CN106644950A - 逆反射材料的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种逆反射材料的检测装置，包括筒体、定位机构、发射机构、多个接收机构以及检测机构，定位机构设置在筒体的前端，发射机构设置在定位机构的后方，接收机构环绕设置在发射机构的周边，接收机构的光轴与发射机构的光轴平行，检测机构与接收机构连接，发射机构以及接收机构均采用光纤结构，发射光纤位于光纤束的中央，多个接收光纤的直径相等，环绕设置在发射光纤的周边，发射光纤和接收光纤的端面位于同一平面。本实施例的逆反射材料的检测装置，便于检测人员对逆反射材料的相关参数进行测量，并通过定位机构限定入射角，以及通过光纤的直径限定发射光线与接收光线之间的夹角，能够对逆反射材料的相关参数进行精准的测量。

Description

逆反射材料的检测装置

技术领域

本发明实施例涉及一种逆反射材料的检测装置，属于检测技术领域。

背景技术

为了使驾驶员在夜晚行车时能够看清路标所展示的信息，路标通常是采用逆反射材料制成的。当车灯照射路标时，车灯光作为入射光在逆反射材料的作用下产生反射，形成反射光，反射光被驾驶员的眼睛接收，使得驾驶员能够看清路标所展示的信息。

路标的清晰度是由逆反射材料的特定方向的反光能力所决定的，不同的逆反射材料的反光能力不同。为了使路标符合清晰度的标准要求，需要逆反射材料的反光能力符合标准规定(具体参照GBT 18833-2012道路交通反光膜和GB 23254-2009货车及挂车车身反光标识)。因此，需要一种能够模拟相关场景来测量逆反射材料的相关参数的装置。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种逆反射材料的检测装置，以在测量逆反射材料的相关参数中，能够对逆反射材料的相关参数进行精准的测量，并且提高测量操作的便利性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种逆反射材料的检测装置，包括筒体、定位机构、发射机构、多个接收机构以及检测机构，所述定位机构设置在所述筒体的前端，所述定位机构用于定位逆反射材料的检测装置所产生的发射光线与逆反射材料的法线之间的入射角；所述发射机构设置在所述定位机构的后方，所述发射机构用于向所述逆反射材料射出发射光；所述接收机构环绕设置在所述发射机构的周边，所述接收机构的光轴与所述发射机构的光轴平行，用于接收所述逆反射材料的反射光；所述检测机构与所述接收机构连接，用于检测所述逆反射材料所反射的反射光的光度参数。

所述发射机构以及所述接收机构均采用光纤结构，所述发射机构中的光纤为发射光纤，所述接收结构中的光纤为接收光纤，所述发射光纤和所述接收光纤组合成光纤束，所述发射光纤位于所述光纤束的中央，多个所述接收光纤的直径相等，环绕设置在所述发射光纤的周边，所述发射光纤和所述接收光纤的端面位于同一平面。

本发明实施例的逆反射材料的检测装置，通过将发射光纤以及接收光纤整合成一体式检测装置，便于检测人员对逆反射材料的相关参数进行测量，并通过定位机构限定发射光线与逆反射材料的法线之间的入射角，以及通过光纤的直径限定发射光线与接收光线之间的夹角，从而在测量逆反射材料的相关参数中，能够对逆反射材料的相关参数进行精准的测量。此外，采用光纤结构作为光纤发射和接收结构，充分实现了检测设备的小型化，提高了便携性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例一涉及的检测装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例一涉及的检测装置的结构示意图之二；

图3为本发明实施例一涉及的检测装置的检测原理示意图之一；

图4为本发明实施例一涉及的检测装置的检测原理示意图之二；

图5为本发明实施例二涉及的检测装置的结构示意图。

附图标号说明：

1-筒体；11-定位机构；12-发射机构；13-接收机构；14-检测机构；2-逆反射材料。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

交通标示(标志、标线和突起路标等)需要在夜间灯光照射下，很容易地被驾驶员看清楚，例如，路标，车辆示廓等标示。标示通常是由逆反射材料制成的，交通部对制作标示的逆反射材料的标准进行了规定(具体参照GBT 18833-2012道路交通反光膜和GB 23254-2009货车及挂车车身反光标识)，确定逆反射材料是否符合标准规定，可以通过检测逆反射材料的反射光的光度参数，获取逆反射材料的相关参数，以确定该反射材料是否符合标准规定。其中，逆反射材料的检测需要检测仪器模拟两个测量几何条件，分别为观测角和入射角，其中，入射角为光纤射向逆反射材料的角度，而观测角为人眼接收到反射光线与入射角的夹角。上述的光度参数具体可以为照度、亮度以及发光强度中的一个或者多个物理参数。

