积分球的原理

积分球如何工作??

积分球之基本工作原理如图一所示；光线由输入孔入射后，光线在此球内部被均匀的反射及漫射，因此输出孔所得到的光线为相当均匀之漫射光束。而且入射光之入射角度、空间分布、及极化皆不会对输出之光束强度及均匀度造成影响。也因为光线经过积分球内部之积分后才射出，因此积分球亦可当作一光强度衰减器。其输出强度与输入强度比约为：光输出孔之面积/积分球内部之表面积。

图一：积分球之工作原理

为何要使用积分球?? 其使用时机为何??

一般而言，光学扩散片在小心地使用状况下，可降低量测时因侦测器上之入射光源不均匀分布或光束稍微偏移所造成之些微误差，因而可提高量测之准确度；但是在更精密的量测时，您就必须使用积分球作为光学扩散器以使得上述之误差最小。

使用积分球来量测光通量(Lumen)时，可使得量测结果更为可靠；积分球可降低并除去因光线之形状、发散角度、及侦测器上不同位置之响应度差异所造成之量测误差。

积分球亦可与分光仪搭配，将积分球之光输出孔衔接于分光仪之入射光栅前，以确保待测光源射入分光仪之角度皆相同；使得量测之再现性大幅的提高。

辅助光源:

直接固定于积分球球壁上,用来补偿当待测物置入积分球内部时, 待测物本身所吸收的光谱曲线, 一般辅助光源为10 瓦之卤素灯泡, 须注意进行补偿校正时,

辅助光源之光线不可直接照射到待测物。

物理化学积分球原理

积分球原理介绍|积分球工作原理设进入积分球的一束光的总光通量为Φ，照射在球内壁面积为S3处。光在内壁表面上多次漫反射。现考察内壁任意一点M处的照度E。由于进入积分球的光直接照在S3处，则由S3上每一点漫反射的光都会有一部分直接身到考察位置 M处，所有这些直接射到M处的光的照度总和称为直射照度，用E0表示。除此之外，还有从S3漫反射到积分球内壁各点经多次漫反射到达M处的光，这部分光照度总和称为多次漫反射照度，用E∑表示。于是，考察位置M处的照度E为这两部分照度之和，即：E=E0+E∑ (1-1) 直射照度E0 在S3范围内任意一点A处取小面元dSA，射到此面元上的总光通量为dΦ，则位置A处的照度EA为：EA=dΦ/dSA，积分球内壁可看成理想的漫反射体，所以在A处的亮度LA为：LA=EAρ/π（式中ρ是漫反射系数）。若考察位置M处取一小面元dSM，则由亮度为LA的面元dSA发出到达dSM面元上的光通量为：dΦA=LAdSAcosi1dSMcosi1’/rA2 公式中的各物理量如图所示。由图中还可看出：i1=i1’，rA=2Rcosi1 （R是积分球内壁的半径）。由面元dSA发出的光在考察位置M处形成的照度： dE0=dΦA/dSM=LAdSAcosi1cosi1’/rA2=LAdSA/4R2 公式中的各物理量经过供稿和整理后，得出整个S3漫反射光在M 处形成的直射照度为：E0=ρ∫S3dΦ/4πR2=ρΦ/4πR2 (1-2) 式中Φ为进入积分球的总光通量。

