Viimeksi päivitetty: 4. marraskuuta 2026
Punavalohoitoa valmistavalla tehtaalla integroiva pallo auttaa mittaamaan, kuinka paljon optista tehoa LED tai laite lähettää ja miten tämä teho jakautuu aallonpituuksille. Jotta voidaan selvittää, kuinka paljon valoa tavoittaa käyttäjän 15 cm:n etäisyydellä paneelista, laboratorio suorittaa erillisen säteilytestin tällä etäisyydellä. Molemmat mittaukset kuuluvat optiseen testiohjelmaan, koska ne kuvaavat saman laitteen eri puolia.
Miten integroiva pallo toimii
Leikkauskaavio, joka näyttää integroivan pallon sisäpinnoitteen, portit ja ilmaisimen
Integroiva pallo on ontto kammio, joka on vuorattu erittäin heijastavalla, diffuusilla pinnoitteella, joka on usein valmistettu PTFE:stä tai bariumsulfaatista. Valo heijastuu toistuvasti seinistä. Ohjauslevy suojaa ilmaisinta suoralta valolta, joten ilmaisin ottaa näytteitä kammion sisällä olevasta sekoitetusta valosta. Kalibroinnin jälkeen järjestelmä voi yhdistää signaalin kerätyn valon määrään. Spektroradiometri lisää aallonpituustiedon. [1, 2]
Kiinnitysjärjestely määrää, mitä pallo kerää. Kun lähde on asennettu pallon sisään 4π-asetelmassa, mittaus voi tallentaa säteilyä kaikkiin suuntiin. Kun eteenpäin emittoiva LED tai moduuli on asennettu sopivaan porttiin 2π-asetelmassa, mittaus kattaa eteenpäin emittoivaa pallonpuoliskoa. Suuren paneelin osalta laboratorion on tarkistettava, että portti ja kiinnitysjärjestely tallentavat tarkoitetun lähdön. Jos kokoonpano kattaa vain yhden moduulin tai osan paneelista, raportissa tulee yksilöidä tarkalleen, mitä mitattiin. [1, 2]
Laite ja sen kiinnike absorboivat myös osan pallon sisältä heijastuneesta valosta. Laboratoriot voivat arvioida tätä itseabsorptioksi kutsuttua ilmiötä apulampun avulla ja tehdä tarvittaessa korjauksen. Portin koko, pinnoitteen kunto, ilmaisimen vaste sekä kalibrointi- ja testigeometrioiden yhteensopivuus vaikuttavat kaikki epävarmuuteen. Suuri pallo voi helpottaa paneelin asentamista, mutta laboratorion on silti validoitava kokoonpano. [2, 3, 19]
Mitä pallo mittaa ja mikä vaatii erillisen testin
Annotoitu integroivan pallon testiraportti, joka näyttää vuon, SPD-käyrän, huippuaallonpituuden ja säteilyvoimakkuuden etäisyyden funktiona
| Mittaus | Yksikkö | Mitä se kertoo sinulle |
|---|---|---|
| Säteilyvirta | Länsi | Määritellyssä geometriassa kerätty optinen teho. Tämä on hyödyllinen lähtömittari verrattaessa punaisia ja lähi-infrapunakanavia. |
| Spektrinen säteilyvirta | W/nm | Kuinka optinen teho jakautuu aallonpituuksille. Kalibroitu spektri voi näyttää huippuaallonpituuden, kaistanleveyden ja tehon integroituna määritellylle kaistalle. |
| Valovirta ja valotehokkuus | lm ja lm/W | Näkyvän valon teho painotettuna ihmisnäön mukaan ja sen suhde sähkötehoon. Nämä mitat ovat hyödyllisiä valaistustuotteissa. [17] Lähi-infrapunan teho ilmoitetaan parhaiten radiometrisessä yksikössä. |
| Säteily | mW/cm² | Tietyssä paikassa pinta-alayksikköä kohti saapuva optinen teho. Mittaa se erikseen sopivalla kalibroidulla ilmaisimella aiotulla etäisyydellä. |
Pallokytketty spektroradiometri voi osoittaa, onko laitteella huippuja lähellä 660 nm:ä ja 850 nm:ä. Jos kanavia voidaan ohjata erikseen, tallenna jokainen kanava erikseen sekä yhdistetyssä tilassa. Tämä helpottaa huippuaallonpituuden tarkistamista ja kanavien tuotoksen vertaamista eri erien välillä. Jos spesifikaatio antaa suhteen, kuten 1:1, selvitä, mitä laskettiin tai mitattiin. Yhtä suuri määrä punaisia ja lähi-infrapunasäteilijöitä voi silti tuottaa eri optisen tehon kahdella kaistalla. Huipun korkeus ja integroitu kaistan teho voivat myös vaihdella.
