CN105758518A - 一种用于氙灯老化箱的辐照计及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于氙灯老化箱的辐照计及其测量方法，辐照计包括探头和主机，所述探头包括有滤光片和传感器模块，所述传感器模块与主机相连接。方法包括：获取选择对应的波段和氙灯滤光罩类型；调用已校准标定的相应基准数据；根据对应的波段、氙灯滤光罩类型和相应基准数据，调用对应的辐照度算法对辐照度进行计算，得到辐照度值。本发明能根据获取的波段选择对应的算法进行辐照度计算，从而能大大提高测量的准确性，以及能测量多个波段的辐照度，提高适用性。本发明可广泛应用于氙灯老化箱中。

Description

一种用于氙灯老化箱的辐照计及其测量方法

技术领域

本发明涉及辐照技术领域，尤其涉及一种用于氙灯老化箱的辐照计及其测量方法。

背景技术

在高分子材料老化人工加速试验中，常用氙灯或其他光源的老化箱模拟太阳光谱中的紫外、可见光以及红外部分对样品进行加速老化。其中，紫外波段对高分子材料的老化作用最显著，因此，通常在紫外波段或近紫外的可见光波段对辐照度进行计量。氙灯老化箱的辐照度计量波段主要有340nm窄带、420窄带、300-400nm宽带三种。

目前市场已有可测量紫外波段辐照度的辐照计，但绝大多数都是用于气象、农业、医疗领域，其计量波段不符合老化测试的要求。有少数可用于老化测试的辐照计也只适用于紫外老化箱的UVA、UVB波段。现有的个别氙灯老化箱生产厂家为他们自己的老化箱配备了专用的辐照计，但其采用的传感器有效频率范围通常很窄，仅能测量单一波段的辐照度。而且现在的传感器很容易受到信号干扰，测量的准确性较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能减少干扰，测量多个波段辐照度的一种用于氙灯老化箱的辐照计及其测量方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种用于氙灯老化箱的辐照计，包括探头和主机，所述探头包括有滤光片和传感器模块，所述传感器模块与主机相连接。

作为本发明的进一步改进，所述主机包括主机壳体，所述主机壳体内设有电路板和电池，所述主机壳体上安装有按键面板，所述传感器模块与电路板连接，所述电路板的输入端与按键面板的输出端连接，所述电池的输出端与电路板的电源输入端连接。

作为本发明的进一步改进，所述电路板包括中央控制器、低通滤波电路、屏幕驱动电路、屏幕、电源电路和外部电源接口，所述传感器模块的输出端与低通滤波电路的输入端连接，所述低通滤波电路的输出端与中央控制器的第一输入端连接，所述中央控制器的输出端与屏幕驱动电路的输入端连接，所述屏幕驱动电路的输出端与屏幕的输入端连接，所述电源电路的输出端分别与传感器模块的电源输入端、低通滤波电路的电源输入端、中央控制器的电源输入端和屏幕驱动电路的电源输入端相连接，所述电池与电源电路的第一输入端连接，所述电源电路的第二输入端与外部电源接口连接，所述按键面板的输出端分别与中央控制器的第二输入端和电源电路的输入端连接。

作为本发明的进一步改进，所述传感器模块包括光电转换器件和放大缓冲电路，所述光电转换电路的输出端通过放大缓冲电路进而连接至低通滤波电路的输入端。

作为本发明的进一步改进，所述探头还包括有探头壳体，所述探头壳体设有开口，所述滤光片安装在开口上。

作为本发明的进一步改进，所述探头壳体采用铝合金材质全密闭结构。

作为本发明的进一步改进，所述电源电路采用三极管自锁电路。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种用于氙灯老化箱的辐照计的测量方法，包括以下步骤：

