Sfere Integranti per la misurazione dei lumen di Sorgenti Luminose

Sfere di integrazione può convenientemente misurazione del lume e testare la potenza di radiazione delle sorgenti luminose, quindi può essere utilizzato per testare vari prodotti di illuminazione.

Che cos'è una sfera integrativa?
Una sfera di integrazione, nota anche come fotosfera, è una sfera cava con una superficie interna altamente riflettente che viene utilizzata come un efficiente dispositivo di raccolta della luce per raccogliere la luce diffusa o emessa da campioni situati all'interno o posizionati vicino e vicino a una finestra. Le pareti interne della sfera integratrice sono rivestite con un materiale diffuso bianco, cioè un materiale con un coefficiente di riflessione diffusa vicino a 1, materiali come ossido di magnesio o solfato di bario vengono solitamente spruzzati sulla superficie interna dopo essere stati miscelati uniformemente con una gomma adesivo.

Il principio di base della sfera di integrazione è che la luce viene raccolta attraverso la porta di campionamento e diffusa uniformemente all'interno della sfera di integrazione dopo riflessioni multiple. Quando si utilizza la sfera di integrazione per misurare il flusso luminoso, i risultati della misurazione possono essere più affidabili e la sfera di integrazione può ridurre ed eliminare gli errori di misurazione causati dalla differenza di forma della luce, angolo di divergenza e reattività in diverse posizioni sul rilevatore.

Le sfere sono ampiamente utilizzate in fotometria e nella maggior parte delle applicazioni questi componenti ottici comuni vengono utilizzati insieme ad altri dispositivi fotonici come fotometri e radiometri. Nei laboratori di ricerca, le sfere integranti possono essere utilizzate per misurare la trasmittanza o la riflettanza dei materiali. Le sfere vengono spesso utilizzate anche per calibrare e misurare la luce nei dispositivi elettronici di imaging.

Metodo di misurazione della riflettanza delle sfere integratrici:
Il campione viene mantenuto nella porta a 0 gradi e il raggio incidente viene utilizzato per determinare la riflettanza attraverso la porta a 180 gradi. La sfera integra spazialmente la radiazione riflessa totale e viene misurata con un rivelatore a deflettore. La radiazione speculare riflessa può essere pulita utilizzando il portacampioni, che utilizza l'incidenza verticale per riflettere qualsiasi radiazione speculare incidente.

La riflettanza "speculare più diffusa" può essere misurata con il portacampione a 8 incidenze. Misurando entrambi e prendendo il loro rapporto, è possibile calcolare la riflettanza di un campione standard noto. Per evitare errori dovuti alla natura riflettente del campione, il campione e lo standard devono avere la stessa riflettanza. Un sistema a doppio raggio può essere utilizzato per eliminare tale potenziale fonte di errore di misurazione. Il rilevatore è montato su una porta a 90 gradi.

Misurazione del flusso totale:
Il flusso ottico totale prodotto da una sorgente luminosa (come una lampada) viene misurato posizionando la sorgente luminosa all'interno dell'elemento ottico, dove la luce viene spesso riflessa più volte dalle pareti della sfera finché non viene rilevata dal fotorilevatore. Questo concetto di luminanza è ampiamente utilizzato nell'industria per confrontare l'emissione di lumen di una sorgente luminosa per il controllo di qualità della produzione. Altri elementi di base richiesti per questa configurazione includono rivelatori e diffusori di risposta visione-osservazione.

Misurazione del rapporto di trasmissione delle sfere integranti:
La luce che incide sul campione e passa attraverso il campione è nota come trasmittanza. Se il campione ha una bassa dispersione (come una soluzione diluita pulita), verrà trasmessa quasi tutta la luce che non viene assorbita. Oltre alla misurazione della riflettanza, un altro fattore importante da considerare durante l'utilizzo di Integrating Sphere è la misurazione della trasmittanza.

Misurazione del flusso di radianza spettrale:
Per misurare il flusso di radianza spettrale generato dalla sorgente luminosa, viene utilizzata una Sfera Integrante con uno Spettroradiometro. Questa configurazione è la stessa utilizzata per misurare il flusso totale, ma al posto dei fotorivelatori viene utilizzato uno spettroradiometro. Inoltre, questo set-up è applicabile per misurare indici colorimetrici, temperatura di colore correlata e coordinate di cromaticità.

Test del sensore di imaging:
La porta sferica consente di utilizzare l'elemento ottico come diffusore uniforme di una sorgente luminosa in cui un'irradiazione uniforme originata da una sorgente diffusa può essere utilizzata per testare sistemi di imaging come telecamere CCD o rivelatori a schiera. Questa configurazione applicativa è realizzata posizionando le lampade all'interno della sfera. La scelta delle lampade dipende dall'irraggiamento richiesto. Per questa configurazione non sono necessari rilevatori.

