Wyjaśnij podstawy całkowania sfery

Wnętrze integrująca sfera jest pusty i pokryty wysoce odbijającym światło białym materiałem. Można użyć takiego sprzęt do testowania diod do określenia całkowitego strumienia świetlnego lampy lub mocy wyjściowej lasera.
Możesz rozważyć integrowanie sfer jako hybrydę między korektorami kosinusowymi a optyką zawierającą tylko soczewki. Aby funkcjonować, instrumenty takie jak spektroradiometry muszą być połączone ze skalibrowanym detektorem.
Zintegrowane sfery działają w taki sam sposób jak korektory kosinusowe lub soczewki. Są optyczne; dlatego potrzebują detektora, takiego jak spektroradiometr, który można podłączyć i skalibrować do pracy.
Może mierzyć promieniowanie, umieszczając źródło światła (próbkę) przed kulą całkującą lub umieszczając źródło światła w kuli całkującej. W każdych warunkach testowych wiązki światła wielokrotnie odbijały powłokę, równomiernie oświetlając całą zintegrowaną kulę.
Spektroradiometry i inne urządzenia, które szczegółowo mierzą światło, wykorzystują zdolność przegrody do odbijania i zbierania niewielkiej części odbitego światła.

Korzystanie ze sfery całkującej
Próbkę, w tym przypadku źródło światła, umieszcza się przed sferycznym otworem, aby uzyskać pomiar natężenia napromienienia. Inną opcją wychwytywania strumienia promieniowania jest umieszczenie próbki w integrująca sfera LPCE-2 (LMS-9000).
W każdej z tych konfiguracji pomiarowych sfera całkująca jest oświetlana równomiernie dzięki kilkukrotnemu odbiciu promieni świetlnych od pokrycia.

Rola przegród
Światło wpadające do sfery całkującej nie powinno padać na detektor ani na miejsce wewnątrz kuli, z którego detektor uzyskuje bezpośrednie odbicie. Dlatego przegrody są kluczowym elementem konfiguracji.
Najbardziej integrujące sfery LPCE-2 (LMS-9000) zawierają przegrody, które zapobiegają idealnie kulistej wnęce wewnętrznej. Mogą jednak wprowadzać pewne błędy. Dlatego sugeruje się, aby w kuli integrującej zbudować minimalną liczbę przegród i otworów.

Powłoki odblaskowe
Wybierając powłokę odblaskową dla kuli całkującej, ważne jest zrównoważenie współczynnika odbicia z trwałością. Aby zagwarantować, że całe wpadające światło zostanie odpowiednio odbite, wnętrze kuli musi być pokryte silnie odbijającą, rozpraszającą powłoką.
Używanie piłki w nieczystym lub zakurzonym otoczeniu, zwłaszcza w miejscach o dużej ilości światła, wymaga mocniejszego, zmywalnego pokrycia. Unikanie brudu i kurzu jest ważne, ponieważ pochłaniają one światło i zmieniają współczynnik odbicia pewnych długości fal.

Zastosowania sfery całkującej
An integrująca sfera jest często używany do obliczania całkowitego strumienia świetlnego szeregu źródeł światła, takich jak żarówki lub lampy. Kule integrujące mogą mieć średnicę od dwóch centymetrów do dwóch metrów, w zależności od celu.
Optymalny rozmiar sfery całkującej Optymalny rozmiar kuli integrującej zależy od wielkości źródła światła. Jednak większe kulki często zapewniają lepszą jednorodność dzięki większej powierzchni.
Spektrometr i kula całkująca gromadzą informacje o kluczowych właściwościach widma, takich jak dominująca długość fali, chromatyczność i widmowy rozkład mocy.
Wiązki laserowe i rozbieżne źródła, takie jak diody laserowe, można wychwytywać i integrować za pomocą kuli całkującej. Może być zbudowany tak, aby pozwalał na szerokie spektrum kątów padania na dużym obszarze, ale może obniżyć czułość detektora.
Przyrządy te, które działają podobnie do korektora kosinusowego, stanowią doskonałą metodę pomiaru natężenia napromienienia. Przy prawidłowej konstrukcji apertura wyjściowa sfery całkującej może zapewnić prawie idealne źródło światła rozproszonego i lamberta, niezależnie od kąta widzenia.
W takim scenariuszu zlokalizuje źródło światła poza sferą całkującą (pomiar 2-pi).
Szkło używane w szklarniach i innych zastosowaniach rolniczych jest dobrym przykładem materiału, w przypadku którego często stosuje się sfery całkujące w celu zebrania precyzyjnych i kompleksowych informacji o widmie poprzez pomiary odbicia i przepuszczalności.