实施例一

基于这样的需求，本发明提供了一种逆反射材料的检测装置，如图1和图2所示，图1为本发明实施例一涉及的检测装置的结构示意图之一，图2为本发明实施例一涉及的检测装置的结构示意图之二，其包括筒体1、定位机构11、发射机构12、多个接收机构13以及检测机构14。其中这里的检测机构14可以是用于检测逆反射材料2的相关参数的检测机构。例如：检测机构14可以是能够检测逆反射材料2的相关参数的仪表或者计算机，能够显示其所检测到的相关参数，从而便于检测人员读取相关信息。

发射机构12设置在定位机构11的后方，发射机构12用于向逆反射材料2射出发射光。

上述发射机构中，发射机构12可以设置在筒体1的中心位置，发射机构12可以与筒体1同轴心。发射机构12的光轴可以与筒体1的中心轴线平行，检测装置14的发射光线的光轴可以与检测装置的中心轴线平行。

接收机构13环绕设置在发射机构12的周边，接收机构13可以与发射机构12抵接，接收机构13的光轴与发射机构12的光轴平行(图1中的横向虚线分别代表接收机构和发射机构的光轴)，用于接收逆反射材料2的反射光。

检测机构14与接收机构13连接，用于检测逆反射材料2所反射的反射光的光度参数。需要说明的是，这里的检测机构具体可以为CCD模块，通过CCD模块可以检测出光度参数，从而可以测量出逆反射材料的光强反射特性。

在实际应用，为了更加全面和准确地评价反射材料的特性，引入了逆反射系数R’，该逆反射系数R’通过如下公式计算得出：

R’＝I/(E_⊥×A)………………………………………………公式(1)

式中：R’—逆反射系数，单位为坎德拉每勒克斯平方米(cd×lx^-1×m^-2)；I—发光强度，单位为坎德拉(cd)；E_⊥—垂直照度，单位为勒克斯(lx)；A—试样表面的面积，单位为平方米(m²)。在上述公式中，发光强度I和垂直照度E_⊥均可以通过CCD模块直接或者间接测量获得，逆反射材料试样的表面积A为给定值(该公式的详细说明可以参照GBT26377-2010逆反射测量仪)。

上述的检测机构具体还可以由CCD模块和计算机构成，上述的逆反射系数的计算通过计算机上的计算程序来完成。其中，计算机上的计算程序也可以有专门的硬件电路实现(例如DSP或者FPGA，或者由加法器、乘法器等硬件电路构成的运算电路)，CCD模块输出的光强信号可以以数字信号或者模拟信号的方式传输给硬件电路以进行逆反射系数的计算。此外，本实施例中的检测机构14本身可以包括显示设备，显示设备可以显示逆反射参数。

在实际应用中，一般采用相对测量的方式来对逆反射材料进行检定。本申请的逆反射材料的检测装置可以同时配合标准的逆反射材料标准板，针对不同的应用可以设定不同的逆反射材料标准板，该逆反射材料标准板为标准合格的逆反射材料样板。然后分别测量逆反射材料标准板的逆反射系数和被测的逆反射材料的逆反射系数，然后进行比较，来判定被测的逆反射材料是否合格。或将此比例系数通过校准的形式，写入公式中，此检测装置即可直接显示逆反射材料的逆反射系数。

上述发射机构12以及接收机构13均可以采用光纤结构，发射机构12中的光纤为发射光纤，接收结构13中的光纤为接收光纤，发射光纤和接收光纤组合成光纤束，发射光纤位于光纤束的中央，多个接收光纤的直径相等，环绕设置在发射光纤的周边，接收光纤与发射光纤抵接。发射光纤和接收光纤的端面位于同一平面，使得发射光和反射光的光距相等，便于计算逆反射材料2的相关参数。通过设置发射机构12和接收机构13之间的位置关系以及发射机构12和接收机构13与逆反射材料2之间的位置关系能够合理地设定观测角α，常见的观测角为0.2度、0.33度以及1度等。

上述发射机构12中，筒体1为中空体，光纤结构贯穿筒体1，光纤用于传递光，在筒体1的后端可以设置有光源，光源可以与发射光纤对应。

定位机构11设置在筒体1的前端，定位机构11用于定位逆反射材料的检测装置(以下简称检测装置)所产生的发射光线与逆反射材料2的法线之间的入射角β。如标准中的记载，常规的入射角度有-4度、15度、30度以及40度等。

上述定位机构中，定位机构11的一端可以与筒体1的前端连接，定位机构11的另一端可以设置为斜面，定位机构11的另一端能够抵接在逆反射材料2的平面上。这里所说的定位机构11可以是与筒体一体成型的机构，例如可以直接在筒体1的前端加工出一个斜面即可，也可以是一端设置有斜面的中空盖体，例如可以在盖体的一端设置斜面，盖体的中部设置通孔，以便于透光；盖体的另一端设置卡扣，盖体通过卡扣卡接在筒体1的前端。当然盖体的另一端与筒体1的前端也可以是螺纹连接。其中，可以根据国标对定位机构斜面的倾斜角度进行加工设置(可以参照JJG059-2004逆反射测量仪计量检定规程)。

