Объясните интегрирующую сферу и ее геометрию

An интегрирующая сфера это сфера, имеющая отражающее покрытие внутри, как следует из названия. Он спроектирован таким образом, что внутри него находится источник света, после чего он может рассчитать общий выходной поток света. Следовательно 2pi и 4pi интегрирующие сферы являются одним из его видов.
Он собирает все лучи, выходящие из предмета и отражаются покрытием внутри сферы. Как следует из названия, интегрирующая сфера используется для интегрирования измеренного светового потока от источника.
An интегрирующая сфера это устройство, которое обнаруживает поток или ослабляет оптическое излучение от источника, обычно расположенного вне оптического прибора. При инжекции излучения в интегрирующую сферу оно сталкивается с отражающими стенками и рассеивается во многих направлениях.
Из-за всех преломлений излучение довольно равномерно распределяется по границам сферы. Детектор может легко измерить результирующий интегрированный уровень излучения, поскольку он пропорционален начальному уровню излучения.

Как работает интегрирующая сфера
Источник света (образец) может быть расположен перед отверстием сферы (2) для измерения освещенности или внутри интегрирующей сферы (4) для полного улавливания лучистого потока для получения показаний. Лучи света будут многократно отражаться от покрытия при использовании любой из этих настроек измерения, создавая равномерное освещение по всей интегрирующей сфере.
Подобные перегородки имеют решающее значение, потому что детектор или область внутри интегрирующей сферы, откуда он получает прямое отражение, не должны подвергаться прямому воздействию света, попадающего в сферу.
Большинство интегрирующая сфера конструкции имеют перегородки для облегчения этой функции. Перегородки могут создавать ошибки, потому что они мешают интегрирующей сфере иметь точно сформированную сферическую полость. Вот почему имеет смысл использовать как можно меньше экранов и портов в интегрирующей сфере.

Светоотражающие покрытия
Учитывайте отражающую способность и долговечность при выборе отражающего покрытия для интегрирующей сферы. На все детали, включая перегородки, следует нанести светоотражающие покрытия, чтобы гарантировать, что весь входящий свет рассеивается обратно в космос. Если мяч будет подвергаться воздействию большого количества света и использоваться в месте, где он может собирать пыль или грязь, лучше использовать более прочное, моющееся покрытие. Важно избегать грязи и пыли, поскольку они снижают отражательную способность и поглощают свет.

Интеграция сферического дизайна
При проектировании необходимо учитывать несколько универсальных факторов. интегрирующая сфера для любых целей. В зависимости от доступных портов и других аксессуаров вам нужно будет выбрать сферу подходящего диаметра. При выборе покрытия для сферического объекта необходимо учитывать спектральный диапазон и рабочие характеристики.
Приведены радиометрические уравнения для расчета эффективности связи между интегрирующей сферой и системой обнаружения, а также рассмотрено использование экранов входящего излучения и поля зрения детектора.
Внутренняя поверхность и внутренняя стенка интегрирующей сферы имеют сферическую форму и состоят из светорассеивающего вещества, такого как сульфат бария, с высоким коэффициентом отражения. Эффективное использование интегрирующей сферы заключается в равномерном рассеивании луча света (измерительного света), попадающего в сферу.

2pi и 4pi интегрирующая сфера
Подходы 2pi и 4pi часто используются для тестирования различных источников света, приспособлений и компонентов, таких как светодиодные модули и массивы.
Направленные источники света с направленным вперед световым потоком являются основной целью тестовой геометрии 2pi. Контрольная лампа помещается в боковой порт сферы таким образом, чтобы ее световой луч проходил через сферу и сначала касался пустой области сферы. Поскольку начальное отражение более равномерно освещает всю поверхность сферы, луч лампы может проецироваться на непрерывную часть поверхности, свободную от препятствий или швов.
Всенаправленные источники света излучают свет в любом направлении и часто подвергаются тестированию геометрии 4pi. Тест Лампа расположена в центре сферы таким образом, чтобы ее свет равномерно рассеивался по всей сфере, что позволяет получить более надежные результаты.
Компания разработала эти две формы тестирования, чтобы учесть различия между всенаправленными и направленными товарами, при этом получая надежные результаты. Однако из-за их уникальных характеристик интенсивности луча различные типы ламп могут давать разные фотометрические результаты внутри интегрирующей сферы.
Калибровочные стандарты связаны с отдельными процедурами тестирования для обеспечения максимальной точности результатов. Измеренная мощность направленной лампы в геометрии 2pi должна быть эквивалентна измеренной мощности всенаправленной лампы в геометрии 4pi.

