Labsphere RT- und RTC-Reflexions-Transmissions-Ulbrichtkugeln

Labsphere RT- und RTC-Reflexions-Transmissions-Ulbrichtkugeln wurden speziell für die Messung des gesamten halbkugelförmigen Reflexions- und Transmissionsgrads von spiegelnden und diffus reflektierenden Materialien entwickelt. Die Ulbricht-Kugeln RT-060-xx ermöglichen die Messung des Reflexions- und Transmissionsgrades einer Probe, die außerhalb der Kugel an einer Anschlussöffnung platziert wird. Die Ulbricht-Kugeln RTC-060-xx verfügen zusätzlich über eine mittig angebrachte Probenhalterung, die es ermöglicht, eine Probe vertikal in der Mitte der Kugel aufzuhängen. Diese kann zur Messung der Gesamtreflexion als Funktion des Beleuchtungswinkels in Bezug auf den Probenstrahl gedreht werden. Es werden zwei Kugelbeschichtungen angeboten, Spectraflect (SF) für 300-2400nm und Infragold (IG) für 0,7-20μm.

Hauptmerkmale der Reflexions-Transmissions-Ulbrichtkugeln

• Ulbricht-Kugeln für die Messung von Reflexion und Durchlässigkeit
• Messung der hemisphärischen Gesamtreflexion (einschließlich spiegelnder Reflexion), der diffusen Reflexion (ohne spiegelnde Reflexion) und der spiegelnden Reflexion sowie der hemisphärischen Gesamtdurchlässigkeit
• Messung des hemisphärischen Gesamtreflexionsgrads in Abhängigkeit vom Beleuchtungswinkel (nur RTC-Modelle)
• Ulbricht-Kugeln mit 6 Zoll Durchmesser und wahlweise Spectraflect- (300-2400 nm) oder Infragold-Beschichtung (0,7-20μm)

Reflexionsspektroskopie

Reflexionsmessungen mit einer Ulbricht-Kugel liefern absolute Werte, die unabhängig davon sind, ob die Probe matt oder glänzend ist. In ähnlicher Weise liefern Transmissionsmessungen mit einer Kugel Messwerte, die unabhängig davon sind, ob die Probe frei von Streuung ist. Wenn die Probe an der Kugelöffnung platziert und mit einem kollimierten Lichtstrahl beleuchtet wird, fängt die Ulbricht-Kugel das gesamte reflektierte Licht über eine komplette Halbkugel ein, die dann von einem mit der Kugel gekoppelten Spektrometer abgetastet wird. Anhand des aufgezeichneten spektralen Reflexionsgrads kann die Farbe des Objekts berechnet werden, während die spektrale Signatur charakteristisch für die Materialzusammensetzung ist und Aufschluss über die Beschaffenheit des Materials gibt.

Speziell entwickelt für Reflexions- und Transmissionsmessungen

Die Labsphere RT-060-xx Ulbricht-Kugeln verfügen über fünf Öffnungen mit einem Durchmesser von 1 Zoll, um die für eine 8°-Doppelstrahlgeometrie erforderlichen Proben- und Referenzstrahlen sowie die für eine 8°-Einstrahlgeometrie erforderlichen Anschlussstutzen aufzunehmen. Eine 0,5-Zoll-Detektoröffnung befindet sich an der Nordpolposition der Kugel. Eine Spiegellichtfalle ist für spiegelnde, nicht reflektierende Messungen enthalten. Ein 1/4-20-Gewindeanschluss befindet sich an der Südpolposition der Kugel, und eine Pfostenhalterung, ein Pfostenhalter und eine quadratische Grundplatte sind im Lieferumfang enthalten.

Die Labsphere RTC-060-xx Ulbricht-Kugeln bieten eine verbesserte Vielseitigkeit mit einem 2,5-Zoll-Anschluss am Nordpol, der einen vertikal aufgehängten, mittig montierten, drehbaren Probenhalter aufnimmt, der Messungen des Reflexionsgrads in Abhängigkeit vom Einfallswinkel der Beleuchtung ermöglicht. Die RTC-Kugeln verfügen über drei äquatoriale Öffnungen mit einem Durchmesser von 1 Zoll und zwei Öffnungen mit einem Durchmesser von 1,25 Zoll, die für die Aufnahme von Proben- und Referenzstrahlen erforderlich sind, die für eine 8°-Doppelstrahlgeometrie benötigt werden, sowie über Öffnungsstopfen, die für eine 8°-Einstrahlgeometrie erforderlich sind. Eine 0,5-Zoll-Detektoröffnung befindet sich am Südpol der Kugel. Eine Spiegellichtfalle ist für spiegelfreie Reflexionsmessungen vorgesehen. Die RTC-Kugeln sind in einem stabilen „H-Rahmen“-Stativ untergebracht.

Sowohl RT- als auch RTC-Kugeln sind für Transmissionsmessungen geeignet. Im Transmissionsmodus wird die Probe an der Eingangsöffnung der Ulbricht-Kugel platziert und mit einem kollimierten Probenstrahl beleuchtet. Die Kugel sammelt dann sowohl die normalen als auch die diffusen Komponenten des durchgelassenen Lichts, was bedeutet, dass der Gesamttransmissionsgrad sowohl für klare als auch für streuende Materialien erfasst wird.

