积分球原理简介
积分球简介.
2 4R 2
同理还可以得到三次、四次、多次漫反射对B点的辐照度贡献。因此B点最 终的辐照度为
EB EB1 EB 2
1 4R 2
其中由于反射率ρ与波长λ有关，故在工程实践中一般令
( ) ( ) 1 ( )
并且以这个作为评价积分球的指标。
积分球的辅助光源
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。
积分球的设计
在积分球的设计中，主要设计的是开孔的位置，积分球内光源的放置位置， 遮蔽屏如何设置。
从上式可以看出，如果积分球内壁上的材料为理想漫反射材料，并且不考虑积 分球壁上开孔的影响，则积分球内壁上的每一个面元都有均匀的辐照度，这也 就是为什么积分球可以作为理想漫射光源或是匀光器使用的原因。
使用积分球的原因
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。
积分球的原理
积分球之基本工作原理如图所示；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பைடு நூலகம்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 。
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。
积分球光谱辐射计的原理
积分球光谱辐射计的原理
光谱辐射计由三个主要部分组成：光源、积分球和光电探测器。
光源是产生光辐射的部分，可以是白炽灯、氙弧灯或激光器等。
光源发出的光经过一个狭缝后，射向积分球。
积分球是一个空心的球形结构，内部涂有一种高反射率的物质，如白漆或镀膜。
当光射入积分球时，其会在内部不断反射，使得光辐射均匀地分布在球的内表面上。
积分球的作用是将入射光辐射能量均匀地分散在球的内表面上，使得辐射能量在球内的分布均匀。
光电探测器是用来测量入射光辐射的能量的部分。
它位于积分球上的一个小孔中，并与球内的辐射能量相互作用。
光电探测器通常是一个光敏电阻、光电二极管或光电倍增管。
当光照射到光电探测器上时，探测器会生成一个与入射光辐射能量成正比的电信号。
测量过程中，光源通过狭缝射向积分球，光在球内发生多次反射，并使球内的辐射能量均匀分布。
光电探测器感受到球内的辐射能量，转化为电信号。
根据光电探测器产生的电信号的大小可以计算出入射光的辐射能量。
然而，积分球光谱辐射计也存在一些局限性。
由于球内的光辐射能量经过多次反射，导致了一定的能量损失。
此外，积分球的大小和形状也会对测量结果产生影响。
总体来说，积分球光谱辐射计是一种可靠、准确的测量光谱辐射的仪器。
它广泛应用于气象学、光谱学、生物学和光学工程等领域，用于研究和测量光的辐射特性和能量分布。
积分球工作原理
积分球工作原理
积分球是一种利用气流原理来实现运动的玩具。
它的工作原理可以简单概括为气流产生力量，使积分球悬浮并运动。
积分球内部装有一个小型电机，电机通过内置的风扇产生强大的气流。
这种气流通过球体内部的喷口喷出，形成一个气流环绕整个球体。
当气流喷出时，产生的气流会随着球体周围的环境气氛形成闭包。
通过控制电机的运转速度和气流的强弱，可以控制积分球的运动方向和速度。
当气流强烈时，球体会浮起并运动到相应的方向。
反之，当气流减弱时，积分球会逐渐下降。
与传统的球类玩具不同，积分球不需要外界的力量推动。
它可以利用自身产生的气流持续运动，即所谓的自推力原理。
这种工作原理使得积分球具有独特的运动形式和持久的运动能力。
积分球不仅是一种娱乐玩具，还有一定的教育意义。
它可以帮助儿童了解气体的流动原理，培养他们的动手能力和想象力。
同时，积分球的运动过程也提供了一种放松和减压的方式，适合所有年龄段的人们使用。
创惠积分球操作说明书
创惠积分球操作说明书创惠积分球操作说明书⼀、简介积分球是⼀个内壁涂有⽩⾊漫反射材料的空腔球体，⼜称光度球，光通球等。
球内壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系数接近于1的材料。
