第五章 辐射测量的基本仪器1汇总

• 挡屏的放置：
1.挡屏的中心在球心与窗口的中心连线上，离球心 r/3处
2.设光源的最大尺寸为2b,窗口的直径为2a,挡屏的 半径为d如下图所示:
A
1 3r
C
2 3r
d
2b
2a
c
B
D
则有：
c
2r 3
c
2 (b a) d
a
2 (b a)
ba r
3
3
分析： b↑→d↑→sAB↑、sCD↑→测量误差↑
2m、3m等 ③球壁上开一小窗口,其直径d∝r(灯的尺寸） ④球上开一个小门,或打开个口方便装取灯,有接线
架、灯头、挡屏等
2.积分球原理：
设光源S直接在球内任一点建立的照度EA，在M处
的照度为EM，A处dS发生第一次漫射出度为：M Ea
故由朗伯定律的特性知dS面的光亮度为：
L0 EA /
• 部件轴向的相对位置对准，移动时亦对准 • 精确确定测量部件之间的轴向距离（辐照度距
离平方反比定律） • 光源+透射-漫射屏得到近似朗伯辐亮度源，改
变二者距离，辐亮度值可连续精确变化。
• 目视光度计的工作原理：
1.结构与原理:如图L1 L2为二个光源,L1光强已
L2 (C)
L1(S) 知,L2待测光源,D为白色漫射屏
EM
E
1
4 r 2
1
4 r 2E
上式中r、ρ均为常数,球壁上任何位置的E与光 源S的总光通量Φ总成正比,因此可以通过测量球壁 上开的小窗口的照度来计算光源的总光通量Φ总。
原理:标准光源的光通量已知ΦS,EρS可测得,在待 测光源的EρX测得后,即可用相对比较法测得 待测光源的Φ总即为球型光度计测量光源总光 通量的原理。
E x
x 4 r2
1
②
由①/②得：
实际使用时要考虑以下问题
• 球内的遮挡屏与物的影响 • 涂层的光谱反射比（高？低？） • 出射窗口（无选择性透明材料，与积分球
直径比不大于0.1）
• 光通量标准灯
1.满足标准灯的条件： ①有一定的强度和光谱能量分布 ②发光稳定 ③具有很好的重复性 ④制备和使用方便
(光通量标准灯的供电监测系统和光强标准灯相同) 2.国产标准灯种类：
BDT、BDP和BDX型
3.使用注意事项： ①标准灯在标定量值前,要按规定在超压5%的情况 下,老化40-50小时,并进行稳定性实验,再经国家计 量部门标定量值后逐级传递到使用部门.低级标灯 稳压供电,高级标灯稳流供电 ②标灯使用过程中要严格按照标准、规则执行,根 据测试要求选用适当级别的标灯,并按规定定期到 计量部门检定。
为：
dE3 E2ds / 4 r2 E3
ห้องสมุดไป่ตู้
dE3
E2 4 r2
ds E2
同理：E4 E3 2E2
E5 E4 2E3 3E2
则M点的总照度EM为:
EM E1 E2 E3 E1 E2 (1 2 )
EM
E1
1
1
E2
E1 1
4 r2
E1 E
故用小挡屏挡住S直接射向M点的光线时，则E1=0
D
(涂MgOBaSO4)M1M2为反射镜或全
M2
M1 反射棱镜，P为光头,使L1L2经D
反
P
E 射来的光线在目镜E的视场内造 成两个相邻的像.
2.光度头P的结构及原理:
光度头由二个直角棱镜胶合而成—称为陆末-布洛洪 (Lummer Brodhum)棱镜，其中一个棱镜沿斜面刻出一 个不太深的凹陷图梯,图中Ａ的位置.这样由SM1来的光 线直接透过立方体,射到目镜上,在刻有图案的A处则被 反射出去;而由SM2来的光线在A处被反射到目镜上,其 余部分的光线则透出立方体,因而在目镜内形成二个互 不干扰的相邻的像,如图(b)中打斜线的表示来自一个 光源，而其余部分则来自另一光源．
因此： 要求灯的最大尺寸不超过球体直径的1/6-1/10
• 球内壁的喷涂：
1.球内壁喷涂白色涂料(硫酸钡或氧化镁)使积分球 具有良好的光谱漫射特性和较小的光谱选择性
2.内壁喷涂方法： ①喷涂前用砂纸去锈、磨光,然后用汽油清洗干净,
如果表面凹凸不平,则用油灰找平并喷上一层白色 无光底漆,最后再喷涂料 ②喷涂时用喷雾器进行喷涂,不用手工喷涂,一般干
一层喷一层,每层厚度为0.5-1.5mm之间,喷10次 以上
§4-3 相对比较法测总光通量
• 测量前准备工作：
1.在球内点燃一只白炽灯去潮气,使球内壁漫发射 稳定和预照光电池使其稳定
2.测量时依次点燃标准灯和待测灯
• 相对比较法测量光源总光通量原理：
装标灯在球心：
ES
S 4 r 2
1
①
装待测灯在球心：
§4-2 积分球实际结构及球内壁的喷涂
• 光通球的实际结构示意图：
(
滤光片
)
光电池
A
S
1
B
3r
余弦角度补偿器
中性减光片 可变光栏
• 球体的要求：
1.采用不易变形以及不易受环境影响的材料制成 2.球内表面应光滑,力求各处曲率半径相同 3.球的密闭性要好 4.为减小测量误差,灯应安装在球心 5.灯的支架应采用细金属管,里边装电线 （应尽量减少球内部件的件数和部件的体积）
s
M
ds
A处dS发生漫射在M处产生的二次照度为: A
dE2
L ( AM )2
cos2 ds
L ds ( AM )2
(
AM r
/
2
2)
2
L ds 4r 2
上式代入得
dE2
EA 4 r2
ds
整个球面发生一次漫射在M处建立的二次照度为：
E2 dE2 4 r2 EAds 4 r2
类似分析为：二次漫射光线在M处建立的三次照度
G1 SM1
A A A
目镜E
G2
SM 2
(a)
(b)
§4-1理想积分球原理及光通量标准灯
• 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 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
• 理想积分球原理： １.积分球（光通球或球形光度计）结构： ①内部空的完整球壳,内壁涂白色的漫射层 ②球直径按待测灯尺寸和功率大小而定,直径D=1m、
第四章 积分球 分布光度计
• §4-1理想积分球原理及光通量标准灯 • §4-2积分球实际结构及球内壁的喷涂 • §4-3相对比较法测总光通量 • §4-4影响积分球测量精度的因素及其修正方法 • §4-5分布光度计测量光通量的原理和装置
光度导轨
• 特点：有精确的轴向距离刻度和标尺 • 主要功能：