Spiegare il goniofotometro e in cosa differisce dall'integrare la sfera?

A LM-79 goniofotometro è uno strumento per misurare la luce riflessa da un oggetto a vari angoli di visione. È in qualche modo considerato come spettrofotometro a sfera integratrice.
Le sorgenti luminose a LED utilizzate più di recente sono solitamente sorgenti luminose direzionate con una distribuzione spaziale non uniforme della luce, che richiedono l'impiego di goniofotometri.
Una sorgente lambertiana è quella la cui luce è distribuita uniformemente. La dispersione spaziale della luce è di notevole importanza nell'illuminazione e nel design dei veicoli a causa di requisiti rigorosi.

Cos'è il goniofotometro
Una luce emette luce quando è accesa. Questa luce varia in tonalità, "forza" e intensità a seconda dell'angolo con cui viene vista. La lunghezza d'onda, la fase, la frequenza, l'ampiezza, ecc., sono alcune categorie in cui ricadono questi attributi.
I LM-79 goniofotometro può misurare il flusso luminoso di una sorgente luminosa e la distribuzione dell'intensità luminosa. Anche la temperatura e la consistenza del colore possono essere misurate da diversi strumenti. Con la proliferazione della tecnologia di illuminazione a LED, il goniofotometro ha un uso diffuso.
Le sorgenti lambertiane, come quelle create dai LED, sono orientate a focalizzare la luce in una certa direzione. Una normale lampadina emette luce in una distribuzione radiale quasi uniforme, con circa la stessa quantità di luminosità in ogni direzione. Il goniofotometro è ampiamente utilizzato nel settore automobilistico per analizzare la temperatura del colore dei fari e garantirne la legalità.

Flusso luminoso
L'intera quantità di luce proveniente da una data sorgente è chiamata flusso luminoso. Non importa da che parte ti giri. Un laser, ad esempio, emette un'enorme quantità di luce in un'area puntiforme ma quasi nessuna in qualsiasi altra direzione. Al contrario, una tradizionale lampadina a incandescenza emette la stessa quantità di luce in ogni direzione. Entrambe le sorgenti luminose possono avere la stessa potenza complessiva. A differenza della lampadina precedente, che disperdeva la luce su una regione più ampia, il laser la concentra tutta in un unico punto.

Intensità luminosa
L'intensità luminosa di una sorgente luminosa è la quantità totale di luce vista a una data distanza e angolo di visione. È possibile che l'intensità luminosa della luce focalizzata sia molto alta se vista da un angolo e quasi inesistente se vista da un altro. In questo scenario, il laser in alto emetterebbe la luce più intensamente in una singola posizione puntiforme ma molto debolmente o meno in qualsiasi altra direzione. L'illuminazione della vecchia lampadina sarebbe stata uniformemente debole ma in tutte le direzioni.

Distribuzione della temperatura del colore
Alcuni tipi di luce vengono utilizzati per determinare la distribuzione della temperatura del colore. Queste temperature vanno da circa 1000 kelvin (leggermente rosse) a 27000 kelvin (molto blu). In generale, "bianco caldo" si riferisce a una temperatura di colore compresa tra 2500 e 5000 kelvin, mentre "bianco freddo" si riferisce a una temperatura di colore compresa tra 5000 e 7500 kelvin.

Uniformità del colore
Le caratteristiche della luce possono variare se osservate da vari punti di osservazione e distanze. Quando la temperatura del colore è uniforme su tutti gli angoli di visualizzazione, l'uniformità del colore è elevata; quando varia ampiamente da un angolo di visione all'altro, l'uniformità del colore è scarsa.

Progettazione del goniofotometro
Il goniometro è l'altra metà dell'equazione; ruota e inclina la sorgente luminosa in esame rispetto a un fotometro fisso. La misurazione dell'intensità luminosa nell'intero intervallo di angolazioni in cui si irradia la sorgente luminosa è necessaria per una descrizione completa dell'emissione di una lampada o di un apparecchio di illuminazione. Ciò implica che deve misurare l'emissione luminosa di un apparecchio di tipo downlighter su un angolo solido di 2 pi steradianti. Al contrario, deve misurare quella di altre sorgenti luminose (come le luci a incandescenza) su un'intera sfera (4pi steradianti).

