積分球又稱為光通球，光度球，是一個中空的完整的內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的開腔球體，球殼內(nèi)壁上開有幾個窗孔，用于進(jìn)光孔和安放光接收器等。積分球內(nèi)壁上涂有漫反射材料，也就是漫反射材料接近于1的材料，使得球內(nèi)壁可見光的光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上。顯然，積分球球體肯定是越圓越好，這樣就更能保證光線在其內(nèi)部的每次反射都有不同路徑，更易使光均勻。對于積分球球壁上開有2π測量口的球體，當(dāng)采用4π方法測量時，其開口的擋板比較好的設(shè)計方法是擋板和球體有相同的球面度，這樣當(dāng)用擋板封貼在開口處時，擋板和球體可以形成一個完整的球面，對于光線的散射基本不造成影響。積分球的反射性能直接影響到光學(xué)測量的結(jié)果。星光太陽光模擬器校準(zhǔn)光源
積分球的理想狀態(tài)：積分球內(nèi)表面是一個完整的幾何球面，半徑處處相等；球體的內(nèi)壁是中性均勻漫射面，對于各種波長的入射光，具有相同的漫反射比；球體中不存在物體，光源也被視為只發(fā)光而無實物的抽象光源。積分球測量的影響因素：球的內(nèi)壁是均勻的理想擴(kuò)散層，服從朗伯定則；球體內(nèi)壁面各點反射率相等；球體內(nèi)壁的白色涂層漫射為中性；球的半徑處處相等，球體內(nèi)除燈外無其它物體存在；因此，積分球內(nèi)壁起球、剝落、黃變等都會影響其測量精度。Spectra-PT亮度可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源傳感器積分球，一個半徑為R的球體，在數(shù)學(xué)中象征著無窮與連續(xù)，是空間積分的基本模型。
由于積分球較常用于穩(wěn)態(tài)條件下，隨著積分球涂層反射率的增加和開口端口面積比例的減小，產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)輻射度的反射次數(shù)越多。因此，積分球設(shè)計應(yīng)嘗試優(yōu)化這兩個參數(shù)，以獲得較佳的輻射通量空間積分。圖2是一個機器人成像系統(tǒng)的圖像，用于通過積分球參考端口映射空間均勻性。涂層，在為積分球選擇涂層時，必須考慮兩個因素:反射率和耐久性。例如，如果有足夠的光線，并且積分球?qū)⒃诳赡軐?dǎo)致積分球收集污垢或灰塵的環(huán)境中使用，則耐久性和可清洗的涂層是您的理想選擇。積分球內(nèi)部裝置，包括擋板、燈具和燈座，會吸收輻射源的部分能量，降低球體的空間均勻性。通過在所有可能的表面上使用高反射漫反射涂層，可以改善空間均勻性的降低。
但是無論是測透射還是測反射，具有各向異性的樣品光束在積分球體內(nèi)進(jìn)行全方面的漫反射,然后一個被平均化了的光信號被置于積分球底部(或上部)的光電倍增管接收并加以進(jìn)一步的放大。這就是積分球檢測器的簡單放大原理。這種積分球檢測器的優(yōu)點是克服了傳統(tǒng)的單一使用光電倍增管作為檢測器所產(chǎn)生的弊病，對于不同的樣品光束的形狀則無需再加考慮了，使光電倍增管的光電面接受的光束形狀和位置幾乎一致，較終使測試精度得以提高了。為獲得較高的測量準(zhǔn)確度，積分球的開孔比應(yīng)盡可能小。開孔比定義為積分球開孔處的球面積與整個球內(nèi)壁面積之比。積分球在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域，如市場分析、資源配置等方面，也具有實用價值。
較常見的積分球結(jié)構(gòu)測色儀器為d/8結(jié)構(gòu)，也有d/0結(jié)構(gòu)。關(guān)于d/8結(jié)構(gòu)測色儀，有兩種丈量模式SCI和SCE；采用SCI丈量色彩能夠有用的消除去物體外表紋路對色彩丈量的影響，進(jìn)而取得物體的真實色彩特征。積分球作為一種測量旋轉(zhuǎn)角速度和加速度的儀器，具有精度高、操作簡便等優(yōu)點，在導(dǎo)航、航天、機器人、運動追蹤、虛擬現(xiàn)實、游戲控制和運動醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有普遍的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的發(fā)展，積分球的應(yīng)用將會越來越普遍。以上就是積分球的原理和典型應(yīng)用的簡要介紹。積分球在物理學(xué)中，是研究物質(zhì)分布、電場、磁場的重要工具。Spectra-PT亮度可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源傳感器
積分球體積的計算，是空間幾何、向量分析中的經(jīng)典問題。星光太陽光模擬器校準(zhǔn)光源
積分球的作用是對輻射通量進(jìn)行空間積分。針對特定應(yīng)用，定制設(shè)計積分球時，了解積分球的工作原理非常重要。積分球理論是研究漫射表面內(nèi)的輻射交換原理的一種理論方法。盡管積分球理論的基礎(chǔ)理論可能看起來復(fù)雜，但實際上有許多簡便易行的方法和技巧可以幫助您理解和學(xué)習(xí)。這個概念可以簡述為：積分球表面兩個區(qū)域之間的輻射度交換與視角和表面之間的距離無關(guān)，即積分球壁上任何一點接收到的通量的比例對于積分球壁上任何其他輻射點都是相同的。星光太陽光模擬器校準(zhǔn)光源
