تكامل قياسات المجال: نظرة عامة على المبادئ والتطبيقات

المُقدّمة
• دمج المجال أصبح مؤخرًا أكثر شيوعًا للتطبيق في مجال البصريات و القياسات الضوئية. تسمح تنوع هذه الأدوات وكفاءتها بتحليل مجموعة واسعة من الأجزاء البصرية.

تناقش هذه الصفحة المفاهيم والمكونات وطرق المعايرة لدمج قياسات المجال ، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من الاستخدامات الصناعية لهذه الأنواع من القياسات.

يجب إعطاء الأولوية للبحث في هذه الطريقة نظرًا لأن لديها القدرة على تحسين العديد من مجالات البحث ، بما في ذلك هندسة الإضاءة وعلوم المواد والقياس الضوئي.

مبادئ تكامل قياسات المجال
An دمج المجال عبارة عن كرة مجوفة يكون سطحها الداخلي مغطى بمادة عاكسة للغاية. وهذا يمكن التجويف من القيام بالقياسات بناءً على مبدأ الانعكاس المنتشر.

العديد من الانعكاسات التي تحدث عندما يدخل الضوء إلى كرة عبر فتحة تتسبب في انتشاره بالتساوي في جميع أنحاء السطح. تمتص المادة التي تغطي الكرة الضوء ، مما يخلق حالة إضاءة مماثلة لنظام لامبرت.

يتم التقاط الضوء بواسطة أجهزة الكشف الموضوعة بشكل استراتيجي داخل الكرة ، مما يسمح بقياس مجموعة واسعة من المعلمات الضوئية. تتضمن هذه الخصائص أشياء مثل مؤشر تجسيد اللون والإشعاع الطيفي والتدفق الضوئي العام.

مكونات الكرة التكاملية
هناك عدة أجزاء رئيسية في مجال التكامل ، ويجب أن تعمل جميعها معًا بشكل صحيح. يعد الطلاء الداخلي ، المصنوع غالبًا من كبريتات الباريوم (BaSO4) أو بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE) ، أمرًا بالغ الأهمية عند البحث عن انعكاس وتجانس عاليين.

منفذ الخروج هو المكان الذي يتم فيه جمع الضوء بواسطة أجهزة الكشف أو معدات القياس الأخرى ، في حين أن منفذ الدخول هو المكان الذي يدخل فيه الضوء من المصدر. قد يتم تقليل الأخطاء الناتجة عن الضوء الشارد عن طريق استخدام الحواجز وغيرها من الهياكل المحيرة ، والتي تقلل من كمية الضوء التي تصطدم مباشرة بأجهزة الكشف.

تعد مجالات التكامل أكثر عملية وتنوعًا عندما تتضمن ميزات إضافية مثل منافذ الإضاءة الإضافية ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة ، ومنافذ المعايرة.

تقنيات المعايرة
سيوفر مجال التكامل المعاير بشكل صحيح نتائج موثوقة. لضمان إمكانية تتبع ودقة بيانات القياس ، يجب إجراء معايرات الإشعاع الطيفي ومعايرة التدفق الضوئي. غالبًا ما تتضمن المعايرة استخدام عدد من الأدوات المختلفة ، بما في ذلك مقاييس قياس الطيف والأضواء القياسية وغيرها.

أولاً ، يجب أن تؤخذ القراءات من مصدر ضوء قياسي أو مادة مرجعية ، ومن ثم يجب مقارنة تلك القراءات بقياسات الكرة التكاملية لتحديد ما إذا كانت الكرة بحاجة إلى المعايرة أم لا.

تصبح القياسات أكثر جدارة بالثقة بمجرد تصحيح الأخطاء. تتدهور دقة دمج الكرات وإمكانية تتبعها بمرور الوقت إذا لم يتم صيانتها ومعايرتها بانتظام.

تطبيقات تكامل قياسات المجال
هناك مجموعة واسعة من التطبيقات لقياس تكامل المجالات. يمكن استخدام كرة تكامل لتحديد عدد من المقاييس المختلفة المتعلقة بالإضاءة ، بما في ذلك إخراج اللومن ، ومؤشر تجسيد اللون (CRI) ، وتوزيع الطاقة الطيفية.

يمكن استخدام كرة الدمج لاختبار مجموعة متنوعة من مصادر الضوء ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الثنائيات الباعثة للضوء (LED) والمصابيح المتوهجة والمصابيح الفلورية. تساعد هذه الاحتياطات في تطوير تقنيات الإضاءة الحديثة والحفاظ عليها.

يعتمد علماء المواد بشكل كبير على تكامل الكرات عند محاولة وصف خصائص الانعكاس والنفاذية والتشتت للمواد المختلفة. قد تستفيد أبحاث الخلايا الشمسية ، وتطوير الطلاء ، ودراسة المرشحات الضوئية بشكل كبير من هذه المعرفة.

تعد المجالات المتكاملة أمرًا حيويًا في القياس الضوئي لاختبار ومعايرة أجهزة الكشف ، والصمامات الثنائية الضوئية ، والأنابيب الضوئية. أصبحت قياسات التدفق الإشعاعي والاستجابة الطيفية أكثر دقة بمساعدة هذه المجالات.

