當一束輻通量為Φ(λ)的光源經(jīng)光孔進入內(nèi)球半徑為R的積分球內(nèi),經(jīng)涂層多次漫反射后,形成均勻照明。設除投射面外,其余內(nèi)壁任一點M處的總照度E(λ)可用下表示:式中:E(λ)為M點的總光譜幅照度;ρw(λ)為積分球內(nèi)壁的光譜反射比;Φ(λ)為進入進入積分球的光譜輻通量;R為積分球內(nèi)球半徑;f為積分球開口球面面積與積分球總的內(nèi)反射表面積之比。式中,當一束輻通量進入理想積分球后,除投射面外,球內(nèi)表面任意點的照度(包括球壁開口處球面上的照度)只是球的幾何尺寸、涂層的漫反射比、進入球的輻通量的函數(shù),而與位置無關。隨著智能照明的發(fā)展,積分球在智能光源性能測試中的作用日益凸顯。A光源輻射定標作用

積分球的應用:在光源測試領域,積分球擁有普遍的應用場景,主要包括以下方面:1. 光源評估:通過測量光源發(fā)出的光線,可評估光源的發(fā)光特性,如光通量、色溫與顯色指數(shù)等。2. 光譜分析:利用積分球測量不同波長的光線,可以獲取光源的光譜信息,從而了解光源的光譜特性。3. 環(huán)境光測量:在室內(nèi)照明設計中,環(huán)境光對光源的影響需要考慮。通過使用積分球測量環(huán)境光,可以評估光源的光照強度和均勻性。4. 光強測量:通過測量光源發(fā)出的光強分布,可評估光源的功率分布和輸出特性。光測量輻射定標供應積分球可用于測量熒光粉激發(fā)光源,如紫外LED激發(fā)熒光材料。

積分球的內(nèi)壁應是良好的球兒面。通常要求它相對于理想球面的偏差應不大于內(nèi)徑的0.2%。球內(nèi)壁上涂以理想的漫反射材料。以便球內(nèi)壁各點漫反射均勻。這種漫反射系數(shù)接近于1的材料常用是氧化鎂或者是硫酸鋇。并將它們和膠質(zhì)粘合劑混合均勻以后。噴涂在積分球的內(nèi)壁上面。其中氧化鎂涂層在可見光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上。這樣進入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層多次反射。從而在積分球內(nèi)壁上形成均勻照度。在實驗研究過程當中為獲得較高的測量準確度。積分球的開孔比應盡可能小。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。積分球的基本原理是光通過采樣口被積分球收集。在積分球內(nèi)部經(jīng)過多次反射后非常均勻地散射在積分球內(nèi)部。
測試步驟:查驗。在設備使用前,必須進行嚴格的查驗。這一步驟中,應選用與測試樣品光通量相近的標準燈,并仔細核對標準燈的計量日期和計量周期,以確保其處于有效使用范圍內(nèi)。一旦計量證書檢查合格,便可將標準燈安裝在積分球內(nèi),并連接外接直流電源和功率計。接下來,按照計量證書上聲明的電流(電壓)來點亮標準燈,并確保光源準確位于積分球的中心。然后,在軟件操作界面中啟動連續(xù)測試,直至測得的光通量達到穩(wěn)定狀態(tài),即可讀取光通量值。通常,若5分鐘內(nèi)光通量的變化不超過0.5%,則認為已達到穩(wěn)定狀態(tài)。積分球測試時需避免電磁干擾,確保光電探測器的信號穩(wěn)定性。

積分球是一個容器,用來吸收反射光線。當反射光線穿過積分球時,它會被吸收并傳遞到儀器內(nèi)部的光學元件上。這些元件將光信號轉化為電信號,然后將它們輸出到顯示器上。通過測量電信號的大小,我們就能得到顏色的數(shù)值。使用積分球的目的是使進入它內(nèi)部的光,經(jīng)內(nèi)壁漫反射層多次反射后,在整個內(nèi)壁面上得到均勻的照度,并且該照度較入射光通量除以球內(nèi)壁面積的照度值大得多(可提高性噪比)。需要注意的是,在連續(xù)測量過程中,每次測量的時間為23秒,需根據(jù)實際測量次數(shù)來判斷是否達到穩(wěn)定標準。積分球內(nèi)壁的材料選擇對光線的反射效率至關重要。B光源均勻光源光譜測試儀
積分球不僅能測量點光源,還能對擴展光源進行精確的光學性能評估。A光源輻射定標作用
測試步驟:測試前準備:(1)根據(jù)燈具的實際尺寸,挑選適合的積分球;(2)依據(jù)燈具光源的光通量,選取相近的標準燈進行校驗和定標;(3)確保環(huán)境溫度維持在25±1℃,且在測試過程中,應避免空調(diào)風直接吹向積分球。這是因為風吹拂積分球會導致球體表面溫度波動,同時,標準燈點亮時燈絲溫度較高,若冷風直接吹到燈上,會影響燈的使用壽命??傊?,積分球的典型應用涵蓋了光度測量、顏色測量、環(huán)境光學測量、光學材料測試、醫(yī)學光學測試等領域,為科學研究、工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學診斷提供了有力的支持。A光源輻射定標作用