積分球又稱為光通球，光度球，是一個(gè)中空的完整的內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的開腔球體，球殼內(nèi)壁上開有幾個(gè)窗孔，用于進(jìn)光孔和安放光接收器等。積分球內(nèi)壁上涂有漫反射材料，也就是漫反射材料接近于1的材料，使得球內(nèi)壁可見光的光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上。

積分球球體的設(shè)計(jì)

　　顯然，積分球球體肯定是越圓越好，這樣就更能保證光線在其內(nèi)部的每次反射都有不同路徑，更易使光均勻。

　　對(duì)于積分球球壁上開有2π測量口的球體，當(dāng)采用4π方法測量時(shí)，其開口的擋板比較好的設(shè)計(jì)方法是擋板和球體有相同的球面度，這樣當(dāng)用擋板封貼在開口處時(shí)，擋板和球體可以形成一個(gè)完整的球面，對(duì)于光線的散射基本不造成影響。

　　顯然，有的積分球采用平面擋板封貼于2π開口處，這樣就嚴(yán)重破壞了球體的球面度，進(jìn)而影響光線散射的均勻性。特別是當(dāng)2π開口比較大時(shí)，這種影響就更加明顯。

積分球內(nèi)部擋板的設(shè)計(jì)

　　正常測量時(shí)，積分球球體內(nèi)部或球壁上需要安裝標(biāo)準(zhǔn)燈、輔助燈、溫度探頭、光纖探頭、被測光源等各種部件。為了進(jìn)行準(zhǔn)確測量，這幾個(gè)部件之間的位置關(guān)系需要遵循以下一些基本原則：

　　1、輔助燈、標(biāo)準(zhǔn)燈或被測光源發(fā)出的光線都不應(yīng)該直接照射到光纖探頭，否則測量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)重大誤差。因?yàn)槿绻饩€直接照射到光纖探頭，則其沒有經(jīng)過散射均勻化之前就直接被采集，這樣其測量結(jié)果不能代表整個(gè)積分球內(nèi)表面的照度水平，造成極大的測量誤差。為了避免這種情況，通常在光纖探頭正前方需要設(shè)置擋板。但積分球擋板的大小、位置與形狀設(shè)計(jì)以不影響光線的均勻化為前提，即需要保證光纖探頭部位的光照度與其它部分的光照度相同。

　　2、輔助燈、標(biāo)準(zhǔn)燈、被測光源發(fā)出的光線不應(yīng)直接照射到溫度探頭。通常溫度探頭對(duì)于光線比較敏感，接收光線強(qiáng)度不同，其溫度也會(huì)不同，這就會(huì)引入測量誤差，從而使其測量值不能反映積分球體內(nèi)部的真實(shí)溫度。通常，我們也可以在探頭前部設(shè)置擋板，以達(dá)到避免光線直射的目的。

　　3、輔助燈發(fā)出的光不應(yīng)直接照射到標(biāo)準(zhǔn)燈或被測光源。輔助燈的作用是為了比較標(biāo)準(zhǔn)燈與被測光源外形、顏色差異而設(shè)計(jì)。顯然如果其發(fā)射出的光線直射到標(biāo)準(zhǔn)燈或被測光源表面，則在未經(jīng)均勻化之前就被吸收掉一部分。而剩下部分光線在積分球體內(nèi)部均勻化后，照射到光源表面，也會(huì)被吸收掉一部分。但顯然直射面與非直射面的照度不同，對(duì)于光線吸收的比例關(guān)系不再成立，從而產(chǎn)生吸收補(bǔ)償系數(shù)的誤差，進(jìn)而影響Z終的測量結(jié)果。

　　4、標(biāo)準(zhǔn)燈、被測光源的安裝位置Z好相同，如不能相同，也應(yīng)盡量接近，以減小由于校準(zhǔn)燈位置與測量位置不同而產(chǎn)生的測量誤差。需要著重指出的是，在通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)燈位置與被測光源的位置相同，所以擋板的位置比較好設(shè)計(jì)。但有的積分球生產(chǎn)廠家由于不能提供2π發(fā)光的標(biāo)準(zhǔn)燈，所以當(dāng)被測光源安裝在球壁側(cè)開口位置時(shí)，仍然采用球心4π標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行校準(zhǔn)。此時(shí)就一定需要注意被測光源與光纖探頭、溫度探頭、輔助燈之間的擋板設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)原則仍然需要遵循前述幾個(gè)要點(diǎn)，不能偏離任何一點(diǎn)，否則其測量誤差不可避免。理論上，標(biāo)準(zhǔn)燈的安裝位置應(yīng)該和被測光源的安裝位置相同，這樣才能使測量誤差Z小化。

