Integrace sféry do optických měření: Struktura, aplikace a údržba

Úvod:

An integrující sféru, také známý jako fotometrická koule nebo svítící koule, je duté kulové zařízení používané pro optická měření. Jeho konstrukce zahrnuje jeden nebo více portů na povrchu koule pro vstup světla a umístění zařízení pro příjem světla.

Struktura a vlastnosti integrujících sfér:

Požadavky na kulový plášť a odchylku:

• Integrační koule se skládá z kompletního kulového obalu, jehož vnitřní povrch si zachovává dobrý kulový tvar.
• Požadavky na odchylky ideálního kulového povrchu obecně nepřesahují 0.2 % vnitřního průměru.

Materiál vnitřní povrchové úpravy:

• Vnitřní povrch integrační koule je potažen ideálním difúzním reflexním materiálem pro zajištění vícenásobných odrazů světla na vnitřním povrchu, což má za následek rovnoměrné osvětlení.
• Mezi běžné difúzně reflexní materiály patří oxid hořečnatý (MgO) a síran barnatý (BaSO₄), které se po smíchání s pryskyřičným pojivem nastříkají na vnitřní povrch.
• Spektrální odrazivost povlaků oxidu hořečnatého obvykle přesahuje 99 % v rozsahu viditelného spektra.

Poměr clony:

• Pro zlepšení přesnosti měření by měl být poměr apertur integrační koule co nejmenší.
• Aperturní poměr je definován jako poměr plochy portů na integrační kouli k celkové ploše vnitřního povrchu koule.

Aplikace integračních sfér:

Integrační koule nacházejí široké uplatnění v oblasti optických měření, včetně:

• Měření světelných zdrojů: Integrační koule mohou přesně měřit celkový světelný tok světelných zdrojů uniformizací jejich intenzity světla.
• Měření optických vlastností materiálů: Integrační koule lze použít k měření odrazivosti a propustnosti materiálů.
• Fotometrická měření: Pomocí integračních koulí lze měřit rozložení osvětlení světelných zdrojů, které poskytují rovnoměrné osvětlovací prostředí.

Kroky pro měření pomocí integrovaného systému sférické spektrální analýzy:

Kroky měření:

Standardní rozměry lampy:
• Umístěte standardní lampu do integrační koule a rozsviťte ji.
• Přečtěte si spektrální data standardní lampy jako referenci.

Vzorové měření:
• Vyměňte standardní lampu za testovaný vzorek a rozsviťte ji.
• Odečtěte spektrální data vzorkové lampy.

Korekce samoabsorpce:
Proveďte korekci autoabsorpce na naměřených datech, abyste eliminovali absorpční efekty vyzařovaného světla vzorku.

Samoabsorpční efekt a jeho dopad:

Během měření, zejména u LED světelných produktů, může tělo lampy nebo chladič silně absorbovat světlo kvůli jejich neoddělitelnosti od světelného zdroje. Tento jev, známý jako samoabsorpční efekt, se týká absorpčního efektu emitovaného světla samotným vzorkem.

Samoabsorpční efekt ovlivňuje hlavně:

• Chyby měření: Pokud se velikost a tvar vzorku výrazně liší od standardní lampy, může se změnit konstanta odezvy systému integračních koulí, což vede k chybám měření.
• Rozdíly ve spektrální odrazivosti: Spektrální odrazivost povlaku integrující koule je nerovnoměrná na různých vlnových délkách, což má za následek rozdíly v efektu samoabsorpce při různých vlnových délkách.
• Metody pro eliminaci efektu samoabsorpce:

Pro eliminaci samoabsorpčního efektu lze použít pomocné lampy. Pomocné světlomety by měly mít následující vlastnosti:

• Širokopásmové spektrální vyzařování: Vyberte žárovky schopné vyzařovat širokopásmová spektra, jako jsou halogenové žárovky s všesměrovým rozložením intenzity světla.
• Rovnoměrné osvětlení: Zajistěte, aby přídavné lampy mohly vytvořit rovnoměrné osvětlení uvnitř integrační koule, aby účinně opravovaly chyby způsobené samoabsorpčním efektem.

Závěr:

Dodržením výše uvedených kroků a metod lze efektivně zlepšit přesnost měření integrujících systémů sférické spektrální analýzy, snížit dopad samoabsorpčního efektu na výsledky měření a zajistit přesné získávání spektrálních dat.

Údržba integrujících sfér:

Správným používáním a pravidelnou údržbou integračních koulí lze výrazně prodloužit jejich životnost. Údržba integračních koulí zahrnuje především tři aspekty: údržbu povlaku, údržbu okruhu a údržbu příslušenství.

Údržba nátěru:

• Způsob čištění: V důsledku nerovnoměrnosti chemického povlaku uvnitř integrační koule může jemný prach a nečistoty snadno ulpívat. Při čištění jemně otírejte měkkým kartáčkem v jednom směru.

Provozní opatření:

• Před testováním držte žárovku opatrně, abyste zabránili pádu nebo dotyku s povrchem integrační koule, aby nedošlo k poškození.
• Po testování okamžitě vypněte napájení testované lampy, vyjměte přípravek a okamžitě zavřete integrační kouli, abyste zabránili vniknutí prachu a nečistot.

Údržba okruhu:

• Výběr uzemnění a napájení: Ujistěte se, že je systém integrační koule řádně uzemněn, a zvolte vhodný zdroj napájení, aby byl zajištěn bezpečný a stabilní provoz zařízení.
• Pravidelná kontrola: Pravidelně kontrolujte, zda nejsou poškozeny vodiče mimo integrační kouli a svorkovnici. Pokud zjistíte opotřebované nebo poškozené vodiče, okamžitě je vyměňte a opravte.

Údržba příslušenství:

• Kontakty hlavy lampy: Ujistěte se, že kontakty hlavy lampy fungují normálně bez poškození nebo promáčknutí, aby bylo zajištěno stabilní napájení žárovky.
• Kontrola kabeláže: Ujistěte se, že kabeláž objímky žárovky je správně připojena, aby nedošlo k uvolnění nebo nesprávnému připojení, které může ovlivnit výsledky testu.

Shrnutí:

Realizací výše uvedených opatření je zajištěna dlouhodobá stabilita a přesnost měření integrující sféry lze zajistit, poskytující spolehlivou datovou podporu pro různá optická měření. Zde jsou některé konkrétní návrhy na údržbu:

• Pravidelné čištění: Před a po každém testu vyčistěte vnitřní stěnu integrační koule, abyste zabránili hromadění prachu a nečistot.
• Pravidelné kontroly obvodu: Kontrolujte systém obvodů měsíčně nebo čtvrtletně, abyste se ujistili, že kabeláž a zdroje napájení jsou v pořádku.
• Údržba svítidla: Zkontrolujte kabeláž a kontakty držáku žárovky při každé instalaci nebo demontáži žárovky, abyste zajistili správnou funkci.
• Těmito opatřeními lze efektivně prodloužit životnost integračních koulí a zachovat jejich přesnost a spolehlivost v optických měřeních.

Tagy:LPCE-2