इंटीग्रेटिंग स्फीयर की मूल बातें समझाइए

एक के अंदर एकीकृत क्षेत्र खोखला है और अत्यधिक परावर्तक सफेद सामग्री के साथ लेपित है। कोई ऐसा प्रयोग कर सकता है एलईडी परीक्षण उपकरण एक दीपक या लेजर की आउटपुट पावर के समग्र चमकदार प्रवाह को निर्धारित करने के लिए।
आप कोसाइन करेक्टर्स और लेंस-ओनली ऑप्टिक्स के बीच एक संकर के रूप में क्षेत्रों को एकीकृत करने पर विचार कर सकते हैं। कार्य करने के लिए, स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर जैसे उपकरणों को एक कैलिब्रेटेड डिटेक्टर से जोड़ा जाना चाहिए।
एकीकृत गोले उसी तरह कार्य करते हैं जैसे कोसाइन सुधारक या लेंस। वे ऑप्टिकल हैं; इसलिए उन्हें कनेक्ट करने और काम करने के लिए कैलिब्रेट करने के लिए स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर जैसे डिटेक्टर की आवश्यकता होती है।
यह एक प्रकाश स्रोत (नमूना) को एकीकृत क्षेत्र के सामने रखकर या एकीकृत क्षेत्र के भीतर प्रकाश स्रोत को रखकर विकिरण को माप सकता है। प्रत्येक परीक्षण स्थिति में, प्रकाश पुंज कई बार कोटिंग को प्रतिबिंबित करते हैं, पूरे एकीकृत क्षेत्र को समान रूप से रोशन करते हैं।
स्पेक्ट्रोमाडोमीटर और अन्य उपकरण जो प्रकाश को विस्तार से मापते हैं, परावर्तित प्रकाश के एक छोटे से अंश को प्रतिबिंबित करने और एकत्र करने की बाफल की क्षमता से लाभान्वित होते हैं।

एक एकीकृत क्षेत्र का उपयोग करना
नमूना, इस मामले में, एक प्रकाश स्रोत, एक विकिरण माप प्राप्त करने के लिए गोलाकार उद्घाटन के सामने स्थित है। दीप्तिमान प्रवाह को कैप्चर करने का एक अन्य विकल्प नमूना को अंदर रखना है एकीकृत क्षेत्र LPCE-2 (एलएमएस-9000).
इनमें से प्रत्येक मापने वाले विन्यास में, एकीकृत क्षेत्र को कवर से कई बार परावर्तित होने वाली प्रकाश किरणों के लिए समान रूप से प्रकाशित किया जाता है।

बफल्स की भूमिका
समाकलन क्षेत्र में प्रवेश करने वाले प्रकाश को संसूचक या उस गोले के अंदर के स्थान पर नहीं पड़ना चाहिए जहां से संसूचक प्रत्यक्ष परावर्तित होता है। इसलिए बैफल्स सेटअप का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं।
सर्वाधिक एकीकृत क्षेत्र LPCE-2 (एलएमएस-9000) में आंतरिक गुहा को बिल्कुल गोलाकार होने से रोकने के लिए बाफ़ल शामिल हैं। हालाँकि, वे कुछ त्रुटियाँ प्रस्तुत कर सकते हैं। इस प्रकार, यह सुझाव दिया जाता है कि एक एकीकृत क्षेत्र में न्यूनतम संख्या में बाफ़ल और बंदरगाह बनाए जाएं।

चिंतनशील कोटिंग्स
एक एकीकृत क्षेत्र के लिए एक चिंतनशील कोटिंग का चयन करते समय, स्थायित्व के साथ परावर्तकता को संतुलित करना महत्वपूर्ण है। यह गारंटी देने के लिए कि आने वाली सभी रोशनी ठीक से परिलक्षित होती है, गोलाकार के अंदर एक अत्यधिक परावर्तक, फैलाने वाली कोटिंग के साथ कवर किया जाना चाहिए।
गंदे या धूल भरे वातावरण में गेंद का उपयोग करना, विशेष रूप से बहुत अधिक प्रकाश वाले स्थानों में, एक मजबूत, धोने योग्य आवरण की आवश्यकता होती है। गंदगी और धूल से बचना महत्वपूर्ण है क्योंकि वे प्रकाश को अवशोषित करते हैं और कुछ तरंग दैर्ध्य के प्रतिबिंब को बदलते हैं।