積分球的涂料

　　1、涂料的反射率

　　涂料的高反射率是積分球的diyi要求。反射率越高，每次光反射被吸收的能量就越少，在相同能量損失的情況下，反射次數(shù)就越多，光就越均勻，積分球測量也就越準(zhǔn)確。

　　2、涂料的漫反射特性

　　理想狀態(tài)下，積分球的內(nèi)表面噴涂涂料后，應(yīng)該是一個(gè)遵循朗伯定律的漫射面，即不管入射光來自何方，沿各方向漫射光的發(fā)光強(qiáng)度總與cosθ成正比。所以在考察涂料反射率的同時(shí)，一定要考察其漫反射特性。

　　3、涂料的光譜選擇性

　　積分球涂料的反射率應(yīng)該是針對(duì)于特定波長的光，而不是對(duì)于全光譜都有效。不同波長的光照射到同一個(gè)點(diǎn)，其被反射率肯定不同;對(duì)于某些波長的光，其反射能力可能很強(qiáng);對(duì)于某些波長的光，其反射能力可能很弱。對(duì)于積分球而言，當(dāng)然是希望對(duì)于可見光譜范圍內(nèi)不同波長的光的反射能力相等，這樣在校準(zhǔn)、計(jì)算時(shí)就非常易于處理，測量結(jié)果更為精確。

　　4、涂料的穩(wěn)定性

　　積分球涂料的穩(wěn)定性主要是指抗氧化能力和抗潮解能力。通常我們常見的涂料主要成分為硫酸鋇BaSO4。而硫酸鋇在遇高溫后容易氧化，從而改變顏色。所以通?？吹接械姆e分球用了1年以后，表面發(fā)黃。另外，還要求涂料遭遇潮濕天氣時(shí)，表面干燥，不應(yīng)潮解。如果表面潮解，則當(dāng)天氣再次干燥時(shí)，涂料也干燥，表面極易開裂，進(jìn)而發(fā)生表層脫落。

　　5、噴涂工藝

　　顯然光有好的涂料還不行，必須有一個(gè)好的噴涂工藝才能使積分球的漫反射特性錦上添花。各個(gè)廠家的噴涂工藝肯定不同，但總體要求應(yīng)該一致：即積分球球體表面潔白無瑕，應(yīng)該有比較均勻粗燥的顆粒，不易脫落。只有做到這幾點(diǎn)，這個(gè)噴涂工藝才可以讓人放心和接受。

積分球夾具的設(shè)計(jì)

　　積分球內(nèi)部Zda的夾具實(shí)際上是ZX支柱。支柱上面既要承載標(biāo)準(zhǔn)燈，也要承載被測光源，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮承重的要求;另外，對(duì)于大型積分球，由于測量時(shí)需要考慮燈具安裝姿態(tài)，所以還需要考慮球心支柱采用上懸或下立的安裝方式，也需要考慮輔助夾具，以考慮燈具側(cè)裝的情況。

　　解決了燈具支撐的問題，就需要考慮燈座問題。不同的燈具，需要不同的燈座。Z常見的燈座有螺口燈座和條形熒光燈管燈座;Z近出現(xiàn)的條形LED燈管，其燈座有別于熒光燈管燈座，是需要特別考慮的一點(diǎn)。所有以上提及的夾具，Z好都采用球內(nèi)壁涂料，進(jìn)行一次徹底噴涂，以減小吸光效果。

　　另外，在滿足支撐強(qiáng)度的前提下，Z好應(yīng)使積分球夾具的表面積Z小化。對(duì)于2π測試，其夾具通常是一個(gè)難點(diǎn)。因?yàn)?π燈具通常體積大，重量大，難于支撐。我們通常很難既使得燈具可靠支撐，又能把燈具固定在2π側(cè)開口出，而且積分球測量時(shí)不漏光。