Zwiększenie dokładności pomiaru dzięki zintegrowaniu powłok sferycznych i standardów współczynnika odbicia

Wprowadzenie
In pomiary optyczne, posiadanie wyników, które są dokładne i godne zaufania, jest bardzo potrzebne. Stwierdzono, że kule integrujące są pomocnymi instrumentami ze względu na ich zdolność do zapewniania spójnego oświetlenia, a także zmniejszania błędów pomiaru spowodowanych niejednorodnością próbki i efektami powierzchniowymi.

Istnieje możliwość dalszego zwiększenia dokładności integrująca sferaoparte na danych poprzez wybór odpowiednich powłok dla wewnętrznej powierzchni kuli i wykorzystanie potwierdzonych standardów współczynnika odbicia. W tym artykule dokonano przeglądu zarówno obecnych postępów w tych dziedzinach, jak i znaczenia łączenia powłok sferycznych i standardów współczynnika odbicia w celu uzyskania dokładniejszych pomiarów.

Integracja powłok sferycznych
Powłoki na sferach całkujących są bardzo potrzebne do uzyskania dokładnych odczytów. Zakres spektralny, właściwości współczynnika odbicia i ogólna kompatybilność materiału powłokowego do konkretnego zastosowania są podstawowymi czynnikami branymi pod uwagę przy jego wyborze. Powłoki wykonane z siarczanu baru (BaSO4) są dość popularne, ponieważ mają wysoki współczynnik odbicia zarówno w widmie widzialnym, jak iw bliskiej podczerwieni.

Doskonałe właściwości odbicia rozproszonego powłok wykonanych z BaSO4 umożliwiają oświetlenie całej kuli w ten sam sposób. Jednak występuje spadek współczynnika odbicia w obszarach ultrafioletu i podczerwieni.

Aby znaleźć obejście tego ograniczenia, naukowcy badają nowe materiały powłokowe, takie jak Spectralon® i PTFE (politetrafluoroetylen). W porównaniu do BaSO4, powłoki wykonane ze Spectralon® mają wyższy współczynnik odbicia i są w stanie absorbować szerszy zakres długości fal (od UV do IR).

Ponieważ powłoki PTFE mają niską fluorescencję i wysoki współczynnik odbicia rozproszonego, możliwe jest ich wykorzystanie do pomiarów w widmie ultrafioletowym (UV) oraz widzialnym (VIS). Sfery integrujące mogą być teraz stosowane w szerszym zakresie obszarów widma dzięki opracowaniu doskonałych materiałów powłokowych, co gwarantuje również dokładne odczyty przy różnych długościach fal.

Widmowe standardy odbicia
Tylko dzięki dokładnej kalibracji i identyfikowalności można uzyskać wiarygodne wnioski z pomiarów. Widmowy standard odbicia jest często używany w połączeniu z an integrująca sfera i mogą być wykorzystywane do wzorcowania i weryfikacji układów pomiarowych.

Kalibrację i weryfikację można przeprowadzić w stosunku do normy. Właściwości współczynnika odbicia tych dobrze znanych standardów zostały szeroko zbadane w szerokim zakresie wąskich zakresów długości fal.

Wzorce współczynnika odbicia często mają wiele wspólnych właściwości, w tym wysoką stabilność widma, niski poziom niepewności i zdefiniowane wartości współczynnika odbicia.

Jako standardy współczynnika odbicia często wykorzystuje się sprasowany i spiekany BaSO4, Spectralon® oraz metale o wysokim współczynniku odbicia, takie jak aluminium i złoto. Właściwości refleksyjne tych materiałów zostały poddane rygorystycznym testom, a wyniki zostały potwierdzone przy użyciu uznanych norm krajowych i międzynarodowych.

Kula całkująca powinna być często kalibrowana względem wzorców współczynnika odbicia, aby zachować dokładne odczyty i zweryfikować, czy te pomiary są dokładne.

Za pomocą wzorców współczynnika odbicia można korygować systemowe wady systemu pomiarowego, takie jak oscylacje w odpowiedzi detektora lub stopniowe zużywanie się powłoki na kuli w czasie. The integrująca sfera jest utrzymywany w optymalnym stanie do pomiarów optycznych za pomocą konsekwentnej ponownej kalibracji.

Postępy w technologiach powlekania
Postęp, jaki dokonał się w technologii powlekania, doprowadził do poprawy dokładności pomiarów dokonywanych za pomocą kulek całkujących.  LISUN ma najlepszą sferę integrującą na rynku.

Naukowcy nieustannie poszukują nowych materiałów i procesów do powlekania, aby zwiększyć współczynnik odbicia, poszerzyć zakres widma powłoki i zmniejszyć liczbę błędów pomiarowych.

Wiele osób interesuje się powłokami nanostrukturalnymi ze względu na ich zdolność do regulowania interakcji światło-materia i poprawiania współczynnika odbicia. Nanocząsteczki, takie jak dwutlenek tytanu (TiO2) lub tlenek cynku (ZnO), mogą potencjalnie zostać włączone do formuły powłoki w celu zwiększenia rozproszonego współczynnika odbicia powłoki.