A、获取选择对应的波段和氙灯滤光罩类型；

B、调用已校准标定的相应基准数据；

C、根据对应的波段、氙灯滤光罩类型和相应基准数据，调用对应的辐照度算法对辐照度进行计算，得到辐照度值。

本发明的有益效果是：

本发明一种用于氙灯老化箱的辐照计通过探头中的滤光片和传感器模块能有效减少信号干扰，提高测量准确性，而且通过主机能进一步进行信号过滤和根据波段选择对应的算法进行辐照度计算，从而能大大提高测量的准确性，以及能测量多个波段的辐照度，提高适用性。

本发明的另一个有益效果是：

本发明一种用于氙灯老化箱的辐照计的测量方法根据获取的波段选择对应的算法进行辐照度计算，从而能大大提高测量的准确性，以及能测量多个波段的辐照度，提高适用性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一种用于氙灯老化箱的辐照计中探头的结构示意图；

图2是本发明一种用于氙灯老化箱的辐照计中主机的结构示意图；

图3是本发明一种用于氙灯老化箱的辐照计的原理方框图；

图4是本发明一种用于氙灯老化箱的辐照计的测量方法的步骤流程图。

具体实施方式

参考图1～图3，本发明一种用于氙灯老化箱的辐照计，包括探头和主机，所述探头包括有滤光片2和传感器模块3，所述传感器模块3与主机相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述主机包括主机壳体4，所述主机壳体4内设有电路板5和电池7，所述主机壳体4上安装有按键面板6，所述传感器模块3与电路板5连接，所述电路板5的输入端与按键面板6的输出端连接，所述电池7的输出端与电路板5的电源输入端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述电路板5包括中央控制器、低通滤波电路、屏幕驱动电路、屏幕、电源电路和外部电源接口，所述传感器模块3的输出端与低通滤波电路的输入端连接，所述低通滤波电路的输出端与中央控制器的第一输入端连接，所述中央控制器的输出端与屏幕驱动电路的输入端连接，所述屏幕驱动电路的输出端与屏幕的输入端连接，所述电源电路的输出端分别与传感器模块3的电源输入端、低通滤波电路的电源输入端、中央控制器的电源输入端和屏幕驱动电路的电源输入端相连接，所述电池7与电源电路的第一输入端连接，所述电源电路的第二输入端与外部电源接口连接，所述按键面板6的输出端分别与中央控制器的第二输入端和电源电路的输入端连接。

优选的，所述低通滤波电路采用由精密运放构成的SALLEN-KEY型多级滤波电路。所述中央控制器采用单片机，结合非占先式多任务调度程序设计，完成AD转换、数字滤波、量值转换、波段及滤光罩选择切换、按键处理、显示、电池7电量检测等多项功能。

进一步作为优选的实施方式，所述传感器模块3包括光电转换器件和放大缓冲电路，所述光电转换电路的输出端通过放大缓冲电路进而连接至低通滤波电路的输入端。

进一步作为优选的实施方式，所述探头还包括有探头壳体1，所述探头壳体1设有开口，所述滤光片2安装在开口上。

进一步作为优选的实施方式，所述探头壳体1采用铝合金材质全密闭结构。测量辐照度时，辐照计须暴露于老化箱内，工作环境十分恶劣，因此，有必要对传感器模块3进行良好保护。本发明将传感器模块3置于铝合金壳体中，该铝合金壳体为全封闭不可拆卸式结构，既能有效地保护传感器模块3，又能屏蔽干扰。

进一步作为优选的实施方式，所述电源电路采用三极管自锁电路。

其中，所述三极管自锁电路不易误操作、故障率低、接通可靠抖动小、断电后复电不会自行接通、易于实现软件关机、极低的关断电流。

本发明实施例中，被测光信号经滤光片2的光学滤波后，过滤掉红外及大部分可见光。传感器模块3将过滤后的光信号转换为弱的电信号。弱的电信号经过前级放大缓冲电路转换为较强的电信号。