Valkoisen valon tuotteissa mitattua spektriä voidaan käyttää myös kromaattisuuden, korreloidun värilämpötilan ja värintoiston mittareiden laskemiseen soveltuvin osin. Punaisen ja lähi-infrapunapaneelin tapauksessa spektri ja säteilyteho kaistoittain ovat yleensä informatiivisempia. [1, 2, 5, 6]
Säteilytehon mittaaminen paneelin käyttöetäisyydeltä
Jaettu kaavio, jossa näkyy sama LED-paneeli mitattuna kahdella etäisyydellä eri säteilyarvoilla
Keskipistelukema kertoo, kuinka paljon valoa saavuttaa yhden pisteen. Saadaksesi selville, kuinka tasaisesti paneeli peittää alueen, käytä kiinteää mittaustasoa ja kirjaa lukemat ruudukon poikki. Ilmoita määritellyn alueen keskipiste, keskiarvo, minimi ja maksimi sekä ruudukon väli ja käytetty tasaisuuskaava. Suuri paneeli voi antaa saman keskipistelukeman kuin kompakti lamppu, mutta peittää paljon laajemman alueen.
Lähietäisyyden paneelitestissä kirjaa ylös etäisyyden alku, miten ilmaisin on paneeliin päin, mitkä kanavat ovat päällä, mikä on lähtöasetus ja kuinka kauan laite on lämmennyt. Kuusi tuumaa on 15,24 cm. Vaikka kaksi etäisyyttä olisivat lähes samat, lukemat voivat erota toisistaan ilmaisimen vasteen, näytteenottopaikan tai toimintatilan vuoksi. Suuri LED-ryhmä käyttäytyy myös eri tavalla kuin pistemäinen lähde lähietäisyydellä, joten mittaa se jokaisella etäisyydellä, jonka aiot julkaista. [4, 12]
Esimerkiksi REDDOTin EST-T1-tuotesivulla aurinkomittarin lukemaksi annetaan 34 mW/cm² 6 tuuman etäisyydellä. Erillisellä REDDOTin myyntisivulla lukema on 35 mW/cm² 15 cm:n etäisyydellä. Luvut havainnollistavat, miksi lähdesivu ja testiasetukset ovat tärkeitä. Jos vertailet malleja tilausta varten, pyydä raportti tarkasta kokoonpanosta ja käytä samaa ilmaisinmenetelmää, toimintatilaa ja näytteenottosuunnitelmaa. [13, 14]
Miten pallotestaus sopii tehtaan laadunvalvontaan
Laboratorioteknikko suuressa integroivassa pallojärjestelmässä, jossa on punavalohoitopaneeli sisääntuloportissa
Sisääntulotarkastuksen aikana kalibroitu pallo ja spektroradiometri voivat auttaa tarkistamaan LED-näytteiden aallonpituus- ja tehoerot erien välillä. Kehitysvaiheessa samalla laitteistolla voidaan verrata LED-levyä ennen linssin tai hajottimen vaihtoa ja sen jälkeen, edellyttäen, että laboratorio pitää käyttöasetukset, lämpötilan ja keräysgeometrian yhdenmukaisina. Valmiissa paneelissa erillinen säteilykartta näyttää, miten suunnittelumuutos vaikuttaa peittoalueeseen käyttöetäisyydellä.