多次漫反射照度E∑ 现先分析内壁上任一位置N得到来自S3的直射光后，再次漫反射并直接到达考察位置M的光，这部分称为一次附加照度E1。由于N处同样得到直射照度E0，则亮度L0为L0=ρE0/π。在N处取面元dSN，从dSN发出在位置M处形成的一次附加照度dE1表示为：dE1=dΦ 1/dSN=L0dSNcosi2dSMcosi2’/ 4R2cosi2cosi2’dSM =L0dSN/4R2 由整个积分球内壁漫反射，在位置M处形成的总的一次照度E1为： E1=ρE0∫SdSN/4πR2=ρE0S/4πR2=ρE0(1-f)S1/4πR 式中S1为整个球内壁的面积；f为开孔比（f=S2/S1，S2为开孔处的球面面积）。将S1=4πR2代入上式：E1=ρ(1-f)E0 （1-3）依照同样的方法，可导出由内壁各处的一次照度在M处形成的二次照度E2，三次照度E3，等等： E2=ρ(1-f)E1=[ρ(1-f)]2E0 E3=ρ(1-f)E2=[ρ(1-f)]3E0 这样，多次漫反射总照度E∑为：E∑=E1+E2+E3+……=E0ρ (1-f)/[1-ρ(1-f)] （1-4）于是，在考察位置M处的总照度E：E=E0+E∑=E0/[1-ρ(1-f)] （1-5）将（1-2）式供稿上式，则得到：E=ρΦ/4πR2[1-ρ(1-f)] （1-6）由上式可以看出，内壁任意位置处的照度与进入积分球的总光通量成正比。这就是应用积分球测光源的光通量的基本公式。积分球的作用|积分球的用途|积分球的应用积分球的作用体现在大致三方面： 1.光接收器被测光经积分球上的小孔进入球内，在内壁上设置一个或两个光探测器，如硒光电池或光电倍增管等。由光探测器输出的光电流与积分球内壁的照度成正比，也就是与进入积分球的光通量成正比。这样就可以根据输出光电流的

LED积分球涂层需要高反射率的原因

LED 测量所用的积分球，要求会比一般灯具高很多，因为LED 的发光角较小，方向性很强。具体如下：一、涂料积分球又称为光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射涂料，且球内壁各点漫射均匀。光源在球壁上任意一点上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。在球壁上任意位置的光照度（挡去直射光后）与灯的光通量成正比。通过测量球壁窗口上的光照度，就可求出光源的光通量。积分球工作原理示意图由上图可知，积分球的关键在于将不均匀的入射光均匀化，因此内壁涂料是影响测量的关键因素，而涂料的选择主要看以下四个方面：1、漫反射率。LED 的方向性很强，必须经过多次反射，才能使球体内光达到均匀分布，因此要求反射率在95%以上；投射灯的方向性更强，对漫反射率的要求更高。目前全球漫反射率最高的涂料是spectraflect，可见光反射率98%。2、琅伯特性。琅伯特性是指涂料漫反射性能，好的涂料，不管入射光从哪个角度入射，从任何角度观察，亮度值都是一样的。这种情况下，取样才有意义。而spectraflect 近似完美朗伯体。3、涂料反射率的光谱选择性。光谱反射率指的是在不同波长、涂料的反射率，光谱反射率曲线越平坦，说明涂料对波长没有选择性，测量结果越可靠。可见光范围内，spectraflect 的反射率波动小于2%，非常平坦。 4、稳定性。涂料的化学成分随时间发生的变化。有些涂料在紫外光照射下没多久就氧化、发黄甚至脱落，说明化学成分已经改变了，反射率、琅伯特性和光谱选择性等必然发生变化。spectraflect 的稳定性非常好，用它喷涂的积分球，可保证十年的稳定性。综合以上几个优点，Labsphere 的积分球在消除方向性上面是有无与伦比的优势的：同样一个车灯，放在球中心测量时，极端角度入射，测得的数据差值小于5%；放在侧面开口测量时，入射角度基本不会带来影响。二、吸收辅助灯设计通常情况下，测量都是先用标准灯对系统进行标定，然后测量待测灯，通过对光谱进行比例运算得到待测灯的数据。但是，由于材料、大小的不同，标准灯和待测灯对光的吸收是有差异的，特别是在LED 夹具和车灯这一块，差异会非常明显。Labsphere 采用了吸收辅助灯，对这个差异进行了补偿。具体过程如下：1、用光通量标准灯对系统进行标定；2、关闭标准灯，不取出来；打开辅助灯，待辅助灯稳定后，测量一次。此时，光谱仪采到的是标准灯的吸收光谱；3、取出标准灯，放入待测灯，待测灯不打开，测量一次。这一次，测到的是待测灯的吸收情况；4、关闭辅助灯，打开待测灯进行测量。测量时，软件会自动把第二步和第三步的数据进行对比并计算到输出结果中。三、光谱仪作为系统采样器件，光谱仪决定了信号的精度。1、重复是指反复测量相同的灯具，所得到的数据差值，一般以百分比来表示。Labsphere 的测量重复度好于0.02%。2、线性度决定。线性度是指在光谱范围内，光谱仪真实地还原每一个nm 波长的能力。线性度越高，重复性越好。Labsphere 的光谱仪，线性度都好于99.8%。2、杂散光是指测量某个波长值时到达探测器的其他波长的光。抑制杂散光的能力是光谱仪的一个重要指标。CDS 2100 的杂散光小于0.01%。3、动态范围是仪器能测量的最大不失真信号和最小信号之比。它表征的是仪器测量大信号和小信号的能力。通常很多光谱仪指标上写的是可以测到很大，但实际上测到大信号时就不稳定，这就是动态范围不够。特别是我们这种应用，采用一台光谱仪搭配两个球，既要测量单颗LED 又要测灯具。LED 的光通量比较小，而灯具的光通量非常大，动态范围一定要很高。CDS 2100 动态范围30000:1，完全可以满足要求。4、灵敏度。灵敏度是考量光谱仪的一个重要因素，它表征的是光谱仪对于弱信号、信号变化的响应速度和程度。CDS 2100 采用薄型背照式阵列CCD，极大的提高了量子效率同时缩短了积分时间。

