Técnicas de medición en goniofotometría: integración de esfera versus goniómetro

Introducción

La goniofotometría es un método estándar para describir el campo de luz alrededor de una fuente puntual determinada. Es vital en muchos campos diferentes, como por ejemplo diseño de iluminación, iluminación de automóviles, iluminación de jardines y más.

La esfera integradora y el goniómetro son dos herramientas de medición populares utilizadas en goniofotometría. Diferentes tareas requieren diversas metodologías debido a sus propias fortalezas y debilidades. Este artículo profundiza en los fundamentos, la configuración de medición, las ventajas y limitaciones de cada método, así como sus respectivos campos de aplicación y preocupaciones sobre la precisión de la medición.

Esfera integradora

La esfera integradora es un dispositivo típico que se utiliza para obtener mediciones en el campo de la goniofotometría. Tiene la forma de una esfera hueca, cuya superficie está recubierta por dentro con un material altamente reflectante (a menudo sulfato de bario).

Debido a que la luz de la fuente se dispersa uniformemente sobre la esfera, es posible cuantificar tanto el flujo luminoso total como su distribución espacial.

1. a) Configuración de medición: La superficie interior de la esfera absorberá y dispersará la luz proveniente de una fuente ubicada cerca del centro de la esfera. Es posible que podamos obtener una distribución espacial de la luz dispersada si colocamos fotodetectores o espectroradiómetros en puntos clave alrededor de la esfera.
2. b) Ventajas: debido a que proporciona una medición que se promedia a lo largo de la dispersión de la luz en todas las direcciones, la esfera integradora es útil para obtener el flujo luminoso total, las propiedades colorimétricas y una evaluación general del rendimiento. La configuración es sencilla y ofrece reproducibilidad y confiabilidad en las mediciones. Además de esto, es compatible con una amplia gama de configuraciones de fuentes tanto en tamaño como en forma.
3. c) Limitaciones: Como resultado de su baja resolución angular, la esfera integradora no es tan eficiente o precisa como otros enfoques cuando se trata de monitorear fuentes altamente dirigidas. Lo único que se puede determinar a partir de los datos es la distribución típica de la luz, y es posible que se pierda información direccional específica en el proceso. Además, debido al tamaño de la esfera, podría resultar complicado evaluar fuentes que sean muy grandes o que tengan distribuciones geográficas intrincadas.

Goniómetro

El goniómetro es otro instrumento común utilizado en goniofotometría. Es posible obtener mediciones muy precisas de la distribución angular de la salida de una fuente de luz. El goniómetro es un dispositivo que mide la luz en diferentes ángulos de incidencia; Consiste en una plataforma giratoria sobre la que se fijan la fuente y un fotodetector o espectroradiómetro. El goniómetro se utiliza para determinar cómo interactúa la luz con diferentes superficies.

1. a) Configuración de medición: La plataforma del goniómetro, en la que está montada la fuente, tiene la capacidad de girar tanto en el plano horizontal como en el vertical. Mientras un fotodetector o espectrorradiómetro está montado en un brazo que gira en sincronía con la fuente, el propio brazo gira. Cuando se gira la fuente, se obtienen datos sobre la dispersión de la luz desde una amplia variedad de perspectivas.
2. b) Ventajas: Utilizar la capacidad del goniómetro para medir la dispersión angular de la luz es útil cuando se investigan fuentes altamente dirigidas. Las características espaciales que se exhiben incluyen cosas como ángulos de haz, distribuciones de intensidad y ángulos de corte de luz. Estas son sólo algunas de las características que se muestran. Cuando se trata de evaluar el rendimiento de los sistemas de iluminación dirigida, como los que se ven en los vehículos, incluidos los faros y los proyectores, el goniómetro realmente destaca.
3. c) Limitaciones: Cuando se utiliza un goniómetro, el tiempo es una consideración ya que es necesario un control de ángulo preciso, así como muchas mediciones tomadas en una variedad de ángulos. La precisión de las mediciones puede verse cuestionada debido a una serie de factores, incluidos, entre otros, vibraciones mecánicas y luz parásita. Además, existe la posibilidad de que las instalaciones de goniómetros tengan dificultades para acomodar fuentes que sean muy grandes o que tengan geometrías particularmente complejas.

