在光学检测专业领域，光功率积分球作为一种关键的测量设备，发挥着不可或缺的作用。国仪光子作为行业内具备深厚技术实力的企业，其研发生产的光功率积分球产品在性能和质量方面均表现卓越。以下将从光功率积分球的结构、基本原理以及测量方法三个方面展开详细阐述。

实验室常用的光功率积分球一般为铸铁材质的空心球体，其内壁涂覆有一层白色粗糙涂层。这一涂层的主要作用是产生漫反射，从而使整个球面的光强达到一致。国仪光子的光功率积分球采用了具备高稳定性、优良朗伯特性以及高漫反射率的漫反射涂料，这种涂料不仅不易发黄和脱落，还能有效保障测试效果的准确性。

光功率积分球的球壁上设有开孔，用于安装探头，探头与外置的高精度快速光谱辐射计相连。通常，实验室用的光功率积分球会配备一个光学探头，用于进行测量采样。在光源与探头之间，安装有一块涂有与球内壁相同涂层的挡板，以避免光源发出的光直接照射到探头。此外，球内还设有用于安装灯管和灯座的支架，球内光源由外部的交流稳压电源供电，同时连接一台功率计对电参数进行实时监控。

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国仪光子还推出了打开式光功率积分球，如直径为 200mm 的 JY - PFIOS200S 型号。该光功率积分球采用卡扣打开方式，涂层材料为 PTFE，适用光谱范围为 250 - 2500nm。它设有 1 个 SMA905 光纤接口的开口，样品支座尺寸为 60x60mm，采用单脚支座，并且提供一年质保（人为损坏和耗材除外），其他规格还可根据客户需求进行定制。

实验室中光功率积分球的直径常见规格有 0.3m、0.5m、1m、1.5m、1.75m 以及 2m。在试验过程中，需要根据不同灯具的具体情况，选择合适直径的光功率积分球进行测试。

光功率积分球的工作原理基于漫反射现象。当光源置于球的中心位置发光时，其发出的光照射到球内壁的涂层上，产生漫反射。这些漫反射光在球内不断循环，直至整个球内表面的光通量达到均匀一致。此时，安装在球壁上的探头便可以准确读出光源发出的光通量。为确保测量的准确性，探头与光源之间必须设置一块涂有相同涂层的隔板，以防止光源发出的光直接照射到探头，从而避免测量误差。

光功率积分球主要用于对发光光源的多项重要参数进行测试，包括色温、光通量、色坐标、色容差、光效和光谱带等。其中，色容差反映了光色电检测系统软件计算的 X、Y 值与标准光源之间的差异，色容差数值越小，表明检测的准确度越高；光效是指光源发出的总光通量与所消耗电功率（瓦）的比值，单位为 lm/w，光效比值越高，说明光源越节能。

背景信号：在无信号输入的情况下，系统仍然输出的杂波信号。例如，在光功率积分球中，当光源未点亮且球体处于密封状态时，理论上读出的光通量应为 0，但实际上仍能检测到微小的信号，这些信号即为背景信号。 侦测极限：指设备或测量方法所能测量的最小极限值。为避免背景信号对测量结果产生干扰，在使用设备时通常需要先进行校零操作，即滤除背景信号。因此，所有比背景信号小的信号都会被滤除，背景信号可视为设备的侦测极限。 标准灯：作为光学辐射计量中的标准量具，标准灯用于复制和保持光度、辐射度量的单位及量值传递。经过校准的标准灯，在特定的电流或电压条件下能够发出固定的光通量。

光功率积分球采用相对比较法进行测量，实际测量值通过与标准灯的测量结果进行比较计算得出。因此，在测量之前，一般需要先用标准灯对设备进行定标，即为设备建立一个标准参考，以便与实际测量值进行对比。

然而，即使设备经过了定标处理，在使用不同的标准灯进行查验时，得出的特性值仍可能存在一定的误差。这些误差大致可分为两种形式：

固定数值误差：误差大小为固定值，例如每个测试的误差均为 10。 百分比误差：可以表示为如 X±2% 的形式，在数学上可用 y = ax + b 的直线方程来表示。

通过使用多个标准灯对定标过的设备进行查验，可以大致得出一条误差的趋势曲线。在这些标准灯光通量的范围内，误差是可以得到有效控制的。

选择合适光功率积分球**：根据灯具的尺寸大小，选择与之适配的光功率积分球。国仪光子提供多种规格的光功率积分球，能够满足不同的测试需求。 挑选标准灯：依据灯具光源的光通量，选择合适的标准灯进行查验和定标操作。 避免环境影响：在试验过程中，应避免空调的风直接吹到光功率积分球。这是因为风吹会导致球表面温度产生波动，同时，标准灯点亮时灯丝温度较高，冷风可能会缩短灯的使用寿命。 查验：在设备使用前，需要进行查验操作。选用与测试样品光通量相近的标准灯，并仔细查看标准灯的计量日期和计量周期，超过日期未计量的标准灯不能使用。在确认计量证书检查合格后，将标准灯安装在光功率积分球内，外接直流电源和功率计，按照计量证书上声明的电流（电压）点亮标准灯，确保光源位于光功率积分球的中心位置。在软件操作界面点击连续测试，直至光通量达到稳定状态（一般认为 5 分钟内光通量变化不超过 0.5% 为稳定状态，连续测量一次花费时间为 23s，可根据测量次数判断是否达到稳定标准），然后读出光通量值。若光通量在设备声明的不确定度范围内，则设备查验合格，可以直接使用；否则，需要进行定标操作。 在使用直流电源时，稳流模式下需要同时调节电流和电压，调节电流时要缓慢进行，调节电压时则要快速操作。由于直流电源自带的电压表和电流表可能未经计量，因此需要外接功率计对电参数进行监控。 定标：当设备查验不合格、在软件中更改测试设置或更换探头等改变原测试条件时，需要重新进行定标操作。定标前的操作与查验类似，但在安装好标准灯后，点亮前需要进行清零操作。清零时，除不点亮标准灯外，其余条件与测试时相同。清零完成后，按照计量证书上的条件点亮标准灯。待标准灯光通量稳定后，在软件操作界面输入标准灯的标准光通量与标准色温，点击开始定标，设备将自动完成定标过程。 再次查验：定标完成后，需要再次进行查验，只有查验合格后，才能开始正式测试。

综上所述，光功率积分球在光学测量领域具有至关重要的作用。国仪光子的光功率积分球产品凭借其出色的性能、灵活的设计以及多样化的规格，能够满足不同用户的各种需求。正确理解光功率积分球的结构、原理和测量方法，对于准确测量光源参数具有重要意义。

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发布于：广东省