Konsultacje
Pomiar światłowodu:
Wymiana przedniego kołnierza czujnika na adapter światłowodowy ułatwia korzystanie z kuli integracyjnej do pomiaru światłowodów. Pierwsza plamka po drugiej stronie źródła nie jest silnie skoncentrowana ze względu na powolne odchylanie się zwykłego sygnału wyjściowego z linii optycznej. Z tego powodu często używa się jako przykładu układu wiązki skolimowanej lub rozbieżnej.

Transmisja
Po wystawieniu na działanie promieniowania próbka jest porównywana z bezpośrednim pomiarem źródła, który wykonała bez obecności próbki. Zastosowano przegrodę, która zapobiega przedostawaniu się niepożądanej transmisji do czujki. Odsuń próbkę od punktu wejścia, aby uzyskać transmisję wąskokątną.

Refleksja
Próbka jest najpierw trzymana przed portem wejściowym w celu określenia współczynnika odbicia, a następnie naświetlana padającą wiązką. Zakłócony detektor mierzy całkowitą ilość promieniowania odbitego po przestrzennie zintegrowanej kuli. Możliwe jest zmierzenie odbicia próbki od znanego wzorca i uzyskanie stosunku tego odbicia. Aby uniknąć błędów związanych ze współczynnikiem odbicia próbki, zarówno próbka, jak i wzorzec muszą mieć podobne odbicie.

Jak korzystać ze sfery całkującej
Jeśli chcesz zagwarantować niezbędny poziom niezawodności używanego sprzętu, pomocne byłoby jego skalibrowanie. Kalibrację należy przeprowadzić na dowolnym aparacie pomiarowym ze zintegrowaną kulą i spektrometrem. Lampa wzorcowa, która została wcześniej scharakteryzowana pod względem jej rozkładu widmowego i strumienia świetlnego, jest używana jako główne źródło światła kalibracji. LISUN posiada szeroki wybór sfer całkujących najwyższej jakości.
Autoryzowane laboratoria są odpowiedzialne za kalibrację źródeł światła przy użyciu idealnego promiennika ciała doskonale czarnego i monochromatora w celu ustalenia widma i strumienia świetlnego lampy wzorcowej. W większości przypadków producent dokona kalibracji ustawień pomiarowych; niemniej jednak jest to coś, co należy wykonywać raz w roku.
Podczas opracowywania systemu do mierzenia czegokolwiek kluczowe znaczenie ma wybór kuli o średnicy odpowiedniej do zadania. Zgodnie z pewnymi warunkami nie jest dopuszczalne, aby największy możliwy rozmiar fizyczny źródła światła był większy niż dziesięć procent wewnętrznej średnicy kuli. Jeszcze nie tak dawno temu, aby dokładnie zmierzyć źródło o średnicy dziesięciu centymetrów, trzeba było użyć kuli o średnicy co najmniej jednego metra.
Forma źródłowa jest również ważnym czynnikiem determinującym konsekwencje. W kuli o średnicy 500 milimetrów można mierzyć przedmioty o maksymalnych wymiarach 16 centymetrów na 16 centymetrów. W oświetleniu fluorescencyjnym długość źródła może mieć prawie taką samą średnicę jak sama kula. Dzięki uwzględnieniu absorpcji własnej możliwe jest teraz mierzenie dwukrotnie większych źródeł światła bez uszczerbku dla wiarygodności pomiarów.
LISUN to firma produkcyjna specjalizująca się w integracji sfer, która konstruowała wysokiej jakości produkty zarówno dla salonu wystawowego, jak i laboratorium akredytacyjnego. Skontaktuj się z nami w sprawie Integrated Spheres i przedstaw nam swoje specyficzne potrzeby.

