[实用新型]积分球涂层反射特性测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光辐射测量测量领域，特别是一种积分球涂层反射特性测量系统。

背景技术

在光辐射测量领域，光通量是描绘光源最重要的基础参数之一。测量光源光通量的方法通常有2种：分光光度法与积分法。分光光度法理论上测量精度较高，但所需设备与场地要求高、造价贵、操作复杂、测量所需时间长。积分法所需设备相对简单、占地面积小、操作简单、测量快捷，因而被广泛运用。

积分法测量光通量通常由一台积分球、一只经过人眼视觉函数V(λ)校正的光电转换器、一台用以处理光电转换器的信号的测试仪、一只光通量标准灯组成。测量方式是对比法，具体地说，就是把已知光通量值的标准灯放入积分球内，从测试仪中读取数据，然后取出标准灯，放入被测光源，再读取数据，即可用对比法计算出被测光源的光通量。

使用该方法主要的缺点是误差比较大。误差来源主要有2个：一是光电转换器的V(λ)参数修正不理想，二是积分球内光学涂层的反射率不一致。

用于测量光通量的光电转换器通常由几片特殊的滤色片和一片集成硅光二极管组成。由于滤色片和硅光二极管都有各自的光谱响应函数，做成一体的光电转换器很难修正成与理想的人眼视觉函数V(λ)一致，因此导致了测量误差。随着技术的进步，人们引入了光谱仪作为辅助装置用来校正由于光电探测器V(λ)修正不理想而产生的误差，这大大提高了测量准确度。这种方法就是通常所称的“光谱法测量光通量”的方法，这种测量方法现在已写入了相关国家标准。

而由于积分球内光学涂层的反射特性不一致所造成的误差也是非常大的。特别是近年来由于LED照明的快速发展，对LED光通量的测试方法文献上有很多，但大家都无法有效地解决由于积分球涂层所引起的误差。例如，当使用一个国内知名积分球厂家的刚刚出厂的新球对一颗蓝光LED进行测量，由于积分球涂层反射率不一致造成的误差会大于5％，而用一个使用了5年的旧积分球测量时，误差大于20％。这样的测量精度对于科技发展的现在，是不能忍受的，也制约了LED行业的健康发展。

对于新积分球，国内厂家的涂层反射率ρ(λ)一般设计在90％-98％之间；对于某个特定积分球来说，在整个光谱范围内ρ(λ)也会有变化。假设某一波长的ρ(λ₁)＝95％，另一波长的ρ(λ₂)＝96％，根据公式：T(λ)＝ρ(λ)/(1-ρ(λ))，那么积分球等效透过率在λ₁波长处为T(λ₁)＝19，在λ₂波长处为T(λ₂)＝24，也就是说，涂层反射率在这里相差1％，等效透过率T(λ)相差20％以上。而影响光通量测试的误差来源最终取决于积分球等效透过率T(λ)。

新积分球内部涂层的光谱响应还是比较平坦的，而随着积分球使用时间的增加，积分球表面涂料会缓慢发生物理与化学变化，这也就是通常所说的积分球泛黄；同时积分球内壁上也会逐步粘上一些灰尘，这些灰尘在喷涂成颗粒状的涂层上很难清除。这些因素进一步加剧了涂层反射率ρ(λ)的变化与不一致性，相应地测量误差会进一步增大。

目前，在LED测量的相关国际与国内标准上，对于使用积分球测量光通量已给出修正公式。修正公式中包含积分球等效透过率T(λ)这个参数，通常来说，T(λ)参数由ρ(λ)参数计算得到。如果对积分球涂层反射率ρ(λ)随时能进行精确测量，就能修正测量结果，以达到高精度测量的目的。

现在测量积分球涂层ρ(λ)的传统方法是对比法。选用一块已知反射率的标准白板作为基准，使用一束光分别照射在被测涂层与标准白板上，再使用相应的仪器测量出反射值，这样就可以计算出积分球涂层的反射率了。这种测量方法对仪器要求高，测量准确度也偏低，缺乏实用价值，因此也无法有效地对光通量测量结果进行修正。因此，一般情况下，当积分球使用一定年限后，光通量测量准确度会进一步降低，此时，就应该更换积分球了。

发明内容

本实用新型的目的就是为了避免背景技术中的不足之处，提供一种积分球涂层反射特性测量系统。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：积分球涂层反射特性测量系统，包括用于测量光谱的光谱仪、积分球、用于处理数据并显示测量结果的计算机，光谱仪与积分球上第一接口光学连接，光谱仪与计算机通信连接，该系统还包括工作稳定且能发出连续光谱的标准灯、经过人眼视觉函数V(λ)修正的照度探头、测量仪，标准灯位于积分球内，测量仪通过照度探头与积分球的第一接口光学连接，测量仪与计算机通信连接，积分球内标准灯与第一接口之间设有可拆卸或调整位置的遮光板。