积分球原理

前言：在分光光度计中，一个是作为检测器用的光电倍增管，另一个是作为附件用的积分球，两者看似没有直接的联系，实际上，积分球的问世和使用正是弥补了光电倍增管在检测多样化样品时的自身缺陷。而对于积分球检测器这种附件，许多仪器使用者了解甚少，甚至没有听说过。为此，本文针对这两者的关系做一简单介绍，以飨读者。 1．光电倍增管的使用：光电倍增管英文名称是photomultiplier tube，简称PTM。在目前的一些双光束分光光度计中经常使用光电倍增管作为检测器。由于光电倍增管具有灵敏度高，噪声低及响应速度快的特点，所以被广泛地应用在许多光学仪器中作为检测器，这是众所周知的常识。 2．光电倍增管的结构：光电倍增管有侧窗式和端窗式两种，在实际应用范围里又以侧窗式居多，因此、本文以R928型侧窗式光电倍增管为例加以介绍。 R928型光电倍增管有11个电极，分别为：1个光阴极（Ｋ），9个倍增极，也称打拿极（DY）和1个阳极（P）；外观图和内部图如图－1，图－2所示：图－1、R928型光电倍增管外观图

4．光电倍增管灵敏度特性的分析：虽然光电倍增管有许多优点，但暇不掩玉，该器件自身也有两个致命的缺陷； ①灵敏度因强光照射（这也就是为何仪器在通电的情况下样品室盖子不能打开的原因）或因照射时间过长而降低，停止照射后又部分地恢复；鉴于光电倍增管的这种特性致使它随着使用时间的累加，灵敏度会逐渐下降（一般从长波长开始下降，俗称“红外紫移”）且噪声输出却逐渐加大，直至被弃用。我们把这种现象称为“疲乏效应”。 ②光阴极表面各点的灵敏度不是均匀的，而是根据入射光束的输出变动而定。对于第一个缺陷由于有个时间的累积过程，故负面效应在短时间内不是很凸显；但是对于第二个缺陷，却直接影响着不同样品的在线分析结果。于是就引出了一个关于光电倍增管灵敏度特性这样一个概念的分析。侧窗型光电倍增管由于光电面（光窗）的弧形结构及电极的几何形状等原因，致使光阴极表面各个位置上的灵敏度是不均匀的，但是造成这种不均匀的原因不是光阴极表面本身，而是入射光束（或光斑）作用在光阴极光电面上不同的位置（locality）所致。形象地说，就是入射光束照射在光阴极表面上不同的位置会直接影响着阳极灵敏度的高低（即阳极输出电流的大小），这种特性关系见图－4所示：图－4、光电倍增管的灵敏度特性我们从上面示意图可以看到，入射光束作用在光电倍增管光电面上的位置不同会改变其输出的灵敏度；水平位置对灵敏度的影响最为明显，垂直位置其次。如果入射光束照射在光电面的水平方向的边缘时，甚至使检测器失去了放大功能，这也就是为何仪器在更换光电倍增管后需要仔细地调整管子与入射光束的垂直角度和高低的原因。如果有机会你会发现，许多仪器上的光电倍增管的光电面（光窗）不是与入射光束形成垂直0°度角，而是有个小小的偏差角度，其原因就是为了寻找检测器最佳灵敏度位置的结果。 