CN103941437B - 用于高低温光学评价的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高低温光学评价的实验装置，其包括：密闭箱体，设置在所述密闭箱体内以用于放置测试样品的样品载台，设置在所述样品载台上方以用于测量所述密闭箱体内温度的温度传感器，设置在所述密闭箱体一侧壁上以用于通入载热气体的载热气体进入通道，设置在所述密闭箱体另一侧壁上以用于排出多余的载热气体的载热气体溢出通道，以及设置在所述密闭箱体外部且位于所述样品载台上方以用于测量所述测试样品光学性能参数的光学测试探头；所述载热气体为比热容大于500J/(kg·℃）的气体。本发明测试样品加热均一性好，光学测试镜头不会受高低温影响，箱体内也不会产生凝雾，光学测试精度高。
Description
技术领域
本发明涉及光学信息测量技术，特别是涉及一种用于高低温光学评价的实验装置。
背景技术
液晶分子在盒中有序排列，受盒间驱动电压控制进行动作，是实现液晶面板显示的基础特性。不同液晶分子的适用温度不同，随温度变化分子特性会向液体或晶体两个极端发展，待LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示）面板产品处于室外或其他一些高低温的残酷环境中时，会出现黑屏（白屏）以及响应时间缓慢等问题，尤其是军工及户外产品，LCD面板需要有更高的温度信赖性。
基于以上背景，LCD面板进行高低温环境下的特性评价，是避免恶劣环境下出现不良的重要评价手段。
对LCD面板进行高低温环境下的特性评价采用的传统设备有以下两种：
（一）高低温环境下光学评价设备：现有此类设备一般由三部分构成：箱式无密闭载物台、测试镜头（载物台箱体内）和温控系统。温控系统把高低温气体通过气体管道吹到测试样品上，局部降温，通过放置于测试样品表面的温度传感器反馈温度，然后利用置于载物台箱体内部的测试镜头进行光学测试。
弊端：此类设备通过气体管道把冷气吹到样品表面，对样品局部降温，由于箱体（暗室作用）内镜头不能在高低温下工作，所以无法彻底密闭箱体，外部含水分的空气无法避免的会在温度相对较低的镜头上凝露。另外吹风式降温，对样品温度均一度难于把握，例如显示屏背面能否达到预设参数，缺乏保证和监控手段。
（二）高低温环境信赖性评价系统：现有此类设备一般由两部分组成：箱式密闭载物台和温度控制系统。此种信赖性设备为密闭环境，温控箱内温度均一性较高，可控性好。
弊端：光学镜头无法适应箱体内高低温，不能进行相应的环境性光学评价。如果在箱体外加设镜头，由于传统温控箱采用空气作为导热媒介，难于避免温控箱内壁产生凝雾，影响光学测试。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是在高低温光学评价系统中，如何消除高低温环境对光学镜头性能的影响，进一步避免测试环境中产生凝雾而影响光学测试。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于高低温光学评价的实验装置，其包括：密闭箱体，设置在所述密闭箱体内以用于放置测试样品的样品载台，设置在所述密闭箱体内以用于测量所述密闭箱体内温度的温度传感器，设置在所述密闭箱体上以向所述密闭箱体内通入载热气体并将多余载热气体排出加以循环利用的载热气体循环通道，以及设置在所述密闭箱体外部且位于所述样品载台上方以用于测量所述测试样品光学性能参数的光学测试探头；所述载热气体为比热容大于500J/(kg·℃）的气体。
优选地，所述载热气体循环通道包括：设置在所述密闭箱体一侧壁上以用于通入载热气体的载热气体进入通道，以及设置在所述密闭箱体另一侧壁上以用于排出多余的载热气体的载热气体溢出通道。
优选地，所述载热气体进入通道外接气体存储罐，由所述气体存储罐至所述载热气体进入通道之间依次设置有压缩机和热风机；所述载热气体溢出通道与所述压缩机连接。
优选地，所述密闭箱体由高透过率多层隔热玻璃制成，其中，所述玻璃的透光波长为360～780nm，光透过率≥95%。
