Hva brukes en integrerende sfære til i testing av rød lysterapi?

Sist oppdatert: 4. november 2026

På en fabrikk for rødt lysterapi brukes en integrerende sfære til å måle hvor mye optisk effekt en LED-pære eller enhet sender ut, og hvordan denne effekten fordeles på tvers av bølgelengder. For å finne ut hvor mye lys som når en bruker 15 cm fra et panel, kjører laboratoriet en separat bestrålingstest på den avstanden. Begge målingene hører hjemme i et optisk testprogram fordi de beskriver forskjellige aspekter ved den samme enheten.

Hvordan en integrerende sfære fungerer

Gjennomsnittsdiagram som viser det indre belegget, portene og detektoren til den integrerende sfæren

En integrerende sfære er et hult kammer foret med et svært reflekterende, diffust belegg, ofte laget av PTFE eller bariumsulfat. Lys reflekteres gjentatte ganger fra veggene. En baffel beskytter detektoren mot direkte lys, slik at detektoren sampler det blandede lyset inne i kammeret. Når det er kalibrert, kan systemet relatere signalet til mengden lys som samles inn. Et spektroradiometer legger til bølgelengdeinformasjon. [1, 2]

Monteringsarrangementet bestemmer hva kulen samler inn. Med en kilde montert inne i en kule i et 4π-oppsett, kan målingen fange opp stråling i alle retninger. Med en fremoverrettet LED eller modul montert på en passende port i et 2π-oppsett, dekker målingen den fremre halvkulen. For et stort panel må laboratoriet kontrollere at porten og monteringsarrangementet fanger opp den tiltenkte utgangen. Hvis oppsettet bare dekker én modul eller en del av panelet, bør rapporten identifisere nøyaktig hva som ble målt. [1, 2]

Enheten og dens armatur absorberer også noe av lyset som reflekteres inne i kulen. Laboratorier kan vurdere denne effekten, kjent som selvabsorpsjon, med en hjelpelampe og korrigere der det er passende. Portstørrelse, beleggstilstand, detektorrespons og samsvar mellom kalibrerings- og testgeometriene påvirker alle usikkerheten. En stor kule kan gjøre et panel enklere å montere, men laboratoriet må fortsatt validere oppsettet. [2, 3, 19]

Hva sfæren måler og hva som krever en separat test

Annotert integrerende sfæretestrapport som viser fluks, SPD-kurve, toppbølgelengde og bestråling med avstand

Et sfærekoblet spektroradiometer kan vise om en enhet har topper nær 660 nm og 850 nm. Hvis kanalene kan styres separat, kan du registrere hver kanal for seg selv så vel som i kombinert modus. Dette gjør det enklere å sjekke toppbølgelengden og sammenligne kanalutgangen på tvers av batcher. Hvis et spesifikasjonsark gir et forhold som 1:1, kan du finne ut hva som ble telt eller målt. Et likt antall røde og nær-infrarøde sendere kan fortsatt produsere ulik optisk effekt i de to båndene. Topphøyde og integrert båndeffekt kan også variere.

For hvitlysprodukter kan det målte spekteret også brukes til å beregne kromatisitet, korrelert fargetemperatur og fargegjengivelsesmålinger der det er aktuelt. For et rødt og nær-infrarødt panel er spekteret og strålingsutgangen per bånd vanligvis mer informative. [1, 2, 5, 6]

Måling av strålingsstyrke på avstanden folk bruker panelet

Delt diagram som viser samme LED-panel målt på to avstander med forskjellige strålingsstyrkeverdier

Senteravlesningen forteller deg hvor mye lys som når ett punkt. For å se hvor jevnt et panel dekker et område, bruk et fast måleplan og registrer avlesningene på tvers av et rutenett. Rapporter sentrum, gjennomsnitt, minimum og maksimum over det definerte området, sammen med rutenettavstanden og eventuelle ensartethetsformler som brukes. Et stort panel kan gi samme sentrumavlesning som en kompakt lampe, samtidig som det dekker et mye større område.

