एकीकृत गोले और उसकी ज्यामिति को समझाइए

An एकीकृत क्षेत्र जैसा कि नाम से पता चलता है, एक ऐसा गोला है जिसमें आंतरिक भाग पर परावर्तक आवरण होता है। इसके अंदर एक प्रकाश स्रोत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिस बिंदु पर यह प्रकाश के समग्र प्रवाह उत्पादन की गणना कर सकता है। अत 2pi और 4pi गोलाकारों को एकीकृत करते हैं इसके प्रकारों में से एक हैं।
यह उन सभी किरणों को एकत्रित करता है जो वस्तु को छोड़ती हैं और गोले के आंतरिक भाग पर लेप द्वारा परावर्तित होती हैं। जैसा कि इसके नाम का तात्पर्य है, एक स्रोत से मापा प्रकाश उत्पादन को एकीकृत करने के लिए एक एकीकृत क्षेत्र का उपयोग किया जाता है।
An एकीकृत क्षेत्र एक उपकरण है जो आमतौर पर ऑप्टिकल उपकरण के बाहर स्थित स्रोत से प्रवाह का पता लगाता है या ऑप्टिकल विकिरण को क्षीण करता है। जब विकिरण को एक एकीकृत क्षेत्र में अंतःक्षिप्त किया जाता है, तो यह परावर्तक दीवारों से टकराता है और कई दिशाओं में बिखर जाता है।
सभी अपवर्तन के कारण, विकिरण गोले की सीमाओं के चारों ओर समान रूप से फैला हुआ है। डिटेक्टर परिणामी एकीकृत विकिरण स्तर को आसानी से माप सकता है क्योंकि यह प्रारंभिक विकिरण स्तर के समानुपाती होता है।

एकीकृत क्षेत्र कैसे कार्य करता है
एक प्रकाश स्रोत (नमूना) को एक विकिरण माप के लिए गोलाकार उद्घाटन (2) के सामने या एकीकृत क्षेत्र (4) के भीतर रेडिएंट फ्लक्स को पढ़ने के लिए पूरी तरह से पकड़ने के लिए तैनात किया जा सकता है। इनमें से किसी भी माप सेटिंग का उपयोग करते समय प्रकाश पुंज कोटिंग को कई बार प्रतिबिंबित करेगा, पूरे क्षेत्र में एक समान रोशनी पैदा करेगा, एकीकृत क्षेत्र।
इस तरह के बाधक महत्वपूर्ण हैं क्योंकि संसूचक या एकीकृत क्षेत्र के आंतरिक क्षेत्र पर जहां से इसे प्रत्यक्ष परावर्तन प्राप्त हो रहा है, क्षेत्र में प्रवेश करने वाले प्रकाश से सीधे प्रभावित नहीं होना चाहिए।
बहुत से एकीकृत क्षेत्र इस फ़ंक्शन को सुविधाजनक बनाने के लिए डिज़ाइन में बाफ़ल हैं। बाफ़ल गलतियाँ कर सकते हैं क्योंकि वे एकीकृत क्षेत्र को एक सटीक रूप से गठित गोलाकार गुहा होने से रोकते हैं। इसलिए यह समझ में आता है कि एकीकृत क्षेत्र में जितना संभव हो उतना कम बाफ़ल और बंदरगाहों का उपयोग करें।

चिंतनशील कोटिंग्स
एक एकीकृत क्षेत्र के परावर्तक कोटिंग पर निर्णय लेते समय परावर्तन और स्थायित्व पर विचार करें। उच्च-परावर्तक, विसरित कोटिंग्स को बैफल्स सहित सभी भागों पर लागू किया जाना चाहिए, यह गारंटी देने के लिए कि आने वाली सभी रोशनी वापस अंतरिक्ष में बिखरी हुई है। यदि गेंद बहुत अधिक प्रकाश के संपर्क में आती है और ऐसी जगह उपयोग की जाती है जहां वह धूल या गंदगी उठा सकती है, तो एक कठिन, धोने योग्य कवर के साथ जाना सबसे अच्छा है। गंदगी और धूल से बचना महत्वपूर्ण है क्योंकि ये दोनों ही परावर्तन को कम करते हैं और प्रकाश को अवशोषित करते हैं।

