CN102539387A - 一种测量玻璃反射比的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量玻璃反射比的方法和装置，具体为：采用朗伯体光源作为入射光源发出入射光，标准样品或待测样品的各个反射面的反射光先经平行光管接收，再经探测器测量标准样品的反射光通量ф_反标、待测样品反射光通量ф_反样，由公式

计算得出待测样品的反射比。本发明有效提高光源利用率、提高接收器信噪比、可以解决不同厚度玻璃反射比测量。

Description

一种测量玻璃反射比的方法和装置

技术领域

本发明设计一种测量玻璃反射比的方法和装置。

背景技术

玻璃反射比是表示玻璃技术性能的一个重要指标。例如低辐射玻璃的反射比就决定了玻璃本身的颜色及性能。玻璃是一种具有光泽表面的反射体，它的反射是按照几何光学定律进行的反射，它的反射比是一种规则反射比。

规则反射比：在入射辐射的光谱组成、偏振状态和几何分布给定条件下，规则反射的辐射(光)通量与入射的辐射(光)通量之比，即为规则反射比，符号为ρ。当反射比为波长的函数时，光谱反射比：

式中Ф_反是反射的光谱辐射通量；Ф_入是入射的光谱辐射通量。

有许多具体的测量方法，从结构上看，反射比测量系统主要由光源、测量主体及光电探测器三部分组成。其中测量主体是用来实现测量原理的光路装置，它由待测样品和其它辅助光学镜片构成。

在现有的测量玻璃反射比的技术中，测量方法有很多种，下面介绍几种常用方法：

1、直接测量法

依据反射比公式式1，应首先测算平行入射源1光通量的值，此时探测器2应先放在入射平行光处接收入射平行光，测量入射光通量Ф_入(如图1)，当放入待测样品3后，探测器2再放置在入射光的正反射光处，测量反射光通量Ф_反(如图1、图2)。

2、比较测量法

反射比的值也可以根据与标准样本的反射率的值得比较来确定，比较用的标准样品4使用的是基准镜面反射体或根据与其比较确定了反射率的镜面反射体。基准镜面反射体为根据绝对反射率测定法确定了反射比的镜面反射体。

式中：

ρ_样——待测样品反射比；

ρ_标——标准样品反射比；

Ф_反样——待测样品反射光通量；

Ф_反标——标准样品的反射光通量

如下面的三种方法

1)方法一：

入射平行光束以与玻璃法线成15°以下的入射角，向背面安装了陷光器的样本面射入接近平行的光线束，用探测器(非积分球)接收正反射光，如图3、图4所示：

首先测得标准样品4的Ф_反标，然后测得待测样品3的Ф_反样，反射率的值根据与标准样本的反射率的值的比较来确定，见式2。

缺点：光源利用率低，由于探测器接收面积比较小，从玻璃第二表面反射的光到达不了探测器上，所以此方法只可测量玻璃上表面的反射比。

2)方法二：

一般是用15°以下的入射角，向背面安装了陷光器的玻璃表面射入接近于平行光的光束，用积分球5接收正反射光，测量分光反射率(JIS_R3106-1998_中文版_平板玻璃的透射率、反射率、放射率及日光辐射热取得率试验方法)。如图5、图6：

方法二同方法一，也首先测得标准样品4的Ф_反标，然后测得待测样品3的Ф_反样，反射率的值根据与标准样本的反射率的值的比较来确定，见式2。

优点：

1、在积分球开口尺寸合适的情况下，积分球口可以接收玻璃上下表面的反射光，因此这种方法能测量玻璃上下表面的反射比；

2、样品距离积分球探测器有一定的距离，这样样品的放入就不会影响积分球内部的光辐射通量。

缺点：

1、光源通过平行光管后入射至样品表面，这种照明方式导致了光源利用率低；

2、积分球开口需要能接收玻璃上下表面的反射光，当玻璃厚度比较厚时，从下表面反射的光距离上表面反射的光的就比较远，要求积分球开口足够大才能接收全部的反射光。而相关测量标准要求积分球开口面积总和不能超过积分球内表面积的5％，这就要求积分球的直径要足够大。因此这种方法不适合测量比较厚的玻璃。

3)方法三：

如图7、图8所示：光源6发出的光在积分球5内部多次反射形成朗伯体光源，待测样品3紧贴积分球5口，探测器2与待测样品3表面法线成一定角度。

优点：光源利用率高；

缺点：样品紧贴积分球口，这样样品放入时就会影响积分球内部的光辐射通量，从而造成测量误差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以有效提高光源利用率、提高接收器信噪比、可以解决不同厚度玻璃反射比测量的方法，本发明的另一目的是提供一种实施上述方法的装置。