5．不同测试样品对灵敏度的影响：由于入射光束的强弱变化和检测器灵敏度的变化，故我们在使用分光光度计之前一般均要做基线校正，这是基本使用常识。以双光束单检测器的仪器测试液体样品为例：在测试前，两个通道的比色池内均放置了溶剂调零或做用户基线扫描，注意：这时两个通道的各种误差（包括光强、折射率、光束照射在检测器光阴极上的位置的偏差）均得到了校正，然后再测试未知样品。如果样品的浓度及结构较为简单时，也就是说样

积分球原理教学内容

图－2、R928型光电倍增管内部结构顶视图 3．光电倍增管的简单工作原理：当入射的检测光信号（S/R）照射到光阴极（K）后，光阴极向真空中激发出光电子。这些光电子首先进入倍增系统的第一个打拿极DY1，然后通过进一步的二次电子发射，逐级通过其余的8个打拿极（DY2～DY9）而得到递增式的倍增放大；最后这些被多次放大后的电子被阳极（P）收集作为信号输出。图－3是R928电极排列及供电电路示意图：图－3、R928电极排列及供电电路示意图

积分球式分光光度计操作规程

积分球式分光光度计操作规程 1、仪器分析原理一般有双光束测量和单光束测量两种类型。双光束积分球式分光光度仪有两个光栅和两个检测器。测量时光源只闪一次，同时测样品和参比空白。这样就克服了系统变化所带来的误差，测量数据精度较高。单光束积分球式分光光度计只有一个光栅和检测器。测量时光源闪两次，分别测样品和参比。我们所使用的Color-Eye7000A台式分光光度仪是单光束测量，使用散射/8。(照明/测量)光学原理，测量的光谱范围从360nm至750nm-可见光谱范围，以每10nm波长为一单位，并提供镜面反射元素及做穿透模式测量。 Hunter L、a、b 颜色空间是一个基于对立颜色学说的3-维矩形空间。 -L (明度）轴- 0 代表黑, 100 代表白。 -a (红-绿)轴- 正值为红; 负值为绿，0为中性色。 -b (蓝-黄) 轴- 正值为黄; 负值为蓝，0为中性色。能在视觉上感觉的所有的颜色都可以在L、a、b 矩形颜色空间上标示出。色差总是以（试样-标样）的值来计算的。 -如果?L*为正，试样比标样浅；为负，试样比标样深。 -如果?a*为正，试样比标样更红（或少绿）；为负，试样比标样更绿（或少红）。 -如果?b*为正，试样比标样更黄（或少蓝）；为负，试样比标样更蓝（或少黄） 2、仪器组成及各部件作用积分球式分光光度测色仪除了微处理器及有关电路外，有四个主要组成部分：光源、积分球、光栅（分光单色器）和光电检测器。

3、仪器分析项目及频次 4、仪器操作步骤及注意事项 4.1操作步骤 4.1.1将空白比色皿放置于样品池中，点击软件“校准分光仪” 4.1.2软件弹出如下对话框，点击“确定”。