Te nanostrukturalne powłoki poprawiają dokładność pomiarów, zmniejszając ilość światła traconego z powodu światła rozproszonego i zwiększając ilość światła rozproszonego.

Naukowcy badają zastosowanie powłok wielowarstwowych jako potencjalnej metody poprawy współczynnika odbicia w szerszym zakresie spektralnym.

Układając w stos materiały o różnych współczynnikach załamania światła, można regulować jakość współczynnika odbicia w pewnym zakresie długości fal. Zakres spektralny sfer integrujących można zwiększyć za pomocą powłok wielowarstwowych, co umożliwia dokładniejsze pomiary w widmach ultrafioletowym (UV), widzialnym (VIS) i podczerwonym (IR).

Rozwój procesów osadzania powłok, takich jak rozpylanie jonowe i chemiczne osadzanie z fazy gazowej, umożliwił dokładne regulowanie grubości powłoki oraz jej składu. Procesy te zapewniają powłoki, które są jednolite i stałe w całej kuli, co pomaga zmniejszyć zakres istniejących rozbieżności współczynnika odbicia.

Charakterystyka i certyfikacja powłok
Aby uzyskać dokładne odczyty z pomiarów optycznych, należy dokładnie zbadać powłoki kulek integrujących. W procesie oceny współczynnika odbicia powłoki często stosuje się dwie techniki charakteryzacji, spektrofotometrię i scatterometrię.

Testy te są często przeprowadzane w zakresie kątów padania iw szerokim spektrum długości fal. Odbywa się to tak, że odpowiedź widmowa powłoki może być dokładnie uchwycona.

Aby zapewnić identyfikowalność i porównywalność pomiarów powłok, organizacje międzynarodowe i organy normalizacyjne ustanawiają wytyczne i protokoły dotyczące charakteryzacji i certyfikacji powłok.

W celu sprawdzenia właściwości współczynnika odbicia integrująca sfera powłok, organizacje te, takie jak Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) oraz Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa (CIE), ustanawiają materiały odniesienia i referencyjne procedury pomiarowe. Ze względu na te zasady kontroli jakości można polegać na danych pomiarowych wytwarzanych przez różne laboratoria i organizacje.

Kontrola jakości i konserwacja
Aby mieć pewność, że odczyty kul integrujących pozostaną wiarygodne w czasie, wymagają one regularnego monitorowania jakości i konserwacji. Na precyzję pomiaru mogą mieć wpływ takie czynniki, jak pogorszenie stanu powłoki, zanieczyszczenie lub zwykły wiek.

W związku z tym należy regularnie sprawdzać wewnętrzną powierzchnię kuli, aby wykryć wszelkie zmiany we współczynniku odbicia. Jeśli na współczynnik odbicia kuli ma wpływ kurz, odciski palców lub inne zanieczyszczenia, należy zastosować odpowiednie metody czyszczenia zgodnie z zaleceniami producenta.

Ponadto konieczne jest sprawdzanie i korygowanie wszelkich rozbieżności pomiarowych poprzez okresową kalibrację przy użyciu identyfikowalnych wzorców współczynnika odbicia. Podczas kalibracji ważne jest, aby wziąć pod uwagę potencjalne źródła błędów, w tym współczynnik odbicia powłoki i odchylenia odpowiedzi detektora.

Przyszły rozwój
Istnieje nadzieja na jeszcze większą poprawę precyzji pomiarów ze względu na ciągły rozwój powłok do sfer całkujących i wzorców współczynnika odbicia.

Naukowcy pracują nad wytwarzaniem powłok o szerszym spektrum użytkowym, lepszej spójności kolorów i mniejszej ilości fluorescencji lub światła rozproszonego. Powłoki wykonane z nanomateriałów, najnowocześniejsze metody produkcji i wyspecjalizowane architektury wielowarstwowe są badane jako potencjalne drogi prowadzące do tych celów.

Pomiary powłok staną się bardziej jednolite i wiarygodne w wyniku rozwoju metod charakteryzowania powłok i wprowadzenia silnych procesów certyfikacji. Umożliwi to śledzenie i porównywanie właściwości powłok w różnych urządzeniach testowych i miernikach.

Wnioski
Poprawa dokładności pomiarów optycznych wymaga zastosowania wzorców współczynnika odbicia widma oraz zastosowania powłok na sferach całkujących. Dokładne i wiarygodne wyniki pomiarów można uzyskać dzięki starannemu doborowi materiałów powłokowych, opracowaniu ulepszonych procesów powlekania oraz dokładnej charakterystyce i certyfikacji powłok.

Długoterminową dokładność całkowania obserwacji opartych na sferach można zapewnić poprzez regularną kontrolę jakości i konserwację, taką jak okresowa kalibracja przy użyciu identyfikowalnych wzorców współczynnika odbicia. Między innymi optyka, spektroskopia i materiałoznawstwo odniosą ogromne korzyści z poprawy precyzji pomiarów, która będzie możliwa dzięki dalszemu rozwojowi integrująca sfera powłoki i normy współczynnika odbicia.

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