełnego widma jednocześnie. W porównaniu z monochromatorami skanującymi, które mierzą punkt po punkcie, ta metoda „obrazowania pełnego widma przy jednym naświetleniu” skraca czas testu do milisekund, co jest szczególnie przydatne w przypadku inspekcji on-line i próbkowania wsadowego.

Urządzenie jest wyposażone w 5-calowy pojemnościowy ekran dotykowy IPS o wysokiej rozdzielczości (rozdzielczość 480×854). Krzywa widmowa, wykres chromatyczności CIE, wykres tolerancji barw i różne parametry są wyświetlane w czasie rzeczywistym, co pozwala na wykonywanie pomiarów niezależnie, bez konieczności podłączania do komputera. Urządzenie obsługuje komunikację z komputerami. W systemach Windows 7/8/10/11 dostępne jest profesjonalne oprogramowanie do eksportu danych, generowania raportów i analiz wtórnych. Całe urządzenie waży około 0.3 kg i ma wymiary 135 mm × 80 mm × 23 mm. Wyposażone jest w akumulator litowo-jonowy o pojemności 4000 mAh, który zapewnia do 20 godzin ciągłej pracy, co pozwala na długotrwałą pracę w terenie.

3. Kluczowe parametry działania przyrządu do pomiaru długości fali

Jako rodzaj instrumentu do pomiaru długości fali, jego główne zalety LMS-6000 zależą od dokładności długości fali, zakresu dynamiki i tłumienia światła rozproszonego, jak pokazano w tabeli 1.

Tabela 1 Podstawowe parametry wydajności spektralnej i fotometrycznej LMS-6000

Jak pokazano w tabeli 1, zakres dynamiki oświetlenia obejmuje sześć rzędów wielkości, umożliwiając bezpośredni pomiar od słabego oświetlenia o natężeniu 0.1 lx do źródeł światła o wysokiej jasności do 500 000 lx. Dokładność długości fali wynosząca ±0.5 nm pozwala na wiarygodną lokalizację długości fali szczytowej i dominującej. Precyzja chromatyczności wynosząca ±0.005 spełnia wymagania dotyczące oceny akceptacji współrzędnych chromatyczności lampy, a natężenie światła rozproszonego wynoszące zaledwie 0.015% zapewnia autentyczne odwzorowanie widm w ciemnych obszarach.

LMS-6000 Przenośny spektroradiometr CCD

4. Rozszerzenie wersji seryjnej

Aby sprostać wymaganiom różnych branż, LMS-6000 Seria obejmuje pasma ultrafioletowe, widzialne i bliskiej podczerwieni. Użytkownicy mogą wybierać modele w zależności od zakresu długości fal obiektów testowych i dodatkowych wskaźników, jak pokazano w tabeli 2.

Tabela 2 LMS-6000 Modele serii i zasięg długości fali

Z tabeli 2 wynika, że ​​wariant UV rozszerza dolną granicę detekcji tego instrumentu, mierząc długość fali do zakresu ultrafioletu 200 nm, a wersja do oświetlenia ogrodniczego rozszerza górną granicę do pasma bliskiej podczerwieni 950 nm. Wyposażone w opcjonalne moduły funkcjonalne, jedno urządzenie może obsługiwać testy terenowe w wielu scenariuszach, takich jak utwardzanie promieniowaniem UV, doświetlanie roślin, oświetlenie folii i kontrola bezpieczeństwa fotobiologicznego.

5. Scenariusze zastosowań i zgodność ze standardami

LMS-6000 Jest szeroko stosowany w badaniach i rozwoju, kontroli próbek źródeł światła LED, fabrycznej kontroli jakości lamp, odbiorze oświetlenia drogowego i miejscowego, kalibracji balansu bieli ekranów, weryfikacji formuły oświetlenia w ogrodnictwie oraz kontroli bezpieczeństwa fotobiologicznego. Wyniki testów są zgodne z CIE-13.3 Metoda pomiaru i określania właściwości oddawania barw źródeł światła, norma CIE-177 „Oddawanie barw przez białe diody LED”, zalecenia IEEE 1789 dotyczące modulacji prądu w diodach LED o wysokiej jasności oraz wsparcie pomiaru wskaźników określonych w normie krajowej GB/T 24826-2016. Metoda ta może być stosowana do wewnętrznej oceny jakości w przedsiębiorstwach. W przypadku oficjalnych raportów z potwierdzeniem autentyczności przez strony trzecie, szczegółowe dane z badań należy przekazać do akredytowanych laboratoriów ILAC-MRA w celu weryfikacji.

6. Wniosek

Istotą przenośnych testów widmowych na miejscu jest to, czy przyrząd do pomiaru długości fali Może stabilnie przywrócić rozkład widmowy i uzyskać wiarygodne parametry fotometryczne i kolorymetryczne bez konieczności przeprowadzania badań laboratoryjnych. Dzięki architekturze spektroskopowej CT i detektorowi z matrycą CCD, LISUN LMS-6000 Realizuje akwizycję pełnego widma w ramach jednej ekspozycji. Osiąga dokładność pomiaru długości fali ±0.5 nm i sześciorzędowy zakres dynamiki natężenia oświetlenia w zakresie 380–780 nm. Dzięki 11 seryjnym wariantom, wykrywalne pasmo długości fali zostało rozszerzone do 200–950 nm. Praktyczne testy i zastosowania inżynieryjne dowodzą, że precyzja i mobilność urządzenia spełniają wymagania zarówno laboratoryjnej kontroli jakości, jak i inspekcji na miejscu. Jest to ekonomiczne rozwiązanie, które zastępuje tradycyjne mierniki natężenia oświetlenia i rozszerza detekcję terenową do pomiaru na poziomie widmowym.