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积分球尺寸大小和仪器性能有没有关系

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发布时间:2021-05-27

很多光学仪器都采用了积分球结构,例如三恩时品牌YH1810色彩雾度计和台式分光测色仪YS6060,均采用了直径为Φ154mm的积分球,而泰双TS7700分光测色仪仅采用了直径为Φ40mm的积分球。想必大家都猜到我们今天的主题了,我们今天来看看积分球尺寸大小和仪器性能有没有关系?
 
积分球工作原理

积分球工作原理
 
理论上来说积分球的尺寸是越大越好,因为积分球的尺寸越大,那么积分球上的开孔面积或者是内部突出结构对于光源的合理均匀散步影响就越小。然而,我们采用积分球研究光学有以下几点是需要考虑的:
 
1、积分球大小受成本制约。积分球说到底是用于研究或者是仪器配件,其大小受成本制约,使用积分球的用户或者是仪器,都是有采购预算的,因此为了能够降低研究和使用成本,积分球大小应该在性能达标的前提下尽可能的小。
 
2、积分球受体积制约。例如光学仪器上的积分球,其尺寸大小应该与在仪器内部的比例相协调,即积分球大小应该能够放置在仪器内部,其比例不能太大。
 
3、受光源功率制约。如果我们研究的光源功率固定,那么采用太大的积分球反而没有多大的意义。而太小的积分球对于内部照射的均匀性、强度以及内部结构都是有影响的,因此积分球大小应该考虑光源的功率大小。
 
4、性能提升幅度。理论上积分球尺寸越大则性能越好,但积分球做大成本会越高,其提升的性能幅度有限,即我们积分球尺寸大小的提升性价比反而很低。
 
我们上面阐述了那么多,积分球尺寸大小到底和仪器性能有没有关系呢?
 
答案是有关系,但影响性能不是很大。通常来说仪器内置的光源功率有限,因此仪器内置的积分球会根据仪器的类型还确定积分球大小,由于积分球越大则开孔及相关功能性拓展越好,因此客观的说仪器内部积分球是越大越好的,但并不是说积分球大小就决定了仪器整体的性能高低。
 
以上述我们提到的三恩时品牌台式分光测色仪YS6060和TS7700为例,YS系列测色仪的内置积分球大小比TS系列测色仪要大,两者同是测色类型的光学仪器。单从积分球的大小来说,YS测色仪要比TS测色仪要好很多吗?从两种仪器的测量重复性性能上来看, 分光反射率YS比TS的标准偏差小0.04%,色度值偏差小0.01。
 
因此,积分球尺寸大小和仪器性能是有一定关系的,但这种关系并不足以影响仪器的最终性能。我们上述进行了类似的对比,但由于两种光学仪器的内置结构和部件还是有很多不同的,仅从仪器测量的重复性给大家做一个参考。
 

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