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Goniophotometer
Infrastruktur - Goniophotometer

Optiklabor Messung von Streuung, Reflexion, Transmission, Einstrahlung und Farbe

Die optischen Eigenschaften der in der Gebäudehülle eingesetzten Komponenten bestimmen ihre Wechselwirkung mit der solaren Einstrahlung. Sie sind somit nicht nur entscheidend für das Erscheinungsbild eines Gebäudes, sondern wirken sich auch auf Komfort und Energiebedarf aus. Im Optiklabor werden transparente, transluzente und opake Bauteile exakt und anwendungsgerecht charakterisiert.

 

Infrastruktur - Goniophotometer

Goniophotometrische Messung von Streuung, Reflexion und Transmission

Der Begriff der Streuung fasst Reflexion und Transmission zusammen. Die räumliche Verteilung des gestreuten Lichts ist von der Struktur des Materials abhängig. Sie bewirkt alltäglich zu beobachtende Phänomene wie Glanz, Transparenz und Diffusivität, jedoch auch unregelmässige Effekte wie die Umlenkung von Licht. Das Goniophotometer des Kompetenzzentrums erlaubt die Charakterisierung der Streuung bei konfigurierbarer Richtungsauflösung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen.

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Das Goniophotometer des Kompetenzzentrum erfasst Streuung durch sequentielle Messungen eines um eine Probe rotierenden Sensors. Diese Technik garantiert nicht nur einen hohen Dynamikumfang, der v.a. im Fall stark gerichteter Streuung an spiegelnden Oberflächen wichtig ist, sondern erlaubt auch die Adaption von Auflösung und Empfindlichkeit an die zu messende Verteilung. Messungen im sichtbaren oder nah-infraroten Spektrum erreichen dadurch eine je nach Einsatzzweck sehr hohe Richtungsauflösung und erfassen sowohl helle Spitzen in der Verteilung als auch schwaches Streulicht. Technische Daten:

  • Modell pg-2 (Hersteller pab advanced technologies ltd., Freiburg
  • Wählbare Einfallsrichtungen, adaptive Richtungsauflösung bei hohem Dynamikumfang
  • Messung der mittleren BSDF auf einer Fläche mit konfigurierbarem Durchmesser von ca. 7mm bis 70mm bei Probengrössen von ca. 15mm x 15mm bis 1000mm x 900m
  • Messung integriert über sichtbares (ca. 380nm bis 780nm) oder nah-infrarotes (ca. 780nm bis 2500nm) Spektrum oder in Bänder von z.B. 50nm aufgelöst.

Neben Anwendungen in Forschung und Lehre werden anforderungsgerechte massgeschneiderte Messungen angeboten. Das Kompetenzzentrum unterstützt so Industriepartner in der Entwicklung und Optimierung sowie Planer in der Charakterisierung  und Modellierung von Produkten mit einem deutlichen Schwerpunkt in den Bereichen Lichtlenkung, Sonnen- und Blendschutz.

 

Solar Pyranometer

Beleuchtungsstärke, Leuchtstärke und solare Strahlung

Das Kompetenzzentrum verfügt über stationäre und mobile Instrumente zur Lichtmessung. Für mobile photometrische und radiometrische Messungen steht ein Radiometer mit austauschbaren Detektoren zur Verfügung. Die solare Einstrahlung wird am Campus Horw kontinuierlich mit Pyranometern aufgezeichnet. In der Entwicklung befinden sich kalibrierte Kameras zur Leuchtdichtemessung.

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Die Messung von Beleuchtungsstärke und solarer Einstrahlung mit mobilen Instrumenten erlaubt z.B.den Vergleich mit Erwartungswerten vor Ort oder erste Abschätzungen zur Wirkung von Verglasungen und Behängen. Das Kompetenzzentrum verwendet ein über eine USB-Schnittstelle auslesbares Radiometer. Auswechselbare, kalibrierte Messköpfe erlauben wahlweise photometrische Messungen von sichtbarem Licht, oder die radiometrische der Einstrahlung im solaren Spektrum.

Technische Daten:

Modell: IL-1400 (Hersteller International Light)

Messköpfe: Photometrisch SEL033, radiometrisch SEL623 (Hersteller International Light)

Die Aufzeichnung der solaren Einstrahlung unterscheidet zwischen der gerichteten, direkten Sonnenstrahlung und dem diffusen, in der Atmosphäre gestreuten Himmelslicht. Das Kompetenzzentrum betreibt am Campus Horw hierfür zwei Pyranometer und stellt die Messdaten digital zur Verfügung.

Technische Daten:

Modell: CMP11, für diffuse Messung mit Schattenring CM121 (Hersteller Kipp & Zonen)

ISO 9060 Class A «secondary standard» Pyranometer

Beheizt und belüftet zur Vermeidung von Tauwasser

Temperaturkorrigiert, Temperaturabhängigkeit der Empfindlichkeit < 1%

Wellenlängenbereich 285nm bis 2800nm

Farbmessung

Farbe als Resultat von Materialeigenschaften, Beleuchtung und der Physiologie des menschlichen Sehens prägt unsere visuelle Wahrnehmung. Die Fähigkeit des Auges, auch kleinste Farbunterschiede zu erkennen, führt zu hohen Anforderungen in der Herstellung von Bauteilen für die Gebäudehülle, wenn irritierende Abweichungen z.B. auf ausgedehnten Fassadenflächen vermieden werden sollen. Weiterhin werden am Kompetenzzentrum Methoden entwickelt, Farben bildbasiert zu erfassen.

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Das Kompetenzzentrum setzt ein auf spektrometrischen Messungen basierendes Farbmessgerät ein, das je nach Oberflächeneigenschaften in unterschiedlichen geometrischen Konfigurationen die Farbe gerichtet oder diffus beleuchteter Muster bestimmt. Abweichungen innerhalb einer Gruppe von Mustern oder bezogen auf eine Referenz lassen sich auf Grundlage der Messungen z.B. als Farbabstand quantifizieren. Das Instrument wird sowohl für Forschung und Lehre verwendet als auch zur Unterstützung bei Industriepartnern z.B. in der Prozessoptimierung eingesetzt.

Technische Daten:
Modell: Colorlite SPH860