For en test av et panel på nært hold, registrer hvor avstanden starter, hvordan detektoren vender mot panelet, hvilke kanaler som er på, utgangsinnstillingen og hvor lenge enheten har varmet seg opp. Seks tommer er 15,24 cm. Selv når to avstander er nesten like, kan avlesningene variere på grunn av detektorrespons, samplingsposisjon eller driftsmodus. En stor LED-matrise oppfører seg også annerledes enn en punktkilde på nært hold, så mål den på hver avstand du har tenkt å publisere. [4, 12]

For eksempel gir REDDOTs EST-T1-produktside en solmåleravlesning på 34 mW/cm² ved 6 tommer. En separat REDDOT-salgsside viser 35 mW/cm² ved 15 cm. Tallene illustrerer hvorfor kildesiden og testoppsettet er viktige. Hvis du sammenligner modeller for en bestilling, be om rapporten for den nøyaktige konfigurasjonen og bruk samme detektormetode, driftsmodus og prøvetakingsplan. [13, 14]

Der kuletesting passer inn i fabrikkens kvalitetskontroll

Labtekniker ved stort integrerende sfæresystem med rødt lysterapipanel ved inngangsport

Under inspeksjon av innkommende lyskilder kan en kalibrert kule og et spektroradiometer hjelpe med å sjekke LED-prøver for forskjeller i bølgelengde og utgangseffekt mellom partiene. Under utvikling kan det samme oppsettet sammenligne et LED-kort før og etter et linse- eller diffusorbytte, forutsatt at laboratoriet holder drivinnstillingene, temperaturen og samlingsgeometrien konsistente. På et ferdig panel viser et separat bestrålingskart hvordan den designendringen påvirker dekningen på bruksavstanden.

For rutinemessig testing, registrer prøve- eller batch-ID, instrument- og kalibreringsstatus, monteringsgeometri, oppvarmingstid og kanalinnstillinger. Sammenlign resultater tatt under de samme forholdene. Hvis en rapport gir en fluks- eller bestrålingstoleranse, spør hvordan laboratoriet håndterer måleusikkerhet når et resultat lander nær akseptgrensen. ISO 13485 dekker kvalitetsstyringssystemer for medisinsk utstyr. ISO/IEC 17025 dekker laboratoriekompetanse. Når du bestiller ekstern testing, sjekk at laboratoriets akkrediteringsomfang dekker den spesifikke målingen du trenger. [7, 8, 12]

ANSI/IES LM-79-24 og CIE S 025/E:2015 beskriver optiske og relaterte målinger for solid-state-belysningsprodukter innenfor sine respektive omfang. De er nyttige referanser for å forstå hvordan lysutbytte måles og rapporteres. For et terapipanel, spesifiser de optiske og sikkerhetstester som gjelder for den modellen og dens tiltenkte bruk. Hold støttedokumentene separate. En ETL-liste identifiserer modellen og gjeldende standarder i Interteks katalog. Der CE-merking gjelder, identifiserer produsenten gjeldende EU-krav, utarbeider teknisk dokumentasjon og utsteder EU-samsvarserklæringen. [5, 6, 10, 11]

Optisk utgang og fotobiologisk sikkerhet

Fotobiologisk sikkerhetsdokument ved siden av integrerende sfære SPD-utgangskurve som viser fareklassifiseringsinngang

IEC 62471 dekker fotobiologisk sikkerhetsevaluering for lamper og lampesystemer innenfor sitt virkeområde. De relevante eksponeringsmålingene kan inkludere spektral bestråling eller spektral utstråling, avhengig av faren og testgeometrien. Et sfærespektrum kan identifisere emisjonsbånd og bidra til å planlegge vurderingen. Eksponeringsevalueringen bruker målinger som er passende for faren, med forhold som synsavstand, tilsynelatende kildestørrelse eller eksponeringsvarighet spesifisert der det er relevant. [9]

For ikke-laserutstyr beregnet for terapeutisk, diagnostisk, overvåkings-, kosmetisk eller estetisk bruk, kan IEC 60601-2-57 gjelde for grunnleggende sikkerhet og essensiell ytelse. Be om rapporten som dekker enhetens tiltenkte bruk, nøyaktige modell og driftsmoduser. Total watt fra en sfæretest beskriver enhetens optiske utgangseffekt. Eksponeringsmålinger beskriver hvor mye stråling som når øyet eller huden under de evaluerte forholdene. [9, 15]

Hva kjøpere bør be om fra en leverandør

Sammenligning av spesifikasjonsark som viser verifiserte kontra ubekreftede bestrålingsdata for rødlysterapienheter