定位机构11的另一端是斜面，将定位机构11抵接在逆反射材料2的平面上时，使得检测装置与逆反射材料2的法线之间形成与斜面的倾斜角度相同的倾斜角，由于检测装置的发射光线的光轴与检测装置的中心轴线平行，因此，检测装置所产生的发射光线与逆反射材料2的法线之间的入射角与斜面的倾斜角度相同。从而实现定位机构11对检测装置入射角的定位。

本发明实施例的逆反射材料的检测装置，采用了光纤作为发射机构和接收机构并通过组合的方式形成了光纤束的结构，从而使发射光轴和接收光轴之间能够形成稳定的近距离结构，由于光纤很细，使得发射光轴和接收光轴之间能够非常近，从而在给定观测角的情况下，可以充分减小接收机构距离逆反射材料的距离，进而减小整个检测装置的长度。此外，本发明中的接收光纤是环绕设置在发射光纤的四周的，可以从多个方位接收反射光线，从而使得检测装置不必考虑在圆周方向上进行定位的问题，另外，环绕设置的等直径的接收光纤也能够将发射光纤牢固地固定在中心，接收光纤与发射光纤之间形成稳定而牢固的定位结构，从而充分保证了观测角的稳定。此外，环绕在发射光纤周围的多个接收光纤可以接收多个位置的逆反射材料的反射光，从而能够更加全面的对逆反射材料进行测量。因此，本发明通过将发射光纤以及接收光纤整合成一体式检测装置，非常便于检测人员对逆反射材料2的相关参数进行测量，并通过定位机构11限定发射光线与逆反射材料2的法线之间的入射角，以及通过光纤的直径限定发射光线与接收光线之间的夹角，从而在测量逆反射材料2的相关参数中，能够对逆反射材料2的相关参数进行精准的测量。

下面通过图3和图4来进一步说明本发明实施例的测量原理。上述发射光纤以及接收光纤中，如图3和图4所示，图3为本发明实施例一涉及的检测装置的检测原理示意图之一(图3和图4中的箭头分别表示发射光线和反射光线的方向)，发射光纤的直径可以为D1，接收光纤的直径可以为D2，在将逆反射材料2设置到定位机构上后，从发射光纤中射出的发射光照射到逆反射材料2上的点为检测点，发射光纤的端面中心点与逆反射材料2上检测点之间的距离为L，预先设定的观测角为α，且满足如下公式：

atctanα＝(D1/2+D2/2)/L……………………………公式(2)

为了便于图示，将设d＝D1/2+D2/2。从该公式可以看出，需要通过调整d和L来实现给定的观测角，观测角越小，就要求d越小和/或L越大，因此，在实际测量中，如果采用常规光学镜头结构的发射机构和接收机构，d一般不会很小，当进行小的观测角的检测时，往往导致测量装置的长度较大，阻碍了设备的小型化。而在本发明的实施例中，巧妙地利用了发射光纤和接收光纤组成的光纤束的结构，在保证发射机构和接收机构精准定位的前提下，大幅度地减小了d的数值。其中，上述发射光纤的直径D1可以等于接收光纤的直径D2，以便于发射光纤和接收光纤的安装调试，以及直径数值的分配计算。

在加工生产本发明的检测装置时，可以按照规定的标准数值要求进行加工生产，例如，预先设定观测角α为0.2度以及入射角β为-4度，将定位机构11的斜面加工成倾斜角为-4度的斜面，同时可以根据上式计算得到光纤的直径和发射光纤的端面中心点与逆反射材料2上检测点之间的距离L。其中，可以使光纤的直径不变，调整发射光纤的端面中心点与逆反射材料2上检测点之间的距离L，也可以使发射光纤的端面中心点与逆反射材料2上检测点之间的距离L不变，调节光纤的直径(例如更换发射光纤或者接收光纤)，总之，最终的数值等于atctan0.2即可。

在使用本发明的检测装置时，将检测装置的定位机构11的另一端抵接在待测逆反射材料2的平面上，打开发射机构12的光源，接收机构13接收到逆反射材料2反射的反射光，传递给检测机构14，从而测量出发射光的光度参数或者直接计算出逆反射系数，以对逆反射材料进行准确的检定。

实施例二

作为定位机构11的另一种实施方式，本发明实施例二提供了定位机构的另一种结构。

如图5所示，定位机构11为中空的圆弧形结构，其一端为能够抵接在逆反射材料的平面上的平面结构，另一端呈圆弧形，在圆弧形的一端沿着圆弧形设置有导轨，筒体1的前端与导轨连接，并且能够沿着导轨滑动。