积分球原理

积分球基本原理及其不同的涂层产品简介：积分球又称为光通球，是一个中空的完整球壳,内壁涂白色漫反射层,且球内各点漫射均匀。产品简介：积分球又称为光通球，是一个中空的,内壁涂一层平整的漫反射材料的完整球壳，其典型的功能就是收集光．收集的光被用作一个散射光源或作为测量用，例如色彩的测量，光源灯光的光度测定，荧光研究，镜子反射系数，拉漫散射样品研究，激光&LED的测量等。技术特性：

积分球的基本原理：积分球又称为光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀。光源S在球壁上任意一点B 上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。由积分学原理可得，球面上任意一点B的光照度E为：公式(1)中，E1为光源S直接照在B点上的光照度，E1的大小不仅与B点的位置有关，也与光源在球内的位置有关。如果在光源S和B点间放一挡屏，挡去直接射向B点的光，则E1=0，因而在B点的光照度为：公式(1) 公式(2)中，R为积分球半径、ρ为积分球内壁反射率。R和ρ均为常数，因此在球壁上任意位置的光照度E（挡去直接光照后）与灯的光通量Φ成正比。通过测量球壁窗口上的光照度E，就可求出光源的光通量Φ。公式(2) 积分球的涂层分类：积分球涂层反射率ρ(λ)和积分球等效透过率τ(λ)是积分球最重要的质量指标。远方公司可提供三种涂层，以满足用户不同的测试需要。远方公司积分球均为良好漫反射体，采用特殊工艺喷涂，涂层不易脱落，化学稳定性好，日久不易泛黄。三种不同的反射率涂层：

(1)远方专有诗贝伦SPEKTRON涂层：对波长为380nm到780nm的可见光的反射率稳定在80%左右． (2)高反射率涂层：对波长为400nm到500nm的光的反射率在94%到98%之间，随着波长的增加，反射率逐渐增大；对波长在500nm到1500nm的电磁波的反射率稳定在97%到99%之间． (3)普通BaSO4涂层：对波长在380nm到450nm之间的电磁波的反射率大于等于90%;对波长在 450nm到800nm的电磁波的反射率大于等于93%。 THREE COATINGS ( 1 ) SPEKTRON Coating Reflectivity反射率：ρ（λ）≈80% (380nm~780nm)

积分球检测器的构造和原理教学教材

6．积分球检测器的构造和原理：积分球附件其实就是一个特殊的检测器，它的英文名称是Integrating Sphere；其结构示意图如图－6所示：图－6、积分球检测器结构示意图从图－6中可以看到，积分球的外观确是个中空的球体，外壁由金属构成，内壁涂有扩散率很高的物质，如：硫酸钡(BaSO4)或诗贝伦(SPEKTRON)；硫酸钡涂层的积分球价格较便宜，等效透过率的基线平坦度Tλ稍差，但反射率(Pλ)较高，可达到Pλ≥0.92；而诗贝伦涂层的积分球刚好与硫酸钡涂层的相反，它的基线平坦度Tλ更趋于平直，但反射率稍差，Pλ≥0.80。它的内径可以做到从几十毫米～几百毫米不等；但内径越大则价格也越贵。沿球体的直径，对开两个圆口，一个为入光口、一个为反光口。入光口处可以放置液体或固体样品，以做透过率测试之用；这时、反光口处则要放置由氧化铝(Al2O3)制成的副白板作为扩射元件，如图－6所示；如果需要测试固体样品的反射率，则要将样品放置在副白板处，而副白板是否仍然需要继续使用，这就要视样品的性质而定了。如果样品完全不透明，则无需使用副白板；如果样品透明或半透明状，则一般仍需使用副白板，只是该白板要放置在样品的后面做衬底之用。但是无论是测透射还是测反射，具有各向异性的样品光束在积分球体内进行全方位的漫反射,最后一个被平均化了的光信号被置于积分球底部（或上部）的光电倍增管接收并加以进一步的放大。这就是积分球检测器的简单放大原理。这种积分球检测器的优点是克服了传统的单一使用光电倍增管作为检测器所产生的弊病，对于不同的样品光束的形状则无需再加考虑了，使光电倍增管的光电面接受的光束形状和位置几乎一致，最终使测试精度得以提高了。图－6只是积分球结构和原理的示意图；实际上的积分球需要开两组窗口，每组两个光口，一个入光口，一个反光口，共四个光口。两组窗口可以互为垂直，也可以互为平行；一组窗口作为样品光束用，另一组为参比光束用。下面介绍实际的积分球的结构和用法。

