第五章 辐射测量的基本仪器（一）.pptVIP

第四章　积分球 分布光度计 §4-1理想积分球原理及光通量标准灯 §4-2积分球实际结构及球内壁的喷涂 §4-3相对比较法测总光通量 §4-4影响积分球测量精度的因素及其修正方法 §4-5分布光度计测量光通量的原理和装置 §4-1理想积分球原理及光通量标准灯 理想积分球的条件： ①积分球的内表面为一完整的几何球面,半径处处相等 ②球内壁是中性均匀漫射面，对各种波长的入射光线具有相同的漫反射比 ③球内没有任何物体,光源也看作只发光而没有实物的抽象光源 　　 理想积分球原理： １.积分球（光通球或球形光度计）结构： ①内部空的完整球壳,内壁涂白色的漫射层 ②球直径按待测灯尺寸和功率大小而定,直径D=1m、2m、3m等 ③球壁上开一小窗口,其直径d∝r(灯的尺寸） ④球上开一个小门,或打开个口方便装取灯,有接线架、灯头、挡屏等 2.积分球原理： 设光源S直接在球内任一点建立的照度EA，在M处 的照度为EM，A处dS发生第一次漫射出度为： 故由朗伯定律的特性知dS面的光亮度为： A处dS发生漫射在M处产生的二次照度为: 上式代入得 　　　　　　　　　　　 整个球面发生一次漫射在M处建立的二次照度为： 类似分析为：二次漫射光线在M处建立的三次照度 为： 同理： 则M点的总照度EM为: 故用小挡屏挡住S直接射向M点的光线时，则E1=0 上式中r、ρ均为常数,球壁上任何位置的E与光 源S的总光通量Φ总成正比,因此可以通过测量球壁 上开的小窗口的照度来计算光源的总光通量Φ总。 原理:标准光源的光通量已知ΦS,EρS可测得,在待 测光源的EρX测得后,即可用相对比较法测得 待测光源的Φ总即为球型光度计测量光源总光 通量的原理。 光通量标准灯 1.满足标准灯的条件： ①有一定的强度和光谱能量分布 ②发光稳定 ③具有很好的重复性 ④制备和使用方便 (光通量标准灯的供电监测系统和光强标准灯相同) 2.国产标准灯种类： BDT、BDP和BDX型 3.使用注意事项： ①标准灯在标定量值前,要按规定在超压5%的情况 下,老化40-50小时,并进行稳定性实验,再经国家计 量部门标定量值后逐级传递到使用部门.低级标灯 稳压供电,高级标灯稳流供电 ②标灯使用过程中要严格按照标准、规则执行,根 据测试要求选用适当级别的标灯,并按规定定期到 计量部门检定。 §4-2 积分球实际结构及球内壁的喷涂 光通球的实际结构示意图： 球体的要求： 1.采用不易变形以及不易受环境影响的材料制成 2.球内表面应光滑,力求各处曲率半径相同 3.球的密闭性要好 4.为减小测量误差,灯应安装在球心 5.灯的支架应采用细金属管,里边装电线 （应尽量减少球内部件的件数和部件的体积） 挡屏的放置： 1.挡屏的中心在球心与窗口的中心连线上，离球心r/3处 2.设光源的最大尺寸为2b,窗口的直径为2a,挡屏的半径为d如下图所示: 则有： 分析： b↑→d↑→sAB↑、sCD↑→测量误差↑ 因此： 要求灯的最大尺寸不超过球体直径的1/6-1/10 球内壁的喷涂： 1.球内壁喷涂白色涂料(硫酸钡或氧化镁)使积分球 具有良好的光谱漫射特性和较小的光谱选择性 2.内壁喷涂方法： ①喷涂前用砂纸去锈、磨光,然后用汽油清洗干净, 如果表面凹凸不平,则用油灰找平并喷上一层白色 无光底漆,最后再喷涂料 ②喷涂时用喷雾器进行喷涂,不用手工喷涂,一般干 一层喷一层,每层厚度为0.5-1.5mm之间,喷10次以上 §4-3 相对比较法测总光通量 测量前准备工作： 1.在球内点燃一只白炽灯去潮气,使球内壁漫发射 稳定和预照光电池使其稳定 2.测量时依次点燃标准灯和待测灯 相对比较法测量光源总光通量原理： 装标灯在球心： ① 装待测灯