Esferas integradoras para la medición de lúmenes de fuentes de luz

Esferas integradoras puede convenientemente medición del lumen y prueba la potencia de radiación de las fuentes de luz, por lo que puede usarse para probar varios productos de iluminación.

¿Qué es una esfera integradora?
Una esfera integradora, también conocida como fotosfera, es una esfera hueca con una superficie interior altamente reflectante que se utiliza como un dispositivo de recolección de luz eficiente para recolectar la luz dispersada o emitida por muestras ubicadas dentro o cerca de una ventana. Las paredes internas de la esfera integradora están recubiertas con un material difuso blanco, es decir, un material con un coeficiente de reflectancia difusa cercano a 1, los materiales como el óxido de magnesio o el sulfato de bario generalmente se rocían en la superficie interna después de mezclar uniformemente con una goma. adhesivo.

El principio básico de la esfera integradora es que la luz se recoge a través del puerto de muestreo y se dispersa uniformemente dentro de la esfera integradora después de múltiples reflexiones. Cuando se usa la esfera integradora para medir el flujo de luz, los resultados de la medición pueden ser más confiables y la esfera integradora puede reducir y eliminar los errores de medición causados ​​por la diferencia en la forma de la luz, el ángulo de divergencia y la capacidad de respuesta en diferentes posiciones del detector.

Las esferas se usan ampliamente en fotometría y, en la mayoría de las aplicaciones, estos componentes ópticos comunes se usan junto con otros dispositivos fotónicos, como fotómetros y radiómetros. En los laboratorios de investigación, las esferas integradoras se pueden utilizar para medir la transmitancia o la reflectancia de los materiales. Las bolas también se usan a menudo para calibrar y medir la luz en dispositivos electrónicos de imágenes.

Método de medición de la reflectancia de las esferas integradoras:
La muestra se mantiene en el puerto de 0 grados y el haz incidente se usa para determinar la reflectancia a través del puerto de 180 grados. La esfera integra espacialmente la radiación total reflejada, y se mide con un detector deflector. La radiación especular reflejada se puede limpiar con el portamuestras, que utiliza la incidencia vertical para reflejar cualquier radiación especular incidente.

La reflectancia “especular más difusa” se puede medir con el portamuestras de 8 incidencias. Al medir ambos y tomar su relación, se puede calcular la reflectancia de una muestra estándar conocida. Para evitar errores debido a la naturaleza reflexiva de la muestra, la muestra y el estándar deben tener la misma reflectancia. Se puede utilizar un sistema de doble haz para eliminar dicha fuente potencial de error de medición. El detector está montado en un puerto de 90 grados.

Medida de Flujo Total:
El flujo óptico total producido por una fuente de luz (como una lámpara) se mide colocando la fuente de luz dentro del elemento óptico, donde las paredes de la esfera suelen reflejar la luz varias veces hasta que la detecta el fotodetector. Este concepto de luminancia se usa ampliamente en la industria para comparar la salida de lúmenes de una fuente de luz para el control de calidad de fabricación. Otros elementos básicos requeridos para esta configuración incluyen detectores y difusores de respuesta de observación-visión.

Medición de la relación de transmisión de esferas integradoras:
La luz que incide sobre la muestra y pasa a través de la muestra se conoce como transmitancia. Si la muestra tiene una dispersión baja (como una solución diluida limpia), se transmitirá casi toda la luz que no se absorba. Además de la medición de la reflectancia, otro factor importante a tener en cuenta al utilizar la esfera integradora es la medición de la transmitancia.

Medición de flujo de radiación espectral:
Para medir el flujo de radiación espectral generado por la fuente de luz, se utiliza una esfera integradora con un espectrorradiómetro. Esta configuración es la misma que se usa para medir el flujo total, pero en lugar de fotodetectores, se usa un espectrorradiómetro. Además, esta configuración es aplicable para medir índices colorimétricos, temperatura de color correlacionada y coordenadas de cromaticidad.

Sensor de imagen de prueba:
El puerto esférico permite que el elemento óptico se use como un difusor de fuente de luz uniforme donde se puede usar una irradiación uniforme que se origina en una fuente difusa para probar sistemas de imágenes como cámaras CCD o detectores de matriz. La configuración de esta aplicación se realiza colocando lámparas dentro de la esfera. La selección de lámparas depende de la irradiancia requerida. Para esta configuración, no se necesitan detectores.