优选地，所述载热气体为氢气、氮气或二氧化碳。
优选地，所述温度传感器选用镭射温度传感器，其设置在所述密闭箱体的顶盖上。
优选地，所述密闭箱体上设置有导线管，所述导线管内穿过与待测样品相连的信号传输电缆。
优选地，所述导线管、载热气体进入通道和载热气体溢出通道与所述密闭箱体之间的连接处设置耐高温橡胶圈，在所述橡胶圈处涂覆有密封剂涂层。
优选地，所述实验装置还包括控制装置，所述控制装置与所述温度传感器、热风机分别连接，以根据所述温度传感器所测得的密闭箱体内的温度值控制热风机是否进行气体加热。
（三）有益效果
上述技术方案具有如下优点：通过采用高比热容气体对密闭箱体内的测试样品进行快速加热，达到预期温度后利用箱体外部的光学测试探头对测试样品进行光学测试；利用载热气体对测试样品加热，能够实现样品各处温度均匀，光学镜头设置于密闭箱体外部，不会因高低温环境而对镜头性能产生影响，高比热容气体加热，能够避免箱体内产生凝雾而影响光学测试精度。
附图说明
图1是本发明实施例实验装置的结构示意图。
其中，1：密闭箱体；2：样品载台；3：测试样品；4：载热气体进入通道；5：载热气体溢出通道；6：温度传感器；7：光学测试探头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为了解决现有技术中光学评价系统中高低温环境对光学镜头性能的影响以及测试环境中产生凝雾影响测试精度的问题，本发明提供一种密闭的实验装置，主要包括：密闭箱体、样品载台、温度传感器、载热气体循环通道及光学测试探头；样品载台设置在密闭箱体内，其上面用于放置待测样品；温度传感器设置在密闭箱体内，以实时测量密闭箱体内的温度值，使得密闭箱体内的温度环境能够满足测试需要；载热气体循环通道设置在密闭箱体上，用于向所述密闭箱体内通入载热气体以改变密闭箱体的环境温度，使测试样品处在高低温测试环境中，在通入密闭箱体内的载热气体过量时，能够将载热气体通过循环通道排出加以循环利用；光学测试探头，设置在密闭箱体外部，以对样品载台上的测试样品的光学性能参数进行测试，以用于测试样品的光学评价分析；其中，上述所使用的载热气体为高比热容气体，其比热容设置为大于500J/(kg·℃），该种载热气体能够对测试样品均匀加热，实现测试样品各个位置温度均一性良好，使得光学测试稳定、准确，并且，该种载热气体在高低温环境中不易产生凝雾，不会影响光学测试环境。
具体地，参照图1所示，本实施例用于高低温光学评价的实验装置包括密闭箱体1，位于密闭箱体1内的样品载台2，样品载台2上放置测试样品3，温度传感器6设置在密闭箱体1顶部，以便于测试样品3在取放时不会碰触到温度传感器6，光学测试探头7设置在密闭箱体1外部，光学测试探头1穿过密闭箱体对测试样品3的光学性能进行测试。
本实施例中，所述载热气体循环通道包括设置在密闭箱体1一侧壁上以用于通入载热气体的载热气体进入通道4，以及设置在密闭箱体1另一侧壁上以用于排出多余的载热气体的载热气体溢出通道5，载热气体进入通道4外接气体存储罐，由所述气体存储罐至载热气体进入通道4之间依次设置压缩机和热风机，载热气体溢出通道5与所述压缩机连接，气体存储罐内存放高比热容气体，一般选用碳纤维制成的气体高压存储罐，气体存储罐内存储的高比热容气体经压缩机压缩处理为所需要压力的气体之后，送入热风机进行加热，热风机采用电学加温滤网进行气体加热，加热后的气体通过载热气体进入通道4送入密闭箱体1内，对于温度升降造成密闭箱体1内气压不等于环境大气压时，多余气体经降温后存储至压缩机，可进一步循环利用。
上述所提到的载热气体可以为氢气（H2、）、氮气（N2）、或二氧化碳（CO2）等无毒高比热容气体，既增大加热效率又避免凝露形成而影响光学测试；当载热气体为N2、CO2时，存在气体泄漏窒息危险，可设置环境气体测定装置以保证环境安全，并将设备置于通风环境中使用。
密闭箱体1采用高透过率多层隔热玻璃制成，其中，“多层”表示两层或两层以上，其中，所述玻璃的透光波长为360～780nm，光透过率≥95%，该种玻璃属于镜头级别玻璃，具有高透过率，对垂直光路无实质性散射折射，不会影响密闭箱体内测试样品光学特性传播至测试镜头，可最大限度降低测试样品光学信号损失，且避免隔热玻璃凝露。