Inne zastosowania sfery całkującej
Precyzyjne pomiary współczynnika odbicia i transmitancji rozproszonej można wykonać na dowolnej powierzchni za pomocą integrująca sfera LPCE-2 (LMS-9000), uniwersalny przyrząd optyczny. Urządzenia te zostały opracowane przez naukowców w taki sposób, aby promieniowanie optyczne mogło być równomiernie rozłożone na wewnętrznej powierzchni kuli.
Aby zapewnić spójny efekt rozpraszania, wnętrze kul jest często pokryte białą, rozproszoną powłoką. Wyspecjalizowani profesjonaliści używają ich ze źródłem światła i detektorem do obliczania mocy optycznej. Promienie kul różnią się w zależności od składu powłoki wewnętrznej.
Pomiar mocy optycznej jest niezbędny w różnych zastosowaniach, a sfery całkujące i wysokiej jakości detektory światła to dwa podstawowe elementy. Spektroskopia służy do wykonywania odczytów, najczęściej w zakresie długości fali.
Dziedzina jest bardzo wszechstronna, a jej zastosowania sięgają od badań powierzchni materiałów po analizy fotometryczne próbek koloidalnych, mętnych, półprzezroczystych i klarownych. Współczesny świat jest zależny od szerokiej gamy zastosowań. Oto niektóre z najbardziej typowych kontekstów, w których stosowane są implementacje sfer integrujących.

Charakterystyka ogniw słonecznych
Naukowcy i producenci wykonują pomiary strat transmisji w krzemowych fotokomórkach za pomocą spektroskopii.

Analiza atramentu zabezpieczającego
Widma waluty papierowej mogą zapewnić pełną reprezentację widmową każdego tuszu, gdy weźmie się pod uwagę dane dotyczące współczynnika odbicia światła widzialnego i bliskiej podczerwieni.

Rozróżnienie między odbiciem lustrzanym a rozproszonym
W trybie odbicia lustrzanego i rozproszonego naukowcy mogą badać materiały o szerokim zakresie poziomów połysku i stopnia wypolerowania powierzchni.

Analiza kolorów
Integrujący naukowcy używają kul i detektorów do dokładnych pomiarów i dopasowywania kolorów. Ma to ogromne znaczenie w produkcji tekstyliów i farb.

Oznaczanie składników żywności
Świetne mierniki jakościowe i ilościowe są dostępne dzięki integrująca sfera system. Kalibracja pozwala naukowcom precyzyjnie określić zawartość procentową tłuszczu, białka i wody w danej próbce.

Oznaczanie odporności na promieniowanie UV
Naukowcy wykorzystują system sfer integrujących do oceny ochrony przed promieniowaniem UV zapewnianej przez opakowania farmaceutyczne, odzież chroniącą przed słońcem i lakier samochodowy.

Całkowity współczynnik odbicia półkulistego IR
Badanie wymiany ciepła przez promieniowanie w powłokach i foliach do kontroli termicznej do projektowania statków kosmicznych w dużej mierze opiera się na tym pomiarze.

Pomiar mocy wyjściowej światła laserów i diod LED
System sfer integrujących w znaczący sposób przyczynił się do rozwoju tych produktów. Precyzyjne pomiary fal świetlnych określają siłę i właściwości barwne dostępnego światła. Lasery są niezbędnymi komponentami wielu nowoczesnych technologii, w tym światłowodów, dalmierzy i systemów komunikacyjnych. Diody LED są używane w różnych zastosowaniach oświetleniowych, w tym w żarówkach mieszkaniowych, reflektorach pojazdów i sygnalizacji świetlnej.

Zastosowania medyczne
Dermatolodzy wykorzystują promieniowanie ultrafioletowe (UV) do leczenia bielactwa i łuszczycy oraz innych chorób skóry. Zespół wykorzystał sfery integrujące do opracowania protokołów terapeutycznych.

Związek między roślinami, nasionami, glebą i promieniowaniem optycznym
Parametry biochemiczne wymagają precyzyjnych przyrządów pomiarowych do ich badania i zarządzania. Rośliny nie mogą się rozwijać, jeśli nie są w stanie przyjąć światła o określonej długości fali.

