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光学文章
积分球系统之积分球涂料

发布时间: 2015-05-14   浏览次数:   作者:迈昂科技

       目前业界对于灯具光测量领域最熟悉的仪器,我想肯定是积分球系统。但是我们在和专家、客户、同行的沟通过程中,对于某些问题还是会出现不同理解,所以下面我非常乐意把我们所理解的积分球系统呈现给大家,并把我们所碰到的疑惑罗列出来,做一下讨论,以资学习借鉴。

       顾名思义,积分球是一个用于积分的球体,要求其球内表面均匀规则,不能有变形,球面度好。在内表面喷涂上高漫反射率涂料,当光源发出的光进入后会经过无限次反射,达到均匀。这样通过测量球面上任一单位面积元的光能量,然后对整个内球面积分,即可得到光源的发光能量。再把光源的能量与视效函数Vl)匹配,即可得到光通量等参数。



  

       从上面的表述可以看出,如何使光均匀化应该是积分球最重要的功能。那么,如何使光均匀呢?显然和涂料有关!通常,我们考察一个积分球的好坏必须首先考察涂料,而涂料必须从以下几个方面来考察:


1、涂料的反射率

       涂料的高反射率是积分球的第一要求。反射率越高,每次光反射被吸收的能量就越少,在相同能量损失的情况下,反射次数就越多,光就越均匀,测量也就越准确。


2、涂料的漫反射特性

       理想状态下,积分球的内表面喷涂涂料后,应该是一个遵循朗伯定律的漫射面,即不管入射光来自何方,沿各方向漫射光的发光强度总与cosθ 成正比。所以我们在考察涂料反射率的同时,一定要考察其漫反射特性。


3、涂料的光谱选择性

       前面我们提及涂料的反射率时,实际上还忽略了一个重要的因素,即光谱选择性。也就是说涂料的反射率应该是针对于特定波长的光,而不是对于全光谱都有效。不同波长的光照射到同一个点,其被反射率肯定不同;对于某些波长的光,其反射能力可能很强;对于某些波长的光,其反射能力可能很弱。对于积分球而言,当然是希望对于可见光谱范围内不同波长的光的反射能力相等,这样在校准、计算时就非常易于处理,测量结果更为精确。


4、涂料的稳定性

       涂料的稳定性主要是指抗氧化能力和抗潮解能力。通常我们常见的涂料主要成分为硫酸钡BaSO4。而硫酸钡在遇高温后容易氧化,从而改变颜色。所以通常我们看到有的积分球用了1年以后,表面发黄。另外,我们还要求涂料遭遇潮湿天气时,表面干燥,不应潮解。如果表面潮解,则当天气再次干燥时,涂料也干燥,表面极易开裂,进而发生表层脱落。


5、喷涂工艺

       显然光有好的涂料还不行,我们必须有一个好的喷涂工艺才能使积分球的漫反射特性锦上添花。我想,各个厂家的喷涂工艺肯定不同,但总体要求应该一致:即球体表面洁白无瑕,应该有比较均匀粗燥的颗粒,不易脱落。只有做到这几点,这个喷涂工艺才可以让人放心和接受。


 
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