Instrument zur Wellenlängenmessung: Handspektroradiometer für Vor-Ort-Prüfungen

Abstract:

Lange Zeit beruhte die schnelle Überprüfung der Beleuchtungs- und Lichtquellenqualität vor Ort auf herkömmlichen Beleuchtungsstärke- und Farbtemperaturmessgeräten. Diese Geräte liefern lediglich makroskopische Werte für Beleuchtungsstärke und Farbtemperatur und können die spektrale Leistungsverteilung nicht erfassen. Daher eignen sie sich nicht zur Bewertung differenzierter Indikatoren wie Farbwiedergabeindex, Spitzenwellenlänge und Farbtoleranz. LISUN LMS-6000 In diesem Artikel werden, ausgehend von einem tragbaren Spektroradiometer als Kernstück, systematisch das Funktionsprinzip, die wichtigsten Parameter und die serielle Erweiterungsfähigkeit dieses Gerätetyps erläutert. Instrument zur Messung der WellenlängeDas Gerät nutzt ein langfokussiertes, gekreuztes, asymmetrisches CT-Spektrometer und deckt einen Wellenlängenbereich von 380–780 nm mit einer Genauigkeit von ±0.5 nm ab. Es kann in einer Messung vollständige Spektraldaten im Bereich von 380–780 nm mit einer Integrationszeit von 0.1 ms bis 5 s erfassen. Aus dem Spektrum lassen sich zahlreiche photometrische und kolorimetrische Parameter berechnen, darunter Beleuchtungsstärke, Farbtemperatur (CCT), Farbwiedergabeindex (CRI), TM-30 (Rg/Rf), Peakwellenlänge und dominante Wellenlänge. Es erfüllt die Prüfanforderungen von CIE-13.3, CIE-177 und GB/T 24826, dient als ideales tragbares Werkzeug für die Qualitätskontrolle im Labor und für Inspektionen vor Ort.

1. Einleitung

Die Qualitätskontrolle von Lichtquellenprodukten, die Akzeptanz der Lampenenergieeffizienz und die Bewertung der Lichtumgebung basieren letztendlich auf dem Spektrum, der fundamentalen physikalischen Größe. Die spektrale Leistungsverteilung (SPD) bestimmt die Farbart, die Farbwiedergabe, die Farbtemperatur und die Spitzencharakteristik einer Lichtquelle und dient als objektive Grundlage für die Beurteilung ihrer Leistung. Herkömmliche Beleuchtungsstärkemessgeräte mit Filter liefern lediglich gewichtete Beleuchtungsstärkewerte ohne spektrale Profile zu ermitteln. Obwohl Tischspektrometer mit spektroskopischem Aufbau eine hohe Genauigkeit bieten, sind sie sperrig und erfordern Computer und Dunkelkammern, was ihren Einsatz im Feld erschwert. Daher… Instrument zur Messung der Wellenlänge Dank seiner hohen Präzision und Portabilität ist das Handspektroradiometer zu einem unverzichtbaren Werkzeug für Qualitätsprüfungsabteilungen, Beleuchtungshersteller und unabhängige Prüforganisationen für Vor-Ort-Einsätze geworden. LISUN LMS-6000 ist ein tragbares CCD-Spektroradiometer, das speziell für diese Anforderungen entwickelt wurde. In diesem Beitrag werden sein Funktionsprinzip und die gemessenen Parameter sowie sein Anwendungswert für mobile Spektralmessungen vor Ort erläutert.

2. Gesamtstruktur und Funktionsprinzip

LMS-6000 Das System verwendet ein langbrennweitiges, gekreuztes, asymmetrisches Czerny-Turner-Spektrometer (CT). Das einfallende Licht passiert den Spalt zur Kollimation, wird durch das Gitter zerlegt und anschließend vom CCD-Array mit Vollspektrumsignalen erfasst. Im Vergleich zu punktuell messenden Scanmonochromatoren verkürzt diese Methode der „Vollspektrum-Bildgebung mit einer einzigen Belichtung“ die Messzeit auf Millisekunden und eignet sich daher besonders für die Online-Inspektion und die Stichprobenprüfung in Serien.

Das Gerät ist mit einem 5-Zoll-IPS-Touchscreen (480 × 854 Pixel, HD-Auflösung) ausgestattet. Spektralkurve, CIE-Farbdiagramm, Farbtoleranzdiagramm und verschiedene Parameter werden in Echtzeit angezeigt, sodass Messungen ohne Computerverbindung durchgeführt werden können. Gleichzeitig unterstützt das Gerät die Kommunikation mit Computern. Unter Windows 7/8/10/11 steht professionelle Software für Datenexport, Berichtserstellung und weiterführende Analysen zur Verfügung. Das Gerät wiegt ca. 0.3 kg und hat Abmessungen von 135 mm × 80 mm × 23 mm. Es verfügt über einen wiederaufladbaren 4000-mAh-Lithium-Ionen-Akku, der bis zu 20 Stunden Dauerbetrieb ermöglicht und somit auch für längere Außeneinsätze geeignet ist.

