Ulbrichtkugel Baukasten für modulare Ulbrichtkugeln

Ulbrichtsche Kugeln (UM)* sind ein wichtiges Bauelement der technischen Optik. Als Detektoren werden sie zur Vermessung divergenter Lichtquellen eingesetzt. Als Lichtquelle bieten sie homogene Leuchtfelder mit diffuser Abstrahlung. In der lichttechnischen Materialanalyse werden sie zur Messung von Reflexion, Transmission, Absorption, Photolumineszenz usw. genutzt.

In diesem Beitrag wird das Konzept des UM-Baukastensystems, die verschiedenen Kugelbaugruppen und das Zubehör zum Aufbau vollständiger Kugelsysteme vorgestellt. Der Weg zur eigenen modular konfigurierten Ulbrichtkugel wird in 10 einfachen Schritten beschrieben. Anhand von Beispielen wird das Verständnis der Modularität vertieft.

* die Ulbrichtsche Kugel, Englisch Integrating Sphere, ist nach dem Ingenieur Richard Ulbricht (1849 bis 1923) benannt. Das M steht für das Modulare Konzept.

Ulbrichtkugel Detektoren, im englischen Integrating Sphere Detectors, zur Messung des Lichtstroms und Strahlungsleistung von Lampen, Leuchtdioden und Leuchten aber auch von Lasern, Laserdioden, Lichtleiter in der Telekommunikation und Endoskopie.

Ulbrichtkugel Lichtquellen, im englischen Integrating Sphere Sources, Uniform Light Sources, bieten Leuchtfelder mit hoher Gleichförmigkeit der Leuchtdichte bzw. Strahldichte mit diffuser Abstrahlcharakteristik. Anwendungsgebiete sind der Pixel Weißabgleich von digitalen Kamerasystemen, CMOS und CCD Sensoren, Hyperspektraler Systeme, Streulichtmessung (Veiling Glare), Kalibrierung von Messgeräten für Leuchtdichte- und spektraler Strahldichte, Target Beleuchtung. 

Ulbrichtkugeln zur Messung von lichttechnischen Materialkennzahlen (Material Properties) wie Reflexion, Transmission, Absorption, Fotolumineszenz.

1. ISD Ulbrichtkugel Detektoren (Messung optischer Strahlung)

2. ISM Ulbrichtkugeln für Materialkennzahlen (Messung von Reflexion, Transmission, Absorption, Fotolumineszenz, usw.)

3. ISS Ulbrichtkugel Lichtquellen (Leuchtdichte- und Strahldichtestandards, Homogene Lichtquellen (Uniform Light Sources)

Prüfen Sie unser Produktportfolio hinsichtlich vorkonfigurierter Ulbrichtkugeln, Ulbrichtkugel Detektoren (ISD), Ulbrichtkugel Lichtquellen (ISS) und Ulbrichtkugeln für lichttechnische Materialkennzahlen auf unserer Homepage. Neben den zuvor beschriebenen drei Hauptanwendungen finden sich hier auch Ulbrichtkugeln der UP Serie. Dies sind Ulbrichtkugeln deren Gehäuse aus Aluminiumblöcken in präziser CNC Bearbeitungstechnik gefertigt sind. Daraus resultieren höchste Präzision der Kugelform sowie Geometrie- und Position der Portöffnungen. Finden Sie bereits hier eine Lösung, werden Sie Zeit und Kosten einsparen. Unser Vertriebsteam wird Sie gerne bei der Suche und Auswahl unterstützen.

Sollten Sie keine geeignete, vorgefertigte Kugel oder ein Ulbrichtkugel-System für Ihre Anwendung gefunden haben, starten Sie an dieser Stelle mit der Planung der Kugel-Konfiguration. Schon jetzt wird festgelegt mit welchen Baugruppen bzw. mit welchem Kugel- Zubehör und Messtechnik-Zubehör der Gigahertz-Optik die gewählte Ulbrichtkugel zu einem Ulbrichtkugel-System erweitert werden soll. Wenden Sie sich auch bei diesem Schritt gerne an unser Vertriebsteam. Gemeinsam werden wir dann Ihre individuelle Ulbrichtsche Kugel konfigurieren.

Als Anhaltspunkt für die Auswahl gelten:

1. Anzahl der Portöffnungen – Die Gesamtfläche aller Kugelöffnungen sollte nicht mehr als 5% der inneren Kugelfläche betragen

2. Durchmesser der größten Portöffnung

3. Größte, maximale Ausdehnung und Leistung der an bzw. in der Kugel verwendeten Lichtquelle

4. Wellenlängenbereich der geplanten Anwendung

5. Maximal zulässige Dämpfung der Ulbrichtschen Kugel unter den Aspekten der späteren Anwendung und Kalibrierung.

Als effektives Planungsinstrument für die Konfigurationsplanung Ulbrichtscher Kugeln haben sich Handskizzen bewährt. Im ersten Schritt empfiehlt sich die Darstellung der Basiskugel als Dreitafelbild mit Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht. Dabei sollte der Flansch, Hilfsrahmen bzw. Sockel der Basiskugeln in der angestrebten Ausrichtung dargestellt werden. Es muss unbedingt darauf geachtet werden, dass die Kugelbaugruppen und das Kugelzubehör proportional zur Größe der Basiskugel ausgeführt werden. Die Darstellung sämtlicher erforderlichen Bauteile dient als zuverlässige Vorlage zur Erstellung der Stückliste.