Moto del goniofotometro
La luce viene misurata quando l'apparecchiatura in prova viene ruotata e inclinata da un goniometro nella maggior parte dei goniofotometri commerciali, con l'esposimetro che rimane fermo. Lo “specchio mobile” goniofotometro è una variante in cui la lampada viene nuovamente spostata sul suo asse azimutale. Uno specchio attorno alla lampada reindirizza la luce a un fotorilevatore fisso. La sorgente luminosa viene ruotata lungo il suo asse azimutale in un diverso tipo di goniofotometro. Al contrario, una serie di fotorivelatori disposti ad arco attorno alla sorgente raccoglie la radiazione in arrivo.
L'illuminazione a stato solido (SSL) che si basa sui LED spesso non è influenzata dalla direzione in cui viene utilizzata. D'altra parte, questo presuppone che il prodotto abbia una buona capacità di dissipazione del calore. In determinate circostanze, come con le lampade a scarica ad alogenuri metallici, l'emissione luminosa varierà leggermente a seconda della direzione della sorgente luminosa rispetto alla gravità.
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Movimento di tipo A e B
I goniofotometri di tipo A e B sono funzionalmente equivalenti; in entrambi i casi, il dispositivo da testare viene ruotato di novanta gradi attorno al proprio asse orizzontale e verticale. Il sistema di coordinate orizzontale-verticale rilevante per il tipo A o B (HV o XY). I goniofotometri di movimento di tipo C spostano il dispositivo in prova su due piani, uno dei quali è chiamato asse azimutale e l'altro asse di elevazione (o inclinazione).

Movimento di tipo A o B
Durante una scansione con a LM-79 goniofotometro di tipo A o di tipo B, il dispositivo in prova verrà inclinato rispetto alla gravità, cambiando il suo orientamento (posizione di combustione). I goniofotometri di tipo C necessitano che lo strumento venga tenuto ad un angolo fisso rispetto al centro della Terra. Standard internazionali di illuminazione come IES LM-79-18, EN 13032-4, e CIE S025 imporre l'uso di un goniofotometro di tipo C per misurare il campione per eliminare le imprecisioni causate dall'inclinazione di una lampada o di un apparecchio di illuminazione rispetto alla gravità. Inoltre, un fattore di correzione dovrebbe essere calcolato e aggiunto ai dati se il campione viene posizionato sul goniofotometro con un angolo diverso dall'orientamento previsto.

Movimento di tipo A/B
I goniofotometri di movimento di tipo A/B sono lo standard di riferimento nella valutazione dei prodotti per l'illuminazione diretta. L'illuminazione dei veicoli e altri test di apparecchiature di illuminazione/segnalazione per trasporti/avionica sono un caso d'uso comune. Lampade, apparecchi di illuminazione e altri prodotti per l'illuminazione architettonica vengono spesso misurati con goniofotometri di tipo C. Alcuni goniofotometri SSL Resource di tipo C sono convertibili in movimento di tipo B (e viceversa) acquistando un kit di accessori opzionale. Grazie alla sua adattabilità, un singolo goniofotometro può misurare l'emissione dell'illuminazione diretta dei veicoli e degli apparecchi di illuminazione architettonica.

In che modo il goniofotometro differisce dall'integrazione della sfera
Un goniofotometro e una sfera di integrazione vengono utilizzati per misurare l'intensità della luce in un processo noto come fotometria. Entrambi hanno vantaggi distinti che li rendono adatti per determinate applicazioni di test e misurazione del flusso.
Nonostante il loro uso condiviso, entrambi i metodi di misurazione della potenza ottica hanno caratteristiche e principi operativi distinti. Diversi strumenti esaminano vari tipi di luci (o altre fonti di illuminazione), quindi è importante tenerlo presente e le apparenti differenze nel funzionamento di questi gadget. È qui che i due sono più diversi l'uno dall'altro. Le otto principali distinzioni tra una sfera integrante e a LM-79 goniofotometro sono discussi di seguito.

Differenze tra un goniofotometro e una sfera integratrice
Cos'è un goniofotometro?
Un goniofotometro è un fotometro utilizzato per determinare quanto forte appare una sorgente luminosa da vari angoli di visione. Viene spesso utilizzato per misurare l'emissione di luci direzionali come i LED e i fari delle automobili.
Funziona in modo simile a un fotometro, tranne per il fatto che invece di uno specchio fisso, utilizza un braccio rotante per riflettere la luce. Questo specchio riceve un flusso costante di luce da una varietà di direzioni (mentre il braccio ruota), consentendo la misurazione del flusso luminoso, della distribuzione dell'intensità e dell'efficienza della sorgente.

Cos'è la sfera integratrice?
La potenza delle sorgenti luminose sfocate può essere misurata utilizzando una sfera di integrazione, un dispositivo di forma sferica. La luce entra nella sfera attraverso fori microscopici, si riflette sul rivestimento interno e viene dispersa uniformemente all'interno utilizzando il principio di diffusione. La misura del flusso e molte altre operazioni sono rese possibili da questo.
Il termine "quadrato di Coblenza" può essere usato in modo intercambiabile con "sfera di integrazione" o "sfera di Ulbricht". La struttura interna di quest'ultima è riflettente, in contrasto con quella diffusa della prima, utilizzata nella sfera integratrice. La parte più critica della procedura di calibrazione è il rivestimento interno della sfera.