1. Et spektrum for den nøyaktige modellen og kanalinnstillingene. Spør om de faktiske toppbølgelengdene, måleområdet og om spekteret representerer total utgang eller en avlesning på én posisjon.
2. En fluksrapport hvis total optisk effekt er en del av spesifikasjonen. Sjekk monteringsgeometrien, hvilken del av enheten som ble målt, hvordan systemet ble kalibrert og om resultatet er i optiske watt.
3. Et kart over bestrålingsstyrken ved den tiltenkte bruksavstanden. Kontroller avstandsreferansen, detektortype og bølgelengderespons, dekket område, målerutin og sentrums- og gjennomsnittsavlesninger.
4. Modellspesifikke sikkerhets- og samsvarsdokumenter. Tilpass modell- og maskinvarerevisjonen til omfanget av hver rapport eller oppføring. Hvis et laboratoriums akkreditering er sitert, sjekk at den dekker målingen.
5. Konsekvente forhold for side-ved-side-sammenligning. Bruk samme avstand, driftsmodus og målemetode på tvers av enheter. Behandle en håndholdt avlesning som en stikkprøvekontroll med mindre detektoren er kalibrert for bølgelengdene og oppsettet samsvarer med rapporten.

FAQ

Hva er hensikten med en integrerende sfære?

Den samler lys innenfor en definert geometri og blander det gjennom diffuse refleksjoner. En kalibrert detektor kan deretter måle den innsamlede fluksen. Ved å koble kulen til et spektroradiometer kan laboratoriet måle hvordan denne fluksen er fordelt etter bølgelengde.

Hvor mye koster en integrerende sfære?

Et tilbud avhenger av kulediameter, portkonfigurasjon, bølgelengdeområde og om pakken inkluderer et spektroradiometer, referansekilde, kalibrering og armaturer. Når du sammenligner tilbud, oppgi dimensjonene til den største prøven og bølgelengdebåndene og utgangsnivåene du må måle.

Hva annet brukes integrerende sfærer til?

Laboratorier bruker dem til karakterisering av LED-er, lamper og moduler. En kule kan også måle et materiales reflektans eller transmittans når den er konfigurert til å samle spredt lys fra en prøve. Armaturene og kalibreringen avhenger av målingen. [1, 16]

Hvordan kalibreres en integrerende sfære?

Laboratoriet måler en sporbar referanse i den relevante konfigurasjonen og bruker den til å fastslå systemets respons. For absolutt spektral utgang må kalibreringen dekke de nødvendige bølgelengdene. Kontroller referanse- og testgeometriene og vurder selvabsorpsjon når kilden eller armaturen endres. Kontroller oppsettet på nytt når belegget, detektoren eller den optiske koblingen endres, og følg laboratoriets dokumenterte kalibreringsplan. [2, 3]

Referanser

1. CIE. Måling av LED-er (CIE 127:2007) .
2. NIST. Kalibrerings- og overføringsstandarder for total spektral strålingsfluks .
3. NIST. Detektorbasert integrerende sfærefotometri .
4. NIST. Spektral strålingskalibrering (spesialpublikasjon 250-89) .
5. Opplysende ingeniørforening. Optiske og elektriske målinger av halvlederbelysningsprodukter (ANSI/IES LM-79-24) .
6. CIE. Testmetode for LED-lamper, LED-armaturer og LED-moduler (CIE S 025/E:2015) .
7. ISO og IEC. Generelle krav til kompetansen til test- og kalibreringslaboratorier (ISO/IEC 17025:2017) .
8. ISO. Kvalitetsstyringssystemer for medisinsk utstyr (ISO 13485:2016) .
9. IEC. Fotobiologisk sikkerhet for lamper og lampesystemer (IEC 62471:2006) .
10. Intertek. ETL-listet varemerkekatalog .
11. Europakommisjonen. CE-merkingsansvar for produsenter .
12. REDDOT LED. Maskinvaretesting og optisk retesting .
13. REDDOT LED. Spesifikasjoner for EST-T1 skrivebordspanel for rødt lysterapi .
14. REDDOT LED. LED-terapienheter og T1-spesifikasjoner .
15. IEC. Sikkerhet og essensiell ytelse for utstyr uten laserlyskilde (IEC 60601-2-57:2023) .
16. NIST. Referanseintegrerende sfære for spektral refleksjon .
17. CIE. Måling av lysstrøm (CIE 084:1989) .
18. REDDOT LED. Om REDDOT LED .
19. NIST. Forbedrede fotometriske standarder og kalibreringsprosedyrer ved NIST .

Relaterte guider

Relaterte veiledninger om integrering av sfærebruk og testing av rød lysterapi

• Slik måler du bestrålingen i rød lysterapi, fra valg av detektor til kalibrering
• Hvordan fabrikker sjekker bølgelengdenøyaktigheten til lysterapiprodukter
• Lysbestrålingsenheter, formler og testmetoder