Medição de luminárias LED por espectrorradiômetro integrando sistema de esfera

O que é espectrorradiômetro?
A espectrorradiômetro pode determinar o comprimento de onda e a intensidade da luz de uma fonte. Também é chamado de esfera integradora conduzida.
Espectrômetros LPCE-3 podem coletar todo o espectro com uma única aquisição porque separam os comprimentos de onda dependendo de onde a luz atinge o conjunto de detectores. Na maioria dos espectrômetros, a sensibilidade do detector a cada comprimento de onda afeta a medição básica das contagens, que é a leitura não calibrada.
Se você calibrar um espectrômetro, poderá obter leituras de irradiância espectral, radiância espectral e fluxo de espectro.
Esta informação é então processada por software embutido ou de PC e uma infinidade de algoritmos para gerar leituras para coisas como irradiância (W/cm2), iluminação (lux ou fc), radiância (W/sr), fluxo luminoso (cd), intensidade luminosa (Lux ou W), temperatura de cor (CCT), comprimento de onda dominante (DW) e comprimento de onda de pico (W).
Além de permitir cálculos de candela baseados em distância e PAR mol/m2/s, pacotes de software de espectrômetros mais avançados também contêm recursos como observador de 2 e 20 graus, comparações de sobreposição de linha de base, transmissão e refletância.

Descrição
Muitos dispositivos portáteis, abrangendo o espectro ultravioleta (UV) ao infravermelho próximo (NIR), também estão disponíveis comercialmente em várias formas e tamanhos de embalagens. A ótica integrada e um computador de bordo com software pré-instalado são comuns em dispositivos portáteis com telas integradas.
Como são alimentados e operados por um PC e uma conexão USB, os miniespectrômetros podem ser usados ​​em qualquer lugar, desde o campo até o laboratório. Um guia de luz de fibra óptica é frequentemente usado para conectar entradas ópticas externas ao sistema. Além disso, estão disponíveis microespectrômetros que são ainda menores que um quarto e podem ser usados ​​em conjunto com outro dispositivo ou sozinhos.

Importância do espectrorradiômetro
Os aplicativos de sensoriamento remoto se beneficiam muito dos espectrorradiômetros devido à sua capacidade de detectar as impressões digitais espectrais de componentes a partir de distâncias arbitrárias. Apesar de existir há pelo menos duas décadas, sua popularidade disparou nos últimos anos.
Graças aos avanços tecnológicos, agora temos dispositivos que podem fazer coisas como dados de amostra, executar programas e serem transportados com facilidade. Isso levou ao desenvolvimento de espectrorradiômetros de campo, que são menores que os de laboratório, mas ainda podem ser usados ​​para medir as características espectrais de fontes de luz como plantas e copas, bem como para uso militar.
Esta evidência demonstra por que os espectrorradiômetros são essenciais para sensoriamento remoto atual e medições de SPD. Este artigo visa lançar alguma luz sobre a importância dos dispositivos de calibração de luz, discutindo os desenvolvimentos recentes no sensoriamento remoto de luz e alguns de seus muitos potenciais de uso no mundo moderno.

Princípio de Funcionamento de um Espectroradiômetro
É essencial ter uma compreensão fundamental dos espectrorradiômetros antes de se aprofundar nos desenvolvimentos mais atuais da indústria. Simplificando, é um equipamento usado para medir certos valores espectrais em várias fontes de luz, como luminância, irradiância, cromaticidade e intensidade radiante.
As informações coletadas por meio dessa medição de espectro podem ser utilizadas para caracterizar e calibrar as fontes de luz, o que nos fornecerá uma visão geral e uma descrição abrangentes da fonte de luz. Para calibração, uma esfera integradora ou um corpo negro é utilizado na maioria dos casos.

Partes importantes
Muitas peças compõem um espectrorradiômetro LPCE-3, mas aqui estão quatro dos mais cruciais:

óptica de entrada
As lentes, difusores e filtros que alteram a luz quando ela entra no sistema pela primeira vez são incluídos como parte da ótica frontal de um espectrorradiômetro. Uma ótica com um campo de visão bastante pequeno é necessária para a habilidade Radiance.
Para calcular o fluxo total, é necessária uma esfera integradora. A irradiação requer óptica que se ajusta ao cosseno da luz incidente. A natureza da luz que pode detectar depende do material que utiliza para construir essas peças.
Ao fazer medições de luz ultravioleta, por exemplo, lentes de quartzo em vez de lentes de vidro, fibras ópticas, difusores de Teflon e esferas de integração revestidas com sulfato de bário são freqüentemente empregadas porque garantem leituras precisas.