هناك إمكانية لدمج المجالات التي سيستخدمها قطاع الفضاء للتحقق من أجهزة الاستشعار الساتلية والحمولات الضوئية والعناصر الأخرى المستخدمة في الفضاء الخارجي. يستخدمها علماء الحياة والمهنيون الطبيون لأنها تسهل تحليل مضان الأنسجة والتلألؤ الحيوي والخصائص البصرية.

يمكن تحليل الخصائص البصرية لمصادر الضوء ، وأجهزة الكشف ، والمواد باستخدام قياس المجال المتكامل ، وهو طريقة متعددة الاستخدامات وجديرة بالثقة. هذه ممارسة شائعة. تعد معرفة المفاهيم والمكونات وتقنيات المعايرة واستخدامات المجالات المتكاملة مفيدة للباحثين والمهنيين الذين يتطلعون إلى تحقيق أقصى استفادة من هذه الأدوات.

لهذا السبب ، سيكونون قادرين على تحقيق أقصى استفادة من مجالات التكامل الخاصة بهم. أصبحت التقييمات الدقيقة والمتسقة ممكنة الآن بسبب قياسات مجال التكامل ، والتي أدت إلى إحراز تقدم في مجالات تشمل القياس الضوئي ، وبحوث المواد ، وتكنولوجيا الإضاءة.

يمكن تحقيق إضاءة متحكم بها ومتسقة بمساعدة دمج المجالات باستخدام مبادئ الانعكاس المنتشر. من أجل الحفاظ على درجة عالية من الانعكاس والتجانس للطلاء ، غالبًا ما يتم طلاء الجزء الداخلي من الكرة بكبريتات الباريوم أو بولي تترافلورو إيثيلين. نتيجة لذلك ، يتم تخفيف الأخطاء في القياسات الناتجة عن التحولات في تشتت الضوء.

يساهم دمج مداخل ومنافذ وحواجز المجال والأجزاء المساعدة في وظائف الجهاز وتعدد استخداماته. الحواجز الموضوعة استراتيجيًا وغيرها من الأجهزة المحيرة داخل الكرة تمنع أي ضوء شارد من الوصول إلى أجهزة الكشف.

إذا كنت تريد الخاص بك دمج المجال لكي تكون القراءات دقيقة وقابلة للتكرار ، تحتاج إلى معايرتها. تُستخدم أدوات مثل مقاييس الطيف والأضواء القياسية وغيرها الكثير في المعايرة. من الممكن إجراء تعديلات على قراءات التكامل من خلال مقارنتها بالقيم المرتبطة بشكل شائع بمصدر الضوء القياسي أو المادة المرجعية.

قد يكون أخذ قياساتك على كرة متكاملة مفيدًا في العديد من المواقف المختلفة. إنها تساعد في تحسين التوصيف ومراقبة الجودة لمصادر الإضاءة ، مما يؤدي إلى مصابيح إضاءة أكثر كفاءة وفعالية في مجال تكنولوجيا الإضاءة.

لا يمكن تحقيق حلول الإضاءة المثلى إلا من خلال الفحص الدقيق لتدفق الضوء ومؤشر تجسيد اللون وتوزيع الطاقة الطيفية. عندما يتعلق الأمر بالقياسات الضوئية ، LISUNالصورة دمج المجالات من الدرجة الأولى.

قد يحصل الباحثون على معرفة أعمق بالخصائص البصرية للمواد التي يبحثون عنها باستخدام القياسات الكروية ، والتي تعد نعمة لمجال البحث المادي. يعتمد تطوير الطلاءات وأبحاث الخلايا الشمسية والمرشحات الضوئية على قياسات دقيقة للانعكاس والنفاذية والتشتت.

تعد أجهزة الكشف والصمامات الضوئية وأنابيب المضاعف الضوئي مجرد أمثلة قليلة على أنواع الأجهزة التي يمكن اختبارها ومعايرتها باستخدام كرة تكاملية في القياس الضوئي. هذه القيم موثوقة لأنها تستند إلى قياسات دقيقة لتدفق الإشعاع والاستجابة الطيفية.

قد تستفيد أجهزة استشعار المركبات الفضائية والحمولات البصرية وأنواع أخرى من معدات الطيران من الجمع بين قياسات المجال. قد يستفيد كل من استكشاف الفضاء وتكنولوجيا الأقمار الصناعية من معرفة أفضل بالخصائص البصرية لهذه المكونات وأدائها.

يوفر دمج قياسات المجال استخدامات محتملة في مجالات الطب وعلم الأحياء. إن عملهم في مجالات مثل قياس التألق والتلألؤ البيولوجي وتحليل السمات البصرية للأنسجة جعل من الممكن إحراز تقدم في طرق التشخيص والعلاج.

وفي الختام
في النهاية، دمج المجال توفر القياسات طريقة مرنة وملائمة لتحديد الخصائص البصرية الدقيقة للموضوع في نطاق واسع من الإعدادات.

قد تنتج قرارات أفضل ومزيد من التقدم في تكنولوجيا الإضاءة وعلوم المواد والقياس الضوئي من الباحثين والمهنيين الذين لديهم فهم أعمق لدمج مفاهيم المجالات ومكوناتها وتقنيات المعايرة والتطبيقات. مع تحسن طريقة القياس هذه ، يجب أن نتوقع رؤية أحدث الابتكارات في التوصيف البصري ومجالات أخرى من البحث والتطوير.

العلامات:LPCE-2