Vysvětlete integrační kouli a její geometrie

An integrující sféru je koule s reflexním povlakem na vnitřku, jak naznačuje název. Je navržen tak, aby měl uvnitř zdroj světla, v kterémžto bodě může vypočítat celkový tok světla. Proto 2pi a 4pi integrační koule jsou jedním z jeho typů.
Shromažďuje všechny paprsky, které opouštějí předmět a jsou odráženy povlakem na vnitřku koule. Jak již název napovídá, integrační koule slouží k integraci měřeného světelného výkonu ze zdroje.
An integrující sféru je zařízení, které detekuje tok nebo zeslabuje optické záření ze zdroje typicky umístěného mimo optický přístroj. Když je záření vstřikováno do integrující koule, sráží se s odraznými stěnami a je rozptýleno v mnoha směrech.
Kvůli všem refrakcím se záření šíří celkem rovnoměrně kolem hranic koule. Detektor může snadno měřit výslednou integrovanou úroveň záření, protože je úměrná počáteční úrovni záření.

Jak funguje integrační sféra
Světelný zdroj (vzorek) může být umístěn před otvorem koule (2) pro měření ozáření nebo uvnitř integrační koule (4) pro úplné zachycení zářivého toku pro získání odečtené hodnoty. Světelné paprsky se při použití kteréhokoli z těchto nastavení měření budou mnohokrát odrážet od povlaku, čímž se vytvoří jednotné osvětlení v celé integrující kouli.
Přepážky, jako je tato, jsou klíčové, protože detektor nebo oblast na vnitřku integrující koule, odkud získává přímý odraz, by neměly být přímo zasaženy světlem vstupujícím do koule.
Většina integrující sféru konstrukce mají přepážky pro usnadnění této funkce. Přepážky mohou způsobit chyby, protože brání integrující kouli mít přesně vytvořenou kulovou dutinu. Proto má smysl používat v integrující sféře co nejméně přepážek a portů.

Reflexní vrstvy
Při rozhodování o reflexním povlaku integrující koule zvažte odrazivost a odolnost. Na všechny části, včetně přepážek, by měly být aplikovány vysoce reflexní, difúzní povlaky, aby bylo zaručeno, že veškeré přicházející světlo bude rozptýleno zpět do prostoru. Pokud bude koule vystavena velkému množství světla a používána na místě, kde může zachytit prach nebo nečistoty, je nejlepší použít odolnější, omyvatelnou krytinu. Je důležité vyhnout se nečistotám a prachu, protože snižují odrazivost a absorbují světlo.

Integrace Sphere Design
Při navrhování je třeba vzít v úvahu několik univerzálních faktorů integrující sféru pro jakýkoli účel. V závislosti na dostupných portech a dalším příslušenství si budete muset vybrat kouli se správným průměrem. Při rozhodování o povlaku pro sférický, spektrální rozsah a výkonnostní cíle je třeba vzít v úvahu.
Pro výpočet účinnosti vazby mezi integrační koulí a detekčním systémem jsou poskytnuty radiometrické rovnice a zkoumá se použití přepážek o příchozím záření a zorné pole detektoru.
Vnitřní povrch a vnitřní stěna integrační koule jsou kulovité a skládají se z látky rozptylující světlo, jako je síran barnatý, s vysokou odrazivostí. Efektivní využití integrační koule spočívá v rovnoměrném rozptýlení paprsku světla (měřícího světla), který vstupuje do koule.

2pi a 4pi integrační koule
Přístupy 2pi a 4pi se často používají k testování různých světelných zdrojů, svítidel a komponentů, jako jsou moduly LED a pole.
Směrová světla s dopředu nasměrovaným světelným výstupem jsou primárním cílem testovací geometrie 2pi. Testovací žárovka je umístěna v bočním otvoru koule tak, že její světelný paprsek prochází koulí a nejprve se dotkne prázdné oblasti koule. Protože počáteční odraz osvětluje celý povrch koule důsledněji, paprsek lampy může promítat na souvislou část povrchu, která je bez překážek nebo švů.
Všesměrová světla vyzařují světlo v jakémkoli směru a často jsou vystavena testovací geometrii 4pi. Test Žárovka je umístěna ve středu koule tak, aby její světlo bylo rovnoměrně rozptýleno po celé kouli, což umožňuje spolehlivější výsledky.
Tyto dvě formy testování navrhla tak, aby zohledňovala rozdíly mezi všesměrovým a směrovým zbožím a přitom stále poskytovala spolehlivé výsledky. Vzhledem k jejich jedinečným vlastnostem intenzity paprsku však mohou různé typy lamp vést k různým fotometrickým výsledkům uvnitř integrující koule.
Kalibrační standardy jsou propojeny s jednotlivými testovacími postupy, aby byla zajištěna maximální přesnost výsledků. Naměřený výkon směrové žárovky v geometriích 2pi by měl být ekvivalentní naměřenému výkonu všesměrové žárovky v geometriích 4pi.

