Expliquez le goniophotomètre et en quoi diffère-t-il de la sphère d'intégration ?

A LM-79 goniophotomètre est un instrument de mesure de la lumière réfléchie par un objet sous différents angles de vue. Il est un peu considéré comme spectrophotomètre à sphère intégratrice.
Les sources lumineuses à LED les plus récemment utilisées sont généralement des sources lumineuses dirigées avec une distribution spatiale non uniforme de la lumière, nécessitant l'utilisation de goniophotomètres.
Une source lambertienne est une source dont la lumière est distribuée uniformément. La dispersion spatiale de la lumière est d'une importance considérable dans l'éclairage et la conception des véhicules en raison d'exigences rigoureuses.

Qu'est-ce qu'un goniophotomètre
Une lampe émet de la lumière lorsqu'elle est allumée. Cette lumière varie en teinte, en «intensité» et en intensité selon l'angle sous lequel elle est vue. La longueur d'onde, la phase, la fréquence, l'amplitude, etc., sont quelques catégories dans lesquelles ces attributs tombent.
La LM-79 goniophotomètre peut mesurer le flux lumineux d'une source lumineuse et la répartition de l'intensité lumineuse. La température de couleur et la cohérence des couleurs peuvent également être mesurées par plusieurs outils. Avec la prolifération de la technologie d'éclairage LED, le goniophotomètre est largement utilisé.
Les sources lambertiennes, telles que celles créées par les LED, sont polarisées pour focaliser la lumière dans une certaine direction. Une ampoule ordinaire émet de la lumière dans une distribution radiale presque uniforme, avec à peu près la même quantité de luminosité dans chaque direction. Le goniophotomètre est largement utilisé dans le secteur automobile pour analyser la température de couleur des phares et s'assurer de leur conformité.

Flux lumineux
La quantité totale de lumière provenant d'une source donnée est appelée son flux lumineux. Peu importe dans quel sens vous tournez. Un laser, par exemple, émet une énorme quantité de lumière dans une zone précise, mais presque aucune dans aucune autre direction. En revanche, une ampoule à incandescence traditionnelle émet la même quantité de lumière dans toutes les directions. Les deux sources lumineuses peuvent avoir le même rendement global. Contrairement à l'ampoule précédente, qui dispersait la lumière sur une région plus large, le laser la concentre en un seul point.

Intensité lumineuse
L'intensité lumineuse d'une source lumineuse est la quantité totale de lumière vue à une distance et un angle de vue donnés. Il est possible que l'intensité lumineuse de la lumière focalisée soit très élevée lorsqu'elle est vue sous un angle et presque inexistante lorsqu'elle est vue d'un autre. Dans ce scénario, le laser ci-dessus émettrait la lumière la plus brillante dans un seul emplacement ponctuel, mais très faiblement ou pas dans une autre direction. L'éclairage de l'ancienne ampoule serait uniformément faible mais dans toutes les directions.

Répartition de la température de couleur
Certains types de lumière sont utilisés pour déterminer la répartition de la température de couleur. Ces températures vont d'environ 1000 kelvins (légèrement rouge) à 27000 kelvins (très bleutées). De manière générale, le "blanc chaud" fait référence à une température de couleur comprise entre 2500 et 5000 kelvins, tandis que le "blanc froid" fait référence à une température de couleur comprise entre 5000 et 7500 kelvins.

Uniformité des couleurs
Les caractéristiques de la lumière peuvent changer lorsqu'elles sont vues de divers points de vue et à différentes distances. Lorsque la température de couleur est constante sous tous les angles de vue, l'uniformité des couleurs est élevée ; lorsqu'elle varie fortement d'un angle de vue à l'autre, l'uniformité des couleurs est mauvaise.

Conception du goniophotomètre
Le goniomètre est l'autre moitié de l'équation ; il fait tourner et incline la source lumineuse examinée par rapport à un photomètre fixe. La mesure de l'intensité lumineuse sur toute la plage d'angles dans laquelle la source lumineuse rayonne est nécessaire pour une description complète de la puissance d'une lampe ou d'un luminaire. Cela implique qu'il doit mesurer le rendement lumineux d'un luminaire de type downlighter sur un angle solide de 2 pi stéradians. En revanche, il doit mesurer celle d'autres sources lumineuses (telles que les lampes à incandescence) sur toute une sphère (4pi stéradians).