Monocromador
A criação de uma resposta de espectro do iluminante requer luz monocromática em todos os comprimentos de onda para realizar a análise espectral de uma fonte. Um monocromador recebe uma faixa de comprimentos de onda da fonte e emite um sinal único e consistente.
Ele funciona de forma semelhante a um filtro, permitindo que você isole e passe por apenas uma determinada faixa do espectro de luz medido enquanto bloqueia o restante.
Isso é feito por meio de fendas de entrada e saída de um monocromador, óptica de colimação e foco e um dispositivo de dispersão de comprimento de onda, como uma grade ou prisma de difração. Para fins espectrorradiométricos, as grades de difração são empregadas quase inteiramente, razão pela qual são usadas na produção de monocromadores modernos.
As grades de difração se destacam em comparação com outras opções devido à sua adaptabilidade, baixa atenuação, ampla faixa de comprimento de onda, custo mais barato e dispersão mais consistente.
Dependendo da tarefa, um monocromador simples ou duplo pode ser mais apropriado; o último fornece mais precisão graças à dispersão extra e ao desconcertamento dos dois conjuntos de grades.

Detectores

O detector de um espectrorradiômetro LPCE-3 é selecionado com base na faixa de comprimento de onda que está sendo monitorada, na faixa dinâmica desejada e na sensibilidade das leituras. Detectores fotoemissivos (como tubos fotomultiplicadores), dispositivos semicondutores (como silício) e detectores térmicos são os três principais tipos de detectores usados ​​em espectrorradiômetros (por exemplo, termopilha).
São os materiais constituintes de um detector que influenciam sua resposta espectral. É possível produzir fotocátodos para uso em tubos fotomultiplicadores cegos à luz solar, o que significa que eles respondem apenas à luz ultravioleta e ignoram a luz visível e infravermelha.

Sistema de controle e registro
Normalmente, um computador comum é usado como sistema de registro. Para que o sistema de controle use um sinal, ele deve primeiro passar por amplificação e conversão, ambas ocorrendo no primeiro estágio do processamento do sinal.
Para o uso ideal das métricas e características necessárias, é necessário otimizar as linhas de comunicação entre o monocromador, a saída do detector e o computador. Em muitos casos, o software disponível comercialmente que acompanha os dispositivos espectrorradimétricos já possui funções de referência úteis para cálculos de dados adicionais, como cálculos de correspondência de cores CIE.
Quando seus componentes primários são considerados, um de seus pontos de venda mais distintivos é a capacidade de funcionar de forma autônoma sem a necessidade de controle externo ou sistema analítico. É uma unidade autônoma que pode funcionar adequadamente quando usada sozinha e fornece dados que podem ser amostrados com relativa facilidade em outros dispositivos, como aqueles pertencentes a terceiros ou servindo como monitores externos.
Essa também é a ideia fundamental por trás de um campo espectrorradiômetro LPCE-3, permitindo sua utilização para qualquer aplicação externa, fornecendo dados precisos e evitando erros (atmosféricos).
Em contraste com um espectrômetro, este instrumento mede todos os tipos de componentes radiométricos, fotométricos e colorimétricos, fornecendo uma abordagem abrangente para medir a luz. Deve ser visto como uma mistura entre um espectrômetro e um radiômetro para oferecer medições rápidas e precisas enquanto ainda é portátil e acessível.
Testar lâmpadas fluorescentes compactas (CFL), medir diodos emissores de luz (LED) e medir telas são alguns dos usos mais comuns para espectrorradiômetros (televisores e monitores).
Os espectrorradiômetros de campo são usados ​​no mundo moderno para medir a luz do sol, semáforos e modelos arquitetônicos. É uma pista de que mais desenvolvimento é necessário, pois está se tornando um componente cada vez mais importante de aplicativos desse tipo.
Agora que esclarecemos isso, vamos ver as principais direções que a pesquisa e o desenvolvimento na área de espectrorradiometria estão tomando.

Últimas tendências em sensoriamento remoto e espectrorradiometria
O mundo está em transição para a era digital. E como resultado, houve uma necessidade crescente de tais dispositivos se tornarem compatíveis com esses sistemas digitais. Esse desejo de acompanhar as necessidades em constante evolução dos consumidores resultou, de certa forma, em um aumento na taxa de avanço da tecnologia. O próprio espectrorradiômetro é a prova mais convincente que temos a esse respeito.

