Fényerő mérés. Készítette: Lenkei Zoltán

Átírás

1 Fényerő mérés Készítette: Lenkei Zoltán

2 Mértékegységek Kandela SI alapegység, a gyertya szóból származik. Egy pontszerű fényforrás által kibocsátott fény egy kitüntetett irányba. A kandela az olyan fényforrás fényerőssége adott irányban, amely 540*10 12 hertz frekvenciájú monokromatikus fényt bocsát ki és sugárerőssége ebben az irányban 1/683 watt per szteradián. A fényt ezen kívül más származtatott mértékegységekkel is szokták jellemezni.

3 Mértékegységek Fényáram: A lumen [lm] a fényáram SI származtatott mértékegysége, amely egy forrás által kibocsátott látható fény összességét jellemzi. Egy lumen az a fényáram, amelyet 1 kandela fényerősségű, minden irányban egyenletesen sugárzó, pontszerű fényforrás 1 szteradián térszögbe sugároz. 1 lm = 1 cd 1 sr Megvilágítás: A lux (jele: lx) a megvilágítottság mértékegysége. Fotometriában ezt használják annak a leírására, hogy az emberi szem milyen intenzitással látja a fényt, amely egy felülettel ütközik

4 Fénymérés mértékegységei

5 Fotométerek működése Az első fotoelektromos mérőeszköz a Weston Electrical Instrument vállalat által készített szelén méter volt. Ez egy szelén fotocellát használt, anódjához és katódjához egy elektromágneses mérőeszköz volt kötve. A modern fotométerek általában inkább optoelektronikai alkatrészeket használnak, mint fototranzisztorokat és fotodiódákat.

6 Fotométerek működése A fotodetektorok fényérzékeny szenzorok, amelyek félvezetőkből készülnek. Ezek egy p-n átmenetet tartalmaznak, ahol p-szennyezett és n-szennyezett félvezetőket tesznek egymás mellé. A PIN diódáknál az i sajátvezető réteg teszi lehetővé a fényérzékelést. A becsapódó fotonok energiája elektron-lyuk párokat hoznak létre a félvezetőben a kiürített tartományban.

7 Fotométerek felhasználása Égők hitelesítése LED binning UV sterilizálás Növénynövekedés Kijelzők, tévék hitelesítése Utcai lámpák megfelelő elhelyezésének ellenőrzése (pl az új LED utcai lámpák) stb

8 Feldolgozóegységek Gigahertz-Optik Méréstartomány: 3 lx-től lx-ig, 380 nm-től 750 nm-ig. Kalibrációs hiba: megvilágítás +/- 2.2% Optikai sávszélesség: 10 nm Felbontás: 12 Bit Mérés ideje: ms Interfész: USB 2 (Type B), WiFi 2.4 GHz Működési hőmérséklet: -10 és +30 C között 1)BTS256-E műszer 2)Diffúziós réteg 3)CMOS dióda mátrix, blende és fotoszenzor 4)Mikroprocesszor 5)Kijelző 6)Vezérlő gombok 7)USB interfész 8)Bejövő fény

9 BTS256-PAR Maximálisan mérhető megvilágítás: minimum lx Méréstartomány (hullámhossz): 380 nm-től 750 nm-ig. Kalibrációs hiba: megvilágítás +/- 2.2% Optikai sávszélesség: 10 nm Felbontás: 12 Bit Mérés ideje: ms Interfész: USB 2 (Type B), WiFi 2.4 GHz Működési hőmérséklet: -10 és +30 C között Mint látható kevés eltérés van a specifikációk között. A legnagyobb előnye ennek a mérőeszköznek, hogy rengeteg más mennyiséget is tud mérni (PAR, napi fény integrál, R/FR vöröstől távoli vörösig arány, stb), valamint súlyozott függvényeket is be lehet állítani.

10 BTS2048-VL Méréstartomány: 6 lx-től 1,000,000 lx-ig, 280 nm-től 1050 nm-ig Pixel felbontás: ~0.4 nm/pixel ADC: 16 Bit (26 ns instrukciós ciklusidő) Csúcs hullámhossz: ±0.2 nm Domináns hullámhossz: ±0.5 nm Mérési idő: ( ) ms Hasonlóan az előző két műszerhez ugyanúgy BiTech szenzort használ, ami egy V(λ) szűrővel ellátott Si fotodiódából és egy CCD spektroradiométer egységből áll.

