Ulbricht Ball-Wikipedia

ウルブリヒトボール 、エンジニアのリチャード・ウルブリヒトにちなんで名付けられたものは、技術的な外観のコンポーネントです。これは、方向付けられた放射線からびまん性放射線を達成したり、強く異なる源の放射を収集したりするための光源として使用されます。

それは中空のボールであり、内側を拡散的に反射し、その表面では（しばしば）光の開口部の直角に出口が開口部です。照明または放射線源は、照明の開口部の前に配置されます。内部コーティングは、可能な限り拡散的に良い材料で構成されています。多くの場合、硫酸バリウム（BASO ₄ ） 使用済み。ただし、光学PTFEでは、広い波長範囲にわたる最良の反射特性に到達します。 700 nmを超える波長の赤外線放射の場合、金はサンドブラストされた内部のコーティングとして使用されます。

可能な開口部の直径は、ボールの内径よりも大幅に小さくなるため、そのような光だけが出口レベルに入り、以前は内面に反射されていました。すべての開口部の面積は、ボールの総面積の5％を超えてはなりません。 Ulbrichtボールは、ほとんどの場合、可視光の領域で使用するために使用されます。ボールのボールによると、それらは赤外線と紫外線にも適しています。

機能を説明するために、光源によって引き渡される明るいフラックスは、潰瘍ボールを使用して測定されます。光源

${displaystyle l}$

異なる光強度で異なる方向に輝くことができます。あらゆる方向に引き渡された明るいフラックスはです

${displaystyle phi _ {l}}$

。

基本的に、光電子計を使用してすべての可能な方向から光源を見て、光源全体を個々の方向に投げかけた株式の合計として計算することは可能ですが、非常に複雑です。ただし、方向の方向ではなく明るいフラックス自体のみが興味深い場合、尺度は潰瘍ボールではるかに簡単に行われます。

光源は、ウルブリヒトボールのほぼ真ん中に取り付けられています。彼女が直接放出した明るい流束は内側の空間になります

${displaystyle a}$

Diffusは反射し、複数の反射後に生成されます

${displaystyle a}$

最後に、間接的な光束

${displaystyle phi _ {r}}$

、びまん性の光場としてボールの内部を満たします。ボールエリアで

${displaystyle a}$

反射の程度で

${displaystyle rho}$

合計にヒットします

${displaystyle phi _ {l}+phi _ {r}}$

直接および間接的な光束から。これの割合はです

${displaystyle（phi _ {l}+phi _ {r}）cdot（1-rho）}$

吸収され、熱として外側に除去されます。光源がオンになった後、球体の内部の光場の強度は、フィールドから引き出された光の流れが光源によって送達される光流に等しくなるまで増加します。 ^[初め]

${displaystyle（phi _ {l}+phi _ {r}）cdot（1-rho）= phi _ {l}}}}$

。

解決

${displaystyle phi _ {l}}$

配信：

${displaystyle leftrightarrow phi _ {l} = phi _ {r} cdot {frac {1-rho} {rho}}}}}$

ボール表面zのコーティングを通過します。 B.反射の程度

${displaystyle rho = 0 {、} 83}$

さらに、複数の反射の結果として蓄積される間接光の流れは、光の直接流れの約5倍の大きさです。 ^[初め]

${displaystyle rightArrow phi _ {r} = {frac {0 {、} 83} {1-0 {、} 83}}$

放射線特性によっては、光源は、直接光の流れでボール表面のさまざまな部分に光を当てることができます。一方、間接的な光の流れは、複数の反射のために完全に拡散し、均等に分布しています

${displaystyle a}$

すべてのポイントで同じ間接照明強度コンポーネントを作成します

${displaystyle e_ {r} = {frac {phi _ {r}} {a}}}}}$

ボールの表面に接続された光度計は、間接照明強度コンポーネントのみを記録します

${displaystyle e_ {r}}$

直接成分が適切なパネルである「頭蓋骨」によって測定面で保持されている場合。明るい磁束は、測定された間接照明強度成分とボールの既知の特性からの結果を求めました。 ^[初め]

${displaystyle phi _ {l} = e_ {r} cdot acdot {frac {1-rho} {rho}}}}}$

この例では、Ulbrichtボールは、すべての方向から元々不均等な明るいフラックスを収集し、単純なコンテキストで求められた明るいフラックスを使用して単純なコンテキストに変換するのに役立ちます。実際にルクスの照度を測定する光度計は、ルーメンの光磁束をすぐに示すように調整できます。

他のアプリケーションでは、Ulbrichtボールを使用して、材料の光学特性を調べることができます。これを行うために、材料テストはボールの開口部に取り付けられ、外側からの測定ビームで照らされます。ほとんどが異なる方向に不均一に分布している光は、サンプルの背面の放射線の後にボールによって収集され、ほとんどが異なる方向に分布しています。サンプルの反射特性を調べる場合、ボールの内側から照らされます。

