دمج الكرة في القياسات البصرية: البنية والتطبيق والصيانة

مقدمة:

An دمج المجاليُعرف أيضًا باسم الكرة الضوئية أو الكرة المضيئة، وهو جهاز كروي مجوف يستخدم في القياسات البصرية. يشتمل تصميمه على منفذ واحد أو أكثر على سطح الكرة لإدخال الضوء ووضع أجهزة استقبال الضوء.

بنية وخصائص المجالات المتكاملة:

متطلبات غلاف الكرة والانحراف:

• تتكون الكرة المتكاملة من غلاف كروي كامل، مع احتفاظ سطحها الداخلي بشكل كروي جيد.
• متطلبات الانحراف للسطح الكروي المثالي لا تتجاوز عمومًا 0.2% من القطر الداخلي.

مادة طلاء السطح الداخلي:

• يتم طلاء السطح الداخلي للكرة المتكاملة بمادة عاكسة منتشرة مثالية لضمان انعكاسات متعددة للضوء على السطح الداخلي، مما يؤدي إلى إضاءة موحدة.
• تشتمل المواد العاكسة المنتشرة الشائعة على أكسيد المغنيسيوم (MgO) وكبريتات الباريوم (BaSO₄)، والتي يتم رشها على السطح الداخلي بعد خلطها بمادة رابطة من الراتينج.
• يتجاوز الانعكاس الطيفي لطلاءات أكسيد المغنيسيوم عادةً 99% ضمن نطاق الطيف المرئي.

نسبة الفتحة:

• لتحسين دقة القياس، يجب أن تكون نسبة فتحة الكرة المتكاملة صغيرة قدر الإمكان.
• يتم تعريف نسبة الفتحة على أنها نسبة مساحة المنافذ الموجودة على الكرة المتكاملة إلى إجمالي مساحة السطح الداخلي للكرة.

تطبيقات تكامل المجالات:

تجد المجالات المتكاملة تطبيقات واسعة في مجال القياسات البصرية، بما في ذلك:

• قياسات مصدر الضوء: يمكن للمجالات المتكاملة قياس إجمالي التدفق الضوئي لمصادر الضوء بدقة عن طريق توحيد شدة الضوء.
• قياس الخصائص البصرية للمواد: يمكن استخدام المجالات المتكاملة لقياس انعكاسية ونفاذية المواد.
• قياسات الضوئية: باستخدام المجالات المتكاملة، يمكن قياس التوزيع الضوئي لمصادر الضوء، مما يوفر بيئة إضاءة موحدة.

خطوات القياس باستخدام نظام التحليل الطيفي للكرة المتكاملة:

خطوات القياس:

قياس المصباح القياسي:
• ضع مصباحًا قياسيًا داخل الكرة المتكاملة وأضيئه.
• قراءة البيانات الطيفية للمصباح القياسي كمرجع.

قياس العينة:
• استبدل المصباح القياسي بالعينة التي سيتم اختبارها وأضيئها.
• قراءة البيانات الطيفية لمصباح العينة.

تصحيح الامتصاص الذاتي:
قم بإجراء تصحيح الامتصاص الذاتي على بيانات القياس للقضاء على تأثيرات امتصاص الضوء المنبعث من العينة.

تأثير الانغماس في الذات وآثاره:

أثناء القياسات، وخاصة بالنسبة لمنتجات الإضاءة LED، قد يمتص جسم المصباح أو المبدد الحراري الضوء بقوة بسبب عدم قدرته على الانفصال عن مصدر الضوء. تشير هذه الظاهرة، المعروفة باسم تأثير الامتصاص الذاتي، إلى تأثير امتصاص الضوء المنبعث من العينة نفسها.

يؤثر تأثير الامتصاص الذاتي بشكل رئيسي على:

• أخطاء القياس: عندما يختلف حجم وشكل العينة بشكل كبير عن المصباح القياسي، فقد يتغير ثابت الاستجابة لنظام الكرة المتكاملة، مما يؤدي إلى أخطاء القياس.
• اختلافات الانعكاس الطيفي: يكون الانعكاس الطيفي لطلاء الكرة المتكاملة غير متساوٍ عند أطوال موجية مختلفة، مما يؤدي إلى اختلافات في تأثير الامتصاص الذاتي عند أطوال موجية مختلفة.
• طرق التخلص من تأثير الانغماس الذاتي:

