Fotometrické testování je stále kritickou potřebou pro výrobce osvětlení, LED modulů, automobilových lamp, displejů a architektonického osvětlení. Možnost definovat světelný tok a dokonce měřit spektrální rozložení výkonu by nebyla možná bez prostoru, ve kterém je světlo rovnoměrné po celé ploše bez ohledu na vzorec vyzařování. integrující sféru byl vytvořen s tímto účelem. Koule neměří pouze světlo ve směru jeho šíření, ale měří světlo ve všech směrech, což umožňuje analýzu celkového toku bez ohledu na tvar paprsku, orientaci čočky nebo geometrii svítidla.
Současné osvětlovací systémy se vyznačují velmi směrovým paprskem, konečným optickým tvarem a vícečipovými strukturami. V případech, kdy je světlo detekováno metodou přímého směrování, se výsledky liší v závislosti na umístění detektoru.

Proč je rovnoměrné rozložení světla nezbytné

Každý zdroj světla má prostorové rozložení. Stejně jako u tradičních lamp je světlo vyzařováno všemi směry, ačkoli i geometrie jejich reflektoru mění světelný výkon. Vyrovnávání těchto proměnlivých vzorců výkonu vede k tomu, že informace již nejsou spolehlivé. To je problém zejména při srovnání různých osvětlovacích technologií.
Rovnoměrnost také umožňuje, aby naměřené hodnoty odrážely celkové vyzařované světlo, a nikoli jeho směrovou sílu. Vědecky vzato, integrační koule tvoří Lambertovo rozdělení, takže záření pokrývající povrch detektoru nezávisí na umístění zdroje, na kterém je umístěn. Bez rovnoměrného bodového grafu by se výstup detektoru lišil a poskytoval by nepřesné hodnoty toku.

Jádrová struktura vnitřku integrující koule

Povrch vnitřku integrační koule je difuzně potažen materiálem, který je velmi reflexní. Povlak není jen jasný; musí paprsky několikrát odrážet, aby nedocházelo k žádnému směrovému chování. Mikrostrukturované částice zabudované do speciálních reflexních povlaků neabsorbují spektrální energii nerovnoměrně. Směrový odraz je způsoben jakoukoli vadou povlaku nebo zakouřenou oblastí a zkresluje výsledky.
Ideální koule znamená, že když odražené záření dopadá statisticky rovnoměrně, všechny směry jsou stejné. Jakmile světlo vstoupí do dutiny, opakuje se, dokud změny intenzity nezmizí. Jakmile světlo dosáhne detektoru, směr původního záření již není důležitý.

Jak integrace matematicky odstraňuje směrovou chybu

Po radiometrickém průměrování následuje integrační koule. Když světlo vstoupí do vnitřní části, část se ztratí absorpcí. To znamená, že při vícenásobném opakování se energie rovnoměrně rozloží. Matematicky je takový opakovaný rozptyl geometrickou útlumovou sekvencí. Detektor měří zeslabené, ale zcela vyhlazené rozložení.
Právě toto průměrování činí optickou integrační kouli užitečnou. Silný procesor dopředného paprsku se slabou boční emisí LED diody lze stále považovat za procesor s plným výkonem. Na rozdíl od úhlového rozložení integrační koule akumuluje celkovou emisi.

Klíčová role umístění přepážky

Zdroj nemusí být schopen osvětlit detektor přímo, ačkoli integrační koule by měla usilovat o uniformitu. Bez tohoto stínění by část světla dosáhla detektoru dříve, než by se rozptýlila a zaznamenala by vyšší než skutečné hodnoty.
Poloha přepážky závisí na rozměrech detektorů, velikosti otvoru portu a geometrii zdroje. Špatná konfigurace přepážky způsobuje vznik lokálních aktivních míst a narušuje uniformitu. Modernizované systémy mají nastavitelné stínící kroužky, které vyhovují různým velikostem vzorků.

LPCE-2(LMS-9000)Vysoce přesný spektroradiometr Integrovaný sférický systém

Umístění portů a konzistence měření

Důležité je umístění zdroje. Příliš velké otvory způsobují vysoké ztráty energie, což snižuje rovnoměrné rozložení.
Vstupní a výstupní otvor detektoru by měly být nasměrovány, ale ne proti sobě, protože pak je realizován směrový přenos. Vnitřní rozptyl je optimální pouze v případě, že jsou otvory prostorově oddělené. LISUN konstruuje kuličky na principu pravidel polárního zarovnání tak, aby detektor přijímal pouze rozptýlené záření.