关于积分球测试的总结

关于积分球的总结 1.积分球的结构与基本原理积分球，一般只能用来测试全方位发光的光源的色温、光通量、色坐标、色容差、光效和光谱带，非全方位发光的光源只能测色温不能测光通。色容差是指表征光色电检测系统软件计算的X,Y 值与标准光源之间差别。数值越小，准确度越高。光效是指光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，单位为lm/w 。如A 灯与B 灯总光通均为100lm ，A 灯所耗为10W ，B 灯为20W ，那么就可以认为A 灯比B 灯要节能。积分球的基本原理是让光源在球的中心发光，发出的光射到球内壁的涂层上产生漫反射，漫反射出来的光再经过漫反射，不断循环直至整个球内表面的光通量一致，那么在球壁上安装的探头读出的就是光源发出的光通量。但是，得到这个结果的前提是探头与光源之间必须要有一块涂有相同涂层的隔板挡住，避免光源发出的光直接照到探头。实验室的积分球是一个由铸铁构成的空心球状物，内壁涂有一层白色的粗糙涂层，主要成分为硫酸钡，主要用来产生漫反射，使整个球面的光强一致。球壁上有开孔，用来安装探头，探头连到外置的一台高精度快速光谱辐射计。实验室用的积分球上装有两个探头，其中一个为测量用探头，一个为感光探头。两个探头必须同时使用才能使测量正常进行。光源与探头之间装有一块涂有与球内壁相同涂层的挡板，除此之外球内还装有用来安装荧光灯的支架和安装钨丝灯的支架。球内光源的供电由外部的交流稳压电源提供，同时接有一台功率计对电参数进行监控。图1. 积分球内部结构探头位置挡板钨丝灯灯座荧光灯支架

图2 3m积分球内的辅助光源实验室中积分球直径主要有1m、1.75m以及3m。试验时要根据不同的灯具选择不同直径大小的积分球进行测试，一般以灯具直径的1.5倍作为参考的标准。3m的积分球与其他两个相比，内部多一辅助光源。辅助光源的作用是用来弥补灯具因形状等的原因而造成测量时光通量的损失。三者除了结构大小不一外，所能测量的光通量的量程也是不一样的，测量时要注意量程的选择。 2.积分球的测量方法介绍 2.1 相关定义介绍（1）背景信号：可以理解为在无信号输入的时候，系统中仍输出的一些杂波信号。例如在积分球中光源未点亮，将球体密封，此时读出的光通量应为0，而实际上仍能读出很小的一些信号，此类信号可以认为是背景信号。（2）侦测极限：指设备或测量方法能测量的最小极限。在使用设备时，为了避免背景信号的干扰，通常要先校零也就是将背景信号滤掉。换言之，所有比背景信号小的信号都会被滤掉，即背景信号可以理解成是这个设备的侦测极限。（3）标准灯：用于复制和保持光度、辐射度量的单位及量值传递的各种电光源。它们是光学辐射计量中的标准量具，也就是一种经过校准的，在校准条件下（特定电流或特定电压）能发出固定光通量的灯具。 2.2测量方法与分布光度计不一样的是，积分球采用的是相对比较法的测量。实际测量值是通过跟标准灯比较计算得出的，所以测量时一般需要先用标准灯定标。定标的意思就是用标准的灯具去让设备去建立一个标准，用来与实际测量值做对比。实际上定标过的设备，用不同的标灯进行查验，得出的特性值仍然存在一定的误差。误差有大致分为两种形式，一种是固定数值的误差，如图。图中的y轴代表误差的大小，可以看出每个测试出来的误差都是10，这就是一种固定数值误差的理想体现方式。

