CN102004086B - 便携式镜面反射测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式镜面反射测量装置，包括有壳体，壳体一端的侧壁上安装有LED光源，LED光源的前方光路上设有半透半反镜，半透半反镜的反射面朝向壳体的内腔端面，半透半反镜的透射光路上依次设有第一可变光阑和通透窗口，通透窗口的表面贴附有具有反射能力的样品，通透窗口的入射面朝向壳体的内腔端面；通透窗口反射面的前方光路上依次设有第二可变光阑、准直透镜和光电探测器。本发明以紧凑的结构件相对固定测量光源、样品面、准直光学系统和光强探测器，体积小巧，原理简单，能保证一定程度的测量精度和可重复性。

Description

便携式镜面反射测量装置

技术领域

本发明涉及一种可用于测量平板形、块型、以及膜材料表面对于白光的一般镜面反射比的简易装置。

背景技术

材料镜面反射率的测量广泛应用于工业设计和科学研究。通常严格的测试应当通过暗环境下待测材料对于特定入射角度、特定光谱分布和特定角分布的光束在一定分布区域内造成的反射光强度或光通量的测量与已标定的标准反射体相比较而获得，需要的仪器设备包含样品装夹具、积分球、单色仪、精密转台、陷光器、光电探测器以及相应的准直、会聚镜头等。但这样的测试装置复杂、笨重难以移动，难以实际应用于批量生产过程检测、野外测量等对测试灵活性要求高于精确度的场合。

由此就带来了一种需求，即在满足一定测量准确性前提下尽可能的使镜面反射测量装置做到小型化、集成化、低成本、易于携带且稳定可靠。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式镜面反射测量装置，将镜面反射测量装置简化为光源、准直系统、探测器三个主要功能部分，加上适当的结构件，构成最终的测量系统。

本发明的技术方案如下：

一种便携式镜面反射测量装置，包括有壳体，其特征在于：所述壳体一端的侧壁上安装有LED光源，所述LED光源的前方光路上设有半透半反镜，所述半透半反镜的反射面朝向所述壳体的内腔端面，所述半透半反镜的透射光路上依次设有第一可变光阑和通透窗口，所述通透窗口的表面贴附有具有反射能力的样品，所述通透窗口的入射面朝向所述壳体的内腔端面；所述通透窗口反射面的前方光路上依次设有第二可变光阑、准直透镜和光电探测器。

所述的便携式镜面反射测量装置，其特征在于：所述的LED光源由发光二极管、漫射膜和增亮膜组成。

所述的便携式镜面反射测量装置，其特征在于：所述壳体的内腔端面为经抛光处理的凹面镜，其基底镀有银或铝。

所述的便携式镜面反射测量装置，其特征在于：所述的光电探测器为光敏二极管或光敏三极管。

本发明将镜面反射测量装置简化为光源、准直系统、探测器三个主要功能部分，加上适当的结构件，构成最终的测量系统。

测量光源要求具有较长的光衰寿命，一定准直度的均匀光斑，较好的白光颜色，以及耐振动、易固定，供电电源简单等特征。因此本发明采用了大功率白光LED或LED阵列作为光源。

准直系统既要求较低的光线损失率，以及可调节的光束直径。

探测器要求有适当的传感面积、灵敏度和测量光强范围，配备相应的滤波放大电路，输出电压信号通过示波器、万用表等进行观测。

结构腔材质为合金或工程塑料，内部全部发黑处理保证不至于产生过多杂散光影响测量精确性，可以做成一体式结构也可以做成从侧面两边拼装的形式以便于更换调整部件。

样品的放置利用紧贴到矩形(或椭圆形，视结构件截面是正方形或圆形而定)窗口能够保证平面接触，以此来固定入射和探测方向角度，保证对任意外形和大小的样品测量条件的同一性。

本发明的有益效果：

本发明以紧凑的结构件相对固定测量光源、样品面、准直光学系统和光强探测器，体积小巧，原理简单，能保证一定程度的测量精度和可重复性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明光源的结构示意图。

具体实施方式

参见图1、2，一种便携式镜面反射测量装置，包括有壳体1，壳体1一端的侧壁上安装有LED光源2，LED光源2的前方光路上设有半透半反镜3，半透半反镜3的反射面朝向壳体1的内腔端面4，半透半反镜3的透射光路上依次设有第一可变光阑5和通透窗口6，通透窗口6的表面贴附有具有反射能力的样品，通透窗口6的入射面朝向壳体1的内腔端面4；通透窗口6反射面的前方光路上依次设有第二可变光阑7、准直透镜8和光电探测器9。

LED光源2由发光二极管10、漫射膜11和增亮膜12组成；壳体1的内腔端面4为经抛光处理的凹面镜，其基底镀有银或铝；光电探测器9为光敏二极管或光敏三极管。

壳体1内腔截面可以是矩形或圆形，LED光源2安装在壳体1一端的侧壁上，其发出的光经半透半反镜3和壳体内腔端面4反射后再以接近平行的光束透射出3，端面4为抛光过的凹面，为增强反射率可在玻璃基底上镀银或铝。第一可变光阑5调整的是光束束腰直径，待测样品紧密贴附到通透窗口6上，使光束正好入射到窗口中心，其镜面反射光再依次经过第二可变光阑7、准直透镜8后会聚到光电探测器9的感光面上，经信号处理电路放大后用示波器或其它设备测量其电信号幅度，与定标曲线或在通透窗口6处放置已知反射率的标准样品得到的信号幅度对比即可计算出待测样品的绝对镜面反射比。

光源部分由发光二极管10、漫射膜11、增亮膜12(可以是菲涅尔透镜或棱镜增亮膜)组成。漫射膜11的目的是使光源出射的光斑能量分布均匀，增亮膜12增大轴向光线的比重以使通过光阑孔的光线更多，两者都是为了减小测量误差。发光二极管采用直流低电压供电，因此可以以干电池或外接直流适配器作为电源。

光电探测器9可以选择光敏二极管、光敏三极管等，其感光面积和与准直透镜8的距离能够保证在可变光阑5，第二光阑7的孔径开到最大时经过会聚的光都能够被接收。

整个装置的最大尺寸可以做到12cm以内，重量不超过300g，可以放到工具包甚至口袋中。

Claims (3)

1.一种便携式镜面反射测量装置，包括有壳体，其特征在于：所述壳体一端的侧壁上安装有LED光源，所述LED光源的前方光路上设有半透半反镜，所述半透半反镜的反射面朝向所述壳体的内腔端面，所述壳体的内腔端面为经抛光处理的凹面镜，其基底镀有银或铝，所述半透半反镜的透射光路是LED光源发出的光经过半透半反镜和壳体的内腔端面反射后再以接近平行的光束透射出半透半反镜 的透射光路，所述半透半反镜的透射光路上依次设有第一可变光阑和通透窗口，所述通透窗口的表面贴附有具有反射能力的样品，所述通透窗口的入射面朝向所述壳体的内腔端面；所述通透窗口反射面的前方光路上依次设有第二可变光阑、准直透镜和光电探测器。

2.根据权利要求1所述的便携式镜面反射测量装置，其特征在于：所述的LED光源由发光二极管、漫射膜和增亮膜组成。

3.根据权利要求1所述的便携式镜面反射测量装置，其特征在于：所述的光电探测器为光敏二极管或光敏三极管。 

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