積分球の基礎を説明

の内部 積分球 中空で、反射率の高い白い素材でコーティングされています。 そのようなものを使用することができます 導かれた試験装置 ランプの全体的な光束またはレーザーの出力パワーを決定します。
コサイン補正器とレンズのみの光学系との間のハイブリッドとして積分球を検討することができます。 分光放射計などの計測器が機能するには、校正済みの検出器に接続する必要があります。
統合された球体は、コサイン コレクターまたはレンズと同じように機能します。 それらは光学的です。 したがって、分光放射計のような検出器を接続して機能させるために校正する必要があります。
積分球の前に光源（サンプル）を配置するか、積分球内に光源を配置することにより、放射を測定できます。 各テスト条件で、光線はコーティングを何度も反射し、積分球全体を均一に照らしました。
光を詳細に測定する分光放射計やその他のデバイスは、反射光のごく一部を反射して収集するバッフルの能力の恩恵を受けます。

積分球の使用
サンプル (この場合は光源) は、放射照度を測定するために球形の開口部の前に配置されます。 放射束を捕捉するための別のオプションは、サンプルを内部に配置することです。 積分球 LPCE-2 (LMS-9000)。
これらの測定構成のそれぞれにおいて、積分球はカバーから数回反射される光線のおかげで均一に照らされます。

バッフルの役割
積分球に入射する光は、検出器または検出器が直接反射する球内の場所に当たらないようにする必要があります。 したがって、バッフルはセットアップの重要な部分です。
最も積分球が多い LPCE-2 (LMS-9000) には、内部空洞が正確に球形になるのを防ぐためのバッフルが含まれています。ただし、特定のエラーが発生する可能性があります。したがって、最小数のバッフルとポートを積分球内に構築することが提案されます。

反射コーティング
積分球に反射コーティングを選択する場合、反射率と耐久性のバランスを取ることが重要です。 すべての入射光が適切に反射されることを保証するには、球体の内側を高反射性の拡散コーティングで覆う必要があります。
汚れた環境やほこりの多い環境、特に光の多い場所でボールを使用するには、より強力で洗えるカバーが必要です。 汚れやほこりは光を吸収し、特定の波長の反射率を変化させるため、それらを避けることが重要です。

積分球の用途
An 積分球 は、電球やランプなどの光源の配列の全光束を計算するためによく使用されます。 積分球は、目的に応じて、直径 XNUMX センチメートルから XNUMX メートルの範囲に及ぶ場合があります。
積分球の最適なサイズ 最適なサイズは、光源のサイズによって異なります。 ただし、より大きな球体は、表面積が大きいため、多くの場合、均一性が向上します。
分光計と積分球は、主波長、色度、スペクトルパワー分布などの重要なスペクトル特性に関する情報を収集します。
レーザー ビームやレーザー ダイオードなどの発散源は、積分球を使用して捕捉および統合できます。 広大な領域にわたって幅広い範囲の入射角を許容するように構築されている可能性がありますが、検出器の感度が低下する可能性があります。
コサイン補正器と同様に機能するこれらの機器は、放射照度を測定するための優れた方法を提供します。 適切に構築された場合、積分球の出力アパーチャは、視野角に関係なく、ほぼ完全な拡散光源とランバート光源を提供します。
このようなシナリオでは、光源が積分球を超えて配置されます (2 pi 測定)。
温室やその他の農業用途で使用されるガラスは、反射および透過測定によって正確で包括的なスペクトル情報を収集するために積分球がよく使用される材料の良い例です。

アプリケーション
光ファイバー測定：
センサーのフロント フランジを光ファイバー アダプターに変更すると、積分球をファイバー測定に簡単に使用できます。 光源の反対側の最初のスポットは、光回線からの通常の出力がゆっくりと発散するため、あまり集中していません。 このため、例としてコリメートまたは発散ビーム配置のいずれかを使用するのが一般的です。

送信
放射線にさらされた後、サンプルは、サンプルが存在しない状態で行われた直接線源測定と比較されます。 バッフルは、不要な透過が検出器に到達するのを防ぐために使用されます。 狭い角度の透過を実現するために、サンプルを入口点から遠ざけます。

反射
サンプルは、最初に反射率を測定するために入力ポートの前に保持され、次に入射ビームによって照射されます。 妨害された検出器は、空間的に統合された球の後に反射された放射の総量を測定します。 既知の標準についてサンプルの反射を測定し、その反射の比率を取得することが可能です。 サンプルの反射率でエラーが発生しないようにするには、サンプルと標準の両方の反射率が類似している必要があります。

積分球の使い方
使用する機器に必要なレベルの信頼性を保証したい場合は、校正を行うと役立ちます。 キャリブレーションは、統合された球体と分光計を備えた測定装置で実行する必要があります。 スペクトル分布と光束に関して以前に特徴付けられた参照ランプが、キャリブレーションの主光源として使用されます。 LISUN 最高品質の積分球だけを豊富に取り揃えています。
認可された研究所は、理想的な黒体放射体とモノクロメータを使用して参照ランプのスペクトルと光​​束を確認することにより、光源を校正する責任があります。 ほとんどの場合、メーカーが測定設定を調整します。 ただし、これは年に XNUMX 回実行する必要があります。
何かを測定するためのシステムを開発する場合、タスクに適した直径の球を選択することが重要です。 条件によっては、光源の最大物理サイズが球の内径の XNUMX% を超えることは許されません。 少し前までは、直径 XNUMX センチメートルの光源を正確に測定するには、少なくとも直径 XNUMX メートルの球体を使用する必要がありました。
ソース形式も、結果を決定する上で重要な要素です。 直径 500 mm の球体では、最大で 16 cm x 16 cm のオブジェクトを測定できます。 蛍光灯では、光源の長さは球自体とほぼ同じくらいの直径になる場合があります。 自己吸収が考慮されているため、測定の信頼性を損なうことなく、XNUMX 倍の大きさの光源を測定できるようになりました。
LISUN は積分球を専門とする製造会社であり、ショールームと認定ラボの両方に高レベルのアイテムを構築しています。 Integrated Sphere についてお問い合わせいただき、お客様の具体的なニーズをお知らせください。