एकीकृत क्षेत्र डिजाइन
डिजाइन करते समय कुछ सार्वभौमिक कारकों पर विचार किया जाना चाहिए एकीकृत क्षेत्र किसी भी उद्देश्य के लिए। उपलब्ध बंदरगाहों और अन्य सामानों के आधार पर, आपको सही व्यास वाला एक गोला चुनना होगा। गोलाकार, वर्णक्रमीय श्रेणी और प्रदर्शन लक्ष्यों के लिए एक कोटिंग पर निर्णय लेते समय विचार किया जाना चाहिए।
एक एकीकृत क्षेत्र और एक पहचान प्रणाली के बीच युग्मन की प्रभावशीलता की गणना के लिए रेडियोमेट्रिक समीकरण प्रदान किए जाते हैं, और आने वाले विकिरण और डिटेक्टर क्षेत्र के दृश्य के बारे में बफल्स के रोजगार की जांच की जाती है।
एक एकीकृत क्षेत्र की आंतरिक सतह और भीतरी दीवार गोलाकार होती है और उच्च परावर्तन के साथ बेरियम सल्फेट जैसे प्रकाश-बिखरने वाले पदार्थ से बनी होती है। एक एकीकृत क्षेत्र का कुशल उपयोग समान रूप से प्रकाश की किरण (मापने वाले प्रकाश) को फैलाना है जो क्षेत्र में प्रवेश करता है।

2pi और 4pi एकीकृत क्षेत्र
2pi और 4pi दृष्टिकोण अक्सर विभिन्न प्रकाश स्रोतों, जुड़नार, और घटकों, जैसे कि एलईडी मॉड्यूल और सरणियों का परीक्षण करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
आगे निर्देशित प्रकाश उत्पादन के साथ दिशात्मक रोशनी 2pi परीक्षण ज्यामिति का प्राथमिक लक्ष्य हैं। परीक्षण बल्ब को गोले के किनारे के बंदरगाह में इस तरह रखा जाता है कि इसका प्रकाश पुंज पूरे गोले में यात्रा करता है और पहले गोले के एक खाली क्षेत्र से संपर्क करता है। चूंकि प्रारंभिक प्रतिबिंब गोले की पूरी सतह को अधिक लगातार प्रकाशित करता है, दीपक की किरण सतह के निरंतर हिस्से पर प्रोजेक्ट कर सकती है जो बाधाओं या सीमों से मुक्त होती है।
सर्वदिशात्मक रोशनी किसी भी दिशा में प्रकाश उत्सर्जित करती है और अक्सर 4pi परीक्षण ज्यामिति के अधीन होती है। एक परीक्षण बल्ब को गोले के केंद्र में रखा जाता है ताकि इसका प्रकाश पूरे गोले पर समान रूप से फैल जाए, जिससे अधिक विश्वसनीय परिणाम प्राप्त हो सकें।
इसने विश्वसनीय परिणामों का उत्पादन करते हुए सर्वव्यापी और दिशात्मक वस्तुओं के बीच अंतर के लिए परीक्षण के इन दो रूपों को डिजाइन किया। हालांकि, उनके अद्वितीय बीम तीव्रता गुणों के कारण, विभिन्न प्रकार के लैंप के परिणामस्वरूप एक एकीकृत क्षेत्र के अंदर विभिन्न फोटोमेट्रिक परिणाम हो सकते हैं।
परिणामों की अत्यधिक सटीकता सुनिश्चित करने के लिए अंशांकन मानकों को व्यक्तिगत परीक्षण प्रक्रियाओं से जोड़ा जाता है। 2pi ज्यामिति में एक दिशात्मक लैंप का मापा आउटपुट 4pi ज्यामिति में एक सर्वदिशात्मक लैंप के मापा आउटपुट के बराबर होना चाहिए।

एकीकृत क्षेत्र के अनुप्रयोग
दीप्तिमान प्रवाह को एकीकृत क्षेत्रों का उपयोग करके स्थानिक रूप से इकट्ठा और एकीकृत किया जाता है। यह सामग्री के नमूने के साथ बातचीत करने से पहले या बाद में प्रवाह का पता लगा सकता है। जब रेडियोमीटर या फोटोमीटर के भाग के रूप में उपयोग किया जाता है, तो एकीकृत क्षेत्र गोलार्द्ध रोशनी और लैंप और लेजर जैसे बिंदु स्रोतों द्वारा उत्पन्न प्रवाह घनत्व के प्रत्यक्ष माप की अनुमति देता है।
विसरित या प्रकीर्णन सामग्री से कुल परावर्तन और संप्रेषण माप शायद एकीकृत क्षेत्रों का सबसे आम उपयोग है। एक विधि एकीकृत क्षेत्र के पोर्ट एपर्चर को एक समान रूप से प्रकाशित, विस्तृत क्षेत्र स्रोत के रूप में उपयोग करती है। वे लगातार बैक इल्यूमिनेटर के रूप में या इलेक्ट्रॉनिक इमेजिंग उपकरण और सिस्टम को कैलिब्रेट करने के लिए भी उपयोगी हैं।

