CN106441811A - 检测光传输效率的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于光学检测技术领域，提供了一种检测光传输效率的装置，包括：一遮光件，具有与被测物体的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节；一照度检测件，包括一基板，及设于所述基板的若干光敏传感器，每个光敏传感器用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元；一数据处理单元，用于处理接收的照度值，获取光强分布及光通量。本发明还相应的提供一种检测光传输效率的方法。借此，本发明结构简单，可以更准确的测量光传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种检测光传输效率的装置及方法。
背景技术
光传输效率是衡量光传输器件性能的重要参数。现有的光传输效率的计算是通过分别检测入口和出口光通量，计算得出光的传输效率，而光通量的检测目前主要有两种方法：
1)通过积分球或者分布式光度计检测。
2)使用照度计测量多点照度值，通过照射面积求出光通量。
第一种方案中，使用积分球测量适用于4π发光光源，即全空间都有光线，如：白炽灯，节能灯，日光灯管灯，这样测试的准确度高。若测试对象为2π发光光源，如：路灯，筒灯，天花灯，射灯等灯具，在积分球内部时，由于灯具本身体积大的问题，及光束宽度窄的问题，导致测试的光通量误差会比较大。分布式光度计是采用不断改变测试的角度，完成一个4π光源或2π灯具的全空间测试的，该种方法没有灯具本身对测试环境影响的误差，所以理论上测试的准确性要高于积分球测试方法，该种测试方法测试时间较长，一般情况不低于30分钟，无法应用于不稳定光源的测量。而且两种设备体积较大，很难对已安装光源进行测试。因为光源照射的照度并不均匀，且光斑形状多为异形，造成照度及面积均无法准确测量，所以第二种方案只能做粗略的测试，测试精度较差。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以 改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种检测光传输效率的装置及方法，其可以更准确的测量光传输效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种检测光传输效率的装置，包括：
一遮光件，具有与被测物体的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节；
一照度检测件，包括一基板，及设于所述基板的若干光敏传感器，每个光敏传感器用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元；
一数据处理单元，用于处理接收的照度值，获取光强分布及光通量。
根据本发明的检测光传输效率的装置，所述光敏传感器为线性光敏传感器，所述基板为PCB板，且所述光敏传感器按矩阵形式紧密排列。
根据本发明的检测光传输效率的装置，所述遮光件与照度检测件紧密配合。
根据本发明的检测光传输效率的装置，每个光敏传感器连接一金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极，并且若干金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接一串并转换芯片，所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极依次连接有差分放大器及AD转换器。
根据本发明的检测光传输效率的装置，所述照度检测件与被测物体之间设置衰减片。
本发明还相应的提供一种检测光传输效率的方法，包括：
提供一遮光件，其具有与被测物体的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节，以使遮光件与被测物体紧密配合；
提供一照度检测件，其包括一基板，及设于所述基板的若干光敏传感器， 每个光敏传感器用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元；
提供一数据处理单元，用于处理接收的照度值，获取光强分布及光通量。
本发明通过设置一遮光件，其具有与被测物体的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节，使得遮光件可以很好的匹配各种被测物体，并且减少杂光混入。另外通过一照度检测件检测照度值，其包括一基板，及设于所述基板的若干光敏传感器，每个光敏传感器用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元；被测物体同时与遮光件及该照度检测件配合。最后通过一数据处理单元，处理接收的照度值，获取光强分布及光通量，借此方便的实现光传输效率的测量。
附图说明
图1是本发明的检测光传输效率的装置结构示意图；
图2A是本发明的照度检测件俯视结构示意图；
图2B是本发明的照度检测件立体结构示意图；
图3是本发明的检测光传输效率的方法流程图；
图4是本发明的局部连接结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明示出了检测光传输效率的装置与被测物体50相配合的结构，其中，检测光传输效率的装置包括：
一遮光件10，具有与被测物体50的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节。
一照度检测件20，包括一基板21，及设于所述基板21的若干光敏传感器22，每个光敏传感器22用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元30。光敏传感器22具体可以采用光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏IC及硅光电池等感光器件。
一数据处理单元30，用于处理接收的照度值，获取光强分布及光通量。具体的，数据处理单元30将入光口及出光口检测数值进行运算，得出光在物体中的传输效率。
