CN102538970B - 用于镭射纸色度检测的分光光度计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于镭射纸色度检测的分光光度计，属于光学检测仪器技术领域。本发明的分光光度计漫射照明积分球球面上设置有样品反射孔、漫射照明积分球入射孔和漫射照明积分球出射孔；漫射接受积分球球面上设置有漫射接受积分球入射孔和漫射接受积分球出射孔；漫射照明积分球出射孔和漫射接受积分球入射孔直径相同且相互对接；样品反射孔与镭射纸样品相接，漫射接受积分球出射孔的光通路前设置有平场凹面光栅，平场凹面光栅的色散光路前设置所述的光电转换器，即线阵CCD，线阵CCD的电信号输出端与所述的信号处理系统相连。本发明的设计合理，结构简单，使用方便，能正确测量各种类型镭射纸表面光谱反射率和色度值。

Description

用于镭射纸色度检测的分光光度计

技术领域

本发明属于光学检测仪器技术领域，具体涉及一种用于对镭射纸的色度进行检测的分光光度计。

背景技术

现有技术中，分光光度计作为颜色测量仪器，可以测量样品的光谱反射率和计算三刺激值等色度数据，但现有分光测色仪是针对普通纸张或纺织品设计的，都不适合镭射纸的色度检测。现有测色分光光度计的照明/接受条件主要有两种：45°/0°和D/8°，这两种类型的分光光度计能正确测量白卡纸、铜版纸等普通纸张的光谱及色度数据。但这两种照明/接受条件是在固定角度照明或固定角度接受，无法消除镭射纸光栅在不同角度色彩变化的影响，导致这两种类型的测色仪在镭射纸同一点不同角度的测量数据相差很大，现有技术的仪器无法正确测量镭射纸的光谱反射率和色度数据。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于镭射纸色度检测的分光光度计，它能正确测量镭射纸表面的光谱反射率和色度数据。

本发明的技术方案是：用于镭射纸色度检测的分光光度计含有壳体，光源，光学系统，光电转换器，和信号处理系统，其特别之处在于：所述的光学系统中设置有漫射照明积分球和漫射接受积分球；漫射照明积分球球面上设置有样品反射孔、漫射照明积分球入射孔和漫射照明积分球出射孔；漫射接受积分球球面上设置有漫射接受积分球入射孔和漫射接受积分球出射孔；漫射照明积分球出射孔和漫射接受积分球入射孔直径相同且相互对接；样品反射孔与镭射纸样品相接，漫射接受积分球出射孔的光通路前设置有平场凹面光栅，平场凹面光栅的色散光路前设置所述的光电转换器，即线阵CCD(是一个产品商品名的简写，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容)，线阵CCD的电信号输出端与所述的信号处理系统相连。所述的漫射照明积分球和漫射接受积分球的直径比为3.8～4.2∶1。所述的漫射照明积分球的开孔面积和漫射接受积分球的开孔面积均不超过该积分球内壁总面积的10％。所述的样品反射孔和漫射照明积分球出射孔的中心点连线为直线且通过积分球球心。所述的漫射照明积分球入射孔和所述的光源之间设置遮光挡板。

本发明的设计合理，结构简单，使用方便，本发明特别适用于对镭射纸色度进行检测，还适合白卡纸、铜版纸等普通纸张的光谱反射率和色度值的测量。本发明采用双积分球来实现漫射照明和漫射接受，消除了镭射纸光栅对测量的影响，保证在镭射纸同一点不同角度测量的一致性，能正确测量各种类型镭射纸表面光谱反射率和色度值，适用于不同类型的镭射纸表面的光谱反射率和色度值的测量，具有适用范围广的特点。