Mouvement du goniophotomètre
La lumière est mesurée lorsque l'équipement testé est tourné et incliné par un goniomètre dans la plupart des goniophotomètres commerciaux, le posemètre restant immobile. Le "miroir mobile" goniophotomètre est une variante dans laquelle la lampe est à nouveau déplacée sur son axe azimutal. Un miroir autour de la lampe redirige la lumière vers un photodétecteur fixe. La source lumineuse est tournée le long de son axe azimutal dans un autre type de goniophotomètre. En revanche, un ensemble de photodétecteurs placés en arc autour de la source collecte le rayonnement entrant.
L'éclairage à semi-conducteurs (SSL) qui repose sur des LED n'est souvent pas affecté par la direction dans laquelle il est utilisé. En revanche, cela suppose que le produit ait une bonne dissipation thermique. Dans certaines circonstances, comme avec les lampes à décharge aux halogénures métalliques, le rendement lumineux variera quelque peu en fonction de la direction de la source lumineuse par rapport à la gravité.
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Mouvement de type A et B
Les goniophotomètres de type A et B sont fonctionnellement équivalents ; dans les deux cas, le dispositif à tester est tourné de quatre-vingt-dix degrés autour de ses axes horizontal et vertical. Le système de coordonnées horizontal-vertical pertinent pour le type A ou B (HV ou XY). Les goniophotomètres à mouvement de type C déplacent l'appareil testé dans deux plans, dont l'un est appelé l'axe d'azimut et l'autre l'axe d'élévation (ou d'inclinaison).

Mouvement de type A ou B
Lors d'un scan avec un LM-79 goniophotomètre de type A ou de type B, l'appareil testé sera incliné par rapport à la gravité, modifiant ainsi son orientation (position de combustion). Les goniophotomètres de type C nécessitent que l'instrument soit tenu à un angle fixe par rapport au centre de la Terre. Les normes internationales d'éclairage comme IES LM-79-18, EN 13032-4, et CIE S025 rendre obligatoire l'utilisation d'un goniophotomètre de type C pour mesurer l'échantillon afin d'éliminer les inexactitudes causées par l'inclinaison d'une lampe ou d'un luminaire par rapport à la gravité. De plus, un facteur de correction doit être calculé et ajouté aux données si l'échantillon est placé sur le goniophotomètre selon un angle autre que l'orientation prévue.

Mouvement de type A/B
Les goniophotomètres de mouvement de type A/B sont l'étalon-or lors de l'évaluation des produits d'éclairage dirigé. Les essais d'éclairage de véhicule et d'autres équipements d'éclairage/de signalisation de transport/avionique sont un cas d'utilisation courant. Les lampes, luminaires et autres produits d'éclairage architectural sont souvent mesurés avec des goniophotomètres de type C. Certains goniophotomètres SSL Resource de type C sont convertibles en mouvement de type B (et vice versa) en achetant un kit d'accessoires en option. En raison de son adaptabilité, un seul goniophotomètre peut mesurer la sortie de l'éclairage dirigé des véhicules et des luminaires architecturaux.

En quoi le goniophotomètre diffère-t-il de la sphère d'intégration
Un goniophotomètre et une sphère d'intégration sont utilisés pour mesurer l'intensité lumineuse dans un processus connu sous le nom de photométrie. Les deux présentent des avantages distincts qui les rendent bien adaptés à certaines applications de test et de mesure de flux.
Malgré leur utilisation commune, les deux méthodes de mesure de la puissance optique ont des caractéristiques et des principes de fonctionnement distincts. Différents instruments examinent différents types de lumières (ou d’autres sources d’éclairage), il est donc important de garder cela à l’esprit et les différences apparentes dans le fonctionnement de ces gadgets. C’est là que les deux sont les plus différents l’un de l’autre. Les huit principales distinctions entre une sphère intégratrice et une LM-79 goniophotomètre sont discutés ci-dessous.

Différences entre un goniophotomètre et une sphère d'intégration
Qu'est-ce qu'un goniophotomètre ?
Un goniophotomètre est un photomètre utilisé pour déterminer la puissance d'une source lumineuse sous différents angles de vue. Il est souvent utilisé pour mesurer la sortie des lumières directionnelles comme les LED et les phares de voiture.
Il fonctionne de la même manière qu'un photomètre, sauf qu'au lieu d'un miroir fixe, il utilise un bras rotatif pour réfléchir la lumière. Ce miroir reçoit un flux constant de lumière provenant de diverses directions (lorsque le bras tourne), permettant la mesure du flux lumineux, de la distribution de l'intensité et de l'efficacité de la source.

Qu'est-ce que la sphère intégrante ?
La puissance des sources lumineuses non focalisées peut être mesurée à l'aide d'une sphère d'intégration, un dispositif de forme sphérique. La lumière pénètre dans la sphère via des trous microscopiques, se réfléchit sur le revêtement interne et est dispersée uniformément à l'intérieur en utilisant le principe de diffusion. La mesure de flux et de nombreuses autres opérations sont ainsi rendues possibles.
Le terme "carré de Coblentz" peut être utilisé de manière interchangeable avec "sphère d'intégration" ou "sphère d'Ulbricht". La structure interne de ce dernier est réfléchissante, contrairement à la structure diffuse du premier, qui est utilisée dans la sphère d'intégration. La partie la plus critique de la procédure d'étalonnage est le revêtement intérieur de la sphère.

