CN106124455A - 一种测量逆反射系数的装置 - Google Patents

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唐岩
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Abstract

本发明涉及一种测量逆反射系数的装置，包括光学系统、光电二极管接收器和逆反射光斑处理电路。光学系统、光电二极管接收器及逆反射光斑处理电路均设置在外壳内。光学系统包括暖白光二极管、光源小孔光栏、柔光镜、分光镜和消色差物镜。消色差物镜与光电二极管接收器分别位于所述分光镜的左右两侧。暖白光二极管发射的光依次经过光源小孔光栏、柔光镜、分光镜与消色差物镜处理后，平行射向逆反射光膜层。逆反射光斑处理电路包括前置放大电路、A/D转换电路和微处理器。该装置具有体积小、精度高、操作方便、适合现场测试等特点。

Description

一种测量逆反射系数的装置
技术领域：
本发明涉及逆反射系数检测技术领域，特别涉及一种测量逆反射系数的装置。
背景技术：
目前，交通建设发展很快，道路上的交通标识也日益完善。交通标识对交通安全起着重要的作用，然而检测这这些反光标识逆反射系数的装置却远远落后于实际的需求。现有的逆反射系数检测装置大多数都是室内台式的，具有体积庞大、测试过程繁琐、测试精度低等不足。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种测量逆反射系数的装置，该装置具有体积小、精度高、操作方便、适合现场测试等特点。
本发明采用的技术方案为：
一种测量逆反射系数的装置，包括光学系统、光电二极管接收器和逆反射光斑处理电路。所述的光学系统、光电二极管接收器及逆反射光斑处理电路均设置在外壳内。
所述的光学系统包括暖白光二极管、光源小孔光栏、柔光镜、分光镜和消色差物镜。所述的消色差物镜与光电二极管接收器分别位于所述分光镜的左右两侧。所述的暖白光二极管发射的光依次经过光源小孔光栏、柔光镜、分光镜与消色差物镜处理后，平行射向逆反射光膜层。
所述的逆反射光斑处理电路包括前置放大电路、A/D转换电路和微处理器。所述的前置放大电路，其输入端接光电二极管接收器的输出端，其输出端接A/D转换电路的输入端；所述的A/D转换电路，其输出端接微处理器的输入端。
进一步的，所述的光源小孔光栏位于消色差物镜的焦平面的中心点上。
进一步的，所述的分光镜与光电二极管接收器之间依次设有色度传感器和接收器小孔光栏。
进一步的，所述的柔光镜的细砂毛面朝向光源小孔光栏，且与光源小孔光栏的底部相接触。
进一步的，所述的外壳包括上盖和与上盖可拆卸相连的后盖。
进一步的，所述的微处理器还连接有串口通讯接口、GPS接口、蓝牙接口、数码管显示电路和调节开关；微处理器通过蓝牙接口连接蓝牙打印机。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
由以上技术方案可知，本发明通过采用暖白光二极管作为光源，能够因暖白光二极管的功率小等优点而延长该测量装置的使用寿命；通过采用柔光镜对暖白光二极管照射的光线进行处理，能够使入射的光线更加均匀，保证逆反射系数测量结果的准确性；通过采用硅光电二极管接收器接收经逆反射膜层反射后的光线，能够使测量结果更加精确。综上所述，本发明具有体积小、精度高、操作方便、适合现场测试等特点，尤其适用于道路两旁信号牌和车辆反光标识的逆反射系数的现场检测。
附图说明：
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明光学系统的结构示意图；
图3是图2中A的局部放大示意图；
图4是本发明的结构装配示意图。
其中：
1、逆反射光膜层，2、消色差物镜，3、暖白光二极管，4、光源小孔光栏，5、柔光镜，6、分光镜，7、色度传感器，8、接收器小孔光栏，9、光电二极管接收器， 10、外壳，11、光学系统，12、前置放大电路，13、A/D转换电路，14、微处理器，15、串口通讯接口，16、GPS接口，17、蓝牙接口，18、数码管显示电路，19、调节开关。
具体实施方式：
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步详细说明：
如图1-图4所示的一种测量逆反射系数的装置，包括光学系统11、光电二极管接收器9和逆反射光斑处理电路。所述的光学系统11、光电二极管接收器9及逆反射光斑处理电路均设置在外壳10内。所述的外壳10包括上盖和与上盖可拆卸相连的后盖。
如图2和图3所示，所述的光学系统包括暖白光二极管3、光源小孔光栏4、柔光镜5、分光镜6和消色差物镜2。所述的消色差物镜2与光电二极管接收器9分别位于所述分光镜6的左右两侧。所述的光源小孔光栏位于消色差物镜的焦平面的中心点上。所述的柔光镜的细砂毛面朝向光源小孔光栏，且与光源小孔光栏的底部相接触。所述的分光镜与光电二极管接收器之间依次设有色度传感器和接收器小孔光栏，色度传感器用于鉴别逆反射膜层反射光的颜色。色度传感器设置在接收器小孔光栏一侧，且不遮挡接收器小孔光栏。所述的暖白光二极管3发射的光依次经过光源小孔光栏4、柔光镜5、分光镜6与消色差物镜2处理后，平行射向逆反射光膜层1。
优选的，所述的柔光镜能够使光线更加均匀，尤其使从逆反射膜层发射回来的弥散圆更加细密均匀递减。所述的分光镜为透反式分光镜，其透射光和反射光的比例为1:1。所述的消色差物镜采用消色差双胶合中焦距物镜。所述的光电二极管接收器采用一体化的硅光二极管。
如图1所示，所述的逆反射光斑处理电路包括前置放大电路12、A/D转换电路13和微处理器14。前置放大电路，用于将光电二极管接收器接收的逆反射光斑信号前置放大；A/D转换电路，用于将放大后的逆反射光斑信号转换为数字信号。所述的前置放大电路12，其输入端接光电二极管接收器9的输出端，其输出端接A/D转换电路13的输入端；所述的A/D转换电路13，其输出端接微处理器14的输入端。所述的微处理器14还连接有串口通讯接口15、GPS接口16、蓝牙接口17、数码管显示电路18和调节开关19；微处理器14通过蓝牙接口17连接蓝牙打印机。
本发明通过设置串口通讯接口，可以将测量数据存储至外部计算机上；通过设置GPS接口，能够连接GPS接收器与发射器，实现GPS定位；通过设置蓝牙接口，能够连接蓝牙打印机，实现测量数据的快速打印；通过设置数码管显示电路，能够将测量结果在外壳上显示出来；通过设置调节开关，能够对测试参数进行调节。
本发明的工作原理为：
首先，如图2和图3所示，照射光源的光线入射至逆反射光膜层的过程为：
（1）发光光源暖白光二极管3在2856°K±50°K的色温下发光。
（2）发出的光经过光源小孔光栏4照射到柔光镜5，柔光镜5将光线均匀化。
（3）均匀化的散射光进入分光镜6，在分光镜6的作用下，分为透射光和反射光。
（4）分光镜6的反射光将透过消色差物镜2，平行照射到被检测的逆反射光膜层16上。
在上述过程中，光源小孔光栏4要预先调整到消色差物镜2的焦平面的中心点上，且通过设置分光镜6与消色差物镜2之间的几何关系，使照射到被检测的逆反射光膜层1上的光是平行光。
其次，如图1所示，入射光线至逆反射光膜层1后，经逆反射光膜层1反射后，返回至光电二极管接收器9的过程为：
（1）逆反射光膜层1将接收的平行光反射给消色差物镜2。由于逆反射光膜层1不是个光学平面，它是由规则的微棱镜组成或高折射率的玻璃微珠或特种塑料微珠组成的。当逆反射光膜层1被平行光照射后，逆反射光膜层1将以与入射方向相反，且较小的锥形来反射光该平行光，只是反射回来的光已经不是平行光了。也就是说，经逆反射光膜层反射后的光透射过消色差物镜2聚焦后，不是聚焦点，而是个弥散圆。无论逆反射光膜层1与消色差物镜2射出的光是什么角度，该光都能沿照射光的原方向以较小的圆锥光反射回去。
（2）返回的光线透过消色差物镜2，再经分光镜6后的光线会聚为弥散圆，该弥散圆覆盖色度传感器7，受限于接收器小孔光栏4。
（3）弥散圆的中心光线进入接收器小孔光栏8，照射到光电二极管接收器9上。
在上述过程中，本发明所述的测量逆反射系数的装置，必须预先调整平行光管的光线，使该光线以0°通过消色差物镜2进入整个光学系统。此外，该测量逆反射系数的装置的分划板的十字线，要正落在接收器小孔光栏的中心上。
再次，前置放大电路、A/D转换电路和微处理器依次对光电二极管接收器接收的逆反射光斑信号就行处理。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (6)

