Radiometriai, fotometriai és színmérési műszerek és mérések

Az előadások a következő témára: "Radiometriai, fotometriai és színmérési műszerek és mérések"— Előadás másolata:

1 Radiometriai, fotometriai és színmérési műszerek és mérések
Vizuális fotometer

2 Objektív műszerek színképi illesztés bemenő optika spektrométerek
besugárzás & megvilágítás sugár- & fénysűrűség képernyő mérés feltapadó optikával képalkotó rendszerek spektrométerek letapogató rendszer teljes színkép egy menetben való felvétele

3 Színképi illesztés szűrőzött Si-fényelem

4 Anyagok optikai tulajdonságai
Fogalmak: - Áteresztés, transzmisszió - Visszaverés, reflexió - Szórás, diffúzió Lehetnek: szabályos szórt vegyes

5 Visszaverési (reflexiós) tényező
A visszavert és a beeső sugárzott teljesítmény (fényáram) aránya: r Lehet: Szabályos Szórt Irányított visszaverési tényező (reflectance factor): Adott térszögbe visszavert/azonos térszögbe a tökéletesen visszaverő diffúzor által visszavert fényáram.

6 Fényáteresztés Fogalom: áteresztés
Mennyiség: áteresztési tényező  = ()out / ()in Belső áteresztési tényező = külső átereszt.tényező – visszaverési tényező Áteresztési denzitás: D=-lg 

7 Áteresztési tényező, transzmissziós tényező
 = ()out / ()in (transmittance): Belső áteresztési tényező (Internal transmittance) = külső áteresztési tényező (External transmittance) – Reflexiós tényező (Reflectance) Denzitás (Optical Density): D(t)=-lgt Hasonlóan visszaverésre is: D(r)=-lgr

8 Lambert-Bouguer-Beer törvény

9 Optikai szűrő áteresztésének változása a vastagsággal

10 Illesztési jóság mérőszáma
f1’= =1, %

11 Detektor illesztése a színinger-megfeleltető függvényekhez
Teli szűrőzés:szubtrak-tív színinger-keverés Parciál szűrőzés: részben additív, részben szubtraktív illesztés

12 Megvilágítás & besugárzás mérő mérőfeje

13 Megvilágítás & besugárzás mérő műszer elvi felépítése

14 Sugár- & fénysűrűségmérő

15 Sugár- & fénysűrűségmérő bemenő optikája
látószög méretek: 0,1°--- 2°

16 Képi információ felvétele
video-jel: NTSC, PAL, SECAM, HDTV TV szabványok fénysűrűség + szín jel analóg és digitális rendszerek gamma-korrekció

17 Színkép-bontó eszközök
interferenciás szűrő

18 Féminterferenciás szűrő
merőleges és ferde beesési szög esetén eltérő áteresztési görbe!

19 Interferenciaszűrő-ékes monokromátor elvi felépítése

20 Optikai rács erősítés: d (sin+sin) = m, m a rendszám

21 Optikai rács különböző rendek egymásra-rakódása: merőleges beesés esetén másodrendű színkép 500 nm és harmadrendű színkép 333 nm azonos irányba térül el! blaze-szög holografikus rácsok

22 Rácsos monokromátor magasabb rendű színképek vágása prizmás elő-monokromátor-ral vagy vágó-szűrővel

23 CCD érzékelős spektrométer

24 Rácsos monokromáter felbontása
szögdiszperzió, függ a rács rácsállandójától, szokásos a látható színképtartományra készített rácsok esetén: 300 – 600 vonal/mm felbontóképesség: (/) = mN ahol N a színkép kialakításában résztvevő rácsvonalak száma sík- és gömb-felületű rácsok sávszélesség, szórt fény

25 Prizmás monokromátor elve

26 Fényforrás mérő geometria

27 Fényerősség mérés Fotométerpad

28 Fényerőség mérés 2

29 Fényerősség mérés

30 Fényáram mérés

31 Fényáram mérés fotométer -gömbbel, elmélet
Gömbfal reflexió: r Ha X fénysűrűsége L Y megvilágítása: dEY=LdAcos2Q/d 2 mivel d=2r cosQ dEY=LdA/4r 2 Y megvilágítása X-ről Q független: A teljes gömbfal bármely eleme azonos megvilágítást hoz létre Y-ban. F fényáramú lámpa a falat megvilágítva rF reflektált fényáramot kelt. A rF fényáram ismét reflektálódik: r2F A teljes reflektáls fényáram Frefl=rF(1+r+r2+…) és így

32 Fotométergömbös mérés
Mivel gömbben van idegen anyag, gömbfalon ablakok stb., kalibráló normál-lámpával (N) dolgozunk: A mérendő és Normál-lámpa esetén a gömbben lévő testek önabszorpciója különböző, ezért segéd-lámpával (aux.lamp) is csinálunk mérést: ahol EA a segédlámpával mért érték, amikor a vizsgálandó lámpa van a gömbben, de az nem ég, EAN segédlámpával mért érték, amikor a Normál-lámpa van a gömbben, de az nem ég.

33 Fényforrás teljes fényáramának/színképének mérése

34 Fényáram mérés goniométerrel
A fényáram és fényerősség kapcsolata: ahol W=4p A gömbpalást gyűrű területe: A gömbpalást gyűrűbe kisugárzott fényáram: ahol In az adott zónába sugárzott átlagos fényerősség; A zónákat 0° és 180° között kell felvenni.

35 A fényáram-mérés zónái
Szokás 10°-os zóna szélességekkel számolni, az átlagos fényerősségeket a zónák közepén meghatározva, és felösszegezve A teljes fényáram: ahol I1 az 5°-nél mért átlagos fényerősség, …, I18 a175°-nál mért átlagos fényerősség, és

36 Fényáram mérés megvilágítás alapján
ahol E a megvilágítás r a gömb sugara, e a polár szög  az azimuth szög

37 3 tengelyes fényárammérő goniométer

38 Fényeloszlás mérés A-alfa geometria B-beta geometria
Lámpatestek fényerősségének szögfüggése Mérési geometriák: A-alfa geometria B-beta geometria

39 C-gamma mérési geometria

40 Goniométer felépítések
Lámpatest forgatók A vagy B síkokban való mérés

41 Goniométer felépítések
C síkokban való méréshez készült lámpatest forgató

42 Goniométer felépítések
Tükrös goniométer, tükör a tengelyben

43 Goniométer felépítések
Tükrös goniométer, lámpatest a tengelyben

44 Fényeloszlás mérés

45 Fénysűrűségmérő kamera

46 Fénysűrűségmérő kamera képek

47 Közvilágítási mérés kamerával

48 Autófényszóró fényeloszlása

49 A fényeloszlás és színesség kiértékelése