積分球的主要用途:積分球普遍應(yīng)用于光學(xué)測(cè)量與工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域?,具體功能包括:?光通量測(cè)試?:通過測(cè)量光源的總輻射通量,評(píng)價(jià)其發(fā)光效率(如LED燈泡的光效評(píng)估)。色溫與顯色性分析?:結(jié)合光譜儀,可精確計(jì)算光源的色坐標(biāo)、色溫及顯色指數(shù)(CRI),用于顯示屏、照明產(chǎn)品的質(zhì)量控制。?材料反射/透射率檢測(cè)?:測(cè)試涂層、鏡片等材料的反射率或透射率,輔助光學(xué)元件(如濾光片)的研發(fā)與生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)光源校準(zhǔn)?:作為輻射標(biāo)準(zhǔn)傳遞的中間設(shè)備,校準(zhǔn)光度計(jì)、光譜儀等儀器的靈敏度與一致性。積分球通過均勻散射光線,能準(zhǔn)確測(cè)量光源的光通量、色溫等關(guān)鍵參數(shù)。太陽光模擬積分球應(yīng)用

積分球又稱光度球、光通球等。是一個(gè)中空的完整球殼(即空腔球體)。其內(nèi)壁涂有白色的漫反射材料。是可用于測(cè)試光源的光通量、色溫、光效等參數(shù)的高效率器件。光源S在球壁上任意一點(diǎn)B上產(chǎn)生的光照度。是由多次反射光產(chǎn)生的光照度疊加而成的。積分球內(nèi)壁涂層反射率ρ(λ)和積分球等效透過率τ(λ)。都是積分球較重要的質(zhì)量指標(biāo)。積分球壁上開一個(gè)或者是幾個(gè)小窗孔。來用作進(jìn)光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球上的小窗孔可以讓光進(jìn)入并與檢測(cè)器靠得較近。小型均勻光源供應(yīng)積分球在光催化研究中也發(fā)揮著輔助作用,模擬自然光照條件。

測(cè)試步驟:查驗(yàn)。在設(shè)備使用前,必須進(jìn)行嚴(yán)格的查驗(yàn)。這一步驟中,應(yīng)選用與測(cè)試樣品光通量相近的標(biāo)準(zhǔn)燈,并仔細(xì)核對(duì)標(biāo)準(zhǔn)燈的計(jì)量日期和計(jì)量周期,以確保其處于有效使用范圍內(nèi)。一旦計(jì)量證書檢查合格,便可將標(biāo)準(zhǔn)燈安裝在積分球內(nèi),并連接外接直流電源和功率計(jì)。接下來,按照計(jì)量證書上聲明的電流(電壓)來點(diǎn)亮標(biāo)準(zhǔn)燈,并確保光源準(zhǔn)確位于積分球的中心。然后,在軟件操作界面中啟動(dòng)連續(xù)測(cè)試,直至測(cè)得的光通量達(dá)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(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
我們將一起揭開積分球的神秘面紗,深入剖析其結(jié)構(gòu)與原理。積分球,這一光學(xué)測(cè)量中的關(guān)鍵儀器,主要用于測(cè)試全方面發(fā)光光源的各項(xiàng)參數(shù),如色溫、光通量、色坐標(biāo)、色容差、光效和光譜帶。其工作原理在于,將光源置于球體中心,發(fā)出的光線在球體內(nèi)壁的漫反射涂層上產(chǎn)生多次反射,直至整個(gè)球面光通量均勻一致。此時(shí),安裝在球壁上的探頭所讀取的光通量即為光源實(shí)際發(fā)出的光通量。但需注意,為確保測(cè)量準(zhǔn)確性,探頭與光源之間必須設(shè)置一塊與球內(nèi)壁涂層相同的隔板,以防止光源光線直接照射探頭。積分球測(cè)試時(shí)需考慮光源的發(fā)熱問題,避免高溫?fù)p壞球體涂層。

理想積分球原理:理想積分球的條件:A、積分球的內(nèi)表面為一完整的幾何球面,半徑處處相等;B、球內(nèi)壁是中性均勻漫射面,對(duì)各種波長的入射光線具有相同的漫反射比;C、球內(nèi)沒有任何物體,光源也看作只發(fā)光而沒有實(shí)物的抽象光源。理想積分球原理:設(shè)入射光直接在球內(nèi)任一點(diǎn)建立的照度EA,在球內(nèi)的另一點(diǎn)M處的照度為EA,在M處dS發(fā)生頭一次漫射出度為:故由朗伯定律的特性知dS面的光亮度為:A處dS發(fā)生漫射在M處產(chǎn)生的二次照度為:2、影響積分球測(cè)量精度的因素:A、球內(nèi)壁是均勻的理想漫射層,服從朗伯定則;B、球內(nèi)壁各點(diǎn)的反射率相等;C、球內(nèi)壁白色涂層的漫射是中性的;D、球半徑處處相等,球內(nèi)除燈外無其他物體存在;E、窗口材料是中性的,其E符合照度的余弦定則.實(shí) 際情況與理想條件不符合會(huì)帶來測(cè)量誤差,故需修正。積分球的空間均勻性是其較主要的光學(xué)特性,也是其能夠精確測(cè)量反射率和作為均勻光源的基礎(chǔ)。它指的是:經(jīng)過球壁足夠多次的漫反射后,球腔內(nèi)任意位置的輻照度(單位面積接收到的光通量)趨于一致。這種均勻性不依賴于入射光的初始方向或位置(只要光通過端口進(jìn)入球體)。通過測(cè)量積分球開口處的光強(qiáng),可推算出整個(gè)球內(nèi)光源的總光通量。吉林均勻光源
積分球常用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,要求恒溫恒濕以確保測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。太陽光模擬積分球應(yīng)用
積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體,又稱光度球,光通球等。 球壁上開一個(gè)或幾個(gè)窗孔,用作進(jìn)光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內(nèi)壁應(yīng)是良好的球面,通常要求它相對(duì)于理想球面的偏差應(yīng)不大于內(nèi)徑的0.2%。球內(nèi)壁上涂以理想的漫反射材料,也就是漫反射系數(shù)接近于1的材料。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇,將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后,噴涂在內(nèi)壁上。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(jìn)入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層多次反射,在內(nèi)壁上形成均勻照度。當(dāng)積分球用于顏色測(cè)量儀器時(shí),球體會(huì)有多個(gè)開孔,結(jié)構(gòu)示意圖如下圖。具體包括光孔,用于光源進(jìn)入球體;測(cè)量孔,與被測(cè)物體緊密接觸;接收器孔,在測(cè)量孔對(duì)面,一般與被測(cè)樣品表面的法線呈8。夾角,用于采集物體的反射光;鏡面反射孔,位于與接收器孔相對(duì)于法線對(duì)稱的地方,這個(gè)孔可以關(guān)閉和打開,并放置光吸收阱,用來控制鏡面反射光的采集(SPIN,Specular Included)與排除(SPEX,Specular Excluded)。太陽光模擬積分球應(yīng)用