为实现上述目的，本发明一种测量玻璃反射比的方法，具体为：采用朗伯体光源作为入射光源发出入射光，标准样品或待测样品的各个反射面的反射光先经平行光管接收，再经探测器测量标准样品的反射光通量Ф_反标、待测样品反射光通量Ф_反样，由公式

计算得出待测样品的反射比。

一种实施上述方法的测量玻璃反射比的装置，包括朗伯体光源、平行光管和探测器，其中，朗伯体光源与探测器形成共轭的光路条件，朗伯体光源发出的入射光射向样品表面，样品的反射光先经平行光管接收，再经探测器测量样品的反射光通量。

进一步，所述朗伯体光源为设置在积分球内的光源发出的光在积分球内部多次反射，并由积分球开口射出形成。

进一步，所述平行光管为物镜组，其接收样品各个反射面的反射光。

进一步，所述样品包括标准样品和待测样品。

进一步，所述待测样品包括两层或多层平板玻璃构成的中空玻璃。

进一步，所述探测器包括全光探测器和分光探测器。

本发明有效提高光源利用率、提高接收器信噪比、可以解决不同厚度玻璃反射比测量。

附图说明

图1为直接测量法步骤1示意图；

图2为直接测量法步骤2示意图；

图3为比较测量法的方法一中步骤1示意图；

图4为比较测量法的方法一中步骤2示意图；

图5为比较测量法的方法二中步骤1示意图；

图6为比较测量法的方法二中步骤2示意图；

图7为比较测量法的方法三中步骤1示意图；

图8为比较测量法的方法三中步骤2示意图；

图9为本发明测量步骤1示意图；

图10为本发明测量步骤2示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图9、图10所示本发明一种测量玻璃反射比的方法，具体为：采用朗伯体光源作为入射光源发出入射光，标准样品或待测样品的各个反射面的反射光先经平行光管接收，再经探测器测量标准样品的反射光通量Ф_反标、待测样品反射光通量Ф_反样，由公式

计算得出待测样品的反射比。

一种实施上述方法的测量玻璃反射比的装置，包括朗伯体光源7、平行光管和探测器2，其中，朗伯体光源7为设置在积分球5内的光源6发出的光在积分球5内部多次反射，并由积分球开口8射出形成。平行光管为物镜组9，其接收样品各个反射面的反射光。探测器2包括全光探测器和分光探测器。

测量中，朗伯体光源7与探测器2形成共轭的光路条件。第一步：朗伯体光源7发出的入射光射向标准样品4的各个反射面，各个反射面的反射光先经物镜组9接收，再经探测器2测量标准样品的反射光通量Ф_反标；第二步：朗伯体光源7发出的入射光射向待测样品3的各个反射面，各个反射面的反射光先经物镜组9接收，再经探测器2测量待测样品反射光通量Ф_反样；测量值代入公式2，由公式计算得出待测样品的反射比。

本发明中，采用朗伯体光源照明，亮度测量光路接收的反射比测量方法，可以有效提高光源利用率，提高接收器信噪比，可以解决不同厚度玻璃反射比的测量。可以测量玻璃总反射比。例如中空玻璃是由两层或多层平板玻璃构成，全部各层的反射比总和体现了它的颜色，测量其反射比是非常必要的。本发明能很好的测量中空玻璃的全部各层反射比的总和。

Claims (7)

1.一种测量玻璃反射比的方法，其特征在于，该方法具体为：采用朗伯体光源作为入射光源发出入射光，标准样品或待测样品的各个反射面的反射光先经平行光管接收，再经探测器测量标准样品的反射光通量Ф_反标、待测样品反射光通量Ф_反样，由公式计算得出待测样品的反射比。

2.一种实施测量玻璃反射比的装置，其特征在于，该装置包括朗伯体光源、平行光管和探测器，其中，朗伯体光源与探测器形成共轭的光路条件，朗伯体光源发出的入射光射向样品表面，样品的反射光先经平行光管接收，再经探测器测量样品的反射光通量。

3.如权利要求2所述的实施测量玻璃反射比的装置，其特征在于，所述朗伯体光源为设置在积分球内的光源发出的光在积分球内部多次反射，并由积分球开口射出形成。

4.如权利要求2所述的实施测量玻璃反射比的装置，其特征在于，所述平行光管为物镜组，其接收样品各个反射面的反射光。

5.如权利要求2所述的实施测量玻璃反射比的装置，其特征在于，所述样品包括标准样品和待测样品。

6.如权利要求5所述的实施测量玻璃反射比的装置，其特征在于，所述待测样品包括两层或多层平板玻璃构成的中空玻璃。

7.如权利要求2所述的实施测量玻璃反射比的装置，其特征在于，所述探测器包括全光探测器和分光探测器。

Images