附图说明

附图1是用于镭射纸色度检测的分光光度计的结构示意图；

附图2是漫射照明积分球样品反射孔、入射孔和出射孔的结构示意图；

附图3是漫射接受积分球入射孔和出射孔的结构示意图。

附图中标记分述如下：1-光源，2-漫射照明积分球，3-镭射纸样品，4-漫射接受积分球，5-平场凹面光栅，6-线阵CCD，7-信号处理系统，8-漫射照明积分球样品反射孔，9-漫射照明积分球入射孔，10-漫射照明积分球出射孔，11-漫射接受积分球入射孔，12-漫射接受积分球出射孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式及有关技术问题作进一步详细的描述。如附图1所示，光源1发出的光束通过漫射照明积分球入射孔9照射到漫射照明积分球2内壁，散射后通过样品反射孔8照射到待测镭射纸样品3，经过镭射纸样品3反射后的光束通过漫射照明积分球2的漫射照明积分球出射孔10和漫射接受积分球4的漫射接受积分球入射孔11照射到漫射接受积分球4内壁，漫射后从漫射接受积分球4的漫射接受积分球出射孔12出射至平场凹面光栅5，经平场凹面光栅5色散后，照射至线阵CCD 6，经线阵CCD 6转换为电信号，再通过信号处理系统7计算处理，得出被测镭射纸表面的光谱反射率，并计算得到颜色三刺激值等色度数据。所述的线阵CCD 6是现有技术常用的比较先进的光电转换器，线阵CCD是电荷耦合元件。

附图1实施例中，上述漫射照明积分球2和漫射接受积分球4的直径比为4∶1。上述的漫射照明积分球出射孔10的直径和的漫射接受积分球入射孔11的直径相同且相互对接。

附图2所示，上述的漫射照明积分球2表面的样品反射孔8和漫射照明积分球出射孔10的中心点连线通过积分球球心。附图3显示了漫射接受积分球的开孔结构。

实施例1

光源1为脉冲氙灯，光谱范围为360nm-750nm。

漫射照明积分球2的直径为152mm，内壁喷涂BaSO₄，样品反射孔8的直径为15mm，入射孔9的直径为15mm，出射孔10的直径为10mm，入射孔9前加档板，防止光源1发出的光直射样品和直射进入漫射接受积分球4球壁。

漫射接受积分球4的直径为38mm，内壁喷涂BaSO₄，入射孔11的直径为10mm，出射孔12的直径为5mm，入射孔11前加档板，防止光线直射平场凹面光栅。

光源1发出的光入射到漫射照明积分球2的内壁后，经漫射照明积分球漫射后的漫射光通过漫射照明积分球2的样品反射孔8照射到待测样品3上，经过待测样品3反射后，从漫射照明积分球2的出射孔10出射，经漫射接受积分球4的入射孔11入射到漫射接受积分球4的内壁。经漫射接受积分球4的的壁漫反射的光线从漫射接受积分球4的出射孔12出射，入射至平场凹面光栅5。入射至平场凹面光栅5的光经色散后分解成间隔10nm的离散光谱，线阵CCD将离散光谱的光信号转化为样品的电信号，计为S(λ)。将样品替换为工作标准白板，同样可测得工作标准白板的电信号，计为S_r(λ)。

因工作标准白板的光谱反射率R_sd(λ)已知，即可根据下式计算得到样品的光谱反射率：

$R\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{S\left(\mathrm{\λ}\right)}{S_{\mathrm{sd}}\left(\mathrm{\λ}\right)}{\mathrm{gR}}_{\mathrm{sd}}\left(\mathrm{\λ}\right)$

本领域的专业技术人员都清楚，本发明的思想可采用上面列举的具体实施方式以外的其它方式实现。

Claims (1)

1.一种用于镭射纸色度检测的分光光度计，含有壳体，光源，光学系统，光电转换器，和信号处理系统，其特征在于：所述的光学系统中设置有漫射照明积分球（2）和漫射接受积分球（4）；漫射照明积分球（2）球面上设置有样品反射孔（8）、漫射照明积分球入射孔（9）和漫射照明积分球出射孔（10）；漫射接受积分球（4）球面上设置有漫射接受积分球入射孔（11）和漫射接受积分球出射孔（12）；在漫射照明积分球出射孔（10）和漫射接受积分球入射孔（11）直径相同且相互对接；所述光源设置在漫射照明积分球入射孔（9）的对面，样品反射孔（8）与镭射纸样品（3）相接；漫射接受积分球出射孔（12）的光通路前设置有平场凹面光栅（5），平场凹面光栅（5）的色散光路前设置所述的光电转换器，即线阵CCD（6），线阵CCD（6）的电信号输出端与所述的信号处理系统（7）相连；所述的漫射照明积分球（2）和漫射接受积分球（4）的直径比为3.8～4.2：1；所述的漫射照明积分球（2）和漫射接受积分球（4）的开孔面积均不超过该积分球内壁总面积的10%；所述的样品反射孔（8）和漫射照明积分球出射孔（10）的中心点连线为直线且通过积分球球心；所述的漫射照明积分球入射孔（9）和所述的光源之间设置遮光挡板。

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