11 Feldolgozóegységek International Light Technologies (ILT) ILT10 kézi műszer Kijelző: 4 digites LCD kijelző Hullámhossz tartomány: nm (látható fény tartomány) Méréstartomány: 10 Lux ~ Lux, 1 Fc ~ Fc Pontosság: ±10% Felbontás: 0.1 Lux / 0.1 Fc Mintavételezési idő: 0.5 sec Analóg mérés: analóg bár-gráf indikátor Működési környezet: -20 C~+60 C 10% RH~90% RH Tárolási környezet: -20 C~+60 C 10% RH~75% RH Ár: 200 USD ~ HUF

12 ILT5000 Mérési tartomány: 100 fa 1 ma Automata méréstartomány: gyors váltás az áramszintekhez mérten WiFi: engedélyezett Működési hőmérséklet: -40 és 85 C között USB: USB2, áramellátással együtt Bemeneti csatlakozó: D-sub és/vagy SMA 4-20 ma kimenet LabView kompatibilis PC-re és Tabletre kapcsolódik Nagy pontosságú mérésekhez!

13 Detektorfejek Rendkívül sokféle detektor fej kapható a különböző feldolgozóegységekhez, gyártónként körülbelül féle fej kapható. Ezeknek a kiválasztásánál arra kell odafigyelni, hogy az érzékenységi görbéje a detektornak megfeleljen a felhasználásunkhoz.

14 ILT detektorok Az SED100/U detektornak például hiába van nm méréstartománya, a válaszgörbe csúcsa 950 nm-nél van, tehát ennek a közelében érdemes használni. Ez az eszköz egy 100 mm²es szilícium detektorral rendelkezik. Az SED254/U már egy sokkal szűkebb méréstartományt ad, nm, aminek a csúcsa 254 nm-nél van, ultraibolya sugárzásra tervezték. Ennek az aktív detektáló területe csak 3.6 mm², az előzőhöz képest jóval kisebb.

15 ILT Detektorok

16 Gigahertz-Optik Detektorok A Gigahertz-Optik is rengeteg mérőfejet kínál különböző méréstartományokra, felhasználásokra. Ők is árulnak kompakt kézi egységeket, amelyet még nem említettem, továbbá rack-re szerelhető mérőeszközt kínálnak. Három detektorfejet hasonlítanék össze ettől a gyártótól. V(λ) hiba: f1 5 % Általános válasz: 0.2 na/lx Maximális jel: 1 ma Mérési bemenet: 7 mm keresztmetszetű ablak Cosinus hiba: f2 3 %

17 Gigahertz-Optik Detektorok VL-3702 V(λ) hiba: f1 5 % Általános válasz: 0.5 na/lx Maximális jel: 1 ma Mérési bemenet: 7 mm keresztmetszetű ablak Cosinus hiba: f2 3 % Működési hőmérséklet: 5-40 C

18 Gigahertz-Optik Detektorok PD-9310B-N Az utolsó eszköz, amit bemutatok, alacsony megvilágítottságok mérésére alkalmas, ugyanis minimális, 3.6µlx a zaj a jelen. V(λ) hiba: f1 6 % Általános válasz: 28 na/lx Maximális jel: 1 ma Mérési bemenet: 11.28mm átmérőjű fotodióda, 15mm átmérőjű nyílás. Cosinus hiba: - Működési hőmérséklet: 5-40 C

19 Gigahertz-Optik Detektorok Ezek a mérőfejek mind csatlakoztathatók például a kézi műszerhez is, a P hoz. Ez a műszer 2 soros, soronként 16 karakteres alfanumerikus kijelzővel rendelkezik, 10 vezérlő gombbal. A detektorok 9 tűs D-SUB csatlakozóval csatlakoznak rá. Analóg kimenetén a feszültség a jel áramától függ, 5 tűs TRIAD01 csatlakozóval kell rá csatlakozni.