Machen Sie sich mit den Designkriterien für Ulbrichtsche Kugeln vertraut. Informationen dazu finden Sie im Informationsportal unserer Homepage: Grundlagen der Lichtmesstechnik

Neben der Bezugsmöglichkeit individuell Konfigurierter Ulbrichtscher Kugeln, die vom Anwender ausgebaut werden, bietet Gigahertz-Optik GmbH Teil- und Komplettlösungen für Ulbrichtkugel Systeme. In diesem Fall ist die Diskussion der geplanten Anwendung und technischen Daten und Erstellung eines Pflichtenheftes erforderlich.

Für Ulbrichtkugel-Systeme, in denen ferngesteuerte Baugruppen und Messabläufe vorgesehen sind, klären wir gemeinsam den Einsatz der „S“ Software der Gigahertz-Optik GmbH. „S“ bietet neben vielen Standardroutinen die Möglichkeit zusätzliche Funktions- und Auswertemodule einzubinden. Die Einbindung von Kugelsystemen mit Fernsteuerungsfunktion in die Software des Anwenders ermöglichen die S-SDK Software Entwicklungskits, die für Kugel-Zubehör, Messgeräte, Netzteile usw. zur Verfügung stehen.

Das Kalibrierlabor für optische Strahlungsmessgrößen der Gigahertz-Optik GmbH bietet auch Kalibrierungen für Ulbrichtkugel Systeme. Zu den möglichen Kalibrierungen gehören:

1. Kalibrierung der absoluten spektralen Strahlungsleistungsempfindlichkeit in W von ISD Ulbrichtkugel-Detektoren. Spektralbereich 200 nm bis 1800 nm.
2. Kalibrierung der Leuchtdichte in cd/m² von ISS Ulbrichtkugel-Lichtquellen.
3. Kalibrierung der spektralen Strahldichte in W/m²nm bzw. W/m²μm. Spektralbereich 250 nm bis 2500 nm.
4. Kalibrierung der Leuchtdichteverteilung (Homogenität/Uniformity) von ISS Ulbrichtkugel-Lichtquellen
5. Kalibrierung von diffusen Reflexionsstandards für ISM Ulbrichtkugeln für Materialanalyse

Basierend auf den erstellten Handskizzen und diskutierten Systemzusammenstellungen erstellen wir Kostenvoranschläge, in denen sämtliche Baugruppen und Dienstleistungen aufgeführt sind. Anhand des Kostenvoranschlages können Korrekturwünsche besprochen werden.

Sobald der Kostenvoranschlag und die Kugelkonfiguration freigegeben sind, erstellt Gigahertz-Optik GmbH ein verbindliches Angebot. Zur Vereinfachung und Reduzierung des Aufwandes für den Einkauf des Auftraggebers wird für das gesamte Kugelsystem ein neuer Artikel angelegt. Der Kostenvoranschlag dient als Stückliste für diesen Artikel.

Basis Kugeln

Basiskugel mit Flansch.
Bariumsulfat Beschichtung

Basiskugel mit Sockel oder Hilfsrahmen.
Bariumsulfat Beschichtung

Basiskugel mit Flansch.
Synthetische ODM98 Beschichtung

Basiskugel mit Sockel oder Hilfsrahmen. Synthetische ODM98 Beschichtung

Kugel Baugruppen

Portrahmen mit umlaufender V-Nut zur Befestigung von Zubehör

Abschattung zweier oder mehrere Portöffnungen zueinander oder zum Kugelzentrum

Kugel Zubehör

UMPP

Stopfen für Portrahmen

Zum Verschluss einer Portöffnung mit Portrahmen

UMPR

Reduziereinsätze für Portrahmen

UMPA

Portadapter für UMPF Portrahmen

Hilfslampen. Mikrobank Adaption. Lichtleiteranschluss.

UMSH

Probenhalter

Befestigung und elektrischer Anschluss von Test Proben bzw. Lampen Adapter

UMLA

Leuchten mit Lampe im Kugelinneren 

Halogen Lampen, Optional Filterhalter, variable Blenden, Filterräder

Messtechnik Zubehör

PD-11

Fotodioden Detektoren

Photometrische Detektoren

Si, InGaAs, V(Lambda)

Für 19“ Rack Einbau

Für zwei Detektoren. Tischgehäuse. RS232 und IEEE488

BTS2048-VL

BTS2048-VL-F

LED Prüfadapter

Software

S-SDK

Software