रेडियोमीटर और फोटोमीटर
एक प्रकाश स्रोत या एक प्रबुद्ध क्षेत्र के प्रवाह घनत्व से कुल ज्यामितीय प्रवाह को सीधे मापने के लिए एक एकीकृत क्षेत्र और उपयुक्त वर्णक्रमीय संवेदनशीलता के साथ एक फोटोडेटेक्टर की मदद से किया जा सकता है। इष्टतम एकीकृत क्षेत्र डिजाइन मापा जा रहा प्रकाश के ज्यामितीय वितरण पर आधारित है।
कौन सी फोटोडिटेक्शन तकनीक प्रकाश स्रोत की वर्णक्रमीय विशेषताओं पर सबसे अच्छी तरह निर्भर करती है। आमतौर पर, वाट रेडिएंट फ्लक्स की रेडियोमीटर की एसआई इकाई है। अधिकांश रेडियोमीटर क्वांटम प्रतिक्रिया फोटोडेटेक्टर को नियोजित करते हैं।
चूंकि उनकी संवेदनशीलता दृश्यमान स्पेक्ट्रम पर भिन्न होती है, इसलिए आमतौर पर ऑप्टिकल फिल्टर का उपयोग करके एकल वर्णक्रमीय क्षेत्र के लिए प्रतिक्रिया को ट्यून करना अधिक व्यावहारिक होता है, उन स्थितियों को छोड़कर जहां इनपुट प्रवाह मोनोक्रोमैटिक होता है।
जब प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की बात आती है, तो थर्मल डिटेक्टर पक्षपाती नहीं होते हैं। इस गुण के परिणामस्वरूप, वे पृथ्वी की पृष्ठभूमि के ताप विकिरण के प्रभावों के प्रति भी संवेदनशील होते हैं। उन्हें अक्सर तापमान नियंत्रित वातावरण की आवश्यकता होती है और सिंक्रोनस डिटेक्शन की अनुमति देने के लिए अपने इनपुट विकिरण को समायोजित करते हैं।
फोटोडेटेक्टर की सापेक्ष वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया को संशोधित करना एकीकृत क्षेत्र गुणक की वर्णक्रमीय निर्भरता है। एक निश्चित संवेदनशीलता के लिए अपनी माप प्रणाली का निर्माण या जांच करने के लिए, आपको गोले और डिटेक्टर के बारे में एक साथ सोचना होगा।
फोटोमीटर रेडियोमीटर का एक सबसेट है जो विशिष्ट मानव पर्यवेक्षक की स्पेक्ट्रम प्रतिक्रिया की नकल करने के लिए डिज़ाइन किए गए फ़िल्टर के साथ क्वांटम डिटेक्टर का उपयोग करता है। शब्द "चमकदार दक्षता कार्य" इस प्रतिक्रिया की विशिष्टता का वर्णन करता है।
लुमेन फोटोमेट्रिक फ्लक्स का मानक माप है। डिटेक्टर रिस्पांस फ़ंक्शन एक लुमेन स्केल उत्पन्न करने के लिए एक पूर्व निर्धारित भार योजना के साथ वर्णक्रमीय उज्ज्वल प्रवाह को जोड़ता है।
फोटोमेट्री क्षेत्र एकमात्र भौतिक माप तकनीक है जो केवल मानव दृष्टि पर निर्भर करती है।
जब एक फोटोमीटर के रूप में स्थापित किया जाता है, तो एक एकीकृत क्षेत्र विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के दृश्यमान, अवरक्त और पराबैंगनी भागों में रीडिंग ले सकता है। क्योंकि यह अप्रत्यक्ष प्रकाश और ज्यामितीय फैलाव के प्रभावों को समाप्त करता है, यह प्रत्यक्ष प्रकाश स्रोतों की चमकदार तीव्रता की तुलना करने के लिए एकदम सही है।
यह प्रारंभिक बीम की तीव्रता का निर्धारण कर सकता है क्योंकि लेज़र जैसे मजबूत स्रोतों का क्षीणन गोलाकार आकार का प्रत्यक्ष कार्य है।