Efekty promieniowania ultrafioletowego
Ze względu na zubożenie warstwy ozonowej pilnie potrzebne są dokładne pomiary promieniowania UV. Ludzka skóra i oczy są szczególnie narażone na uszkodzenia spowodowane promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Ponieważ jednak promienie te są szkodliwe dla żywych istot, są skutecznym sposobem zwalczania bakterii, pleśni, zarazków i grzybów. Dzięki temu są opłacalną metodą oczyszczania wody i ścieków.

Telekomunikacja
W tej branży zintegrowany system kul jest używany codziennie do pomiaru mocy wyjściowej diod laserowych i włókien.
To tylko niewielka próbka tego, jak sfery integrujące poprawiają precyzję pomiaru fal świetlnych, takich jak IR, Vis i UV. Wiele nowoczesnych aplikacji opiera się na dokładnych kalibracjach, które są możliwe dzięki tym technologiom.

Wnioski
Korzystanie z integrująca sfera, możesz dokonywać odczytów z obiektów, które w przeciwnym razie byłyby nieczytelne przy użyciu standardowego detektora i konfiguracji zbierania światła. Pomiary próbek, które zmieniają kierunek światła, takich jak półprzezroczyste lub nieprzezroczyste roztwory i soczewki, najlepiej wykonywać przy użyciu kuli całkującej.
Teoria idealnej kuli całkującej daje dwa znaczące wyniki, ale tylko wtedy, gdy ograniczymy naszą uwagę do obszarów, które są zasłonięte przez główne źródło i oświetlone jedynie odbiciami w innych częściach powierzchni wewnętrznej.
Ilość mocy promieniowania docierającej do wewnętrznej powierzchni kuli jest proporcjonalna do ilości mocy promieniowania wchodzącej do kuli przez port wejściowy. Jeśli główne źródło jest osłonięte przed bezpośrednim oświetleniem obszaru docelowego, geometria lub orientacja źródła nie ma wpływu na poziom natężenia promieniowania. Kiedy sfera całkująca jest wykorzystywana jako optyczny element wejściowy detektora mocy promieniowania, atrybut ten nabiera dalszego znaczenia.
Promieniowanie odbite od części wewnętrznej powierzchni kuli, która nie jest bezpośrednio oświetlona, ​​ma taki sam rozkład kierunkowy wszędzie tam, gdzie występuje w obrębie kuli.
Biorąc pod uwagę, że rozkłady jasności i wyjścia promieniowania optycznego wychodzącego z kuli są izotropowe, port wyjściowy kuli można wykorzystać jako doskonałe źródło Lamberta. Ta jakość jest bardzo przydatna, gdy kula jest używana jako odniesienie do kalibracji.

Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego sfera całkująca musi mieć kulisty kształt?
Ilekroć światło jest emitowane ze środka kuli, odbija się od boków z normalnym kątem padania i powraca do punktu początkowego. Ponieważ niektóre promienie nigdy nie dotarłyby do środka sześcianu, gadżet nie może dokładnie zmierzyć całkowitej ilości emitowanego światła.

Lisun Firma Instruments Limited została znaleziona przez LISUN GROUP w 2003 roku. LISUN system jakości został ściśle certyfikowany przez ISO9001: 2015. Jako członek CIE, LISUN produkty są projektowane w oparciu o normy CIE, IEC i inne normy międzynarodowe lub krajowe. Wszystkie produkty przeszły certyfikat CE i zostały uwierzytelnione przez zewnętrzne laboratorium.

Naszymi głównymi produktami są Goniofotometr, Integracja Kuli, Spektroradiometr, Generator przepięć, Pistolety do symulatorów ESD, Odbiornik EMI, Sprzęt testowy EMC, Tester bezpieczeństwa elektrycznego, izba środowiska, izba Temperatura, Komora klimatyczna, Komora termiczna, Test w komorze solnej, Komora do badania pyłu, Wodoodporny test, Test RoHS (EDXRF), Test świecącego drutu i Test płomienia igłowego.

Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz wsparcia.
Dział techniczny: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dział sprzedaży: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagi:LPCE-2(LMS-9000)