Die RT-Kugeln können Reflexionsmessungen in den Geometrien „spiegelnd eingeschlossen“ (8°/H) und „spiegelnd ausgeschlossen“ (8°/D) durchführen. Subtrahiert man die rein diffuse Reflexion von der gesamten hemisphärischen Reflexion, erhält man den Wert der rein spiegelnden Reflexion („Glanz“). Darüber hinaus ermöglichen die RTC-Kugeln die Messung der hemisphärischen Gesamtreflexion als Funktion des Beleuchtungswinkels.

Alle Kugelöffnungen sind messerscharf, um die Erfassung von Weitwinkelstreuung zu ermöglichen, und die internen Ablenkungen sind auf ein Minimum reduziert, um dem Detektor eine maximale Sicht auf die Kugelwand zu ermöglichen. Es sind federbelastete Probenhalter vorgesehen, die an den robusten Portrahmen um die Portöffnungen herum befestigt werden, um die Probe entweder an den Reflexions- oder Transmissionsportpositionen zu halten und auch einen Reflexionsstandard zu halten.

Zentriert montierte Probenhalter

Die RTC-060 Ulbricht-Kugeln verfügen über eine 2,5-Zoll-Anschlussöffnung an der Nordpolposition, die einen Probenhalter mit variablem Winkel aufnehmen kann. Standardmäßig werden die RTC-Kugeln mit einem Backen-Probenhalter für die Mittenmontage geliefert, während Probenhalter für die Mittenmontage in Form von Klammern und Küvetten als optionales Zubehör erhältlich sind. Der Backenhalter kann für Proben verwendet werden, die eingespannt werden können. Die Backen des Probenhalters können Proben mit einer Größe von bis zu 1 x 2 Zoll und einer Dicke von bis zu 0,38 Zoll aufnehmen. Der Clip-Probenhalter ist für dünne Filme oder Proben gedacht, die nicht die nötige Steifigkeit haben, um von einem Klemmbacken-Probenhalter gehalten zu werden. Proben bis zu einer Größe von 1,50 x 2 Zoll und einer Dicke von 0,125 Zoll können mit dem Clip-Halter gehalten werden. Der Küvettenhalter fasst quadratische Standardküvetten mit 12,5 mm Durchmesser und wird zur Aufnahme von Flüssigkeiten und Pulvern für die Absorptions- und Streucharakterisierung verwendet. Im Lieferumfang ist ein 2,5-Zoll-Anschlussstopfen enthalten, der die Öffnung des Nordpolanschlusses für Messungen verschließt, die keinen mittig montierten Probenhalter erfordern.

Reflexionsgrad Transmissionsgrad Ulbricht-Kugel Kalibrierung

Für Reflexionsmessungen wird ein Referenzstandard für diffuse Reflexion benötigt. Dieser wird zunächst an der Probenöffnung angebracht und das Spektrometersignal aufgezeichnet (Referenzmessung). Anschließend wird der Reflexionsstandard gegen die zu prüfende Probe ausgetauscht und das Spektrometersignal ein zweites Mal aufgezeichnet (Probenmessung). Der Reflexionsgrad des Probenmaterials wird dann aus dem Verhältnis der beiden Messwerte berechnet.

Bitte beachten Sie, dass die einer Ulbricht-Kugel innewohnenden Mehrfachreflexionen zu einer Wiederaufhellung der Probe und einem Fehler, dem so genannten Substitutionsfehler, führen. Dieser kann auf zwei Arten beseitigt werden. Entweder werden die Probe und der Reflexionsstandard gleichzeitig auf der Kugel angebracht und ihre Positionen zwischen Referenz- und Probenmessungen vertauscht. Dadurch wird der gleiche Kugeldurchsatz beibehalten und der Substitutionsfehler beseitigt. Alternativ kann der Probenstrahl in einen Proben- und einen Referenzstrahl aufgeteilt werden (so genannte „Doppelstrahl“-Konfiguration), wobei jeder der beiden Strahlen jeweils die Probe und den Reflexionsstandard beleuchtet. Bei diesem Ansatz müssen die Probe und der Reflexionsstandard bei der Durchführung von Kalibrierungs- und Probenmessungen nicht physisch zwischen den Anschlüssen bewegt werden. Sowohl die RT- als auch die RTC-Integrationskugeln unterstützen jeden dieser Ansätze.

Im Transmissionsbereich ist die Ulbricht-Kugel selbstkalibrierend. Um die Kugel zu kalibrieren, wird das Signal des Probenstrahls bei geöffneter Eingangsöffnung aufgezeichnet. Anschließend wird die Probe an der Öffnung platziert und das übertragene Signal mit dem Spektrometer aufgezeichnet. Der Transmissionsgrad des Probenmaterials wird dann aus dem Verhältnis der beiden Messwerte errechnet.

Ulbricht-Kugel-Beschichtungen

Die Ulbricht-Kugeln der Serien RT und RTC von Labsphere sind mit zwei diffus reflektierenden Beschichtungen erhältlich. Wählen Sie Spectraflect, eine Beschichtung auf Bariumsulfatbasis für den Spektralbereich von 300-2400 nm mit einem nominalen Spitzenreflexionsgrad von 98 %. Für den Infrarotbereich von 700nm bis 20μm ist die galvanische Beschichtung Infragold erhältlich, die einen Reflexionsgrad von etwa 94 % aufweist. Beide Beschichtungen weisen eine nahezu perfekte lambertsche (oder diffuse) Reflexion auf, was bedeutet, dass die von der Kugeloberfläche reflektierte Strahlung in allen Blickrichtungen gleich ist, was eine höhere Messgenauigkeit und Wiederholbarkeit sowohl bei matten als auch bei glänzenden Probenmaterialien ermöglicht.