実際に使用されているウルブリヒトボールは、ここで説明する理想的なケースから部分的に逸脱しています。たとえば、コーティングは完全に均質ではなく、理想的には反映されません（部分的には複数の反射によって完全に補償されません）。実際のボールには通常、材料のサンプル、光源、または光電子計が占有されているため、ボールエリアとは異なる反射程度があります。したがって、それは効果的な中程度の反射です。これらおよび他の多数のエラー源は、補正係数によって考慮されるか、適切な測定手順（参照サンプルの比較測定など）によって排除される必要があります。

潰瘍ボールに散在する放射線は、ほぼ理想的なびまん性であり、不透明な材料（拡散剤またはフロストガラスのように）またはターポリン拡散的に反射プレート（白いシートペーパー）で可能なよりもはるかに優れたランバートシェー法（ランバート分布）を満たします。

Ulbrichtボールは、主に光学測定技術で使用されています。一方では、方向性特性によって測定値が偽造されることなく、異なる光源のパフォーマンスまたは全体的な光流を測定できます。レーザーおよび赤外線放射源も測定できます。一方、作成された拡散放射線は、異なる光学検出器の特性を比較するために、測光法線または参照放射源を作成する可能性を提供します。

光の流れと放射の性能の測定 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

ほとんどのアプリケーションでは、統合効果を使用して、ライトフロー（球状測光計）またはレーザーダイオードの放射性能に関して「4-PI/2-PIスポットライト」を測定します。 Ulbrichtボールは、「統合ボール」と呼ぶことができます。ボールは、測定構造の一部として機能します。他のアセンブリは、受信者のボール（フィルター処理されたSiフォトダイオードなど）およびディスプレイコンソール/PCに追加されます。

利点は高速測定にあります。測定オブジェクトに必要なセットアップ時間がないことは、ミリ秒から秒の可能性があります。

Ulbrickt-ballが発光電力測定に使用される場合、よく知られている光流を使用して、測定の不確実性を減らすためのテストなどの同様の特性（スペクトル、方向特性、寸法）を持つ球形光度計を較正する必要があります。球形光度計は相対的な測定のみを可能にするため、光流量標準の使用が不可欠です。標準スペクトル値関数を備えた測定ヘッドのスペクトル感度の非常に良好な一致と、可能な限り不正なコーティングとして

${displaystyle rho}$

〜80％発光電流正常のスペクトル分布は、テストオブジェクトと異なる場合があります。同様に、テストリングがあり、通常は大きく逸脱する寸法がある場合、測定の不確実性は低下しますが、どちらもボールの直径に関連して小さいです。

DIN 5032によると、ボールの色の球体色

${displaystyle rho}$

= 80％与えられた;ヨーロッパに関連するEN 13032-1は、そのエリアをに拡張します

${displaystyle rho}$

= 75-85％。反射の程度を増やすたびに、混合が改善され、

${displaystyle V（lambda）}$

– 適応および汚れに対する感度の増加による長期の安定性を低下させる。

オルブリヒトボールを、フォトダイオード（検出器）の前の解像度として、100〜10,000の弱体化で使用することが可能です。この場合、Ulbrichtボールには2番目の開口部（光入口）があり、その開口部は放射線を取り、良好なコサイン特性（Lambertの分布）で測定します。したがって、入射光の角度に忠実な評価が行われるため、使用は照明の厚さの頭として推奨されます。

ライトレシーバーとしてのウルブリヒトボールの直径は、レーザーダイオードの測定が発生した場合は数センチ、蛍光チューブまたは長いフィールドライトを測定するために最大3メートルです。

均一な光源 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

Ulbrichtボールは、均一な光源としても使用されます。このようなアプリケーションは、カメラシステムの調整または比較であり、光学系の有無にかかわらず調整できます。フリーアパーチャの典型的な直径は、1メートルまで最大1メートル（フォーカルプレーンアレイ（FPA）、CCDセンサーなど）まで最大1メートル（光学系を含む衛星カメラのホワイトバランス）で、潰瘍ボールの直径が十分な混合物を確保するために少なくとも3倍の開口部の直径を持つ必要があります。

ファブリックインジケーターの測定 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

透過および反射度の測定の場合、および散布検査では、拡散散乱を、Ulbrichtボールのサンプルの前または後ろに統合して、迅速な測定を可能にすることができます。 DIN 5036パート3によると、同等の結果を達成するために構造を作成する必要があります。

1. ↑ ^{a b c} S.バンド： 基本的な照明変数。 Expert Verlag、Renningen-Malmsheim 1999、ISBN 3-8169-1699-6、p。64。