Kiểm tra trắc quang vẫn là một nhu cầu thiết yếu đối với các nhà sản xuất đèn chiếu sáng, nhà sản xuất mô-đun LED, nhà sản xuất đèn ô tô, nhà sản xuất màn hình và nhà sản xuất đèn kiến ​​trúc. Khả năng xác định quang thông và thậm chí đo phân bố công suất quang phổ sẽ không thể thực hiện được nếu không có không gian mà ánh sáng đồng đều trên toàn bộ diện tích, bất kể kiểu phát xạ nào. tích hợp hình cầu Nó được tạo ra với mục đích này. Thay vì chỉ đo ánh sáng theo hướng truyền đi, quả cầu này đo ánh sáng theo mọi hướng, cho phép phân tích tổng thông lượng mà không phụ thuộc vào hình dạng chùm tia, hướng thấu kính hay hình dạng hình học của thiết bị chiếu sáng.
Các hệ thống chiếu sáng hiện đại có chùm tia định hướng rất rõ, hình dạng quang học hữu hạn và cấu trúc đa chip. Trong trường hợp ánh sáng được phát hiện thông qua phương pháp truyền thẳng, kết quả sẽ khác nhau tùy thuộc vào vị trí của bộ детектор.

Tại sao sự phân bố ánh sáng đồng đều lại quan trọng?

Mọi nguồn sáng đều có sự phân bố trong không gian. Cũng giống như đèn truyền thống, ánh sáng được phát ra theo mọi hướng, mặc dù ngay cả hình dạng gương phản xạ của chúng cũng làm thay đổi lượng ánh sáng phát ra. Việc cân bằng các mô hình phát xạ khác nhau này dẫn đến thông tin không còn đáng tin cậy. Điều này đặc biệt là vấn đề khi so sánh giữa các công nghệ chiếu sáng khác nhau.
Tính đồng nhất cũng cho phép các giá trị đo phản ánh tổng lượng ánh sáng phát ra chứ không phải cường độ theo hướng cụ thể. Về mặt khoa học, quả cầu tích hợp tạo thành phân bố Lambertian sao cho độ sáng bao phủ bề mặt đầu dò không phụ thuộc vào vị trí của nguồn được gắn trên đó. Nếu không có biểu đồ phân tán đồng nhất, đầu ra của đầu dò sẽ thay đổi, dẫn đến các giá trị thông lượng không chính xác.

Cấu trúc lõi bên trong của quả cầu tích hợp

Bề mặt bên trong của một quả cầu tích hợp được phủ một lớp vật liệu phản xạ rất cao. Lớp phủ này không chỉ đơn thuần là sáng bóng; nó phải phản xạ các tia sáng nhiều lần sao cho không có hiện tượng phản xạ định hướng. Các hạt vi cấu trúc được tích hợp vào các lớp phủ phản xạ đặc biệt không hấp thụ năng lượng quang phổ không đồng đều. Phản xạ định hướng được tạo ra bởi bất kỳ khuyết tật nào của lớp phủ hoặc vùng bị mờ và làm sai lệch kết quả.
Một hình cầu lý tưởng ngụ ý rằng khi bức xạ phản xạ tới từ mọi hướng đều bằng nhau về mặt thống kê. Khi ánh sáng đi vào khoang, nó sẽ lặp lại cho đến khi sự thay đổi về cường độ biến mất. Khi ánh sáng đến bộ детектор, hướng phát xạ ban đầu không còn quan trọng nữa.

Làm thế nào phép tích phân loại bỏ sai số định hướng về mặt toán học?

Quá trình lấy trung bình bức xạ được tiếp nối bằng một quả cầu tích hợp. Khi ánh sáng đi vào phần bên trong, một phần bị mất đi do hấp thụ. Điều này có nghĩa là khi lặp lại nhiều lần, năng lượng sẽ được phân bố đều hơn. Về mặt toán học, sự tán xạ lặp lại như vậy là một chuỗi suy giảm hình học. Máy dò đo được một sự phân bố yếu hơn nhưng đã được làm mịn hoàn toàn.
Chính việc lấy trung bình này làm cho quả cầu tích hợp quang học trở nên hữu ích. Một bộ xử lý chùm tia phía trước mạnh với phát xạ bên yếu của đèn LED vẫn có thể được tính là một bộ xử lý có công suất tối đa. Trái ngược với phân bố góc, quả cầu tích hợp tích lũy tổng lượng phát xạ.