理想积分球

北京交通大学实验报告模块（课程）名称建筑物理光学实验名称积分球法测量光源光通量学号09291112 实验班编号 2 仪器组号姓名金雅雯同组者凌苏扬，刘南甫，孙荣鑫，王爽实验日期2012年4月23日完成日期2012年6月3日本实验所用学时统计预习 1 实验 4 报告 1 总计 6 评阅意见：成绩：教师签字年月日

一．实验目的光通量是光源的基本参数。利用积分球检测光源的光通量，是研究和测定光源发光特性的基础实验；学会对所测光源的颜色、色调与色温进行定性分析，以提高对色彩的分析及处理能力。二．实验内容利用积分球、标准灯炮，测定待测光源的光通量。三．实验要求 1. 正确使用积分球，在光源冷却后进行更换。在积分球球心处设有能固定光源的接线灯架，在球心测光窗口之间，距球心为1/3球半径处装置一块遮光挡板，挡板的大小应刚能遮蔽测光窗口，使光源的直射光线不能进入窗口，挡光屏面对窗口的一面必需涂刷与球内表面相同的涂料，而另一面则涂以能获得最大反射率的涂料。各种待测光源在光通量测定前需有足够的点亮时间，测定时要在额定电流下预热3～5min,待光流稳定后才能进行照度测量。如待测光源是荧光灯，由于它要在球内装设测温表和温控装置以控制球内温度。 2. 根据测试数据，分析结果。 3. 正确使用仪器四．实验仪器

1．积分球；测定光源光通量的主要设备是积分球。积分球是一个直径为1～5m的空心圆球，球的内表面用无选择性反光材料涂刷成均匀扩散表面，使得球壁的任何一个部分面积都能同等地受到其余面积反射过来的光线的照射，所以积分球内壁各处的照度大小都相等。积分球是由两个半球壳体合拢而成的空心圆球，球的直径D可为1～5m，其最小尺寸可视被测灯的尺寸大小而定，一般以不小于被测灯尺寸的6倍为宜，如能再大一些就更好，适当大一些的积分球的固定支架要能作前后移动，使这个半球能放开和合拢，以便进行光源和灯具的安装、拆卸操作。积分球的构造可参见图1。球的内壁上要涂刷具有均匀扩散性质的白色涂料，涂料的反射率ρ为0.8，尤光泽，尽可能对不同光谱无选择性，涂料的推荐配方及涂刷方法附注于后面。球壳的一边开设一个测量窗口，用来安装测光装置——照度计的接受器，窗口里要加设一个可变光阑，调节阑上的调整螺钉，可以控制光电池上接收的光通量大小，借以扩大设备的测光范围。光阑关闭后还可对光电池起保护作用，避免光电池在不使用时长时间在强光下曝光造成它的灵敏度降低。在积分球球心处设有能固定光源的接线灯架，在球心测光窗口之间，距球心为1/3球半径处装置一块遮光挡板，图1 积分球构造示意图挡板的大小应刚能遮蔽测光窗口，使光源的直射光线不能进入窗口，挡光屏面对窗口的一面必需涂刷与球内表面相同的涂料，而另一面则涂以能获得最大反射率的涂料。各种待测光源在光通量测定前需有足够的点亮时间，测定时要在额定电流下预热3～5min，待光流稳定后才能进行照度测量。如待测光源是荧光灯，由于它要在球内装设测温表Array和温控装置以控制球内温度。（2）照度计照度计的量程应为0～100000lx；照度计应配有余弦修正和颜色校正装置。（3）标准光源 2．标准灯泡；作为比较测量用的标准光强灯泡，使用Ⅱ级标准光强灯炮，由直流稳压电源供电。如果待测光源是荧光灯，对比测量的光源也要照度计

