Design Kriterien für den Aufbau von Ulbrichtkugel Detektoren (ISD)

Die Messung des Lichtstroms bzw. der Strahlungsleistung von Leuchtmitteln und Leuchten sind eine der Hauptanwendungen der Ulbrichtkugel. Dabei wird deren Vielfachreflektion genutzt und somit gewährleistet, dass das Licht, welches von außen in die Kugel eintritt bzw. in der Kugel erzeugt wird, die Kugeloberfläche gleichmäßig ausleuchtet. Die Beleuchtungsstärke, die an einer Öffnung in der Kugel gemessen wird, ist proportional zum Lichtstrom innerhalb der Kugel. In Abhängigkeit der Abstrahlcharakteristik der Test-Lichtquelle ergeben sich verschiedene Designkriterien.

Typische Aufbauformen Ulbrichtscher Kugeln zur Messung der Lichtleistung

Ulbrichtkugel-Design für Lichtquellen, die ihre Strahlung frei in den Kugelraum (4π) abstrahlen. Zur Messung wird die Testleuchte mittels eines Lampenhalters im Zentrum der Kugel positioniert. Ein Baffel muss zwischen der Testlampe und dem Lichtdetektor positioniert werden. Dieser verhindert eine direkte Beleuchtung des Detektors durch die Testlampe. Der Detektor selbst muss mit einer Streuscheibe ausgeführt sein. Diese sorgt dafür, dass möglichst die gesamte Kugeloberfläche vom Blickfeld des Detektors erfasst wird. Eine Hilfslampe ermöglicht es, die Einflüsse durch Selbstabsorption der Testlampe auf den Lichtdurchsatz der Kugel zu kompensieren.

Für Anwendungen mit gerichteten Leuchtmitteln und Leuchten sowie Kaltlichtquellen mit Lichtleiter und Laser werden die Ulbrichtkugeln mit einer Applikationsöffnung ausgeführt. Die Strahlung der Lichtquelle, die außerhalb der Ulbrichtschen Kugel betrieben wird, gelangt durch diese Öffnung in das Kugelinnere. Ein Baffel zwischen Applikationsöffnung und Detektor ist nicht erforderlich, da dieser nicht direkt beleuchtet wird. Der Detektor muss mit einer Streuscheibe ausgeführt sein.

Für Anwendungen mit Leuchtmitteln und Leuchten mit großem Abstrahlwinkel, wie z.B. LEDs muss der Detektor gegen die Messöffnung mit einem Baffel abgeschattet werden. Auch in dieser Konfiguration muss eine Streuscheibe vor dem Detektor vorgesehen werden.