Aplikace integrující sféry
Zářivý tok se shromažďuje a integruje prostorově pomocí integrujících koulí. Může detekovat tok před nebo po interakci se vzorkem materiálu. Při použití jako součást radiometru nebo fotometru, integrující sféru umožňuje přímé měření hustoty toku generovaného hemisférickým osvětlením a bodovými zdroji, jako jsou lampy a lasery.
Měření celkové odrazivosti a propustnosti z difúzních nebo rozptylových materiálů jsou možná nejběžnějším využitím integračních koulí. Jedna metoda využívá aperturu portu integrující koule jako rovnoměrně osvětlený širokoplošný zdroj. Jsou také užitečné jako konzistentní zadní iluminátory nebo pro kalibraci elektronických zobrazovacích zařízení a systémů.

Radiometry a fotometry
Přímé měření celkového geometrického toku ze světelného zdroje nebo hustoty toku osvětlené oblasti lze provést pomocí integrační koule a fotodetektoru s vhodnou spektrální citlivostí. Optimální integrující sféru design je založen na geometrickém rozložení měřeného světla.
Která technika fotodetekce je nejlepší závisí na spektrálních charakteristikách zdroje světla. Typicky je watt jednotkou SI radiačního toku. Většina radiometrů využívá fotodetektory s kvantovou odezvou.
Protože se jejich citlivost mění ve viditelném spektru, je obvykle praktičtější vyladit odezvu pro jednu spektrální oblast pomocí optických filtrů, s výjimkou situací, kdy je vstupní tok monochromatický.
Pokud jde o vlnové délky světla, tepelné detektory jsou bez předsudků. V důsledku této kvality jsou také zranitelné vůči účinkům zemského tepelného záření na pozadí. Často potřebují prostředí s řízenou teplotou a upravují své vstupní záření tak, aby umožňovalo synchronní detekci.
Úprava relativní spektrální citlivosti fotodetektoru je spektrální závislost integračního kulového multiplikátoru. Chcete-li zkonstruovat nebo zkalibrovat svůj měřicí systém pro určitou citlivost, budete muset přemýšlet o kouli a detektoru společně.
Fotometry jsou podskupinou radiometrů, které používají kvantový detektor s filtry navrženými tak, aby napodobovaly odezvu spektra typického lidského pozorovatele. Pojem „funkce světelné účinnosti“ popisuje specifičnost této odezvy.
Lumen je standardní míra fotometrického toku. Funkce odezvy detektoru kombinuje spektrální zářivý tok s předem stanoveným váhovým schématem pro vytvoření měřítka lumenů.
Fotometrické pole je jedinou fyzikální měřicí technologií, která se spoléhá pouze na lidské vidění.
Když je integrační koule nastavena jako fotometr, může snímat hodnoty ve viditelné, infračervené a ultrafialové části elektromagnetického spektra. Protože eliminuje vlivy nepřímého osvětlení a geometrického rozptylu, je perfektní pro porovnávání svítivosti přímých zdrojů osvětlení.
Může určit počáteční intenzitu paprsku, protože útlum kolimovaných, silných zdrojů, jako jsou lasery, je přímou funkcí kulového tvaru.

Odrazivost a propustnost materiálů
Měření odrazivosti a propustnosti difúzních nebo rozptylujících materiálů jsou nejběžnější použití pro integraci koulí. Je běžnou praxí odečítat údaje spektrálně, tj. jako funkci vlnové délky. Ke kvantifikaci světelné odrazivosti a propustnosti však lze použít detektory fotopické odezvy.
Difuzní propustnost je UV metrika používaná k hodnocení UV ochrany poskytované farmaceutickými nádobami, ochrannými slunečními oděvy a automobilovými nátěry. Barvy, textilie a grafické umění jsou jen některé podniky, které kvantifikují a regulují použití barev ve viditelném spektru. Emisivita termoregulačních povlaků a fólií používaných v konstrukci kosmických lodí se vypočítává pomocí celkové polokulové odrazivosti v infračerveném pásmu.
Měření odrazivosti vyžaduje umístění vzorku na zpětném výstupu ke vstupnímu portu. Vzorek odráží část dopadajícího toku. The integrující sféru měří kombinovanou difuzní a zrcadlovou hemisférickou odrazivost.