Rutiininomaista uudelleentestausta varten kirjaa muistiin näytteen tai erän tunnus, laitteen ja kalibroinnin tila, kiinnitysgeometria, lämmitysaika ja kanava-asetukset. Vertaa samoissa olosuhteissa saatuja tuloksia. Jos raportissa annetaan vuon tai säteilyn toleranssi, kysy, miten laboratorio käsittelee mittausepävarmuutta, kun tulos on lähellä hyväksymisrajaa. ISO 13485 kattaa lääkinnällisten laitteiden laadunhallintajärjestelmät. ISO/IEC 17025 kattaa laboratorioiden pätevyyden. Kun tilaat ulkopuolisia testejä, tarkista, että laboratorion akkreditointialue kattaa tarvitsemasi mittauksen. [7, 8, 12]
ANSI/IES LM-79-24 ja CIE S 025/E:2015 kuvaavat puolijohdevalaistustuotteiden optiset ja niihin liittyvät mittaukset omien soveltamisalansa puitteissa. Ne ovat hyödyllisiä viitteitä valotehon mittaamisen ja raportoinnin ymmärtämiseksi. Hoitopaneelin osalta määritä kyseiseen malliin ja sen käyttötarkoitukseen sovellettavat optiset ja turvallisuustestit. Pidä liiteasiakirjat erillään. ETL-luettelo yksilöi mallin ja sovellettavat standardit Intertekin hakemistossa. CE-merkinnän osalta valmistaja yksilöi sovellettavat EU-vaatimukset, laatii tekniset asiakirjat ja myöntää EU-vaatimustenmukaisuusvakuutuksen. [5, 6, 10, 11]
Optinen teho ja fotobiologinen turvallisuus
Fotobiologisen turvallisuuden asiakirja integroivan pallon SPD-lähtökäyrän vieressä, joka näyttää vaaraluokituksen syötteen
IEC 62471 kattaa lamppujen ja lamppujärjestelmien fotobiologisen turvallisuusarvioinnin. Asiaankuuluvat altistusmittaukset voivat sisältää spektraalisen irradianssin tai spektraalisen radianssin vaarasta ja testigeometriasta riippuen. Pallospektri voi tunnistaa emissiovyöhykkeet ja auttaa arvioinnin suunnittelussa. Altistuksen arvioinnissa käytetään vaaraan sopivia mittauksia, joissa olosuhteet, kuten katseluetäisyys, näennäinen lähteen koko tai altistuksen kesto, on määritelty tarvittaessa. [9]
Muiden kuin laserlaitteiden, jotka on tarkoitettu terapeuttiseen, diagnostiseen, valvontaan, kosmeettiseen tai esteettiseen käyttöön, osalta IEC 60601-2-57 -standardia voidaan soveltaa perusturvallisuuteen ja olennaiseen suorituskykyyn. Pyydä raportti, joka kattaa laitteen käyttötarkoituksen, tarkan mallin ja toimintatilat. Pallotestin kokonaisteho kuvaa laitteen optista tehoa. Altistuksen mittaukset kuvaavat, kuinka paljon säteilyä pääsee silmään tai ihoon arvioiduissa olosuhteissa. [9, 15]
Mitä ostajien tulisi pyytää toimittajalta
Punavalohoitolaitteiden varmennettujen ja varmentamattomien säteilytehotietojen vertailu teknisissä tiedoissa
- Tarkan mallin ja kanava-asetusten spektri. Kysy todelliset huippuaallonpituudet, mittausalue ja se, edustaako spektri kokonaistehoa vai lukemaa yhdestä kohdasta.
- Vuoraportti, jos optinen kokonaisteho on osa spesifikaatiota. Tarkista kiinnitysgeometria, mikä osa laitteesta mitattiin, miten järjestelmä kalibroitiin ja onko tulos optisina watteina.
- Säteilykartta aiotulla käyttöetäisyydellä. Tarkista etäisyysreferenssi, ilmaisimen tyyppi ja aallonpituusvaste, katettu alue, mittausruudukko ja -keskipiste sekä keskiarvolukemat.
- Mallikohtaiset turvallisuus- ja vaatimustenmukaisuusasiakirjat. Yhdistä malli ja laitteistoversio kunkin raportin tai listauksen laajuuteen. Jos laboratorion akkreditointi mainitaan, tarkista, että se kattaa mittauksen.