Misurazione della potenza totale
Il vantaggio principale di una sfera di integrazione rispetto a un goniofotometro è che può determinare l'intensità luminosa totale di un oggetto con una singola lettura. Non dovrai fare alcuna iterazione se utilizzi il primo.
Per questo motivo, la sfera di integrazione è uno strumento fotometrico molto ricercato. LISUNI modelli di sfere integranti di sono all'avanguardia e ben si adattano all'uso nell'industria.

Dipendenza dalla precisione
Come stabilito in precedenza, la precisione di una sfera integratrice dipende solo dal rivestimento interno applicato. Sia il numero di iterazioni che il numero di punti contano nella goniofotometria. I risultati medi di tutte le ripetizioni possono essere utilizzati come stima approssimativa.

Applicazioni
Questi due strumenti sono usati in modo intercambiabile per misurare l'intensità di un dato raggio di luce. Tuttavia, esiste una distinzione tra loro in termini di dispersione della luce e informazioni sulla distribuzione geografica.
I LM-79 goniofotometro è molto utile per misurare sorgenti puntiformi di luce. Le misurazioni effettuate con un misuratore come questo saranno più precise per le luci che non si irradiano in tutte le direzioni. Per letture più accurate della potenza della luce ambientale, una sfera di integrazione è lo strumento di scelta.
Supponi di voler misurare la luminosità totale nel tuo soggiorno (che probabilmente ha più di una fonte di luce, come una plafoniera, una lampada da tavolo e forse anche alcune luci natalizie). In tal caso, puoi farlo con l'aiuto di una sfera di integrazione, che raccoglierà la luce da tutti questi punti in un unico punto. Non può farlo con un goniofotometro.
Pertanto, le sfere integranti sono lo strumento di scelta per valutare l'efficacia delle sorgenti luminose in ambienti radiometrici e industriali.

Differenze di costo
Storicamente parlando, il costo dell'integrazione delle sfere era alto. Un goniofotometro, che utilizza costosi specchi spaziali, offre un'alternativa ma è significativamente più costoso. Inoltre, gli elementi costitutivi di tale misuratore sono piuttosto costosi.
Si noti che durante la selezione degli strumenti, la funzionalità è più essenziale del costo.

Test di uniformità del colore
Quando si confrontano le sfere integrate con i goniofotometri, la capacità di quest'ultimo di testare in modo affidabile l'uniformità del colore e la temperatura è chiara. I sensori di colore consentono la misurazione di queste caratteristiche supplementari.
La distribuzione della luce e le variabili spaziali non possono essere determinate utilizzando una sfera di integrazione.

Tipi diversi
In termini di tipi, una sfera di integrazione è equivalente all'esempio precedente. È disponibile in alcune dimensioni e può essere eseguito manualmente o automaticamente, ma il gioco è fatto.
Tre varietà principali di goniofotometri sono designate A, B e C. Ciò richiede aggiustamenti alla libertà di rotazione dell'asse. Al contrario, per il tipo A, che ha un asse orizzontale stazionario, i tipi B e C sono orientati verticalmente. Ci sono una varietà di tipi di lampade che li utilizzano.
Sia i faretti che i tubi fluorescenti utilizzano la lampadina di tipo C.

Velocità di funzionamento
Sebbene si tratti di un argomento controverso, l'opinione generale del settore è che una sfera di integrazione può completare la misurazione in un lasso di tempo inferiore rispetto a un goniofotometro. Questo perché quest'ultimo richiede una notevole quantità di tempo per ruotare il braccio per un singolo ciclo.
Anche se è necessario un rilevatore aggiuntivo per completare la misurazione, l'utilizzo di una sfera di integrazione è un modo rapido per raccogliere i dati necessari.

Aspetto manutenzione
Se la sorgente di luce in una sfera integratrice è molto potente, potrebbe danneggiare il rivestimento della sfera. Non può evitare questa circostanza e se la sfera deve essere riutilizzata, il rivestimento dovrà essere sostituito. Questo potrebbe rivelarsi uno sforzo molto costoso. Il solfato di bario e l'ossido di magnesio sono due dei materiali utilizzati per ottenere questo risultato.
Un goniofotometro è un gadget che richiede una manutenzione frequente poiché ha un gran numero di elementi in movimento. Il costo di riparazione o sostituzione di questi componenti potrebbe essere piuttosto elevato, anche se sono facilmente accessibili sul mercato. Nasce la necessità di sapere come funziona il processo e prendere decisioni intelligenti.

Conclusione
Le principali distinzioni tra una sfera integrante e a LM-79 goniofotometro sono sopra riportate. Per un professionista esperto in fotometria, è una questione pratica quale metodo scegliere. Queste considerazioni, tuttavia, aiuteranno a cogliere le distinzioni essenziali.
Entrambi i sistemi risalgono all'inizio del XX secolo e si sono evoluti in modo significativo sin dal loro inizio. In questo caso, spetta agli ingegneri assicurarsi di ricevere le forniture da fonti affidabili.

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