其中，优选地，导轨为透光材料，其余部分可以为遮光材料，以便于检测装置与逆反射材料2之间的光线传播。此外，定位机构11的圆弧形一端可以设置有刻度，用于标示逆反射材料的检测装置所产生的发射光线与逆反射材料的法线之间的入射角。

定位机构11的设置，使得检测装置的入射角能够灵活的调节，与实施例一相比，本实施例的定位机构11能够测量更多组不同入射角的检测数据。

在图5对应的结构中，发射光纤的直径为D1，接收光纤的直径为D2，在将逆反射材料2设置到定位机构11上后，从发射光纤中射出的发射光照射到逆反射材料2上的点为检测点，发射光纤的端面中心点与定位机构11的圆弧形一端之间的距离为L1，定位机构11的圆弧形一端与逆反射材料2上检测点之间的距离为L2，预先设定的观测角为α，且满足如下公式：

atctanα＝(D1/2+D2/2)/(L1+L2)…………………公式(3)

其中，上述发射光纤的直径D1可以等于接收光纤的直径D2。

在实际检测时，将筒体1的前端安装到定位机构11的导轨上，根据刻度调整检测装置的入射角，将定位机构11的平面部分抵接在逆反射材料2的平面上，打开发射机构12的光源，接收机构13接收到逆反射材料2反射的反射光，传递给检测机构14，从而测量出发射光的光度参数或者直接计算出逆反射系数，以对逆反射材料进行准确的的检定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种逆反射材料的检测装置，其特征在于，包括筒体、定位机构、发射机构、多个接收机构以及检测机构，

所述定位机构设置在所述筒体的前端，所述定位机构用于定位逆反射材料的检测装置所产生的发射光线与逆反射材料的法线之间的入射角；

所述发射机构设置在所述定位机构的后方，所述发射机构用于向所述逆反射材料射出发射光；

所述接收机构环绕设置在所述发射机构的周边，所述接收机构的光轴与所述发射机构的光轴平行，用于接收所述逆反射材料的反射光；

所述检测机构与所述接收机构连接，用于检测所述逆反射材料所反射的反射光的光度参数，

所述发射机构以及所述接收机构均采用光纤结构，所述发射机构中的光纤为发射光纤，所述接收结构中的光纤为接收光纤，所述发射光纤和所述接收光纤组合成光纤束，所述发射光纤位于所述光纤束的中央，多个所述接收光纤的直径相等，环绕设置在所述发射光纤的周边，所述发射光纤和所述接收光纤的端面位于同一平面。

2.根据权利要求1所述的逆反射材料的检测装置，其特征在于，

所述发射光纤的直径为D1，所述接收光纤的直径为D2，在将所述逆反射材料设置到所述定位机构上后，从所述发射光纤中射出的发射光照射到所述逆反射材料上的点为检测点，所述发射光纤的端面中心点与所述逆反射材料上检测点之间的距离为L，预先设定的观测角为α，且满足如下公式：

atctanα＝(D1/2+D2/2)/L。

3.根据权利要求2所述的逆反射材料的检测装置，其特征在于，所述D1等于D2。

4.根据权利要求1所述的逆反射材料的检测装置，其特征在于，所述定位机构的一端与所述筒体的前端连接，所述定位机构的另一端设置为斜面，所述定位机构的另一端能够抵接在所述逆反射材料的平面上。

5.根据权利要求1所述的逆反射材料的检测装置，其特征在于，所述发射机构设置在所述筒体的中心位置，所述发射机构与所述筒体同轴心。

6.根据权利要求1所述的逆反射材料的检测装置，其特征在于，所述定位机构为中空的圆弧形结构，其一端为能够抵接在所述逆反射材料的平面上的平面结构，另一端呈圆弧形，在所述圆弧形的一端沿着所述圆弧形设置有导轨，所述筒体的前端与所述导轨连接，并且能够沿着所述导轨滑动。

7.根据权利要求6所述的逆反射材料的检测装置，其特征在于，所述发射光纤的直径为D1，所述接收光纤的直径为D2，在将所述逆反射材料设置到所述定位机构上后，从所述发射光纤中射出的发射光照射到所述逆反射材料上的点为检测点，所述发射光纤的端面中心点与所述定位机构的圆弧形一端之间的距离为L1，所述定位机构的圆弧形一端与所述逆反射材料上检测点之间的距离为L2，预先设定的观测角为α，且满足如下公式：

atctanα＝(D1/2+D2/2)/(L1+L2)。

8.根据权利要求7所述的逆反射材料的检测装置，其特征在于，所述D1等于D2。

9.根据权利要求6所述的逆反射材料的检测装置，其特征在于，所述定位机构的圆弧形一端设置有刻度，用于标示逆反射材料的检测装置所产生的发射光线与逆反射材料的法线之间的入射角。