Jednotné zdroje
Projekt integrující sféru se již používá jako kolektor pro měření zářivého toku, ať už absolutního množství toku produkovaného zdrojem světla nebo relativního množství toku přenášeného nebo odraženého materiály.
Otevřený port integrační koule osvětlené zevnitř může poskytovat rozptýlené osvětlení v široké oblasti.
Světla jsou umístěna v integrující kouli, po celé délce pozorovacího okna. Světla jsou často stíněna od zádi. Světelný výkon zeměkoule je úměrný příkonu žárovky. Použití řady světel umožňuje výkonnější světelný zdroj a postupné stmívání intenzity.
Většina integrovaných sférických světelných zdrojů využívá wolframové halogenové žárovky. Při použití správně řízeného zdroje energie je světlo z těchto lamp rovnoměrné v celém spektru bez viditelných emisních čar nebo kolísání frekvence. Když je rovnice záření koule použita ve spojení s rovnicemi černého tělesa pro spektrální zářivý tok, může odhadnout spektrální záření zdroje.

Další využití integrační sféry
1. Optická, fotometrická a radiometrická měření jsou všechna možná pomocí an integrující sféru. Integrační koule snadněji zachycuje světlo díky svému kulovému tvaru, který umožňuje vnitřní integraci světelného zdroje. Pro každý rozsah vlnových délek má integrující koule jedinečný povlak na vnitřku svého povrchu.
Pokud bychom se pokusili poskytnout souhrn mnoha využití integrující sféry, mohli bychom tak učinit následovně:
2. Zkoumání toho, kolik světla předmět odráží nebo propouští. Montáž předmětu na vstupní port integrační koule umožňuje umístění zdroje světla za objekt, přičemž odražené světlo od povlaku objektu je shromažďováno detektorem. Pokud je prvek blokující světlo odstraněn, výstupní tok světelného zdroje může být měřen přímo, což umožňuje vypočítat propustnost. Další možností je změřit odrazivost objektu jeho upevněním v pravém úhlu ke vstupnímu otvoru.
3. Optimální velikost integrační koule závisí na velikosti světelného zdroje; větší koule však často poskytují lepší jednotnost kvůli jejich většímu povrchu.
4. An integrující sféru je užitečným doplňkem ke spektrometru, protože dokáže měřit dominantní vlnovou délku spektra, chromatičnost a rozložení spektrálního výkonu.
5. Laserové diody a jiné divergentní zdroje mohou být integrovány pomocí integrační koule. Můžete jej postavit tak, aby umožňoval širokou škálu úhlů dopadu napříč obrovskou oblastí, ale tím by se degradoval signál detektoru.
6. Tyto přístroje, které fungují podobně jako kosinusový korektor, poskytují vynikající metodu pro měření ozáření. Dobře zkonstruovaná výstupní clona integrující koule může poskytnout téměř dokonalý difúzní a lambertovský světelný zdroj nezávislý na úhlu pohledu.
7. Světlo bude za těchto podmínek přicházet mimo integrační kouli (2-pi měření).
8. Sklo používané ve sklenících a jiných zemědělských aplikacích je dobrým příkladem materiálu, pro který je integrační koule dobře využita při získávání přesných a komplexních informací o spektru prostřednictvím měření odrazu a prostupu.

Proč investovat do čističky vzduchu?
Nákladově efektivní a flexibilní, LISUNUniverzální integrační koule lze nastavit v různých konfiguracích, aby vyhovovaly široké škále potřeb. Mnoho různých funkcí integrace koulí, jako je dosažení rovnoměrného osvětlení, měření světla a určování odrazivosti, lze provést pomocí jediné koule a jejího rozsáhlého příslušenství.
LISUNJe koule jsou praktickou možností pro spojení sférického měření světla a charakterizace světla pro zákazníky, kteří nepožadují přesnou homogenitu nebo přesné měření.
Pokud nelze vzorek přesně změřit pomocí metody přímého příjmu světla běžného detektoru, může pomoci integrační koule. Poloprůhledné nebo neprůhledné roztoky a čočky mění dráhu světla a jsou ideálními kandidáty pro měření pomocí integrační koule.

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

Tagy:IS-*M