للتخلص من تأثير الامتصاص الذاتي، يمكن استخدام المصابيح المساعدة. يجب أن تتمتع المصابيح المساعدة بالخصائص التالية:

• انبعاث طيفي واسع النطاق: اختر المصابيح القادرة على إصدار أطياف واسعة النطاق، مثل المصابيح الهالوجينية ذات توزيع شدة الضوء متعدد الاتجاهات.
• إضاءة موحدة: تأكد من أن المصابيح المساعدة قادرة على خلق إضاءة موحدة داخل الكرة المتكاملة لتصحيح الأخطاء الناجمة عن تأثير الامتصاص الذاتي بشكل فعال.

الخلاصة:

من خلال اتباع الخطوات والطرق المذكورة أعلاه، يمكن تحسين دقة القياس لأنظمة تحليل الطيف الكروي المتكامل بشكل فعال، مما يقلل من تأثير الامتصاص الذاتي على نتائج القياس ويضمن الحصول على بيانات طيفية دقيقة.

صيانة المجالات المتكاملة:

إن الاستخدام السليم والصيانة المنتظمة للكرات المتكاملة يمكن أن يطيل عمرها الافتراضي بشكل كبير. تتضمن صيانة الكرات المتكاملة بشكل أساسي ثلاثة جوانب: صيانة الطلاء وصيانة الدائرة وصيانة التركيبات.

صيانة الطلاء:

• طريقة التنظيف: نظرًا لعدم تساوي الطلاء الكيميائي داخل الكرة المتكاملة، يمكن أن تلتصق الغبار الناعم والحطام بسهولة. عند التنظيف، امسح برفق بفرشاة ناعمة في اتجاه واحد.

احتياطات التشغيل:

• قبل الاختبار، أمسك المصباح بعناية لتجنب سقوطه أو لمس طلاء الكرة المتكاملة لمنع التلف.
• بعد الاختبار، قم على الفور بإيقاف تشغيل طاقة المصباح الذي تم اختباره، وإزالة التثبيت، وأغلق الكرة المتكاملة على الفور لمنع دخول الغبار والحطام.

صيانة الدائرة:

• التأريض واختيار الطاقة: تأكد من تأريض نظام الكرة المتكاملة بشكل صحيح واختر مصدر الطاقة المناسب لضمان التشغيل الآمن والمستقر للمعدات.
• الفحص الدوري: افحص الأسلاك خارج الكرة المتكاملة وصندوق الوصلات الطرفية بانتظام بحثًا عن أي تلف. إذا وجدت أسلاكًا مهترئة أو تالفة، فاستبدلها وأصلحها على الفور.

صيانة التركيبات:

• نقاط اتصال رأس المصباح: تأكد من أن نقاط اتصال رأس المصباح تعمل بشكل طبيعي دون حدوث أي ضرر أو انخفاض لضمان إمداد ثابت بالطاقة للمصباح.
• فحص الأسلاك: تأكد من توصيل أسلاك تركيبات المصباح بشكل صحيح لتجنب التوصيلات غير المحكمة أو غير الصحيحة، مما قد يؤثر على نتائج الاختبار.

ملخص:

من خلال تنفيذ التدابير المذكورة أعلاه، يتم ضمان الاستقرار طويل الأمد ودقة القياس دمج المجالات يمكن ضمان ذلك، مما يوفر دعمًا موثوقًا للبيانات لمختلف القياسات البصرية. فيما يلي بعض اقتراحات الصيانة المحددة:

• التنظيف المنتظم: قم بتنظيف الجدار الداخلي للكرة المتكاملة قبل وبعد كل اختبار لمنع تراكم الغبار والحطام.
• فحوصات الدائرة الكهربائية بشكل منتظم: قم بفحص نظام الدائرة الكهربائية شهريًا أو ربع سنويًا للتأكد من أن الأسلاك ومصادر الطاقة تعمل بشكل طبيعي.
• صيانة التركيبات: تحقق من الأسلاك وجهات الاتصال الخاصة بتركيبات المصباح في كل مرة يتم فيها تركيب المصباح أو إزالته لضمان التشغيل السليم.
• من خلال هذه التدابير، يمكن إطالة عمر خدمة المجالات المتكاملة بشكل فعال، ويمكن الحفاظ على دقتها وموثوقيتها في القياسات البصرية.

العلامات:LPCE-2