एक एकीकृत क्षेत्र का उपयोग
An एकीकृत क्षेत्र अक्सर बल्ब या लैंप जैसे प्रकाश स्रोतों की एक सरणी के कुल चमकदार प्रवाह की गणना करने के लिए प्रयोग किया जाता है। उद्देश्य के आधार पर एकीकृत क्षेत्रों का व्यास दो सेंटीमीटर से लेकर दो मीटर व्यास तक हो सकता है।
एक एकीकृत क्षेत्र का इष्टतम आकार इष्टतम आकार प्रकाश स्रोत के आकार पर निर्भर करता है। हालांकि, बड़े गोले अक्सर अपनी बड़ी सतह के कारण बेहतर एकरूपता प्रदान करते हैं।
स्पेक्ट्रोमीटर और एकीकृत क्षेत्र प्रभावी तरंग दैर्ध्य, वर्णक्रमीयता और वर्णक्रमीय बिजली वितरण जैसे महत्वपूर्ण स्पेक्ट्रम गुणों के बारे में जानकारी एकत्र करने के लिए काम करते हैं।
लेजर बीम और अलग-अलग स्रोत जैसे लेजर डायोड को कैप्चर किया जा सकता है और एक एकीकृत क्षेत्र का उपयोग करके एकीकृत किया जा सकता है। यह एक विशाल क्षेत्र में आने वाले कोणों के व्यापक स्पेक्ट्रम की अनुमति देने के लिए बनाया जा सकता है, लेकिन यह डिटेक्टर की संवेदनशीलता को कम कर सकता है।
ये उपकरण, जो एक कोज्या सुधारक के समान कार्य करते हैं, विकिरण को मापने के लिए एक उत्कृष्ट विधि प्रदान करते हैं। ठीक से निर्मित होने पर, एक एकीकृत क्षेत्र का आउटपुट एपर्चर देखने के कोण से स्वतंत्र लगभग पूर्ण फैलाव और लैम्बर्टियन प्रकाश स्रोत प्रदान कर सकता है।
ऐसे परिदृश्य में, यह एकीकृत क्षेत्र (2-पीआई माप) से परे प्रकाश स्रोत का पता लगाएगा।
ग्रीनहाउस और अन्य कृषि अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाने वाला ग्लास एक ऐसी सामग्री का एक अच्छा उदाहरण है जिसके लिए प्रतिबिंब और संचरण माप के माध्यम से सटीक और व्यापक स्पेक्ट्रम जानकारी एकत्र करने के लिए अक्सर एकीकृत क्षेत्रों को नियोजित किया जाता है।

अनुप्रयोगों
ऑप्टिकल फाइबर माप:
फाइबर ऑप्टिक एडॉप्टर के लिए सेंसर के फ्रंट फ्लैंज को बदलने से फाइबर मापन के लिए एकीकरण क्षेत्र का उपयोग करना आसान हो जाता है। ऑप्टिकल लाइन से धीरे-धीरे निकलने वाले सामान्य आउटपुट के कारण स्रोत के दूसरी तरफ पहला स्थान अत्यधिक केंद्रित नहीं है। इस कारण से, उदाहरण के तौर पर या तो कोलिमेटेड या डायवर्जेंट बीम अरेंजमेंट का उपयोग करना आम है।

हस्तांतरण
विकिरण के संपर्क में आने के बाद, नमूने की तुलना एक प्रत्यक्ष स्रोत माप से की जाती है, जो उसने बिना नमूने के लिए लिया था। अवांछित संचरण को डिटेक्टर तक पहुंचने से रोकने के लिए बैफल का उपयोग किया जाता है। संकीर्ण-कोण संचरण प्राप्त करने के लिए नमूना को प्रवेश बिंदु से दूर ले जाएं।

प्रतिबिंब
परावर्तन निर्धारित करने के लिए पहले एक नमूना इनपुट पोर्ट के सामने रखा जाता है और फिर घटना बीम द्वारा विकिरणित किया जाता है। एक परेशान डिटेक्टर स्थानिक रूप से एकीकृत क्षेत्र के बाद परावर्तित विकिरण की कुल मात्रा को मापता है। ज्ञात मानक के बारे में नमूने के प्रतिबिंब को मापना और उस प्रतिबिंब का अनुपात प्राप्त करना संभव है। नमूने की परावर्तकता में त्रुटियाँ होने से बचने के लिए, नमूने और मानक दोनों का एक समान प्रतिबिंब होना चाहिए।

