CN105021531A - 智能防护型漫反射参考板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能防护型漫反射参考板，该装置是一种具备自动防护功能的多光谱漫反射板，由自转动插杆、旋动防护盖、漫反射托盘、漫反射涂层及自动控制模块组成。由步进电机带动自转动插杆旋动，完成漫反射托盘的上下翻转，由旋动防护盖的自旋动，完成漫反射防护盖的自动开启和闭合。漫反射涂层为硫酸钡粉末，混合水和白乳胶（聚醋酸乙烯胶粘剂），由高压喷枪均匀喷涂于凹槽型漫反射托盘中。漫反射托盘和旋动防护罩均采用铝材质，并进行酸液磨砂处理。该装置为复杂田间环境下的自动化光谱监测而设计，能最大程度的保护漫反射涂层，以提高其使用寿命和精度。

Description

智能防护型漫反射参考板

技术领域

本发明属于多光谱漫反射参考装置，可适用于复杂的测试环境，并支持自动控制。

背景技术

漫反射参考板多用于光学仪器的光谱校准。现有漫反射参考板大多由漫反射工作面、底板、托板、防护罩等部分组成，托板呈槽型，能与保护罩无缝闭合，托板和防护罩材料一致，多为聚四氟乙烯材质，底板镶嵌于托板中，因铝的漫反射特性良好，故常用铝塑板或铝板做底板，漫反射工作面常用聚四氟乙烯粉压制于底板上，并进行漫反射磨砂处理，或运用氧化镁、硫酸钡等制成的涂料，喷涂于底板上作为漫反射工作面。

现有的漫反射防护罩多为人为开启型，仅起到保护和支撑作用，不能应用于自动监测中，需依靠大量人力进行仪器光谱校准，效率低下。

发明内容

目前，市面上流行的漫反射参考板多用于人为观测，虽具有防护罩，却是在人为操控下予以防护，支持自动防护控制的鲜见。传统的多光谱漫反射参考板尚不能适用于自动测量操作，需人为将其防护罩打开，把漫反射参考面暴露于量测探头下，并在标准曲线采集完毕后，人为将防护罩盖回原位。该类参考板的使用不仅耗费人力，还不可避免的导致因忽视或长时间暴露而造成的参考板面灰尘杂物积累的现象，严重影响参考板的校准精度及其使用寿命。同时，无法自动控制，不能适应于光谱自动测量环境和要求。

然而，本发明恰能解决漫反射参考板在复杂测试环境下的适用性问题，并支持非极端环境条件下的“即点即用”。本发明提供自动开闭、自动清灰功能，能很好的为自动光谱校准作业服务，有助于提高数据采集密度，节省人力，延长漫反射工作面的使用寿命，并提高校准精度。

发明设计一种具备自动防护功能的多光谱漫反射板，具有自动开闭功能。该装置由自转动插杆、旋动防护盖、漫反射托盘、漫反射涂层及自动控制模块组成。

自转动插杆由内轴和外框组成，两者同轴组装，同轴转动，由连接至步进电机的传动转置进行顺时针、逆时针自动旋转。自转插杆前端连接漫反射托盘，托盘上均匀喷涂漫反射涂层，漫反射涂层上盖自旋动防护盖，用于漫反射板的防尘、防水、保护等用途。防护盖和漫反射托盘紧密闭合，两者边缘连接处由同轴自旋动转轴及齿轮传动装置组成，其动力来源为步进电机。

漫反射涂层为硫酸钡粉末，混合水和白乳胶（聚醋酸乙烯胶粘剂），由高压喷枪均匀喷涂于凹槽型漫反射托盘中，成型后进行350-2500nm全波段光谱扫描，进行光谱反射性能测试，全波段光谱反射率均达95%以上为合格，记录每块合格样本的光谱反射曲线，作为仪器光谱校准的基础数据，并去除不合格样品。为保证参考板具有良好的漫反射性能，漫反射托盘和旋动防护罩均采用铝材质，并进行酸液磨砂处理。