Vai trò quan trọng của việc định vị tấm chắn

Nguồn sáng có thể không chiếu trực tiếp vào đầu dò mặc dù quả cầu tích hợp cần phải hướng đến sự đồng nhất. Nếu không có tấm chắn này, một phần ánh sáng sẽ chiếu đến đầu dò trước khi tán xạ và ghi nhận các giá trị lớn hơn giá trị thực.
Vị trí của tấm chắn phụ thuộc vào kích thước của đầu dò, kích thước lỗ cổng và hình dạng hình học của nguồn. Cấu hình tấm chắn không tốt sẽ gây ra hiện tượng điểm nóng cục bộ và phá vỡ tính đồng nhất. Các hệ thống hiện đại hóa có vòng chắn điều chỉnh được để phù hợp với các kích thước mẫu khác nhau.

LPCE-2(LMS-9000)Hệ thống hình cầu tích hợp máy quang phổ có độ chính xác cao

Vị trí cổng và tính nhất quán của phép đo

Vị trí đặt nguồn phát rất quan trọng. Các lỗ quá lớn sẽ gây tổn thất năng lượng cao và làm giảm sự phân bố đồng đều.
Cổng dò và cổng vào cần được hướng về một phía, nhưng không được đối diện nhau vì khi đó sự truyền tín hiệu theo một hướng sẽ xảy ra. Chỉ khi các cổng được tách biệt về mặt không gian, sự tán xạ bên trong mới đạt hiệu quả tối ưu. LISUN Nó chế tạo các quả cầu dựa trên nguyên tắc sắp xếp theo cực sao cho bộ dò chỉ nhận được bức xạ tán xạ.

Đường kính hình cầu và hiệu suất đồng nhất

Các quả cầu phản xạ nên có kích thước lớn vì điều này tạo ra độ đồng nhất cao hơn do có nhiều lần phản xạ trước khi đến bộ детектор. Quả cầu nhỏ là đủ trong trường hợp các gói LED nhỏ. Kích thước quả cầu là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác của các đèn chiếu sáng lớn vì đèn sử dụng gương phản xạ tạo ra đường đi của chùm tia dài hơn.
Ở mức độ sáng 3000-10000 lumen, hoặc dưới 1000 lumen cho một cụm đèn, khi sử dụng các quả cầu nhỏ hơn, hơi ẩm có thể tích tụ trên thành đèn và lớp phủ có thể bị đổi màu. Các thiết kế đường kính lớn hơn có khả năng tản nhiệt tốt hơn, giúp bảo vệ hiệu suất của lớp phủ.

Ảnh hưởng của độ phản xạ lớp phủ đến phép đo

Sự phân bố độ phơi sáng được xác định bởi độ phản xạ của lớp phủ phản quang. Sự tăng độ phản xạ dẫn đến sự tăng chu kỳ tán xạ. Các lớp phủ hình cầu thông thường có độ phản xạ trên 95% trong dải tần số nhìn thấy được. Khi đáp ứng quang phổ bị thay đổi do sự hấp thụ chọn lọc của lớp phủ, việc đánh giá nhiệt độ màu tương quan sẽ bị ảnh hưởng. Đây là lý do tại sao sự lão hóa của lớp phủ là một vấn đề thuộc thông số bảo trì dựa trên hiệu chuẩn.
Tính toàn vẹn của lớp phủ quyết định mức độ mà quả cầu tích hợp sẽ mô phỏng hành vi trường đồng nhất trong thời gian dài. Trong trường hợp có hơi ẩm, bụi bẩn hoặc vết xước bám vào, độ phản xạ sẽ giảm và tính đồng nhất cũng giảm theo.

Ổn định phản ứng thông qua khuếch tán nội bộ

Khi bật nguồn, hệ thống bên trong không ổn định ngay lập tức. Giai đoạn ổn định này cũng rất quan trọng trong quá trình đo các đèn LED hoạt động ở chế độ PWM. Cần có sự tích hợp ổn định để đo được công suất phát sáng trung bình, chứ không phải là sự thay đổi tức thời.
Các quả cầu bao quanh có một số bộ dò để đẩy nhanh quá trình ổn định và giảm sự phụ thuộc vào vị trí. Tuy nhiên, việc hiệu chuẩn là cần thiết để tương quan các tín hiệu đầu ra của bộ dò nhằm duy trì tính nhất quán của phản hồi tổng hợp.