- Yhdenmukaiset olosuhteet rinnakkaisvertailulle. Käytä samaa etäisyyttä, toimintatilaa ja mittausmenetelmää kaikissa laitteissa. Käsimittausta käsitellään pistokokeena, ellei ilmaisinta ole kalibroitu aallonpituuksille ja asetukset vastaa raporttia.
FAQ
Mikä on integroivan pallon tarkoitus?
Se kerää valoa määritellyn geometrian sisällä ja sekoittaa sen hajaheijastusten kautta. Kalibroitu ilmaisin voi sitten mitata kerätyn valovuon. Kytkemällä pallon spektroradiometriin laboratorio voi mitata, miten valovuo jakautuu aallonpituuden mukaan.
Paljonko integroiva pallo maksaa?
Tarjous riippuu pallon halkaisijasta, portin kokoonpanosta, aallonpituusalueesta ja siitä, sisältääkö pakkaus spektroradiometrin, referenssilähteen, kalibroinnin ja kiinnikkeet. Tarjouksia vertaillessa ilmoita toimittajille suurimman näytteesi mitat sekä mitattavat aallonpituuskaistat ja lähtötasot.
Mihin muuhun integroivia palloja käytetään?
Laboratoriot käyttävät niitä LEDien, lamppujen ja moduulien karakterisointiin. Pallo voi myös mitata materiaalin heijastavuutta tai läpäisykykyä, kun se on konfiguroitu keräämään sironnutta valoa näytteestä. Kiinnikkeet ja kalibrointi riippuvat mittauksesta. [1, 16]
Miten integroiva pallo kalibroidaan?
Laboratorio mittaa jäljitettävän referenssin asiaankuuluvassa kokoonpanossa ja käyttää sitä järjestelmän vasteen määrittämiseen. Absoluuttisen spektraalisen ulostulon saamiseksi kalibroinnin on katettava vaaditut aallonpituudet. Tarkista referenssi- ja testigeometriat ja arvioi itseabsorptio, kun lähde tai kiinnitin muuttuu. Tarkista asetukset uudelleen, kun pinnoite, ilmaisin tai optinen kytkentä muuttuu, ja noudata laboratorion dokumentoitua kalibrointiaikataulua. [2, 3]
Viitteet
- CIE. LEDien mittaus (CIE 127:2007) .
- NIST. Kalibrointi- ja siirtostandardit kokonaisspektrisäteilyvuolle .
- NIST. Detektoripohjainen integroiva pallofotometria .
- NIST. Spektraalisen säteilyvoimakkuuden kalibroinnit (erikoisjulkaisu 250-89) .
- Valaiseva insinööriyhdistys. Puolijohdevalaistustuotteiden optiset ja sähköiset mittaukset (ANSI/IES LM-79-24) .
- CIE. LED-lamppujen, LED-valaisimien ja LED-moduulien testausmenetelmä (CIE S 025/E:2015) .
- ISO ja IEC. Testaus- ja kalibrointilaboratorioiden pätevyyden yleiset vaatimukset (ISO/IEC 17025:2017) .
- ISO. Lääkinnällisten laitteiden laatujärjestelmät (ISO 13485:2016) .
- IEC. Lamppujen ja lamppujärjestelmien fotobiologinen turvallisuus (IEC 62471:2006) .
- Intertek. ETL-listattujen merkkien hakemisto .
- Euroopan komissio. CE-merkintään liittyvät valmistajien vastuut .
- REDDOT LED. Laitteiston testaus ja optinen uudelleentestaus .
- REDDOT LED. EST-T1-pöytäkäyttöisen punavalohoitopaneelin tekniset tiedot .
- REDDOT LED. LED-hoitolaitteet ja T1:n tekniset tiedot .
- IEC. Muiden kuin laservalonlähdelaitteiden turvallisuus ja olennainen suorituskyky (IEC 60601-2-57:2023) .
- NIST. Spektriheijastavuuden vertailuintegrointipallo .
- CIE. Valovirran mittaus (CIE 084:1989) .
- REDDOT LED. Tietoja REDDOT LEDistä .
- NIST. Parannetut fotometriset standardit ja kalibrointimenetelmät NIST:ssä .
Aiheeseen liittyvät oppaat
Aiheeseen liittyviä oppaita pallokäyttöjen ja punavaloterapian testauksen integroinnista