एक एकीकृत क्षेत्र का उपयोग कैसे करें
यदि आप अपने द्वारा उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में आवश्यक स्तर की विश्वसनीयता की गारंटी देना चाहते हैं, तो यदि आप इसे कैलिब्रेट करते हैं तो यह मददगार होगा। अंशांकन किसी भी माप उपकरण पर एक एकीकृत क्षेत्र और एक स्पेक्ट्रोमीटर के साथ किया जाना चाहिए। एक संदर्भ दीपक जिसे पहले इसके वर्णक्रमीय वितरण और प्रकाश प्रवाह के संदर्भ में वर्णित किया गया था, अंशांकन के प्राथमिक प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। LISUN केवल उच्चतम गुणवत्ता वाले एकीकृत क्षेत्रों का व्यापक चयन है।
प्राधिकृत प्रयोगशालाएं एक संदर्भ लैंप के वर्णक्रमीय और चमकदार प्रवाह का पता लगाने के लिए आदर्श ब्लैक बॉडी रेडिएटर और एक मोनोक्रोमेटर का उपयोग करके प्रकाश स्रोतों को कैलिब्रेट करने के लिए जिम्मेदार हैं। ज्यादातर मामलों में, निर्माता माप सेटिंग्स को कैलिब्रेट करेगा; बहरहाल, यह कुछ ऐसा है जो आपको हर साल एक बार करना चाहिए।
किसी भी चीज़ को मापने के लिए एक प्रणाली विकसित करते समय, उस कार्य के लिए उपयुक्त व्यास वाले गोले को चुनना महत्वपूर्ण होता है। कुछ शर्तों के अनुसार, किसी प्रकाश स्रोत का सबसे बड़ा संभव भौतिक आकार किसी गोले के आंतरिक व्यास के दस प्रतिशत से अधिक होने की अनुमति नहीं है। बहुत पहले नहीं, दस सेंटीमीटर के व्यास वाले स्रोत को सटीक रूप से मापने के लिए, कम से कम एक मीटर के व्यास वाले गोले का उपयोग करने की आवश्यकता थी।
परिणामों को निर्धारित करने में स्रोत रूप भी एक महत्वपूर्ण कारक है। 500 मिलीमीटर के व्यास वाले गोले में, 16 सेंटीमीटर के अधिकतम आयाम वाली वस्तुओं को 16 सेंटीमीटर से मापना संभव है। फ्लोरोसेंट रोशनी में, स्रोत की लंबाई व्यास में लगभग उतनी ही महत्वपूर्ण हो सकती है जितनी कि गोले में। क्योंकि स्व-अवशोषण को ध्यान में रखा गया है, अब माप की विश्वसनीयता से समझौता किए बिना दोगुने बड़े प्रकाश स्रोतों को मापना संभव है।
LISUN इंटीग्रेटिंग स्फेयर्स में विशेषज्ञता वाली एक विनिर्माण फर्म है और इसने शोरूम और मान्यता प्रयोगशाला दोनों के लिए उच्च स्तरीय वस्तुओं का निर्माण किया है। कृपया एकीकृत क्षेत्रों के बारे में हमसे संपर्क करें और हमें अपनी विशिष्ट आवश्यकताएं प्रदान करें।

क्षेत्र को एकीकृत करने के अन्य अनुप्रयोग
एक का उपयोग करके किसी भी सतह पर उच्च-परिशुद्धता परावर्तन और बिखरे हुए संप्रेषण माप किए जा सकते हैं एकीकृत क्षेत्र LPCE-2 (एलएमएस-9000), एक बहुउद्देशीय ऑप्टिकल उपकरण। इन उपकरणों को वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किया गया था ताकि ऑप्टिकल विकिरण को गोलाकार की आंतरिक सतह पर समान रूप से वितरित किया जा सके।
एक समान बिखरने वाला प्रभाव प्रदान करने के लिए, गोले के अंदर अक्सर एक सफेद, फैलाने वाली कोटिंग के साथ कवर किया जाता है। विशिष्ट पेशेवर ऑप्टिकल शक्ति की गणना करने के लिए प्रकाश स्रोत और डिटेक्टर के साथ उनका उपयोग करते हैं। अंदर की ओर कोटिंग की संरचना के आधार पर गोले की चमक अलग-अलग होती है।
विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए ऑप्टिकल शक्ति को मापना आवश्यक है और क्षेत्रों को एकीकृत करना और उच्च गुणवत्ता वाले प्रकाश डिटेक्टर दो आवश्यक घटक हैं। स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग रीडिंग लेने के लिए किया जाता है, अक्सर वेवलेंथ के संदर्भ में।
सामग्री के सतह अध्ययन से लेकर कोलाइडल, टर्बिड, पारभासी और स्पष्ट नमूनों के फोटोमेट्रिक विश्लेषण तक के अनुप्रयोगों के साथ क्षेत्र बहुत बहुमुखी है। आधुनिक दुनिया विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों पर निर्भर है। यहां कुछ सबसे विशिष्ट संदर्भ दिए गए हैं जिनमें एकीकृत-क्षेत्र कार्यान्वयन का उपयोग किया जाता है।

