Zvýšení přesnosti měření díky integraci sférických povlaků a standardů odrazivosti

Úvod
In optická měření, mít výsledky, které jsou přesné a důvěryhodné, je velmi nutné. Bylo zjištěno, že integrační koule jsou užitečnými nástroji, protože mají schopnost nabídnout konzistentní osvětlení a také snížit chyby měření způsobené heterogenitou vzorku a povrchovými efekty.

Je možné dále zvýšit přesnost integrující sféru- založená na datech výběrem vhodných povlaků pro vnitřní povrch koule a využitím standardů odrazivosti, které byly potvrzeny. V tomto článku jsou shrnuty jak současné pokroky v těchto oblastech, tak důležitost kombinace sférických povlaků a standardů odrazivosti za účelem získání přesnějších měření.

Integrace Sphere Coatings
Povlaky na integračních koulích jsou velmi potřebné pro získání přesných hodnot. Spektrální rozsah, odrazové vlastnosti a celková kompatibilita nátěrového materiálu pro konkrétní aplikaci jsou primárními faktory při jeho výběru. Povlaky vyrobené ze síranu barnatého (BaSO4) jsou velmi oblíbené, protože mají vysokou odrazivost ve viditelném i blízkém infračerveném spektru.

Díky vynikajícím vlastnostem difúzního odrazu povlaků vyrobených z BaSO4 je možné stejným způsobem osvětlit celou kouli. Dochází však ke snížení odrazivosti v ultrafialové a infračervené oblasti.

Ve snaze nalézt řešení tohoto omezení výzkumníci zkoumají nové nátěrové materiály, jako je Spectralon® a PTFE (polytetrafluorethylen). Ve srovnání s BaSO4 mají povlaky vyrobené ze Spectralon® vyšší odrazivost a jsou schopny absorbovat širší rozsah vlnových délek (od UV po IR).

Protože PTFE povlaky mají nízkou fluorescenci a vysokou difuzní odrazivost, je možné je využít pro měření v ultrafialovém (UV) i viditelném (VIS) spektru. Integrační koule mohou být nyní použity ve větším rozsahu oblastí spektra díky vývoji špičkových potahových materiálů, které také zaručují přesné čtení při různých vlnových délkách.

Standardy spektrální odrazivosti
Pouze prostřednictvím přesné kalibrace a sledovatelnosti budete schopni získat spolehlivé závěry z vašich měření. Standard spektrální odrazivosti se často používá ve spojení s integrující sféru a může být použit ke kalibraci a ověření měřicích systémů.

Kalibraci a ověření lze provést podle standardu. Odrazové vlastnosti těchto dobře známých standardů byly rozsáhle zkoumány v široké škále úzkých rozsahů vlnových délek.

Standardy odrazivosti často sdílejí řadu vlastností, včetně vysoké stability spektra, nízké úrovně nejistoty a definovaných hodnot odrazivosti.

Jako standardy odrazivosti se často používají lisovaný a slinutý BaSO4, Spectralon® a vysoce reflexní kovy jako hliník a zlato. Odrazové vlastnosti těchto materiálů byly podrobeny přísnému testování a výsledky byly potvrzeny pomocí uznávaných národních a mezinárodních norem.

Integrační koule by měla být často kalibrována podle standardů odrazivosti, aby se zachovaly přesné údaje a ověřila se správnost těchto měření.

S použitím standardů odrazivosti je možné upravit systematické nedostatky v měřicím systému, jako jsou oscilace v odezvě detektoru nebo postupné opotřebování povlaku na kouli v průběhu času. The integrující sféru je udržována v optimálním stavu pro optické měření pomocí důsledné rekalibrace.

Pokroky v technologiích povlakování
Pokroky, kterých bylo dosaženo v technologii povlakování, vedly ke zlepšení přesnosti měření, která jsou prováděna pomocí integrujících koulí.  LISUN má nejlepší integrační sféru na trhu.

Vědci neustále hledají nové povlakové materiály a procesy, aby zvýšili odrazové charakteristiky, rozšířili rozsah spektra povlaku a snížili chyby měření.

Mnoho lidí se zajímá o nanostrukturní povlaky kvůli jejich schopnosti regulovat interakce světla a hmoty a zlepšovat odrazivost. Nanočástice, jako je oxid titaničitý (TiO2) nebo oxid zinečnatý (ZnO), mohou být potenciálně zahrnuty do složení povlaku, aby se zvýšila difúzní odrazivost povlaku.