在本发明的应用中，遮光件10一般通过底部与照度检测件20紧密配合，以防止底部混进杂光影响测量。遮光件10的上部可调大小的容置口，用于实现与被测物体50的入光口或出光口紧密配合，借此使得照度检测件20的光敏传感器22仅能检测到被测物体50的入口光或出口光，避免了杂光的影响。
较佳的，结合图2A和图2B，光敏传感器22为线性光敏传感器，基板21为PCB板，且光敏传感器22按矩阵形式紧密排列，各光敏传感器22的光敏传感面积相同，并且作为已知量。同时，各光敏传感器22的感光面朝上。因为密集排布，并且已知单个线性光敏传感器22的面积，相当于将出光口划分为无数个微小的点进行测量，可细微地感知每个点上非均匀分布的光线，每个线性光敏传感器22测量出所属面积上的照度值，传送给数据处理单元40。照度检测装置20的感光面积大于被检测物体50出光口面积。
实际测量中，被测物体50的光入口或出口尽可能与各光敏传感器22紧密接触，以保证测量的准确性。当然，考虑到光敏传感器22的测量范围，必要时可以在被测物体50与照度检测件20之间设置衰减片，以满足不同的测量需求。
考虑到照度检测件20由较小尺寸的线性光敏传感器22按照矩阵式紧密排列，被测物体50一般相对面积较大，所用传感器数量较多。基于此，如图4所示，每个光敏传感器连接一金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极，并且若干金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接一串并转换芯片(74HC595)，所述金 属-氧化物半导体场效应晶体管的源极依次连接有差分放大器及AD转换器。
本发明使用MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)作为传感器电源开关器件，通过点阵式控制方式加上74HC595芯片进行控制，每路传感器信号逐一开通，光信号经过设于数据处理单元的30的差分放大器及AD转换器处理，测量出每个点的光强值，根据矩阵位置绘制出光强分布图。
数据处理单元30对线性光敏传感器数据进行运算处理，得出被测光源的总光通量。计算方法如下：
假设照度检测装置中单个光敏传感器面积为Si；单个线性光敏传感器22得到的光电流为Ii；入光受光的光敏传感器数量为Ain；出光受光的光敏传感器22数量为Aout；入光光通量为Φin；出光光通量为Φout；测试得到输入光电流总量为Iin；测试得到输出光电流总量为Iout，其中k为光敏传感器22的感应电流与光照强度的对应系数。
进而得到效率的计算公式为
η＝Φout/Φin＝Iout/Iin
即传输效率等效为出光口与入光口总照度的比值。
本发明的数据处理单元30包括人机交互界面，可通过人机交互界面输入检测指令，显示检测结果。
本发明相对于积分球和分布式光度计体积更小，成本更低。在光传输效率检测时，可更加简便、快捷的安装在被测光源上，被测光源既可以是单独的产 品也可以是已安装产品。可测量较大出光口面积及异形出光口的光源。可精确测量对非均匀出光的光源，并绘制光强分布图。
图3是本发明的检测光传输效率的方法流程图，其可以通过如图1所示的装置实现，该方法包括：
步骤S301，提供一遮光件10，其具有与被测物体50的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节，以使遮光件10与被测物体50紧密配合；
步骤S302，提供一照度检测件20，其包括一基板21，及设于所述基板的若干光敏传感器22，每个光敏传感器22用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元30；
步骤S303，提供一数据处理单元30，用于处理接收的照度值，获取光强分布及光通量。
综上所述，本发明通过设置一遮光件，其具有与被测物体的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节，使得遮光件可以很好的匹配各种被测物体，并且减少杂光混入。另外通过一照度检测件检测照度值，其包括一基板，及设于所述基板的若干光敏传感器，每个光敏传感器用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元；被测物体同时与遮光件及该照度检测件配合。最后通过一数据处理单元，处理接收的照度值，获取光强分布及光通量，借此方便的实现光传输效率的测量。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种检测光传输效率的装置，其特征在于，包括：
一遮光件，具有与被测物体的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节；
一照度检测件，包括一基板，及设于所述基板的若干光敏传感器，每个光敏传感器用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元；
一数据处理单元，用于处理接收的照度值，获取光强分布及光通量。
2.根据权利要求1所述的检测光传输效率的装置，其特征在于，所述光敏传感器为线性光敏传感器，所述基板为PCB板，且所述光敏传感器按矩阵形式紧密排列。
3.根据权利要求1所述的检测光传输效率的装置，其特征在于，所述遮光件与照度检测件紧密配合。
4.根据权利要求1所述的检测光传输效率的装置，其特征在于，每个光敏传感器连接一金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极，并且若干金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接一串并转换芯片，所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极依次连接有差分放大器及AD转换器。
5.根据权利要求1所述的检测光传输效率的装置，其特征在于，所述照度检测件与被测物体之间设置衰减片。
6.一种检测光传输效率的方法，其特征在于，包括：
提供一遮光件，其具有与被测物体的光入口和/或光出口配合的容置口，该容置口的口径大小可调节，以使遮光件与被测物体紧密配合；
提供一照度检测件，其包括一基板，及设于所述基板的若干光敏传感器，每个光敏传感器用于测量所属面积上的照度值，并传送给数据处理单元；
提供一数据处理单元，用于处理接收的照度值，获取光强分布及光通量。
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