सामग्री का परावर्तन और संप्रेषण
विसरित या प्रकीर्णन सामग्री के परावर्तन और संप्रेषण माप, गोले को एकीकृत करने के लिए सबसे आम उपयोग हैं। रीडिंग को वर्णक्रमीय रूप से लेना, यानी तरंग दैर्ध्य के एक कार्य के रूप में लेना आम बात है। हालांकि, फोटोपिक प्रतिक्रिया डिटेक्टरों का उपयोग चमकदार परावर्तन और संप्रेषण को मापने के लिए किया जा सकता है।
डिफ्यूज़ ट्रांसमिटेंस एक यूवी मेट्रिक है जिसका उपयोग फ़ार्मास्युटिकल कंटेनरों, सन प्रोटेक्टिव अपैरल और ऑटोमोबाइल कोटिंग्स द्वारा प्रदान की गई यूवी सुरक्षा का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। पेंट्स, टेक्सटाइल्स और ग्राफिक आर्ट्स कुछ ऐसे व्यवसाय हैं जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम में रंग के उपयोग को निर्धारित और नियंत्रित करते हैं। अंतरिक्ष यान डिजाइन में प्रयुक्त थर्मल कंट्रोल कोटिंग्स और फॉयल की उत्सर्जन की गणना इन्फ्रारेड में कुल गोलार्द्ध परावर्तन का उपयोग करके की जाती है।
परावर्तन माप के लिए प्रवेश बंदरगाह के लिए रिवर्स आउटलेट पर नमूना की स्थिति की आवश्यकता होती है। नमूना घटना प्रवाह के एक हिस्से को दर्शाता है। एकीकृत क्षेत्र संयुक्त विसरित और स्पेक्युलर गोलार्द्ध परावर्तन को मापता है।

समान स्रोत
RSI एकीकृत क्षेत्र रेडिएंट फ्लक्स को मापने के लिए पहले से ही एक कलेक्टर के रूप में उपयोग किया गया है, चाहे प्रकाश स्रोत द्वारा उत्पादित फ्लक्स की पूर्ण मात्रा या सामग्री द्वारा प्रेषित या परावर्तित फ्लक्स की सापेक्ष मात्रा।
अंदर से प्रकाशित एक एकीकृत क्षेत्र का खुला बंदरगाह एक विस्तृत क्षेत्र में फैलाना प्रकाश प्रदान कर सकता है।
अवलोकन खिड़की के चारों ओर, एकीकृत क्षेत्र के भीतर रोशनी स्थापित की जाती है। रोशनी को अक्सर स्टर्न से परिरक्षित किया जाता है। ग्लोब का प्रकाश उत्पादन बल्ब की वाट क्षमता के समानुपाती होता है। रोशनी की एक श्रृंखला का उपयोग करने से अधिक शक्तिशाली प्रकाश स्रोत और धीरे-धीरे तीव्रता कम हो जाती है।
अधिकांश एकीकृत गोलाकार प्रकाश स्रोत टंगस्टन हलोजन बल्बों को नियोजित करते हैं। ठीक से नियंत्रित बिजली स्रोत का उपयोग करते समय, इन लैंपों से प्रकाश पूरे स्पेक्ट्रम में एक समान होता है, जिसमें कोई दृश्य उत्सर्जन रेखा या आवृत्ति में उतार-चढ़ाव नहीं होता है। जब स्पेक्ट्रल रेडिएंट फ्लक्स के लिए ब्लैकबॉडी समीकरणों के संयोजन में गोले की चमक समीकरण का उपयोग किया जाता है, तो यह स्रोत की वर्णक्रमीय चमक का अनुमान लगा सकता है।