Tyto nanostrukturní povlaky zlepšují přesnost měření tím, že snižují množství světla, které se ztrácí v důsledku rozptýleného světla, a zvyšují množství světla, které je rozptýleno.

Výzkumníci zkoumají použití vícevrstvých povlaků jako potenciální metodu pro zlepšení odrazivosti v širším spektrálním rozsahu.

Naskládáním materiálů s různými indexy lomu je možné regulovat kvalitu odrazivosti v určitém rozsahu vlnových délek. Spektrální rozsah integrujících kuliček lze zvýšit vícevrstvými povlaky, které umožňují přesnější měření v ultrafialovém (UV), viditelném (VIS) a infračerveném (IR) spektru.

Vývoj v procesech nanášení povlaků, jako je naprašování iontovým paprskem a chemické nanášení z plynné fáze, umožnil přesně regulovat tloušťku povlaku i jeho složení. Tyto procesy poskytují povlaky, které jsou jednotné a konstantní v celé kouli, což pomáhá snížit rozsah existujících odchylek odrazivosti.

Charakterizace a certifikace povlaků
Aby bylo možné získat přesné údaje z optických měření, je třeba pečlivě prostudovat povlaky integrujících koulí. V procesu hodnocení odrazivosti povlaku se často používají dvě techniky charakterizace, spektrofotometrie a rozptylová měření.

Tyto testy se často provádějí při různých úhlech dopadu a v širokém spektru vlnových délek. To se provádí tak, aby mohla být přesně zachycena spektrální odezva povlaku.

Aby byla zajištěna sledovatelnost a srovnatelnost měření nátěrů, mezinárodní organizace a normalizační orgány stanoví směrnice a protokoly pro charakterizaci a certifikaci nátěrů.

Aby bylo možné ověřit vlastnosti odrazivosti integrující sféru nátěry, tyto organizace, jako je National Institute of Standards and Technology (NIST) a International Commission on Illumination (CIE), zavádějí referenční materiály a referenční postupy měření. Díky těmto pravidlům pro kontrolu kvality se lze spolehnout na naměřená data vytvořená různými laboratořemi a organizacemi.

Kontrola kvality a údržba
Aby bylo zajištěno, že odečty integračních koulí zůstanou v průběhu času spolehlivé, potřebují pravidelné sledování kvality a údržbu. Přesnost měření může být ovlivněna faktory, jako je poškození povlaku, kontaminace nebo prosté stáří.

V důsledku toho musí být vnitřní povrch koule pravidelně kontrolován, aby se zjistily jakékoli změny v kvalitách odrazivosti. Pokud je odrazivost koule ovlivněna prachem, otisky prstů nebo jinými nečistotami, měly by být použity správné metody čištění v souladu s pokyny výrobce.

Kromě toho je nezbytné kontrolovat a opravovat jakékoli nesrovnalosti měření periodickou kalibrací pomocí návazných standardů odrazivosti. Při kalibraci je důležité vzít v úvahu potenciální zdroje chyb včetně odrazivosti povlaku a odchylek odezvy detektoru.

Budoucí vývoj
Existuje naděje na ještě větší zlepšení v přesnosti měření díky pokračujícímu vývoji povlaků pro integraci koulí a standardů odrazivosti.

Vědci pracují na výrobě povlaků s širším použitelným spektrem, lepší barevnou konzistencí a menší fluorescencí nebo rozptýleným světlem. Povlaky vyrobené z nanomateriálů, špičkové výrobní metody a specializované vícevrstvé architektury jsou zkoumány jako potenciální cesty k těmto cílům.

Měření povlaků se stanou jednotnějšími a důvěryhodnějšími v důsledku vývoje metod charakterizace povlaků a zavedení přísných certifikačních procesů. To umožní sledovat a porovnávat kvality povlaků napříč různými testovacími zařízeními a měřidly.

Proč investovat do čističky vzduchu?
Zlepšení přesnosti optických měření vyžaduje použití standardů odrazivosti spektra a použití povlaků na integrujících koulích. Přesných a důvěryhodných výsledků měření lze dosáhnout pečlivým výběrem nátěrových materiálů, vývojem vylepšených nátěrových procesů a přesnou charakterizací a certifikací nátěrů.

Dlouhodobá přesnost integrace pozorování na bázi koulí může být zajištěna pravidelnou kontrolou kvality a údržbou, jako je periodická kalibrace pomocí sledovatelných standardů odrazivosti. Optická, spektroskopická a materiálová věda, mimo jiné, mohou těžit ze zlepšení přesnosti měření, které umožní další vývoj integrující sféru nátěry a normy odrazivosti.

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:LPCE-2