O Advento dos Dispositivos Digitais
O primeiro desenvolvimento é que agora ele pode medir valores espectrais sozinho, sem a ajuda de um computador externo. Além disso, alguns dos modelos já disponíveis no mercado vêm equipados com ecrãs tácteis que se podem adicionar a estes dispositivos.
Isso não faz nada além de melhorar a utilidade desses produtos em uma atmosfera que está sempre tentando economizar despesas gerais. Uma das tendências mais intrigantes no ambiente atual é a introdução de equipamentos eletrônicos e digitais para complementar atividades analógicas, como espectrorradiômetros.
Um espectrorradiômetro feito por LISUN com um CAM espectral e uma tela sensível ao toque é uma boa ilustração desse conceito. Comparado com LISUNCom o outro gadget, um dos dispositivos mais robustos para sensoriamento remoto já disponíveis no mercado, torna-se evidente que um híbrido desses dois dispositivos é provavelmente o próximo alvo da indústria para a aquisição de uma lucrativa participação de mercado.

Novas Interfaces Poderosas
Este é um desenvolvimento complementar à primeira tendência, que envolve a incorporação de novas interfaces como Bluetooth e NFC em sistemas complexos para facilitar a medição, coleta e transferência de dados.
A WLAN é outra interface que forneceu a maior saída neste setor. Por causa disso, tornou-se mais simples e fácil para os especialistas receber dados de medição quase imediatamente.

Miniaturização
Isso não tem nada a ver com o fator de forma do espectrorradiômetro, mas ainda é relevante. Também tem algo a ver com a transmissão de dados por meio de recursos diminutos, como o USB amplamente usado. Ele pode conectar dispositivos menores a linhas de fabricação para captura, processamento e transmissão contínua de dados, tornando a conveniência desses dispositivos muito maior.
Imagine que você está trabalhando em uma fábrica de bioplantas que exige que você monitore as atividades das plantas a cada minuto do dia. Para este empreendimento, seria muito útil ter um campo compacto espectrorradiômetro que podem ser ligados à linha de produção e usados ​​para coletar dados em tempo real. E é aí que a maioria dos fabricantes está concentrando seus esforços no momento. Isso pode ter uma influência significativa sobre como os dados de luminância são coletados e comunicados em vários contextos, desde aplicações baseadas em superfície até sensoriamento remoto subaquático.

Espectrorradiômetros Multicanal
Esta é quase certamente a tendência mais perceptível. A capacidade de medir vários itens de uma só vez com um único instrumento pode ser bastante benéfica para o negócio.
Isso não apenas reduzirá as despesas de P&D e fabricação, mas também levará a processos muito mais complicados. Especialmente considerando que ele tem suas desvantagens únicas (tempo de medição variado e erros de comutação).
Mesmo que as desvantagens não sejam obstáculos intransponíveis, faz todo o sentido considerá-las enquanto se trabalha para interromper o status quo desses dispositivos sensores.
É razoável prever que haverá mais algumas tendências prontas para se revelarem, em torno de espectrorradiômetros e sensoriamento remoto, como resultado do ambiente em constante mudança deste negócio volátil, que é uma das indústrias mais dinâmicas do mundo.

Sistema de espectrorradiômetro integrado
Soluções profissionais e completas para equipamentos de teste e medição estão disponíveis na LISUN para módulos LED, motores de matriz, lâmpadas e luminárias, permitindo medições fotométricas e elétricas por LM-79 e outras normas aplicáveis.
Uma esfera integradora é uma ferramenta para integrar espacialmente toda a saída radiante de uma luminária. Os principais parâmetros fotométricos e radiométricos podem ser derivados do fluxo radiante total usando um espectrorradiômetro, incluindo a distribuição de energia espectral, fluxo luminoso total, coordenadas de cromaticidade, temperatura de cor associada, índice de renderização de cores e assim por diante.
LISUN os espectrorradiômetros têm grades holográficas côncavas feitas de acordo com padrões científicos.
Módulos de LED, mecanismos de matriz, lâmpadas e luminárias devem integrar esferas de tamanho suficiente para garantir medições precisas. Dependendo das características da fonte de luz, uma esfera de tamanho diferente será necessária para a medição.
Na geometria 4, toda a área da superfície da luminária deve ser inferior a 2% da área total da esfera interna. O diâmetro da abertura em uma geometria 2 não deve ser maior que um terço do diâmetro da esfera.
Para evitar aquecimento excessivo durante o teste, a esfera deve ser suficientemente grande. Ao projetar cuidadosamente seu sistema, LISUN garante sempre resultados confiáveis.

Lisun Instruments Limited foi encontrado por LISUN GROUP em 2003. LISUN sistema de qualidade foi rigorosamente certificado pela ISO9001:2015. Como membro da CIE, LISUN os produtos são projetados com base em CIE, IEC e outros padrões internacionais ou nacionais. Todos os produtos passaram pelo certificado CE e autenticados pelo laboratório terceirizado.

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