सौर कोशिकाओं की विशेषता
वैज्ञानिक और निर्माता स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके सिलिकॉन फोटोसेल में संचरण हानि का मापन करते हैं।

सुरक्षा स्याही का विश्लेषण
जब दृश्य और निकट-आईआर परावर्तन डेटा पर विचार किया जाता है, तो पेपर मुद्रा स्पेक्ट्रा प्रत्येक स्याही का पूर्ण वर्णक्रमीय प्रतिनिधित्व प्रदान कर सकता है।

स्पेक्युलर और डिफ्यूज़ रिफ्लेक्टेंस के बीच का अंतर
स्पेक्युलर और डिफ्यूज़ रिफ्लेक्टेंस मोड में, वैज्ञानिक ग्लोस स्तरों और सतह पॉलिशिंग के स्तरों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ सामग्रियों की जांच कर सकते हैं।

रंग विश्लेषण
एकीकृत वैज्ञानिक सटीक रंग माप और मिलान के लिए क्षेत्रों और डिटेक्टरों का उपयोग करते हैं। कपड़ा और पेंट के निर्माण में इसका अत्यधिक महत्व है।

खाद्य घटकों का निर्धारण
इसके लिए महान गुणात्मक और मात्रात्मक गेज उपलब्ध हैं एकीकृत क्षेत्र प्रणाली। अंशांकन शोधकर्ताओं को दिए गए नमूने में वसा, प्रोटीन और पानी के प्रतिशत का सटीक पता लगाने की अनुमति देता है।

यूवी प्रतिरोध का निर्धारण
फार्मास्युटिकल पैकेजिंग, सौर-सुरक्षात्मक परिधान और ऑटोमोबाइल पेंटवर्क द्वारा प्रदान की गई यूवी सुरक्षा का मूल्यांकन करने के लिए शोधकर्ता एकीकृत क्षेत्र प्रणाली का उपयोग करते हैं।

IR-टोटल हेमिस्फेरिकल रिफ्लेक्टेंस
अंतरिक्ष यान डिजाइन के लिए थर्मल कंट्रोल कोटिंग्स और फोइल में चमकदार गर्मी हस्तांतरण की जांच इस माप पर भारी निर्भर करती है।

लेजर और एलईडी की प्रकाश शक्ति का उत्पादन मापना
इन उत्पादों के विकास में महत्वपूर्ण तरीके से एकीकृत क्षेत्र प्रणाली का महत्वपूर्ण योगदान था। प्रकाश तरंगों का सटीक माप प्रकाश की शक्ति और रंग गुणों को निर्धारित करता है जो सुलभ है। फाइबर ऑप्टिक्स, रेंज फाइंडर्स और संचार प्रणालियों सहित आधुनिक तकनीकों की एक विस्तृत विविधता में लेजर आवश्यक घटक हैं। एल ई डी का उपयोग विभिन्न प्रकाश अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें आवासीय प्रकाश बल्ब, वाहन हेडलाइट्स और ट्रैफिक लाइट शामिल हैं।

चिकित्सा अनुप्रयोग
त्वचा विशेषज्ञ अन्य त्वचा रोगों के बीच विटिलिगो और सोरायसिस के इलाज के लिए पराबैंगनी (यूवी) विकिरण का उपयोग करते हैं। टीम ने चिकित्सीय प्रोटोकॉल विकसित करने के लिए एकीकृत क्षेत्रों का उपयोग किया है।

पौधों, बीजों, मिट्टी और ऑप्टिकल विकिरण के बीच संबंध
जैव रासायनिक मापदंडों को उनके अनुसंधान और प्रबंधन के लिए सटीक माप उपकरणों की आवश्यकता होती है। पौधे तब तक विस्तार नहीं कर सकते जब तक वे एक निश्चित तरंग दैर्ध्य के प्रकाश को ग्रहण नहीं कर सकते।