至此，所得到的电信号是跟随被测光信号变化而变化的。由于氙灯老化箱通常采用交流电来驱动氙灯，且采用可控硅调节导通角的方式来调节氙灯功率，所以氙灯发出的光线是脉动的，其脉动频率通常是交流电频率的2倍，例如用50Hz的市电来驱动，则氙灯发光的脉动频率为100Hz。这样的频率对于肉眼来说基本没有闪烁感，但是，如果对该信号直接进行测量，那么显示出来的辐照度数值会剧烈的跳动，不便于观测。

为了消除或削弱光源脉动造成的影响，有必要对上述光电转换所得到的较强的电信号进行低通滤波。因此，本实施例中的低通滤波电路过滤掉信号中较高的频率成分，再通过中央控制器进行AD转换，并将模拟信号转换为数字信号，然后进行数字低通滤波，以获得更低的截止频率，同时过滤掉各种干扰。

中央控制器根据选定的波段和氙灯滤光罩类型，调用已校准标定好的相应参数，并执行相应的算法完成上述信号到辐照度的转换运算。最终将辐照度值显示在屏幕上。

本发明实施例中，电源部分可采用电池7和外接直流电源双供电方案，方便用户使用。

参考图4，本发明一种用于氙灯老化箱的辐照计的测量方法，包括以下步骤：

A、获取选择对应的波段和氙灯滤光罩类型；

B、调用已校准标定的相应基准数据；

C、根据对应的波段、氙灯滤光罩类型和相应基准数据，调用对应的辐照度算法对辐照度进行计算，得到辐照度值。

其中，用于进行量值转换运算的基准数据是根据第三方校准机构提供的校准数据而获得。不同波段和不同滤光罩的各种组合，各有一套基准数据，因而可以实现多波段辐照度的测量。中央控制器根据选定的波段和滤光罩调用相应的基准数据，再辅以相应的辐照度算法，计算得出辐照度值。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种用于氙灯老化箱的辐照计，其特征在于：包括探头和主机，所述探头包括有滤光片和传感器模块，所述传感器模块与主机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于氙灯老化箱的辐照计，其特征在于：所述主机包括主机壳体，所述主机壳体内设有电路板和电池，所述主机壳体上安装有按键面板，所述传感器模块与电路板连接，所述电路板的输入端与按键面板的输出端连接，所述电池的输出端与电路板的电源输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于氙灯老化箱的辐照计，其特征在于：所述电路板包括中央控制器、低通滤波电路、屏幕驱动电路、屏幕、电源电路和外部电源接口，所述传感器模块的输出端与低通滤波电路的输入端连接，所述低通滤波电路的输出端与中央控制器的第一输入端连接，所述中央控制器的输出端与屏幕驱动电路的输入端连接，所述屏幕驱动电路的输出端与屏幕的输入端连接，所述电源电路的输出端分别与传感器模块的电源输入端、低通滤波电路的电源输入端、中央控制器的电源输入端和屏幕驱动电路的电源输入端相连接，所述电池与电源电路的第一输入端连接，所述电源电路的第二输入端与外部电源接口连接，所述按键面板的输出端分别与中央控制器的第二输入端和电源电路的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于氙灯老化箱的辐照计，其特征在于：所述传感器模块包括光电转换器件和放大缓冲电路，所述光电转换电路的输出端通过放大缓冲电路进而连接至低通滤波电路的输入端。

5.根据权利要求1所述的一种用于氙灯老化箱的辐照计，其特征在于：所述探头还包括有探头壳体，所述探头壳体设有开口，所述滤光片安装在开口上。

6.根据权利要求5所述的一种用于氙灯老化箱的辐照计，其特征在于：所述探头壳体采用铝合金材质全密闭结构。

7.根据权利要求3所述的一种用于氙灯老化箱的辐照计，其特征在于：所述电源电路采用三极管自锁电路。

8.一种用于氙灯老化箱的辐照计的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、获取选择对应的波段和氙灯滤光罩类型；

B、调用已校准标定的相应基准数据；

C、根据对应的波段、氙灯滤光罩类型和相应基准数据，调用对应的辐照度算法对辐照度进行计算，得到辐照度值。