上述温度传感器6选用镭射温度传感器，设置在密闭箱体1的顶盖上，能够避免受加热气体自身温度干扰，最大程度真实反映测试样品表面温度。
为了增强密闭箱体1的气密性，密闭箱体1上设置导线管，所述导线管内穿过与待测样品3相连的信号传输电缆，导线管、载热气体进入通道4和载热气体溢出通道5与密闭箱体1之间的连接处设置耐高温（耐受spec＞400℃）橡胶圈，并在所述橡胶圈处涂覆密封剂涂层，以避免载热气体泄露造成危险。
本实施例中，所述实验装置还包括控制装置，所述控制装置与所述镭射温度传感器、热风机分别连接，镭射温度传感器检测密闭箱体内光学测试点温度，降低接触传感器被箱体内载热气体温度干扰的可能，实时反馈测试样品表面温度，并且通过与热风机的闭环控制，通过载热气体流量及温度变化，将测试样品温度控制在特定范围内。光学测试探头包括色度、亮度测试仪，进一步连接光电倍增器、数据反馈回路等实现光学性能参数的处理分析。
由以上实施例可以看出，本发明通过采用高比热容气体对密闭箱体内的测试样品进行快速加热，达到预期温度后利用箱体外部的光学测试探头对测试样品进行光学测试；利用载热气体对测试样品加热，能够实现样品各处温度均匀，光学镜头设置于密闭箱体外部，不会因高低温环境而对镜头性能产生影响，高比热容气体加热，能够避免箱体内产生凝雾而影响光学测试精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于高低温光学评价的实验装置，其特征在于，包括：密闭箱体，设置在所述密闭箱体内以用于放置测试样品的样品载台，设置在所述密闭箱体内以用于测量所述密闭箱体内温度的温度传感器，设置在所述密闭箱体上以向所述密闭箱体内通入载热气体并将多余载热气体排出加以循环利用的载热气体循环通道，以及设置在所述密闭箱体外部且位于所述样品载台上方以用于测量所述测试样品光学性能参数的光学测试探头；所述载热气体为比热容大于500J/(kg·℃)的气体；
所述载热气体循环通道包括：设置在所述密闭箱体一侧壁上以用于通入载热气体的载热气体进入通道，以及设置在所述密闭箱体另一侧壁上以用于排出多余的载热气体的载热气体溢出通道。
2.如权利要求1所述的用于高低温光学评价的实验装置，其特征在于，所述载热气体进入通道外接气体存储罐，由所述气体存储罐至所述载热气体进入通道之间依次设置有压缩机和热风机；所述载热气体溢出通道与所述压缩机连接。
3.如权利要求1-2任一所述的用于高低温光学评价的实验装置，其特征在于，所述密闭箱体由高透过率多层隔热玻璃制成，其中，所述玻璃的透光波长为360～780nm，光透过率≥95％。
4.如权利要求1-2任一所述的用于高低温光学评价的实验装置，其特征在于，所述载热气体为氢气、氮气或二氧化碳。
5.如权利要求1-2任一所述的用于高低温光学评价的实验装置，其特征在于，所述温度传感器选用镭射温度传感器，其设置在所述密闭箱体的顶盖上。
6.如权利要求1-2任一所述的用于高低温光学评价的实验装置，其特征在于，所述密闭箱体上设置有导线管，所述导线管内穿过与待测样品相连的信号传输电缆。
7.如权利要求6所述的用于高低温光学评价的实验装置，其特征在于，所述导线管、载热气体进入通道和载热气体溢出通道与所述密闭箱体之间的连接处设置耐高温橡胶圈，在所述橡胶圈处涂覆有密封剂涂层。
8.如权利要求3所述的用于高低温光学评价的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括控制装置，所述控制装置与所述温度传感器、热风机分别连接，以根据所述温度传感器所测得的密闭箱体内的温度值控制热风机是否进行气体加热。
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Granted publication date: 20170118 |
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