पराबैंगनी विकिरण प्रभाव
ओजोन परत की कमी के कारण सटीक यूवी विकिरण मापन की तत्काल आवश्यकता है। मानव त्वचा और आंखें विशेष रूप से पराबैंगनी (यूवी) विकिरण से होने वाले नुकसान की चपेट में हैं। हालाँकि, चूंकि ये किरणें जीवित चीजों के लिए हानिकारक हैं, इसलिए वे बैक्टीरिया, मोल्ड, कीटाणुओं और कवक को खत्म करने का एक प्रभावी साधन हैं। नतीजतन, वे पानी और सीवेज को शुद्ध करने के लिए एक लागत प्रभावी तरीका हैं।

दूरसंचार
इस उद्योग में, लेजर डायोड और फाइबर के बिजली उत्पादन को मापने के लिए एकीकृत क्षेत्र प्रणाली का दैनिक उपयोग किया जाता है।
यह केवल एक छोटा सा नमूना है कि किस तरह एकीकृत क्षेत्रों में सटीकता में सुधार होता है जिसके साथ आईआर, विज़ और यूवी जैसी प्रकाश तरंगों को मापा जाता है। कई आधुनिक अनुप्रयोग इन तकनीकों द्वारा संभव किए गए सटीक अंशांकन पर निर्भर करते हैं।

निष्कर्ष
वर्ष का उपयोग करना एकीकृत क्षेत्र, आप मानक डिटेक्टर और प्रकाश संग्रह सेटअप का उपयोग करके उन वस्तुओं से रीडिंग ले सकते हैं जो अन्यथा अपठनीय होंगी। अर्ध-पारदर्शी या अपारदर्शी समाधान और लेंस जैसे प्रकाश की दिशा को बदलने वाले नमूनों का माप एक एकीकृत क्षेत्र का उपयोग करके सबसे अच्छा लिया जाता है।
आदर्श एकीकृत क्षेत्र का सिद्धांत दो महत्वपूर्ण परिणाम देता है, लेकिन केवल तभी जब हम अपना ध्यान उन क्षेत्रों तक सीमित रखते हैं जो मुख्य स्रोत से अस्पष्ट हैं और केवल आंतरिक सतह के अन्य भागों में प्रतिबिंबों द्वारा प्रकाशित होते हैं।
गोले की आंतरिक सतह तक पहुँचने वाली दीप्तिमान शक्ति की मात्रा प्रवेश द्वार के माध्यम से गोले में प्रवेश करने वाली दीप्तिमान शक्ति की मात्रा के समानुपाती होती है। यदि मुख्य स्रोत को सीधे लक्षित क्षेत्र में प्रकाश डालने से बचाया जाता है, तो विकिरण का स्तर स्रोत की ज्यामिति या अभिविन्यास से अप्रभावित रहता है। जब एक एकीकृत क्षेत्र का उपयोग रेडियंट पावर डिटेक्टर के ऑप्टिकल इनपुट तत्व के रूप में किया जाता है, तो यह विशेषता आगे महत्व लेती है।
गोले की आंतरिक सतह के एक हिस्से द्वारा परावर्तित विकिरण जो सीधे प्रकाशित नहीं होता है, उसका समान दिशात्मक वितरण होता है, कहीं भी यह गोले के भीतर होता है।
यह देखते हुए कि क्षेत्र से बाहर निकलने वाले ऑप्टिकल विकिरण की चमक और निकास वितरण आइसोटोपिक हैं, क्षेत्र के निकास बंदरगाह को एक पूर्ण लैम्बर्टियन स्रोत के रूप में नियोजित किया जा सकता है। अंशांकन के लिए संदर्भ के रूप में एक क्षेत्र का उपयोग करते समय यह गुण बहुत उपयोगी होता है।

अक्सर पूछे गए प्रश्न
समाकलन करने वाले गोले का आकार गोलाकार क्यों होना चाहिए?
जब भी किसी गोले के केंद्र से प्रकाश उत्सर्जित होता है, तो यह सामान्य घटना पर पक्षों से परावर्तित होगा और अपने मूल स्थान पर वापस आ जाएगा। चूँकि कुछ किरणें घन के केंद्र तक कभी नहीं पहुँचती हैं, गैजेट उत्सर्जित होने वाले प्रकाश की कुल मात्रा को सटीक रूप से माप नहीं सकता है।

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