Приложения интегрирующей сферы
Лучистый поток собирается и пространственно интегрируется с помощью интегрирующих сфер. Он может обнаруживать поток до или после взаимодействия с образцом материала. При использовании в составе радиометра или фотометра интегрирующая сфера позволяет напрямую измерять плотность потока, создаваемого полусферическим освещением и точечными источниками, такими как лампы и лазеры.
Измерения полного коэффициента отражения и пропускания от диффузных или рассеивающих материалов, возможно, являются наиболее распространенным использованием интегрирующих сфер. В одном методе апертура порта интегрирующей сферы используется в качестве равномерно освещенного источника большой площади. Они также полезны в качестве последовательных задних источников света или для калибровки оборудования и систем электронного формирования изображений.

Радиометры и фотометры
Непосредственное измерение полного геометрического потока от источника света или плотности потока освещаемой области может быть выполнено с помощью интегрирующей сферы и фотоприемника с подходящей спектральной чувствительностью. Оптимальный интегрирующая сфера дизайн основан на геометрическом распределении измеряемого света.
Какой метод фотодетектирования лучше всего зависит от спектральных характеристик источника света. Обычно ватт является радиометрической единицей лучистого потока в системе СИ. В большинстве радиометров используются фотодетекторы с квантовым откликом.
Поскольку их чувствительность варьируется в видимом спектре, обычно более практично настраивать отклик для одной области спектра с помощью оптических фильтров, за исключением ситуаций, когда входной поток является монохроматическим.
Когда дело доходит до длин волн света, тепловые детекторы беспристрастны. В силу этого качества они также уязвимы к воздействию фонового теплового излучения земли. Им часто требуется среда с регулируемой температурой, и они регулируют входное излучение, чтобы обеспечить синхронное обнаружение.
Изменение относительной спектральной чувствительности фотодетектора является спектральной зависимостью множителя интегрирующей сферы. Чтобы сконструировать или откалибровать вашу измерительную систему для определенной чувствительности, вам нужно подумать о сфере и детекторе вместе.
Фотометры представляют собой подмножество радиометров, в которых используется квантовый детектор с фильтрами, предназначенными для имитации типичной спектральной характеристики человека-наблюдателя. Термин «функция светоотдачи» описывает специфику этой реакции.
Люмен является стандартной мерой фотометрического потока. Функция отклика детектора объединяет спектральный лучистый поток с заданной схемой взвешивания для создания шкалы светового потока.
Поле фотометрии — единственная технология физических измерений, основанная только на человеческом зрении.
При настройке в качестве фотометра интегрирующая сфера может снимать показания во всей видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой частях электромагнитного спектра. Поскольку он устраняет эффекты непрямого освещения и геометрической дисперсии, он идеально подходит для сравнения силы света источников прямого освещения.
Он может определять начальную интенсивность луча, поскольку ослабление коллимированных мощных источников, таких как лазеры, является прямой функцией сферической формы.

Отражение и коэффициент пропускания материалов
Измерения коэффициента отражения и пропускания диффузных или рассеивающих материалов являются наиболее распространенным применением для интегрирования сфер. Общепринятой практикой является измерение показаний спектрально, т. е. в зависимости от длины волны. Однако детекторы фотопического отклика могут использоваться для количественной оценки коэффициента отражения и пропускания света.
Диффузное пропускание — это УФ-метрика, используемая для оценки УФ-защиты, обеспечиваемой фармацевтическими контейнерами, солнцезащитной одеждой и автомобильными покрытиями. Краски, текстиль и полиграфия — это лишь несколько направлений деятельности, которые определяют количество и регулируют использование цветов в видимом спектре. Излучательная способность терморегулирующих покрытий и фольги, используемых в конструкции космических аппаратов, рассчитывается с использованием полного коэффициента отражения полусферы в инфракрасном диапазоне.
Измерения коэффициента отражения требуют размещения образца на выходе, противоположном входному отверстию. Образец отражает часть падающего потока. интегрирующая сфера измеряет комбинированное диффузное и зеркальное полусферическое отражение.