1.一种测量逆反射系数的装置，其特征在于：包括光学系统（11）、光电二极管接收器（9）和逆反射光斑处理电路，所述的光学系统（11）、光电二极管接收器（9）及逆反射光斑处理电路均设置在外壳（10）内；
所述的光学系统（11）包括暖白光二极管（3）、光源小孔光栏（4）、柔光镜（5）、分光镜（6）和消色差物镜（2）；所述的消色差物镜（2）与光电二极管接收器（9）分别位于所述分光镜（6）的左右两侧；所述的暖白光二极管（3）发射的光依次经过光源小孔光栏（4）、柔光镜（5）、分光镜（6）与消色差物镜（2）处理后，平行射向逆反射光膜层（1）；
所述的逆反射光斑处理电路包括前置放大电路（12）、A/D转换电路（13）和微处理器（14）；所述的前置放大电路（12），其输入端接光电二极管接收器（9）的输出端，其输出端接A/D转换电路（13）的输入端；所述的A/D转换电路（13），其输出端接微处理器（14）的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种测量逆反射系数的装置，其特征在于：所述的光源小孔光栏（4）位于消色差物镜（2）的焦平面的中心点上。
3.根据权利要求1所述的一种测量逆反射系数的装置，其特征在于：所述的分光镜（6）与光电二极管接收器（9）之间依次设有色度传感器（7）和接收器小孔光栏（8）。
4.根据权利要求1所述的一种测量逆反射系数的装置，其特征在于：所述的柔光镜（5）的细砂毛面朝向光源小孔光栏（4），且与光源小孔光栏（4）的底部相接触。
5.根据权利要求1所述的一种测量逆反射系数的装置，其特征在于：所述的外壳（10）包括上盖和与上盖可拆卸相连的后盖。
6.根据权利要求1所述的一种测量逆反射系数的装置，其特征在于：所述的微处理器（14）还连接有串口通讯接口（15）、GPS接口（16）、蓝牙接口（17）、数码管显示电路（18）和调节开关（19）；微处理器（14）通过蓝牙接口（17）连接蓝牙打印机。
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