積分球の他の応用
高精度の反射率と散乱透過率の測定は、任意の表面で行うことができます。 積分球 LPCE-2 (LMS-9000)、多目的光学機器。これらの装置は、光放射が球体の内面全体に均一に分布するように科学者によって開発されました。
一貫した散乱効果を提供するために、多くの場合、球の内側は白い拡散コーティングで覆われています。 専門家は、光源と検出器を使用して光パワーを計算します。 球体の輝きは、内側のコーティングの組成によって異なります。
光パワーの測定はさまざまなアプリケーションに不可欠であり、積分球と高品質の光検出器は XNUMX つの重要なコンポーネントです。 分光法は、ほとんどの場合、波長に関して読み取りを行うために使用されます。
この分野は非常に用途が広く、材料の表面研究から、コロイド状、濁った、半透明、および透明なサンプルの測光分析まで、さまざまな用途があります。 現代の世界は、さまざまなアプリケーションに依存しています。 以下は、統合領域の実装が使用される最も典型的なコンテキストの一部です。

太陽電池の特性評価
科学者やメーカーは、分光法を使用してシリコン フォトセルの透過損失を測定しています。

セキュリティインクの分析
紙幣スペクトルは、可視および近赤外反射率データが考慮される場合、各インクの完全なスペクトル表現を提供する場合があります。

正反射と拡散反射の違い
鏡面反射モードと拡散反射モードでは、科学者は幅広い光沢レベルと表面研磨レベルの材料を調べることができます。

色分析
統合科学者は、球体と検出器を使用して、正確な色測定とマッチングを行います。 これは、テキスタイルや塗料の製造において非常に重要です。

食品成分の測定
のおかげで、質的および量的な優れたゲージを利用できます。 積分球 システム。 キャリブレーションにより、研究者は特定のサンプルに含まれる脂肪、タンパク質、水分のパーセンテージを正確に確認できます。

耐紫外線性の測定
研究者は、積分球システムを使用して、医薬品パッケージ、日射防止衣料、および自動車塗装による UV 保護を評価します。

IR全半球反射率
宇宙船設計用の熱制御コーティングとホイルの放射熱伝達の調査は、この測定に大きく依存しています。

レーザーと LED の光パワーの出力を測定する
積分球システムは、これらの製品の開発に大きく貢献しました。 光波の正確な測定により、アクセス可能な光の強度と色の特性が決まります。 レーザーは、光ファイバー、距離計、通信システムなど、さまざまな最新技術に欠かせないコンポーネントです。 LED は、住宅用電球、車両のヘッドライト、信号機など、さまざまな照明用途で使用されています。

医療応用
皮膚科医は、紫外線 (UV) 放射を利用して、白斑や乾癬などの皮膚疾患を治療します。 チームは積分球を使用して治療プロトコルを開発しました。

植物、種子、土壌、光放射の関係
生化学的パラメータには、その研究と管理のための正確な測定機器が必要です。 植物は、特定の波長の光を取り込めないと膨張できません。

紫外線の影響
オゾン層が破壊されているため、正確な紫外線放射測定が緊急に必要とされています。 人間の皮膚と目は、紫外線 (UV) 放射による損傷に対して特に脆弱です。 しかし、これらの光線は生物にとって有害で​​あるため、バクテリア、カビ、細菌、菌類を根絶する有効な手段です。 その結果、それらは水と下水を浄化するための費用対効果の高い方法です。

電気通信
この業界では、レーザーダイオードとファイバーの出力を測定するために、統合球システムが日常的に使用されています。
これは、積分球が IR、Vis、UV などの光波の測定精度を向上させる方法のほんの一例です。 最新のアプリケーションの多くは、これらのテクノロジーによって可能になった正確なキャリブレーションに依存しています。

まとめ
年を使用して 積分球、標準の検出器と光収集のセットアップを使用して、他の方法では読み取ることができないオブジェクトから読み取り値を取得できます。 半透明または不透明な溶液やレンズなど、光の方向を変えるサンプルの測定は、積分球を使用して行うのが最適です。
理想的な積分球の理論は XNUMX つの重要な結果をもたらしますが、それは主な光源から隠され、内面の他の部分での反射によってのみ照らされる領域に注意を限定した場合に限られます。
球の内面に到達する放射パワーの量は、入口から球に入る放射パワーの量に比例します。 主光源がターゲット領域を直接照らすことから保護されている場合、放射照度レベルは光源の形状や向きの影響を受けません。 積分球が放射パワー検出器の光入力要素として利用される場合、この属性はさらに重要になります。
直接照らされていない球の内面の一部によって反射される放射は、球内のどこで発生しても同じ方向分布を持ちます。
球体を出る光放射の輝度と放射率の分布が等方性であることを考えると、球体の出口ポートは完全なランバート光源として使用できます。 この品質は、キャリブレーションの基準として球を使用する場合に非常に役立ちます。

よくあるご質問
積分球が球形でなければならないのはなぜですか?
球の中心から光が放射されると、通常の入射角で側面に反射し、原点に戻ります。 一部の光線は立方体の中心に到達しないため、ガジェットは放出される光の総量を正確に測定できません。

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