Mesure de la puissance totale
Le principal avantage d'une sphère d'intégration par rapport à un goniophotomètre est qu'elle peut déterminer l'intensité lumineuse totale d'un objet en une seule lecture. Vous n'aurez pas à faire d'itérations si vous utilisez le premier.
De ce fait, la sphère intégrante est un outil de photométrie très recherché. LISUNLes modèles de sphères d'intégration de sont à la pointe de la technologie et bien adaptés à une utilisation dans l'industrie.

Dépendance à la précision
Comme établi précédemment, la précision d'une sphère d'intégration dépend uniquement du revêtement intérieur appliqué. Le nombre d'itérations et le nombre de points sont importants en goniophotométrie. Les résultats moyens de toutes les répétitions peuvent être utilisés comme une estimation approximative.

Applications
Ces deux outils sont utilisés indifféremment pour mesurer l'intensité d'un faisceau lumineux donné. Cependant, il existe une distinction entre eux en termes de dispersion de la lumière et d'informations sur la répartition géographique.
La LM-79 goniophotomètre est le plus utile pour mesurer des sources ponctuelles de lumière. Les mesures prises avec un compteur comme celui-ci seront plus précises pour les lumières qui ne rayonnent pas dans toutes les directions. Pour des lectures plus précises de la puissance lumineuse ambiante, une sphère d'intégration est l'outil de choix.
Supposons que vous souhaitiez mesurer la luminosité totale de votre salon (qui a probablement plus d'une source de lumière, comme un plafonnier, une lampe de table et peut-être même des lumières de Noël). Dans ce cas, vous pouvez le faire à l'aide d'une sphère d'intégration, qui collectera la lumière de tous ces points en un seul endroit. Il ne peut pas faire cela avec un goniophotomètre.
Par conséquent, les sphères d'intégration sont l'outil de choix pour évaluer l'efficacité des sources lumineuses en milieu radiométrique et industriel.

Différences de coût
Historiquement parlant, le coût d'intégration des sphères était élevé. Un goniophotomètre, qui utilise des miroirs spatiaux coûteux, offre une alternative mais est nettement plus coûteux. De plus, les éléments constitutifs d'un tel compteur sont assez coûteux.
Notez que lors de la sélection des instruments, la fonctionnalité est plus essentielle que le coût.

Test d'uniformité des couleurs
Lorsque l'on compare les sphères d'intégration avec les goniophotomètres, la capacité de ces derniers à tester de manière fiable l'uniformité des couleurs et la température est évidente. Des capteurs de couleur permettent de mesurer ces caractéristiques supplémentaires.
La distribution de la lumière et les variables spatiales ne peuvent pas être déterminées à l'aide d'une sphère d'intégration.

Différents types
En termes de types, une sphère intégrante est équivalente à l'exemple précédent. Il existe en plusieurs tailles et peut être exécuté manuellement ou automatiquement, mais c'est tout.
Trois principales variétés de goniophotomètres sont désignées A, B et C. Cela nécessite des ajustements de la liberté de rotation de l'axe. Contrairement au type A, qui a un axe horizontal fixe, les types B et C sont orientés verticalement. Il existe une variété de types de lampes qui les utilisent.
Les projecteurs et les tubes fluorescents utilisent tous deux l'ampoule de type C.

Vitesse de fonctionnement
Bien qu'il s'agisse d'un sujet controversé, l'opinion générale au sein de l'industrie est qu'une sphère d'intégration peut effectuer la mesure en un temps plus court qu'un goniophotomètre. En effet, ce dernier nécessite un temps important pour faire tourner son bras pendant un seul cycle.
Même s'il faut un détecteur supplémentaire pour effectuer la mesure, l'utilisation d'une sphère d'intégration est un moyen rapide de collecter les données dont vous avez besoin.

Aspect entretien
Si la source de lumière dans une sphère d'intégration est très puissante, cela pourrait endommager le revêtement de la sphère. Il ne peut pas éviter cette circonstance, et si la sphère doit être réutilisée, le revêtement devra être remplacé. Cela pourrait s'avérer être une entreprise très coûteuse. Le sulfate de baryum et l'oxyde de magnésium sont deux des matériaux utilisés pour y parvenir.
Un goniophotomètre est un gadget qui nécessite un entretien fréquent car il comporte un grand nombre d'éléments mobiles. Le coût de réparation ou de remplacement de ces composants peut être assez élevé, même s'ils sont facilement accessibles sur le marché. Le besoin de savoir comment fonctionne le processus et de prendre des décisions intelligentes se fait sentir.

Conclusion
Les principales distinctions entre une sphère intégratrice et une LM-79 goniophotomètre sont indiqués ci-dessus. Pour un professionnel chevronné de la photométrie, c'est une question pratique de savoir quelle méthode choisir. Ces considérations aideront cependant à saisir les distinctions essentielles.
Les deux systèmes remontent au début du XXe siècle et ont considérablement évolué depuis leur création. Dans ce cas, il appartient aux ingénieurs de s'assurer qu'ils s'approvisionnent auprès de sources fiables.

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