常⽤的材料是氧化镁或硫酸钡，将它和胶质粘合剂混合均匀后，喷涂在内壁上。
积分球的原理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的漫射光束。
⽽且⼊射光的⼊射⾓度、空间分布、及极化皆不会对输出的光束强度及均匀度造成影响。
也因为光线经过积分球内部的积分后才射出，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：光输出孔的⾯积/积分球内部的表⾯积积分球常⽤来测试LED的性能参数。
⽐如：光通量（LM值）、⾊温（波长）、光效等。
注意：禁⽌⽤⼿去触摸积分球内壁。
⼆、介绍1、电参数测试仪、2、光谱分析系统3、总电源开关4、交直流切换开关5、直流电源6、交流电源三、光谱定标注：定标⼀⽉定标⼀次即可，不需要每次测试定标⼀次。
1、打开电脑、2、打开软件快速光⾊电综合测试系统。
3、点击页⾯中的系统设置4、电源：WL Series功率计：WL Series光度计CMS-2S(Plus)通讯端⼝：COM1积分球直径：1.5m被测灯安装位置：球中⼼确定6、安装标准灯-将标准灯拧⼊测试台上，将电源线如图⽰安装在测试台上棕⾊连+、蓝⾊连-5、打开电源、将电源打⾄直流档6、点击软件中的光谱定标7、设置参数要求与标准灯参数⼀致点击开始8、定标完成四、测试1、打开电脑-打开软件-系统设置2、连接测试灯电源、注意在⽆电的情况操作、打开积分球-放上测试灯-连接电源（⼊图⽰连接）3、打开电源4、调节需要测试的灯光。
关闭积分球5、开始测试-得到测试结果。
6、保存。
五、⽇常维护保养1、在未使⽤积分球时，请关闭电源。
2、禁⽌未使⽤时长时间打开积分球。
3、禁⽌频繁开关积分球。
4、禁⽌⽤⼿触摸积分球内壁。
5、不定期检查线路。
积分球基础知识
光源色温
指光源发出的光线颜色与黑体辐射在某 一温度下发出的光线颜色相同或相近时 的温度，单位为开尔文（K）。光源色温 影响积分球内光线的颜色表现。
显色指数
指光源对物体颜色的还原能力，用数字0100表示。显色指数越高，光源对物体颜色 的还原能力越强。在积分球内使用高显色指 数的光源可以提高测量的准确性和可靠性。
防潮防尘
注意防潮防尘，避免积分球内部结露或积尘，影响反射率 和透射率。
定期校准
定期对积分球进行校准，确保测量结果的准确性和可靠性。
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强。
校准光度计
通过积分球测量光度计的响应曲 线，可以校准光度计，提高其测
量准确度。
校准其他光学仪器
积分球还可用于其他光学仪器 （如色度计、光泽度计等）的校 准，确保这些仪器的测量准确度。
其他应用领域
科研实验
积分球可用于科研实验中的光学测量和校准工作，为科研提供准 确的光学参数。
教育教学
在教育教学领域，积分球可用于演示光学原理和实验，帮助学生 更好地理解和掌握光学知识。
积分球的作用
光度测量
均匀光源
用于测量光源的光通量、发光强度等 光度参数。
作为均匀光源，用于光学实验、光电 器件测试等。
色度测量
用于测量光源的色品坐标、色温等色 度参数。
积分球的历史与发展
01
起源
积分球的概念起源于19世纪，当时主要用于光度测量。
02
发展
随着光学和光电子技术的发展，积分球的制造和应用不断扩展，出现了
02
这些材料具有优异的反射性能和 稳定性，能够确保积分球内部光 线的均匀分布和测量精度。
内壁涂层
积分球光谱辐射计的原理
积分球光谱辐射计的原理
积分球光谱辐射计的主要原理是基于光的传输、反射和吸收的原理。
它由一个内部涂有光反射层的球形反射腔体和位于球面上的几个光学口组成。
反射腔体内部的光反射层能够有效地将入射光线均匀地散射在整个球内，使得辐射均匀分布。
当光线进入积分球光谱辐射计后，它会被反射多次，使得入射的光线
在球内均匀分布。
然后，通过球面上的几个光学口，光线被传导到外部进
行测量分析。
在光学口处，通常会有一个光栅分光仪，用于将入射光分解
成不同波长的光谱。
在光栅分光仪中，光线经过光栅的分光作用，被分成不同波长的光谱。
然后，这些光谱经过光电二极管等光电探测器的测量，得到各个波长下的
辐射强度。
