Caractérisation des matériaux à l'aide d'un spectrophotomètre à sphère intégratrice

I. Aperçu du développement de Intégration du système d'analyse du spectrophotomètre à sphère
Malgré les avantages de simplicité, de fiabilité et de stabilité du système de mesure de sphère d'intégration avec sonde photométrique, l'inconvénient de mesurer la couleur et l'impossibilité de mesurer des spectres non continus la rendent moins utilisée de nos jours. La principale méthode de mesure de la couleur de la lumière des lampes à LED est aujourd'hui le système de mesure du spectrophotomètre à sphère d'intégration, qui est basé sur la théorie de mesure de la sphère d'intégration et peut calculer les paramètres de longueur d'onde principale, de longueur d'onde de crête, de demi-largeur, de rapport rouge , flux, CCT, CRI, SDCM, Duv, X, Y et autres couleurs de lumière en mesurant la distribution de puissance spectrale relative en un certain point de la surface sphérique. Il existe deux méthodes pour tester avec spectrophotomètre à sphère intégratrice, à savoir la méthode spectrophotométrique et la méthode du spectre complet.

LISUN LPCE-2 Intégration du système de test LED du spectroradiomètre à sphère est destiné à la mesure de la lumière des LED simples et des produits d'éclairage à LED. La qualité de la LED doit être testée en vérifiant ses paramètres photométriques, colorimétriques et électriques. Selon CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79- 19, Ingénierie optique-49-3-033602, RÈGLEMENT DÉLÉGUÉ (UE) 2019/2015 DE LA COMMISSION, IESNA LM-63-2, IES-LM-80 ainsi que  ANSI-C78.377, il recommande d'utiliser un spectroradiomètre matriciel avec une sphère d'intégration pour tester les produits SSL. Le LPCE-2 le système est appliqué avec LMS-9000C Spectroradiomètre CCD de haute précision ou LMS-9500C Spectroradiomètre CCD de qualité scientifique et sphère d'intégration moulée en A avec base de support. Cette sphère est plus ronde et le résultat du test est plus précis que la sphère d'intégration traditionnelle.

II. Méthodes d'essai pour un Spectrophotomètre à sphère d'intégration

1. Méthode spectrophotométrique de Spectrophotomètre à sphère d'intégration
La méthode spectrophotométrique mesure les paramètres de flux et de chromaticité de la source lumineuse de test respectivement par la méthode photométrique et la méthode spectrophotométrique. Dans la méthode photométrique, le flux de la source lumineuse d'essai est mesuré par comparaison avec la lampe standard avec un flux connu dans la sphère d'intégration. Le principe de base de la mesure du flux consiste à placer la source lumineuse de test dans la sphère d'intégration et à appliquer une couche réfléchissante diffuse blanche (réflectance spectrale ρ ≥ 0.98) sur la paroi de la sphère d'intégration. La lumière émise par la source lumineuse est réfléchie plusieurs fois par la paroi de la sphère d'intégration, de sorte que l'éclairage sur l'ensemble du mur est uniformément réparti, puis le flux est projeté vers le détecteur photoélectrique à travers le trou sur le mur, qui est proportionnelle au flux lumineux total émis par la source lumineuse. Afin de rendre la sensibilité spectrale relative du détecteur photoélectrique sur la paroi de la sphère conforme à l'efficacité visuelle spectrale de l'œil humain, la méthode d'ajout d'un groupe de verre filtrant est généralement utilisée pour la modifier. Après avoir calculé la propagation de la lumière dans le groupe de verres filtrants et les conditions pertinentes, le groupe de verres colorés appropriés avec une courbe correspondante doit être sélectionné en fonction des courbes de rapport de transmission typiques du verre coloré connu, puis l'épaisseur appropriée de chaque verre coloré doit être calculée selon la formule, et enfin la valeur lumineuse doit être modifiée pour obtenir la valeur lumineuse. Dans la méthode spectrophotométrique, le spectrophotomètre est généralement composé d'un système spectral monochromateur, d'un système de détection de photométrie et d'une partie de traitement des données. Premièrement, la distribution de puissance spectrale absolue correspondant à chaque longueur d'onde est calibrée par la lampe étalon avec un rayonnement connu à chaque longueur d'onde.

Ensuite, la source lumineuse de test est utilisée pour mesurer l'intensité de rayonnement spectrale absolue corrigée correspondant à chaque longueur d'onde de la source lumineuse mesurée. Ensuite, l'intensité de rayonnement spectrale absolue calculée pour chaque longueur d'onde est divisée par l'intensité de rayonnement spectrale absolue maximale pour obtenir la distribution de puissance spectrale relative de la source de lumière mesurée. Après avoir obtenu la distribution de puissance spectrale relative de la source lumineuse mesurée, la correction des différentes distributions de puissance spectrale doit être effectuée en premier. Étant donné que la distribution de puissance spectrale relative de la lampe standard et la distribution de puissance spectrale de la source lumineuse mesurée sont différentes, le flux sera généré, puis les coordonnées chromatiques, les tolérances de chromaticité, la température de couleur corrélée, les indices de rendu des couleurs et d'autres paramètres photométriques seront être obtenu.

2. Méthode à spectre complet d'intégration du spectrophotomètre à sphère
La méthode du spectre complet nécessite que la distribution de puissance spectrale absolue correspondant à chaque longueur d'onde de 5 nm dans le visible
la plage de longueurs d'onde 380nm-780nm doit être connue dans la mesure, et la distribution de puissance spectrale absolue correspondant à chaque longueur d'onde doit être calibrée par l'Institut national chinois de métrologie dans un certain laps de temps, et le flux doit être calibré en même temps. Après avoir connu la distribution de puissance spectrale absolue correspondant à chaque longueur d'onde, la liste de distribution de puissance spectrale absolue doit être transformée en données de distribution de puissance spectrale absolue de lampe standard qui peuvent être lues par le logiciel, et le détecteur photoélectrique sur la fenêtre de la paroi de la sphère peut être retiré, et la lumière peut être directement dirigée dans la fenêtre de la paroi de la sphère à travers le câble à fibre optique. Le processus de test est le même que la combustion successive de la lampe standard et de la source lumineuse de test dans la sphère d'intégration, et le câble à fibre optique sur la paroi de la sphère conduit la lumière dans le colorimètre unique sur le réseau. La puissance lumineuse relative à chaque longueur d'onde correspondant à la lampe standard peut être testée, puis le rapport de puissance lumineuse est amplifié par le PMT pour obtenir la distribution de puissance spectrale absolue de la lumière de test. Selon la formule de conversion du flux radiant et du flux lumineux, la distribution de puissance spectrale absolue de la lampe de test est calculée à partir de la distribution de puissance spectrale relative après la distribution de puissance spectrale absolue de la lampe standard, puis les coordonnées chromatiques, les tolérances de chromaticité, corrélées la température de couleur, l'indice de rendu des couleurs et d'autres paramètres photométriques sont obtenus de la même manière que dans la méthode spectrophotométrique.

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