Übersicht
Die RTS-3ZC Ulbricht-Kugel hat eine 13º/D-Geometrie, die einen nahezu normalen Einfall bei 13º und eine diffuse Erfassung über das Glasfaserbündel des Geräts ermöglicht. Das Innere der Ulbricht-Kugel ist aus dem diffusen Polymermaterial Zenith gefertigt, einer festen, maschinell bearbeiteten Form von PTFE. Zenith® ist ein hochreflektierender (>95 %) und lambertscher Reflektor über den breiten Spektralbereich von 350-2500 nm, der ein Maximum an Effizienz und optischer Leistung bietet. Eine speziell entwickelte kollimierte Wolfram-Lichtquelle, die zum Lieferumfang der Kugel gehört, sorgt für eine sonnenähnliche Bestrahlungsstärke auf der Probe.
Die Kugel-Basisbaugruppe umfasst sechs Anschlüsse zur Aufnahme der mitgelieferten Probenhalter, der Lichtquellenbaugruppe, des Glasfaseradapters, der Lichtfalle und der Anschlussstöpsel. Zwei diffuse Zenith®-Referenzstandards mit einem Nennwert von 99 %, ein kalibrierter und ein nicht kalibrierter, sind in der Baugruppe für absolute oder relative spektrale Reflexionsmessungen enthalten.
Oben abgebildet: Reflexionsspektrum eines Blatts mit (blaue Kurve, Quadrate) und ohne (rote Kurve, Kreise) Streulichtkorrektur.
Die Kugel kann auf verschiedene Weise konfiguriert werden und ermöglicht bei minimalem Aufwand eine schnelle Analyse mehrerer wichtiger Größen:
- 13º/D Hemisphärischer Gesamtreflexionsgrad (einschließlich Spiegelreflexion)
- Vergleichsmethode und Substitutionsmethode
- 13º/D Hemisphärischer Reflexionsfaktor (ohne Spiegelreflexion)
- Normaler hemisphärischer Transmissionsgrad
Die Kugel kann auch bequem auf ein Stativ montiert oder in der Hand gehalten werden. Die RTS-3ZC Ulbricht-Kugel ist in einem robusten, wasserdichten, tragbaren Koffer untergebracht, in dem die Kugelbaugruppe und alle Komponenten sicher aufbewahrt werden.
Einsatz von Ulbricht-Kugeln in der Feldradiometrie
Studien zur Strahlungsbilanz und zur Modellierung von Pflanzendächern erfordern häufig die Messung der halbkugelförmigen Reflexions- und Transmissionswerte von Proben aus der Praxis. Bei vielen dieser Studien kann die Verwendung von Reflexionswerten, die mit gerichteter Beleuchtung/gerichteter Betrachtungsgeometrie gemessen wurden, fehlerhafte Ergebnisse zur Folge haben.
Die Ulbricht-Kugel ist für diese Messungen ideal geeignet, da sie die gesamte von einer Probe reflektierte oder durch sie hindurchtretende Strahlung abfängt. Bei einer externen Ulbricht-Kugel (die Probe befindet sich außerhalb der Kugel) fängt die Kugel das von der Probe reflektierte oder durch die Probe hindurchtretende Licht auf und verteilt die Energie sehr gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Kugel. Ein Detektor reagiert dann auf einen Teil der Kugelwandenergie, um einen aussagekräftigen Wert über den durchschnittlichen hemisphärischen Reflexionsgrad der Probe abzuleiten. Nach dem Prinzip einer Ulbricht-Kugel lässt sich der Reflexions- oder Transmissionsgrad einer Probe aus dem Verhältnis zwischen einer bekannten Referenz und einer unbekannten Probe ableiten.
Kugeln werden seit dem frühen zwanzigsten Jahrhundert auf diese Weise verwendet, und die Methoden zur Messung des Reflexionsgrads mithilfe von Kugeln sind in US-amerikanischen und internationalen Normungsgremien gut dokumentiert. Tatsächlich können die Ergebnisse auch als absolut rückführbare Reflexionswerte betrachtet werden, wenn kalibrierte Standards mit bekannten Reflexionswerten als Referenz für die Probenmessungen verwendet werden.