Misurazione della potenza del laser:
Le sfere sono ampiamente utilizzate per le misurazioni della potenza laser in laboratorio e nelle industrie in cui questi elementi ottici sono adatti per testare laser industriali ad alta e bassa potenza. Quando si eseguono misurazioni della potenza del laser, l'uso corretto di uno schermo aiuta a prevenire la visione diretta del punto caldo del laser. L'integrazione spaziale rende Integrating Sphere una scelta adatta per testare diodi laser e altri dispositivi che presentano caratteristiche asimmetriche e divergenti. Inoltre, il rivestimento altamente riflettente della sfera aiuta a proteggere il materiale della superficie da temperature estremamente elevate.

Test del prodotto di illuminazione a stato solido:
Le caratteristiche prestazionali delle lampade a LED e di altri prodotti per l'illuminazione a stato solido sono ottenute testando e valutando l'efficienza luminosa e il flusso totale generato dalla sorgente luminosa; utilizzando una sfera di integrazione, è possibile ottenere misurazioni accurate dei dati dello spazio colore e del flusso totale. Sebbene questi elementi ottici consentano misurazioni precise dei parametri menzionati, non misurano le distribuzioni spaziali del fascio. Per misurare le caratteristiche prestazionali di queste sorgenti luminose, le sfere vengono solitamente utilizzate in combinazione con il goniofotometro. Il gonio-fotometro può misurare con precisione le distribuzioni spaziali.

Il totale test del flusso luminoso della sfera integratrice include almeno due parti: una parte per un campione e l'altra per un rivelatore. Il rilevatore è calibrato per il flusso di radiazione, ma fondamentalmente testa l'illuminamento sulla superficie interna della sfera. Quando si utilizza una sfera di integrazione per misurare il flusso luminoso del LED, è necessario considerare la dimensione del pacchetto e il tipo di LED.

La sfera di integrazione deve soddisfare i seguenti requisiti per garantire che tutte le superfici curve abbiano lo stesso illuminamento (il valore di illuminamento nell'area testata rappresenterà quello dell'intera sfera):
il rapporto tra il diametro della sfera e il diametro dell'interfaccia del rivelatore deve essere al massimo di 1:3;

ignorare l'autoassorbimento della luce dall'interfaccia del campione o dalla luce ausiliaria; il rivestimento interno ha un elevato coefficiente di riflessione e riflettività diffusa (BaSO4);

in conformità con i requisiti della CIE 127:2007 e IES LM-79 per altre condizioni di test del flusso luminoso.

Secondo lo standard, ci sono tre diverse configurazioni di integrazione del test della sfera:
Configurazione 2π: il campione viene posizionato sulla superficie interna della sfera integratrice – utilizzata per i LED senza luce inversa. Spesso utilizzato per LED singoli e array di LED.

Configurazione 4π: campione posizionato al centro della sfera attraverso un'interfaccia - spesso utilizzato per sorgenti luminose a stato solido, sono necessarie lampade ausiliarie per compensare l'assorbimento di luce da parte del campione e del connettore.

Configurazione di test del flusso luminoso parziale: il campione è posizionato a una certa distanza dall'interfaccia del campione - un angolo solido è definito da un'apertura precisa davanti all'interfaccia.

LPCE-2 Il sistema di test LED integrato con spettroradiometro a sfera è destinato alla misurazione della luce di singoli LED e di prodotti di illuminazione a LED. La qualità del LED deve essere testata controllandone i parametri fotometrici, colorimetrici ed elettrici. Secondo CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79 all'19 ottobre, Ingegneria ottica-49-3-033602, REGOLAMENTO DELEGATO (UE) 2019/2015 DELLA COMMISSIONE, IESNA LM-63-2, IES-LM-80 ed ANSI-C78.377, si consiglia di utilizzare uno spettroradiometro ad array con sfera integratrice per testare i prodotti SSL. IL LPCE-2 il sistema è applicato con LMS-9000C Spettroradiometro CCD ad alta precisione o LMS-9500C Spettroradiometro CCD di grado scientifico e una sfera integrativa stampata con base di supporto. Questa sfera è più rotonda e il risultato del test è più accurato rispetto alla sfera integrante tradizionale.

Sistema di sfere integrate con spettroradiometro di alta precisione LPCE-2(LMS-9000)

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I nostri prodotti principali sono Goniofotometro, Sfera Integrativa, Spettroradiometro, Generatore di sovratensioni, Pistole simulatore ESD, Ricevitore EMI, Apparecchiatura di collaudo EMC, Tester di sicurezza elettrica, Camera ambientale, Camera Temperatura, Camera climatica, Camera Termale, Test di nebbia salina, Camera di prova della polvere, Test impermeabile, Prova RoHS (EDXRF), Test del filo incandescente ed Test della fiamma dell'ago.

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