[實用新型]積分球涂層反射特性測量系統

有效

• 申請號: 201120217448.0
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN202133532U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 楊利民
• 申請（專利權）人: 杭州伏達光電技術有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 陳輝

技術領域

本實用新型涉及一種光輻射測量測量領域，特別是一種積分球涂層反射特性測量系統。

背景技術

在光輻射測量領域，光通量是描繪光源最重要的基礎參數之一。測量光源光通量的方法通常有2種：分光光度法與積分法。分光光度法理論上測量精度較高，但所需設備與場地要求高、造價貴、操作復雜、測量所需時間長。積分法所需設備相對簡單、占地面積小、操作簡單、測量快捷，因而被廣泛運用。

積分法測量光通量通常由一臺積分球、一只經過人眼視覺函數V(λ)校正的光電轉換器、一臺用以處理光電轉換器的信號的測試儀、一只光通量標準燈組成。測量方式是對比法，具體地說，就是把已知光通量值的標準燈放入積分球內，從測試儀中讀取數據，然后取出標準燈，放入被測光源，再讀取數據，即可用對比法計算出被測光源的光通量。

使用該方法主要的缺點是誤差比較大。誤差來源主要有2個：一是光電轉換器的V(λ)參數修正不理想，二是積分球內光學涂層的反射率不一致。

用于測量光通量的光電轉換器通常由幾片特殊的濾色片和一片集成硅光二極管組成。由于濾色片和硅光二極管都有各自的光譜響應函數，做成一體的光電轉換器很難修正成與理想的人眼視覺函數V(λ)一致，因此導致了測量誤差。隨著技術的進步，人們引入了光譜儀作為輔助裝置用來校正由于光電探測器V(λ)修正不理想而產生的誤差，這大大提高了測量準確度。這種方法就是通常所稱的“光譜法測量光通量”的方法，這種測量方法現在已寫入了相關國家標準。

而由于積分球內光學涂層的反射特性不一致所造成的誤差也是非常大的。特別是近年來由于LED照明的快速發展，對LED光通量的測試方法文獻上有很多，但大家都無法有效地解決由于積分球涂層所引起的誤差。例如，當使用一個國內知名積分球廠家的剛剛出廠的新球對一顆藍光LED進行測量，由于積分球涂層反射率不一致造成的誤差會大于5％，而用一個使用了5年的舊積分球測量時，誤差大于20％。這樣的測量精度對于科技發展的現在，是不能忍受的，也制約了LED行業的健康發展。

對于新積分球，國內廠家的涂層反射率ρ(λ)一般設計在90％-98％之間；對于某個特定積分球來說，在整個光譜范圍內ρ(λ)也會有變化。假設某一波長的ρ(λ₁)＝95％，另一波長的ρ(λ₂)＝96％，根據公式：T(λ)＝ρ(λ)/(1-ρ(λ))，那么積分球等效透過率在λ₁波長處為T(λ₁)＝19，在λ₂波長處為T(λ₂)＝24，也就是說，涂層反射率在這里相差1％，等效透過率T(λ)相差20％以上。而影響光通量測試的誤差來源最終取決于積分球等效透過率T(λ)。

新積分球內部涂層的光譜響應還是比較平坦的，而隨著積分球使用時間的增加，積分球表面涂料會緩慢發生物理與化學變化，這也就是通常所說的積分球泛黃；同時積分球內壁上也會逐步粘上一些灰塵，這些灰塵在噴涂成顆粒狀的涂層上很難清除。這些因素進一步加劇了涂層反射率ρ(λ)的變化與不一致性，相應地測量誤差會進一步增大。

目前，在LED測量的相關國際與國內標準上，對于使用積分球測量光通量已給出修正公式。修正公式中包含積分球等效透過率T(λ)這個參數，通常來說，T(λ)參數由ρ(λ)參數計算得到。如果對積分球涂層反射率ρ(λ)隨時能進行精確測量，就能修正測量結果，以達到高精度測量的目的。

現在測量積分球涂層ρ(λ)的傳統方法是對比法。選用一塊已知反射率的標準白板作為基準，使用一束光分別照射在被測涂層與標準白板上，再使用相應的儀器測量出反射值，這樣就可以計算出積分球涂層的反射率了。這種測量方法對儀器要求高，測量準確度也偏低，缺乏實用價值，因此也無法有效地對光通量測量結果進行修正。因此，一般情況下，當積分球使用一定年限后，光通量測量準確度會進一步降低，此時，就應該更換積分球了。

發明內容

本實用新型的目的就是為了避免背景技術中的不足之處，提供一種積分球涂層反射特性測量系統。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：積分球涂層反射特性測量系統，包括用于測量光譜的光譜儀、積分球、用于處理數據并顯示測量結果的計算機，光譜儀與積分球上第一接口光學連接，光譜儀與計算機通信連接，該系統還包括工作穩定且能發出連續光譜的標準燈、經過人眼視覺函數V(λ)修正的照度探頭、測量儀，標準燈位于積分球內，測量儀通過照度探頭與積分球的第一接口光學連接，測量儀與計算機通信連接，積分球內標準燈與第一接口之間設有可拆卸或調整位置的遮光板。