积分球的主要功能是光收集器

积分球的主要功能是光收集器，被收集的光可以用作漫反射光源或被测源。Avantes公司的积分球大多是用来做被测源。积分球的基本原理是光通过采样口进入积分球，经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。探测光纤通过SMA接头与积分球侧面的接口相连，该接口前面有一个阻光通道，光纤只能通过阻光通道进行探测，从而避免了采样口的光直接进入光纤。 AvaSphere系列积分球的内径分别有30mm、50mm或80mm，还有一个成90°角放置的SMA接口，用于发光和反射测量。反射型积分球还有一个额外的与垂直方向成8o角的SMA接头，用于直接照明，它通过一个COL-UV/VIS 准直透镜和与光源相连的光纤相连，把光耦合进积分球中。AvaSphere-30的采样口直径是6mm，AvaSphere-50的采样口直径是10mm，AvaSphere-80的采样口直径是15mm。全部采样口均为刀口型，这样确保采样口的视场角为180°。辐射型积分球可以用来测量各种光源（如：激光，LED和卤钨灯）的辐射量。对于LED测量，有一种特殊适配器用于把LED与AvaSphere-50/80-IRRAD积分球连接。这种适配器能把3mm、5mm和8mm的LED固定在积分球内恰当的位置，而且重复性很好。反射型积分球可以用来测量某表面的总体反射率的，也可以用于颜色测量和荧光光谱学。测量原理是基于直接照明和间接反射。通过光纤将光源连接到积分球上部与垂直方向成8o角的带SMA接口的端口上，使积分球成为一个理想的均匀光源。积分球内壁由具有高反射率的漫反射材料制成，它可以在很宽的光谱范围内（250-2500 nm）具有很高的漫反射率（>96 %）。对于AvaSphere-50-REFL反射型积分球可以提供一种特殊的黑色吸光题以避免发生镜面反射，该选件需要与积分球一同订购。而对于需要包括镜面反射的测量，可在黑色吸光体的位置安装白色反射部件。反射型积分球辐射型积分球

设备名称积分球系统及配件

设备名称：积分球系统及配件参考品牌：远方参考型号：HAAS-2000系列采购数量：1套一、基本测量功能： 1）基本测量功能：测试相对光谱功率分布，色品坐标，主波长，峰值波长，光谱纯度，色温，显色指数，半宽度，光通量（配积分球），辐射功率，红色比，色容差等参数，满足国际照明委员会CIE 对光和颜色测量要求。 2）可自动描绘LED/LED 模块/LED 灯具/节能灯/HID灯等各类光源起动后光通量/功率/电压/电流随时间的变化曲线，并可自动判断光源上升时间和稳定时间（判据可由用户自行输入）。 3）具备电压、电流、光通量、波长多档分级及白光LED 色品分区功能，满足LED的快速分选测试。二、配置情况： 1）高精度快速光谱辐射计（实验室级）1台 2）高精度快速光谱辐射计测试与分析软件1份 3）高精度快速光谱辐射计（350-1100nm）1台 4）1.2 米石英光纤1根 5) LED 专用精密测光积分球（Φ0.5m、SPEKTRON 诗贝伦R98涂层）1只 6) 3000K通用标准光源（光通量/色温/光谱标准灯）1只 7) 可编程LED 测试电源1台 8）CIE ALI 辐射强度测量装置1套 9）电脑控制器1套三、主要技术指标： 1. 高精度快速光谱仪技术指标： 1）★探测器：HAMAMATSU TE-cooled背照式CCD，CCD制冷温度：－10℃，稳定度±0.05℃；2）积分时间：9ms-60s； 3）光学平台：光栅：F2.0全息凹面平场光栅；焦距：140mm，狭缝宽度：100um；输入方式：石英光纤； ★CCD象素：1024×128（允许Binning模式）； 4）多色仪：波长范围：350nm-1100nm；波长准确度：±0.3nm；半峰带宽：4nm； ★杂散光：5E-05（应用BWCT技术）； 5）色度参数：