为了确保测量的精确性，积分球光谱辐射计通常还会进行一些校正和
补偿操作。
例如，采用参考光源对仪器进行定标，以消除仪器本身的漂移
和非均匀性。
同时，还会进行背景光的测量，减去背景光的干扰。
积分球光谱辐射计广泛应用于照明、光学材料研究、环境监测等领域。
它可以测量全波段的辐射强度，提供了对光源的光谱特性的全面评估和分析。
同时，它还可以用于测量不同材料的反射率、透射率，以及光学元件
对光谱辐射的吸收特性等。
总之，积分球光谱辐射计通过球形反射腔体和光栅分光技术，实现了
对不同波长下光谱辐射的高精度测量和分析。
它的原理基于光的传输、反
射和吸收，通过将入射光线均匀分布在整个球内，再经过光栅分光仪进行
光谱分解和光电探测器的测量，得到不同波长下的辐射强度。
这种仪器在许多领域都有广泛的应用，为光谱辐射研究提供了强有力的工具和手段。
积分球说明
P1是一次反射
P2是二次反射
积分球原理
当 1，n时
结论：
E=
1 4r2
积分球内光照度大小与涂层的漫反射、光通量、球体的半 径有关。
我们要求照度均匀的话，需要保证积分球涂层漫反射率稳 定，球体半径处处相等。
积分球原理
当积分球内的光是均匀光的时候，可以测量任意一点的照
度E，根据辐照度原理
E=
，可以求出某个光谱对应
S
的光通量 ，则光源的光通量
= K m V d
其中 Km=683lm/W，V 为视见函数。
积分球原理
怎样验证光均匀性？ 一般来说，验证积分球内反射光的均匀性，我们采用
E p = 4 r 2
。
积分球原理
假设涂层漫反射系数为 。假设一束光通量为 的光
入射到积分球里面，在球内形成均匀光，在球内任意点A 的照度为E，设 E 0 是由第一次反射产生的照度（考虑到挡 板对光源的作用）：
E0 =
4 r 2
积分球原理
这束光在球内还要进行无穷多次的反射。则A点经过n次反 射后的总照度：
转动待测光源位置，观察测试结果变化的方法。
积分球原理
测试方案 采用高亮度绿色F5LED，功率约0.35W，发光角度约30°。 测试结果如下：
积分球原理
测量结果： 测量得到的平均光通量值为16.911 流明，测量值的标
准偏差为0.3911，得到误差小于±2.35%。 结论：
蓝菲光学（Labsphere）的积分球系统测量结果可靠、 稳定，对产品的性能给予可靠的保证，是LED 行业光学性 能测量的理想选择。
积分球光谱辐射计的原理
积分球光谱辐射计的原理积分球是光谱辐射计的核心部件，它是一个球形容器，内壁被白色漆覆盖，以保证均匀反射，并设置有多个光源入口、一个接收口和一个光束发散出口。
光线进入积分球时会经过多次反射，与球内的样品及内壁相互作用，最终达到辐射均匀分布的效果。
探测器是用于测量积分球中的辐射强度的装置。
常见的探测器种类包括光电二极管（Photodiode）、光电倍增管（Photomultiplier tube）等。
探测器的选择应根据需要测量的波长范围和测量的精度来确定。
当光线进入积分球后，一部分光线会在球内进行多次反射，同时与球内的样品作用，最终到达探测器。
探测器会将接收到的光信号转化为电信号，并传输给数据处理系统。
在数据处理系统中，通过校准和计算，可以得到测量光源的辐射强度和光谱分布。
校准通常分为几个步骤：首先对探测器进行校准，确定其灵敏度和线性范围；然后使用具有已知辐射强度的标准光源进行校准，得到探测器的响应曲线；最后对样品进行校准，将样品的辐射特性与标准光源进行比较，得到准确的光谱分布和辐射强度。
积分球光谱辐射计的原理基于光在球内的多次反射和样品的辐射传输。
由于光在球内的多次反射，可以使光在大范围内均匀分布，减小了辐射场的非均匀效应，提高了测量的精度。
同时，积分球中的样品可以是固体、液体和气体等不同形态的物质，因此具有广泛的应用范围。
综上所述，积分球光谱辐射计是一种能够测量光线的辐射强度和光谱分布的设备。
通过光在球内的多次反射和样品的辐射传输，可以实现辐射均匀分布、提高测量精度，并通过校准和计算得到准确的光谱分布和辐射强度。
该设备广泛应用于材料光学性质研究、能量传输特性分析等领域。
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1