Áreas de aplicación y consideraciones

Cuál de la esfera integradora y el goniómetro se debe utilizar para una medición particular está determinado por elementos que son exclusivos de la aplicación, así como por la fuente de luz. En los siguientes párrafos se proporcionan consideraciones y ejemplos de aplicaciones para cada enfoque:

1. a) Esfera integradora: una esfera integradora es una herramienta que se puede utilizar para cuantificar una variedad de aspectos de las fuentes de luz, incluido el flujo luminoso total, las características colorimétricas y una evaluación general del rendimiento. Es posible utilizarlo para proporcionar una medición precisa del brillo de fuentes de luz difusas u omnidireccionales, como luces incandescentes y fluorescentes. También es útil para evaluar el índice de reproducción cromática (CRI) y mantener la uniformidad del color en una variedad de condiciones de iluminación. En el diseño de iluminación arquitectónica, donde la distribución total de la luz es muy importante, la esfera integradora puede ser una herramienta útil a la hora de analizar el rendimiento de las luminarias.

Los LED, los focos y los faros de los automóviles son ejemplos de fuentes de luz extremadamente dirigidas, por lo que un goniómetro es la herramienta elegida para medir los ángulos de su haz. Los ángulos del haz de luz, las distribuciones de intensidad y los ángulos de corte de la luz se pueden medir con precisión con el uso de un goniómetro. Esto es especialmente importante en accesorios de iluminación para vehículos, teatros y hogares, donde es necesaria una dirección de luz precisa. Puedes elegir LISUN para los mejores goniofotómetros.

Hay varias cosas en las que pensar al decidir un método de medición. Para empezar, el tamaño y la forma de la fuente de luz son importantes. Debido a su adaptabilidad, las esferas integradoras pueden usarse para una variedad de propósitos. Sin embargo, los goniómetros pueden tener dificultades para trabajar con fuentes muy grandes o complejas.

El segundo factor a considerar es cuánto detalle y precisión necesitas en el mundo físico. Si bien las esferas integradoras pueden evaluar la dispersión de la luz de forma promedio, los goniómetros pueden proporcionar datos de dirección más precisos. La esfera integradora es una herramienta útil para determinar promedios o evaluar el desempeño general. El goniómetro es la herramienta preferida cuando se requieren mediciones precisas de ángulos, patrones de haz o distribuciones asimétricas.

En tercer lugar, se debe considerar el tiempo y el esfuerzo necesarios para configurar la medición. Las configuraciones simples de esfera integradora pueden proporcionar resultados precisos rápidamente. Sin embargo, la configuración de los goniómetros puede llevar mucho tiempo, ya que necesitan un control preciso del ángulo y muchas lecturas en varios lugares.

Por último, se deben tener en cuenta las normas y reglamentos que sean relevantes para el uso previsto. La Comisión Internacional de Iluminación (CIE), el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) y otros brindan recomendaciones y estándares para evaluaciones goniofotométricas. La capacidad de realizar mediciones precisas y consistentes entre laboratorios y fabricantes depende de su familiaridad con estos estándares.

Conclusión

Las esferas integradoras y los goniómetros son herramientas esenciales en el campo de la goniofotometría, que estudia la distribución espacial de la luz procedente de diversas fuentes. Al evaluar la efectividad de una fuente difusa u omnidireccional, la esfera integradora es útil para evaluar el flujo luminoso total, los parámetros colorimétricos y el rendimiento general.

Pero el goniómetro realmente brilla cuando se trata de medir la dispersión angular precisa de la luz desde fuentes puntuales. El tamaño, la resolución espacial, la facilidad de configuración y el cumplimiento de los estándares aplicables son sólo algunos de los factores que deben tenerse en cuenta al decidir entre los dos métodos. Para obtener lecturas goniofotométricas confiables y útiles, es fundamental tener una idea clara de las fortalezas y debilidades de cada método.

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