Medición de potencia láser:
Las esferas se utilizan ampliamente para mediciones de potencia láser en laboratorios e industrias donde estos elementos ópticos son adecuados para probar láseres industriales de alta y baja potencia. Al realizar mediciones de potencia láser, el uso correcto de un escudo ayuda a evitar la visión directa del punto caliente del láser. La integración espacial hace que una esfera integradora sea una opción adecuada para probar diodos láser y otros dispositivos que muestren características asimétricas y divergentes. Además, el revestimiento altamente reflectante de la esfera ayuda a proteger el material de la superficie de temperaturas extremadamente altas.

Prueba de productos de iluminación de estado sólido:
Las características de rendimiento de las lámparas LED y otros productos de iluminación de estado sólido se obtienen probando y evaluando la eficacia del lumen y el flujo total generado por la fuente de luz; utilizando una esfera integradora, se pueden obtener mediciones precisas de los datos del espacio de color y el flujo total. Aunque estos elementos ópticos permiten mediciones precisas de los parámetros mencionados, no miden distribuciones espaciales del haz. Para medir las características de rendimiento de estas fuentes de luz, las esferas se suelen utilizar en combinación con un goniofotómetro. El goniofotómetro puede medir distribuciones espaciales con precisión.

El total prueba de flujo luminoso de esfera integradora incluye al menos dos partes: una parte para una muestra y la otra para un detector. El detector está calibrado para el flujo de radiación, pero básicamente prueba la iluminancia en la superficie interior de la esfera. Cuando se utiliza una esfera integradora para medir el flujo luminoso de un LED, es necesario tener en cuenta el tamaño del paquete y el tipo de LED.

La esfera integradora debe cumplir los siguientes requisitos para garantizar que todas las superficies curvas tengan la misma iluminancia (el valor de iluminancia en el área probada representará el de toda la esfera):
la relación entre el diámetro de la esfera y el diámetro de la interfaz del detector debe ser como máximo de 1:3;

ignore la autoabsorción de la luz de la interfaz de muestra o la luz auxiliar; el revestimiento interior tiene un alto coeficiente de reflexión y reflectividad difusa (BaSO4);

de acuerdo con los requisitos de CIE 127:2007 y IES LM-79 para otras condiciones de prueba de flujo luminoso.

De acuerdo con el estándar, hay tres configuraciones diferentes de prueba de esfera integradora:
Configuración 2π: la muestra se coloca en la superficie interna de la esfera integradora, utilizada para LED sin luz invertida. A menudo se utiliza para LED individuales y conjuntos de LED.

Configuración 4π: muestra colocada en el centro de la esfera a través de una interfaz; a menudo se usa para fuentes de luz de estado sólido, las lámparas auxiliares son necesarias para compensar la absorción de luz por parte de la muestra y el conector.

Configuración de prueba de flujo luminoso parcial: la muestra se coloca a cierta distancia de la interfaz de la muestra: un ángulo sólido se define mediante una apertura precisa frente a la interfaz.

LPCE-2 El sistema de prueba de LED con espectrorradiómetro de esfera integrado sirve para medir la luz de LED individuales y productos de iluminación LED. La calidad del LED debe comprobarse comprobando sus parámetros fotométricos, colorimétricos y eléctricos. De acuerdo a CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79-19, Ingeniería-óptica-49-3-033602, REGLAMENTO DELEGADO (UE) 2019/2015 DE LA COMISIÓN, IESNA LM-63-2, IES-LM-80 y ANSI-C78.377, recomienda utilizar un espectrorradiómetro de matriz con una esfera integradora para probar productos SSL. El LPCE-2 El sistema se aplica con LMS-9000C Espectrorradiómetro CCD de alta precisión o LMS-9500C Espectrorradiómetro CCD de grado científico y esfera integradora de moldura con base de soporte. Esta esfera es más redonda y el resultado de la prueba es más preciso que la esfera integradora tradicional.

Sistema de esfera de integración de espectroradiómetro de alta precisión LPCE-2(LMS-9000)

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Nuestros principales productos son: Gonofotómetro, Esfera integradora, Espectrorradiómetro, Generador de sobretensiones, Pistolas de simulación ESD, Receptor EMI, Equipo de prueba de EMC, Probador de seguridad eléctrica, Cámara ambiental, cámara de temperatura, Cámara climática, Cámara Térmica, Prueba del spray de sal, Cámara de prueba de polvo, Prueba impermeable, Prueba de RoHS (EDXRF), Prueba de alambre incandescente y Prueba de llama de aguja.

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