1
E2
E1
1
4 r
2
E1 E
有M点的前方用挡屏挡住从光源S直射入M点的光线时，
EM
E
1
4 r 2
1
4 r 2E
所以，通过测量球壁M点的照度即可得出光源(器
具)的总光通量。
5
光谱仪原理
光谱仪组成 远方HASS-2000光谱仪主要由以下几个部分组成： 带通色轮校正仪 反光镜 平场凹面衍射光栅 制冷面阵CCD探测器
L ds ( AM )2
( AM / 2)2
r2
L ds 4r 2
所 ds
整个球面的漫射在M处产生的二次二次照度为
E2
dE2
4 r 2
EAds
4 r 2
4
积分球光通测量原理
整个球面的漫射在M点处产生的三次照度为：
dE3 E2ds / 4 r2 E3
入射到光纤探头的光通过光纤进入光谱仪，通过带通色轮校正仪和反光镜后， 光束入射到平面衍射光栅，经光栅分光后入射到CCD探测器，光信号转换为电信 号传至计算机软件进行计算处理从而得到光色参数值。因经光栅分光后，不同波 长光的强度可以通过CCD来记录下来，从而可以得到待测灯具的色度信息。
6
光谱仪原理
带通色轮校正 带通色轮校正技术是一种光谱仪杂散光的校正方法，在光信号入射狭缝和衍
数的测量。主要功能是通过通讯连接控制各仪器设备的运作完成 光色电参数的测试及报告的生成。
积分球光通测量原理
理想积分球的条件： ①积分球的内表面为一完整的几何球面,半径处处相等 ②球内壁是中性均匀漫射面，对各种波长的入射光线具有相同的漫反射比。
远方积分球内壁涂诗贝仑涂层，漫反射率高达98% ③球内没有任何物体,光源也看作只发光而没有实物的抽象光源 积分球组成结构： ①内部为空完整球壳,测量时球为封闭状态，不能有漏光。 ②有电信号输入和光信号输出装置 ③有防止光直射入探头的挡屏(采用辅助灯法测量时也可有辅助灯及辅助挡屏) ④有光源/灯具固定装置 测量方法： 4∏几何法：待测灯具体积较小，如下左图 2∏几何法：待测灯具体积较大，在球测开孔进行测量，如下右图
dE3
E2 4 r2
ds E2
同理 E4 E3 2E2
E5 E4 2E3 3E2
所以，M点处的总照度为
EM E1 E2 E3 E1 E2 (1 2 )
EM
E1
积分球光通测量原理
积分球测量原理：
如图光源S直接在球壁任意一点产生的直射照度 为EA，探头M点处的照度设为EM。A处面积元dS产生的 一次漫射出射度为M=ρEA。
由朗伯定律的特性知dS面的光亮度为：
L0 EA /
A处dS发生的漫射在M处产生的二次照度为:
dE2
L ( AM )2
cos2 ds
积分球系统原理简介
1.积分球测试系统组成 2.积分球测光原理 3.光谱计原理
积分球测试系统组成
一般由积分球球体、仪器测量系统、软件系统三部分组成。 积分球：按球体直径分，有2.5m/2m/1.5m/1m/0.5m/0.3m等多种规格，不同
直径的球体应用场合不一样。 仪器测量系统：包含光谱仪、交流电源、直流电源、功率计等测量仪器 软件系统：2.0m积分球系统和0.5m积分球系统用不同的软件来控制光色电参
序的细密条纹，光波在其表面上产生衍射和干涉，最后各波长分量被有序分 解开来。
在一块镀铝的光学玻璃毛胚上刻出一系列剖面结构象锯齿形状，等距而 平行的刻线就形成一块反射光栅。每毫米间距内会刻上千条左右的锯齿。
光谱仪原理
CCD探测器 CCD是一种电荷耦合器(Charged Coupled Device），由大量的独立的
射光栅之间的光路上设置可切入的若干个带通滤光片，在切入各滤光片和不切入 滤光片时分别测量同一待测光源，由测得的光谱计算杂散光分布因子，并使用杂 散光分布因子校正测量该待测光源的杂散光误差，
Motor
Filter-wheel Bandpass filter
Mirror
Slit Fiber
光谱仪原理
衍射光栅 衍射光栅在光谱仪中起分光作用，一束白光射向光栅，由于光栅表面有
光敏元件排列在一起组成，每个光敏元件称为一个像素。 当光线照射到 CCD上时，CCD上的光敏元件就会释放出电荷，并将其转移到下一个单元， 最后电荷会被存储到一端的存储器中。经过放大和模数转换后变为数字信号 传输至计算机，通过软件计算反映出光的强度大小。