Průměr koule a rovnoměrnost

Koule by měly být velké, protože díky četným odrazům před expozicí detektoru vytvářejí vyšší stupeň uniformity. V případě malých LED pouzder postačí malé koule. Velikost koule je důležitým faktorem, který ovlivňuje přesnost velkých svítidel, protože reflektorové lampy vytvářejí delší dráhy paprsku.
Při světelném toku 3000–10 000 lumenů, pod 1000 lumenů u osvětlovací sestavy, se na stěnách hromadí vlhkost a při použití menších koulí může dojít ke změně barvy povlaku. Konstrukce s velkým průměrem mají větší odvod tepla, což zajišťuje lepší výkon povlaku.

Vliv odrazivosti povlaku na měření

Distribuce expozice je určena odrazivostí reflexní vrstvy. Zvýšení odrazivosti má za následek zvýšení počtu cyklů rozptylu. Normální povrchové úpravy koulí jsou odrazivé z více než 95 procent ve viditelném spektru. Když se spektrální odezva změní selektivní absorpcí vrstvy, ovlivní se tím korelované vyhodnocení teploty chromatičnosti. To je důvod, proč je stárnutí vrstvy problémem kalibračních parametrů údržby.
Čistá integrita povlaku definuje míru, do jaké bude integrační koule dlouhodobě simulovat chování rovnoměrného pole. V případě usazování vlhkosti, prachu nebo škrábanců se odrazivost snižuje a rovnoměrnost klesá.

Stabilizace odezvy vnitřní difúzí

Po zapnutí zdroje se vnitřní prostor nestabilizuje okamžitě. Tato doba stabilizace je důležitá i při měření LED diod, které pracují v režimu založeném na PWM. Stabilní integrace je nutná, aby se měřil průměrný světelný výkon, a nikoli jednorázová změna.
Popisující koule mají řadu detektorů pro urychlení stabilizace a snížení závislosti na poloze. Kalibrace je však nutná pro korelaci výstupů detektoru, aby byla zachována konzistence agregované odezvy.

Požadavky na kalibraci a sledovatelnost

Světelné zdroje Fotometrická kalibrace vyžaduje světelné zdroje (mohou to být i jiné systémy) s výstupním tokem sledovatelným na certifikované hodnoty v laboratoři. Kalibrace zajišťuje kompenzaci poklesu odrazivosti povlaku, ztrát na portu a vložných ztrát, driftu detektoru a změn rozptylu. Během kalibračního procesu se bere v úvahu několik spektrálních oblastí, protože optická integrační koule se nepoužívá pouze při predikci světelného toku, ale i v korelované predikci teploty chromatičnosti.
Systémy používané dnes využívají automatickou spektrální kalibraci, při které detektor snímá referenční světelné stopy. Navzdory spektrálnímu rozložení napříč různými typy LED diod je testování produktu i po kalibraci stále spolehlivé.

Aplikace, které závisí na chování uniformní koule

Stupeňování toku se provádí pomocí koulí, které používají výrobci pouzder LED diod. Každá jednotka LED diody je změřena systémem a poté seřazena podle výkonu. To je nezbytné, protože světelný výkon, chromatika a spektrální charakteristika LED diod jsou v jednotlivých dávkách shodné.
Výrobci velkých lamp používají koule k testování výsledků montáže ve fázi integrace reflektorů. V koncentrovaných chráničích lze použít difuzor, optickou čočku a prizmatické kryty. Testování koulí zjišťuje, zda optická difúze nesnižuje součet účinných světelných toků.
Světlo v architektonické práci využívá koule k oživení dekorativních prvků kvůli změně úniku světla v důsledku návrhů. Moduly automobilového osvětlení jsou analyzovány na základě koulí, aby se změřil celkový světelný záření, a řízení paprsku je vyhodnocováno nezávisle.
Výrobci zdravotnických prostředků měří osvětlení chirurgických systémů a ručních detektorů. Optická přesnost je způsob, jak zajistit bezpečnou úroveň osvětlení při lékařském použití.

Závěr

moderní integrující sféru V moderní integrační oblasti je světlo rovnoměrně rozloženo vícenásobným rozptylem paprsků přes dobře definovanou vysoce reflexní dutinu, která je sférická. Výsledná data poskytují skutečný celkový tok, nikoli směrovou intenzitu, což umožňuje efektivní analýzu účinnosti, chromatickou studii, předpověď spektrálního stárnutí a rozdělení pouzder a zásobníků. Směrové zkreslení je nežádoucí vlastností optických integračních koulí, a proto je nezbytné pro výrobu LED diod, fotometrické laboratoře, certifikaci regulovaných produktů a také pro sofistikovaná výzkumná zařízení, kde i malé změny měření ovlivňují rozhodovací proces inženýra.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu a Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997