3. Wichtigste Leistungsparameter des Instruments zur Messung der Wellenlänge

Als Instrument zur Wellenlängenmessung liegen die Kernvorteile von LMS-6000 liegen in der Wellenlängengenauigkeit, dem Dynamikbereich und der Streulichtunterdrückung, wie in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1: Spektrale und photometrische Kernleistungsparameter LMS-6000

Wie Tabelle 1 zeigt, deckt der dynamische Beleuchtungsbereich sechs Größenordnungen ab und ermöglicht so direkte Messungen von schwachen Umgebungen mit 0.1 lx bis hin zu Hochleistungslichtquellen mit bis zu 500,000 lx. Die Wellenlängengenauigkeit von ±0.5 nm ermöglicht die zuverlässige Bestimmung der Spitzenwellenlänge und der dominanten Wellenlänge. Die Farbgenauigkeit von ±0.005 erfüllt die Anforderungen an die Farbkoordinaten von Lampen, während ein Streulichtanteil von nur 0.015 % eine authentische Spektrenwiedergabe in dunklen Messbereichen gewährleistet.

LMS-6000 Tragbares CCD-Spektralradiometer

4. Serienversionserweiterung

Um den Anforderungen verschiedener Branchen gerecht zu werden, LMS-6000 Die Serie deckt den ultravioletten, sichtbaren und nahinfraroten Spektralbereich ab. Anwender können die Modelle entsprechend dem Wellenlängenbereich der Prüfobjekte und zusätzlichen Indikatoren auswählen (siehe Tabelle 2).

Tabelle 2 LMS-6000 Serienmodelle und Wellenlängenbereich

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, erweitert die UV-Variante die untere Nachweisgrenze dieses Instruments auf den ultravioletten Bereich bis 200 nm, während die Version für Gartenbaubeleuchtung die obere Grenze bis in den Nahinfrarotbereich bei 950 nm erweitert. Ausgestattet mit optionalen Funktionsmodulen kann ein einzelnes Gerät Feldtests in verschiedenen Anwendungsszenarien wie UV-Härtung, Pflanzenbeleuchtung, Filmbeleuchtung und photobiologischer Sicherheitsprüfung durchführen.

5. Anwendungsszenarien und Normenkonformität

LMS-6000 wird häufig in der Forschung und Entwicklung zur Stichprobenprüfung von LED-Lichtquellen, in der Werksqualitätsprüfung von Lampen, bei der Abnahme von Straßen- und Veranstaltungsbeleuchtung, bei der Weißabgleichkalibrierung von Bildschirmen, bei der Überprüfung der Lichtformel für die Gartenbaubeleuchtung und bei photobiologischen Sicherheitsprüfungen eingesetzt. Die Testergebnisse entsprechen den Anforderungen. CIE-13.3 Verfahren zur Messung und Spezifizierung der Farbwiedergabeeigenschaften von Lichtquellen, CIE-177 Farbwiedergabe von weißen LED-Lichtquellen, IEEE 1789 Empfehlung zur Strommodulation in Hochleistungs-LEDs und Unterstützung der Messung von Indikatoren gemäß der nationalen Norm GB/T 24826-2016. Es kann für die interne Qualitätsbeurteilung von Unternehmen verwendet werden. Für offizielle Berichte mit externer Gültigkeit sind detaillierte Prüfdaten zur Überprüfung an ILAC-MRA-akkreditierte Labore zu übermitteln.

6. Fazit

Der Kern der portablen Spektralprüfung vor Ort liegt darin, ob ein Instrument zur Messung der Wellenlänge kann die spektrale Verteilung stabil wiederherstellen und zuverlässige photometrische und kolorimetrische Parameter ohne Laborbedingungen ausgeben. Mit CT-Spektroskopiearchitektur und CCD-Array-Detektor, LISUN LMS-6000 Es ermöglicht die Erfassung des gesamten Spektrums in einer einzigen Belichtung. Es erreicht eine Wellenlängengenauigkeit von ±0.5 nm und einen Beleuchtungsstärke-Dynamikbereich von sechs Größenordnungen im Bereich von 380–780 nm. Durch elf serielle Varianten wird der detektierbare Wellenlängenbereich auf 200–950 nm erweitert. Praxistests und technische Anwendungen belegen, dass seine Präzision und Portabilität sowohl die Anforderungen der Laborqualitätskontrolle als auch der Inspektion vor Ort erfüllen. Es ist eine kostengünstige Lösung, die herkömmliche Beleuchtungsstärkemessgeräte ersetzt und die Feldmessung auf Spektralebene aufwertet.