एकीकृत क्षेत्र के अन्य उपयोग
1. ऑप्टिकल, फोटोमेट्रिक, और रेडियोमेट्रिक मापन एक . का उपयोग करके सभी संभव हैं एकीकृत क्षेत्र. एक एकीकृत क्षेत्र अपने गोलाकार रूप के कारण प्रकाश को अधिक आसानी से पकड़ लेता है, जो आंतरिक प्रकाश स्रोत एकीकरण की अनुमति देता है। प्रत्येक तरंग दैर्ध्य रेंज के लिए, एक एकीकृत क्षेत्र की सतह के आंतरिक भाग पर एक अद्वितीय कोटिंग होती है।
यदि कोई एकीकृत क्षेत्र के कई उपयोगों का सारांश प्रदान करने का प्रयास करता है, तो वह ऐसा कर सकता है:
2. यह जांचना कि कोई वस्तु कितनी रोशनी को परावर्तित या प्रसारित करती है। एकीकृत क्षेत्र के प्रवेश बंदरगाह पर एक वस्तु को माउंट करने से वस्तु के पीछे प्रकाश के स्रोत को रखा जा सकता है, डिटेक्टर द्वारा ऑब्जेक्ट की कोटिंग से परावर्तित प्रकाश के साथ। यदि प्रकाश को अवरुद्ध करने वाली वस्तु को हटा दिया जाता है, तो प्रकाश स्रोत के आउटपुट फ्लक्स को सीधे मापा जा सकता है, जिससे संप्रेषण की गणना की जा सकती है। एक अन्य विकल्प वस्तु के परावर्तन को प्रवेश के बंदरगाह पर एक समकोण पर माउंट करके मापना है।
3. एक एकीकृत गोले का इष्टतम आकार प्रकाश स्रोत के आकार पर निर्भर करता है; हालांकि, बड़े गोले अक्सर अपनी बड़ी सतह के कारण बेहतर एकरूपता प्रदान करते हैं।
4। एक एकीकृत क्षेत्र एक स्पेक्ट्रोमीटर के लिए एक उपयोगी सहायक है क्योंकि यह स्पेक्ट्रम के प्रमुख तरंग दैर्ध्य, वर्णक्रमीयता और वर्णक्रमीय बिजली वितरण को माप सकता है।
5. लेजर डायोड और अन्य अपसारी स्रोतों को एक एकीकृत क्षेत्र का उपयोग करके एकीकृत किया जा सकता है। आप इसे एक विशाल क्षेत्र में व्यापक विविधता कोणों की अनुमति देने के लिए बना सकते हैं, लेकिन ऐसा करने से डिटेक्टर का सिग्नल खराब हो जाएगा।
6. ये उपकरण, जो एक कोसाइन सुधारक के समान कार्य करते हैं, विकिरण को मापने के लिए एक उत्कृष्ट विधि प्रदान करते हैं। एक अच्छी तरह से निर्मित एकीकृत क्षेत्र का आउटपुट एपर्चर देखने के कोण से स्वतंत्र लगभग पूर्ण फैलाना और लैम्बर्टियन प्रकाश स्रोत प्रदान कर सकता है।
7. इन स्थितियों (2-pi माप) के तहत एकीकृत क्षेत्र से परे प्रकाश आएगा।
8. ग्रीनहाउस और अन्य कृषि अनुप्रयोगों में प्रयुक्त ग्लास सामग्री का एक अच्छा उदाहरण है जिसके लिए प्रतिबिंब और संचरण माप के माध्यम से सटीक और व्यापक स्पेक्ट्रम जानकारी प्राप्त करने में एक एकीकृत क्षेत्र का अच्छा उपयोग किया जाता है।

निष्कर्ष
लागत प्रभावी और लचीला, LISUNका सामान्य उद्देश्य एकीकृत क्षेत्रों को विभिन्न प्रकार की आवश्यकताओं के अनुरूप विभिन्न विन्यासों में स्थापित किया जा सकता है। कई अलग-अलग एकीकृत क्षेत्र कार्य, जैसे कि एक समान रोशनी प्राप्त करना, प्रकाश को मापना और परावर्तन का निर्धारण करना, एक ही क्षेत्र और इसकी व्यापक श्रेणी के सामान के साथ पूरा किया जा सकता है।
LISUNहै spheres उन ग्राहकों के लिए गोलाकार प्रकाश मापन और प्रकाश लक्षण वर्णन के संयोजन के लिए एक व्यावहारिक विकल्प है जो सटीक एकरूपता या सटीक माप की मांग नहीं करते हैं।
यदि एक नियमित डिटेक्टर की प्रत्यक्ष प्रकाश-प्राप्त करने वाली विधि का उपयोग करके एक नमूना को सटीक रूप से मापा नहीं जा सकता है, तो एक एकीकृत क्षेत्र मदद कर सकता है। अर्ध-पारदर्शी या अपारदर्शी समाधान और लेंस प्रकाश पथ को बदल देते हैं और एक एकीकृत क्षेत्र के साथ माप के लिए आदर्श उम्मीदवार हैं।

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