装置工作时，自动插杆转动，将漫反射图层倒转，令其正面朝下，面对地面。后缓缓旋动齿轮，将防护盖原位置偏转90度，再通过控制自动插杆归位，将漫反射面背对地面，朝向阳光。然后，对漫反射图层进行图像、光谱等数据的采集，为避免空降尘埃等对漫反射层精度及使用寿命的影响，设置漫反射板样本自动开启时间为10min。10min后漫反射板自动关闭，关闭时自转动插杆旋动，令漫反射面再次面对地面，以使落在漫反射板上的灰尘杂物在重力作用下自动抖落至地面，然后缓缓将防护罩闭上。

这一系列操作，在最大程度上保障漫反射板的防护功能，使其在自动控制的辅助下完成旋转和保护工作，为漫反射板能适应自动调控机制，增加数据采集效率提供帮助。

附图说明

图1为智能防护型漫反射参考板结构，

图中：1-漫反射托盘，2-漫反射涂层，3-旋动防护罩，4-防护盖旋动轴，5-托盘固定轴，6-防护盖旋动齿轮，7-自转动插杆内轴，8-自转动插杆，9-防护外框，10-步进电机，11-传动装置，12-电源线，13-固定螺母。

图2为漫反射托盘、漫反射涂层、旋动防护罩分解及其开启状态，

图中：(a)-漫反射托盘与旋动防护罩闭合状态，(b)-漫反射托盘与旋动防护罩分解，(c)-漫反射托盘与旋动防护罩开启状态。

图3为防护盖旋转轴处齿轮传动装置，

图中：6-防护盖旋动齿轮，7-自转动插杆内轴（旋动处齿轮）。

具体实施方式

将该装置固定于移动式多维度图像采集系统的支架上，对摄像头进行全自动校准，无需任何人为操作。实施时，待漫反射防护罩自动打开，将硫酸钡漫反射涂层水平朝向摄像头，在开启时间段内进行漫反射板的图像采集，根据光谱校正算法，将摄像头进行校准，10min后漫反射板自动闭合，处于保护状态，对其寿命和精度进行最大程度的保护。

本发明将为漫反射板的自动校正和保护提供技术支撑，漫反射板的操作将不再仅仅依靠人工操作，自动开闭、自动清灰等功能将最大程度的解决现有光谱校正采集技术的弊端，解决其效率低下、不能适应自动化数据采集需求的现实问题。将能完成田间环境数据的自动采集，并支持实时决策。

Claims (7)

1.智能防护型漫反射参考板，其特征在于，所述装置是一种具备自动防护功能的多光谱漫反射板，由自转动插杆、旋动防护盖、漫反射托盘、漫反射涂层及自动控制模块组成，所述装置由步进电机带动自转动插杆旋动，完成漫反射托盘的上下翻转，由旋动防护盖的自旋动，完成漫反射防护盖的自动开启和闭合，所述漫反射涂层为硫酸钡材质，所述漫反射托盘和旋动防护盖为铝材质，所述装置为复杂田间环境下的自动化光谱监测而设计，能最大程度的保护漫反射涂层，以提高其使用寿命和精度。

2.如权利要求1所述的智能防护型漫反射参考板，其特征在于漫反射托盘上下翻转和开启的自动控制。

3.如权利要求2所述的漫反射托盘，其特征在于，所述自动控制的动力来自于步进电机。

4.如权利要求2所述的漫反射托盘，其特征在于，所述自动开启过程中的能量传动，是由连接于托盘上的两相互垂直的齿轮完成。

5.如权利要求1所述的智能防护型漫反射参考板，其特征在于，所述漫反射涂层为硫酸钡粉末，混合水和白乳胶（聚醋酸乙烯胶粘剂），由高压喷枪均匀喷涂于凹槽型漫反射托盘中。

6.如权利要求5所述的漫反射涂层，其特征在于，所述成型后的漫反射涂层，均进行350-2500nm全波段光谱扫描和光谱反射性能测试，全波段光谱反射率均达95%以上为合格，记录每块合格样本的光谱反射曲线，作为仪器光谱校准的基础数据，并去除不合格样品。

7.如权利要求1所述的智能防护型漫反射参考板，其特征在于，所述漫反射托盘和旋动防护罩均采用铝材质，并进行酸液磨砂处理。