Yêu cầu về hiệu chuẩn và truy xuất nguồn gốc

Việc hiệu chuẩn trắc quang cần các nguồn sáng (có thể là các hệ thống khác) với thông lượng ánh sáng đầu ra có thể truy ngược về các giá trị được chứng nhận trong phòng thí nghiệm. Quá trình hiệu chuẩn giúp bù trừ sự suy giảm độ phản xạ của lớp phủ, tổn thất cổng và chèn, sự trôi dạt của đầu dò và sự thay đổi tán xạ. Một số vùng phổ được xem xét trong quá trình hiệu chuẩn vì quả cầu tích hợp quang học không chỉ được áp dụng trong dự đoán thông lượng ánh sáng mà còn cả nhiệt độ màu tương quan.
Các hệ thống được sử dụng hiện nay sử dụng phương pháp hiệu chuẩn quang phổ tự động, trong đó bộ dò lấy các tín hiệu chiếu sáng tham chiếu. Mặc dù có sự khác biệt về phân bố quang phổ giữa các loại đèn LED khác nhau, việc kiểm tra sản phẩm vẫn đáng tin cậy sau khi hiệu chuẩn.

Các ứng dụng phụ thuộc vào hành vi đồng nhất của quả cầu

Việc phân loại quang thông được thực hiện bằng các quả cầu được các nhà sản xuất bao bì LED sử dụng. Mỗi đơn vị LED được hệ thống đo lường và sau đó phân loại dựa trên hiệu suất. Điều này rất cần thiết vì quang thông, độ màu và đặc tính quang phổ của các LED trong cùng một lô sản phẩm đều được đảm bảo đồng nhất.
Các nhà sản xuất đèn cỡ lớn sử dụng hình cầu để kiểm tra kết quả lắp ráp ở giai đoạn tích hợp gương phản xạ. Bộ khuếch tán, thấu kính quang học và các tấm lăng kính có thể được sử dụng trong các bộ bảo vệ tập trung. Thử nghiệm bằng hình cầu đảm bảo rằng sự khuếch tán quang học không làm giảm tổng quang thông hiệu quả.
Trong kiến ​​trúc, ánh sáng sử dụng các quả cầu để làm nổi bật các chi tiết trang trí nhờ sự thay đổi hướng thoát sáng theo thiết kế. Các mô-đun chiếu sáng ô tô được phân tích dựa trên quả cầu để đo tổng lượng phát quang và việc kiểm soát chùm sáng được đánh giá độc lập.
Các nhà sản xuất thiết bị y tế đang đo độ chiếu sáng của các hệ thống phẫu thuật và các thiết bị dò cầm tay. Độ chính xác quang học là một cách để đảm bảo mức độ chiếu sáng an toàn trong sử dụng y tế.

Kết luận

hiện đại tích hợp hình cầu Trong một khu vực tích hợp hiện đại, ánh sáng được phân bố đồng đều bằng cách tán xạ các tia sáng nhiều lần qua một khoang hình cầu có độ phản xạ cao được xác định rõ ràng. Dữ liệu thu được cho thấy thông lượng tổng thể thực sự chứ không phải cường độ theo hướng cụ thể, do đó cho phép phân tích hiệu quả, nghiên cứu màu sắc, dự báo lão hóa quang phổ và phân chia các gói và nhóm sản phẩm một cách hiệu quả. Sai lệch theo hướng là một đặc tính không mong muốn trong các quả cầu tích hợp quang học, khiến nó trở nên thiết yếu đối với việc sản xuất đèn LED, các phòng thí nghiệm đo quang và chứng nhận các sản phẩm được quy định, cũng như trong các cơ sở nghiên cứu tiên tiến, nơi những thay đổi nhỏ trong phép đo ảnh hưởng đến quá trình ra quyết định của kỹ sư.

Lisun Instruments Limited được tìm thấy bởi LISUN GROUP 2003. LISUN hệ thống chất lượng đã được chứng nhận nghiêm ngặt bởi ISO9001:2015. Với tư cách là thành viên CIE, LISUN các sản phẩm được thiết kế dựa trên CIE, IEC và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác. Tất cả các sản phẩm đều đạt chứng chỉ CE và được xác thực bởi phòng thí nghiệm của bên thứ ba.

Sản phẩm chính của chúng tôi là Máy đo huyết áp, Tích hợp hình cầu, Máy quang phổ, Surge Generator, Súng giả lập ESD, Bộ thu EMI, Thiết bị kiểm tra EMC, Kiểm tra an toàn điện, Phòng môi trường, Buồng nhiệt độ, Đài Khí tượng Thủy văn, Phòng nhiệt, Thử nghiệm phun muối, Phòng kiểm tra bụi, Kiểm tra không thấm nước, Kiểm tra RoHS (EDXRF), Kiểm tra dây phát sáng và Kiểm tra ngọn lửa kim.

Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần bất kỳ hỗ trợ.
Khoa công nghệ: Service@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8615317907381
Phòng kinh doanh Sales@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8618117273997