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积分球光谱分析系统的测量原理

使用积分球搭配光度探头的测量系统虽然有简单可靠、工作稳定等优点,但测量颜色不方便,且不适应非连续光谱的测量,目前已较少使用。

 

目前LED灯具光色测量的首选方法是使用积分球配合光谱分析仪的测量系统,该系统基于积分球的测量理论,通过测量球面某点的相对光谱功率分布即可计算出主波长、峰值波长、半宽度、红色比、光通量、CCTCRISDCMDuvX,Y等光色参数。

图片3.png

使用积分球光谱分析系统的测量步骤如下:

把标准灯置于积分球内并点亮,读取标准灯的光谱数据yref(λ)

用被测样品替换标准灯并点亮,读取样品灯的光谱数据ytest(λ)

因标准灯的光谱辐射通量已经通过校准获得,依据比较法的原则,可知:

图片4.png 

Φtest(λ)样品灯的光谱辐射通量

      Φref(λ)标准灯的光谱辐射通量校准值

      ytest(λ)球内安装样品灯时的光谱读数

     yref(λ)球内安装标准灯时的光谱读数

 

3. 自吸校正

 

通常LED照明产品具有光源不可拆分的特性,在积分球内测量时,其灯体或散热部件对光线具有强烈的吸收作用,这种被测样品对自己发射出的光线的吸收效应就称为自吸效应。当被测样品的尺寸和形状与标准灯差异较大时,积分球系统的响应常数会出现明显变化,就可能发生测量误差。

 

自吸效应是造成测量误差最主要的原因,在实际测量中,可以采用辅助灯泡来消除这种影响。因为积分球涂层的光谱反射率是不平坦的,所以自吸效应在不同波长上呈现出差异性,因此辅助灯通常选用能发射宽带光谱的全方向光强分布的卤素灯泡。

 

IES LM-79-08给出的自吸校正系数如下式:

图片5.png 

yaux,test (λ):球内安装辅助灯和样品灯,只点亮辅助灯时的光谱读数

yaux,ref (λ): 球内安装辅助灯和标准灯,只点亮辅助灯时的光谱读数

 

因此,使用积分球光谱分析系统进行测量时,完整的光谱辐射通量计算公式如下:

图片6.png 

Φtest(λ)球内安装辅助灯和样品灯,只点亮样品灯时的光谱辐射通量

Φref(λ)标准灯的光谱辐射通量校正值

ytest(λ)球内安装辅助灯和样品灯,只点亮样品灯时的光谱读数

yref(λ)球内安装辅助灯和标准灯,只点亮标准灯时的光谱读数

α(λ)自吸系数



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