Единые источники
Ассоциация интегрирующая сфера уже использовался в качестве коллектора для измерения лучистого потока, будь то абсолютное количество потока, создаваемого источником света, или относительное количество потока, прошедшего или отраженного материалами.
Открытый порт интегрирующей сферы, освещенный изнутри, может обеспечить рассеянное освещение на большой площади.
Огни устанавливаются внутри интегрирующей сферы по всему периметру смотрового окна. Огни часто экранированы с кормы. Световой поток шара пропорционален мощности лампочки. Использование серии источников света позволяет получить более мощный источник света и постепенно уменьшать яркость.
В большинстве интегрирующих сферических источников света используются вольфрамовые галогенные лампы. При использовании правильно контролируемого источника питания свет от этих ламп равномерен по всему спектру без видимых линий излучения или колебаний частоты. Когда уравнение излучения сферы используется в сочетании с уравнениями черного тела для спектрального лучистого потока, оно может оценивать спектральное излучение источника.

Другое использование интегрирующей сферы
1. Оптические, фотометрические и радиометрические измерения возможны с использованием интегрирующая сфера. Интегрирующая сфера легче улавливает свет из-за своей сферической формы, что позволяет интегрировать внутренний источник света. Для каждого диапазона длин волн интегрирующая сфера имеет уникальное покрытие на внутренней поверхности своей поверхности.
Если бы кто-то попытался дать краткий обзор многих применений интегрирующей сферы, это можно было бы сделать следующим образом:
2. Изучение того, сколько света отражает или пропускает предмет. Установка предмета на входном отверстии интегрирующей сферы позволяет расположить источник света за объектом, при этом отраженный свет от покрытия объекта будет собираться детектором. Если предмет, блокирующий свет, удален, выходной поток источника света может быть измерен напрямую, что позволяет рассчитать коэффициент пропускания. Другой вариант — измерить отражательную способность объекта, установив его под прямым углом к ​​входному отверстию.
3. Оптимальный размер интегрирующей сферы зависит от размера источника света; однако более крупные сферы часто обеспечивают лучшую однородность из-за их большей поверхности.
4. интегрирующая сфера является полезным аксессуаром для спектрометра, поскольку он может измерять доминирующую длину волны в спектре, цветность и спектральное распределение мощности.
5. Лазерные диоды и другие расходящиеся источники можно интегрировать с помощью интегрирующей сферы. Вы можете построить его таким образом, чтобы он допускал широкий спектр углов падения на обширной территории, но это ухудшит сигнал детектора.
6. Эти приборы, работающие аналогично косинусному корректору, представляют собой превосходный метод измерения энергетической освещенности. Хорошо сконструированная выходная апертура интегрирующей сферы может обеспечить почти идеальный рассеянный и ламбертовский источник света, не зависящий от угла обзора.
7. В этих условиях свет будет исходить из-за пределов интегрирующей сферы (измерение 2-пи).
8. Стекло, используемое в теплицах и других сельскохозяйственных целях, является хорошим примером материала, для которого интегрирующая сфера хорошо используется для получения точной и всеобъемлющей информации о спектре посредством измерений отражения и пропускания.

Заключение
Экономичный и гибкий, LISUNИнтегрирующие сферы общего назначения могут быть установлены в различных конфигурациях для удовлетворения широкого спектра потребностей. Многие различные функции интегрирующей сферы, такие как достижение равномерного освещения, измерение света и определение коэффициента отражения, могут выполняться с помощью одной сферы и широкого набора аксессуаров.
LISUNАвтора Сферы — это практичный вариант сочетания измерения сферического света и характеристики света для клиентов, которым не требуется точная однородность или точные измерения.
Если образец не может быть точно измерен с использованием метода прямого приема света обычным детектором, может помочь интегрирующая сфера. Полупрозрачные или непрозрачные растворы и линзы изменяют световой путь и идеально подходят для измерения с помощью интегрирующей сферы.

Lisun Компания Instruments Limited была найдена LISUN GROUP в 2003 году. LISUN система качества была строго сертифицирована ISO9001: 2015. Как член CIE, LISUN продукты разработаны на основе CIE, IEC и других международных или национальных стандартов. Все продукты прошли сертификат CE и прошли проверку подлинности в сторонней лаборатории.

Наша основная продукция гониофотометра, Интегрирующая сфера, Spectroradiometer, Генератор всплесков, Пистолеты-симуляторы ESD, Приемник EMI, Испытательное оборудование EMC, Тестер электробезопасности, Экологическая палата, Температура камеры, Климатическая камера, Тепловая камера, Тест соленых брызг, Камера для испытаний на пыль, Водонепроницаемый тест, Тест RoHS (EDXRF), Испытание светящейся проволоки и Испытание иглы на пламя.

Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна поддержка.
Технический отдел: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Отдел продаж: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Метки:IS-*M