CN109114455B - 一种便携式漫反射荧光灯均匀光源 - Google Patents

一种便携式漫反射荧光灯均匀光源 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种便携式漫反射荧光灯均匀光源，包括，从上至下依次为：出光口、积分球、荧光灯灯杯以及电路盒；除电路盒侧壁和底盖为ABS塑料外，其他零件材质均为硬铝；硬铝零件表面进行阳极氧化发黑；电路盒侧壁安装有光源开关和荧光灯指示灯；积分球大小为3.08cm，2个半球壳扣合后通过8颗2.5mm螺丝固定；该积分球一半球壳的正下方，及另一半球壳与水平面成45°处均留有出光孔，即两出光孔轴线夹角为135°；积分球内有挡光板，通过光学仿真软件模拟，保证积分球入光孔各个角度的入射光不能直接由出光孔射出。

Description

一种便携式漫反射荧光灯均匀光源
技术领域
本发明涉及一种便携式漫反射荧光灯均匀光源。
背景技术
本发明设计一种经过漫反射在出光口形成各方向光强均匀的光源。积分球是光度与辐射度测量中的重要光学仪器装置，常作为光收集器用于各种光源的性能测试，积分球具有优良的匀光特性，采用积分球技术可实现光源的空间均匀化和漫反射性。
发明内容
一种便携式漫反射荧光灯均匀光源，包括从上至下依次为：出光口、积分球、荧光灯灯杯以及电路盒；除电路盒侧壁和底盖为ABS塑料外，其他零件材质均为硬铝；硬铝零件表面进行阳极氧化发黑；电路盒侧壁安装有光源开关和荧光灯指示灯；积分球大小为3.08cm，2个半球壳扣合后通过8颗2.5mm螺丝固定；该积分球一半球壳的正下方，及另一半球壳与水平面成45°处均留有出光孔，即两出光孔轴线夹角为135°；积分球内有挡光板，通过光学仿真软件模拟，保证积分球入光孔各个角度的入射光不能直接由出光孔射出；积分球内壁和挡光板上均匀涂有高反射涂料，该涂料光谱范围为350nm～1600nm，反射比高达98.5％，该涂料还具有长期照射性能不变、防潮、抗震、耐腐蚀、耐高温、强附着力、易维护、使用寿命长的优点；荧光灯灯杯内壁为聚光曲面；为增加光线利用率，荧光灯灯杯内壁做有SiO2保护层的镀银反射镜；荧光灯灯杯通过4颗2.5mm螺丝固定在电路盒上顶板。
电路盒中有PCB板，负责光源的供电、控制和指示；为保证光源在时间上稳定均匀，采用精密恒流源为光源供电；在该电路中采用可充电式纽扣锂离子电池供电，并通过三端可调正电压集成稳压器进行稳压；光源为7颗荧光灯珠，排列方式为1颗位于中心、其余6颗均匀的环形围绕。7颗荧光灯集成在一起，可方便插拔，便于更换不同波长的荧光灯；7颗荧光灯通过电路盒上顶板预留孔和荧光灯灯杯入口，位于荧光灯灯杯内壁聚光曲面的焦点处。
附图说明
图1为本发明提供的便携式漫反射荧光灯均匀光源的积分球光路示意图。
图2为本发明提供的便携式漫反射荧光灯均匀光源的结构图。
具体实施方式
本发明采用积分球技术，通过纽扣电池供电，设计了一种便携式漫反射荧光灯均匀光源。
1原理与方法
利用可充电式纽扣锂离子电池供电，可插拔方便更换的荧光灯作为发光原件，能够实现光源的便携性。采用可调高精度恒流源来实现光源强度时间上的稳定性。积分球技术可实现光源的均匀性和漫反射性。
该便携式漫反射荧光灯均匀光源的主要原件为积分球，积分球原理见图1所示。光线由入光口入射后，在积分球内部被高反射涂层均匀地漫反射，在球面上形成均匀的光强分布，因此在出光口可得到均匀的漫反射光束。而且入射光的入射角度、空间分布、以及极性都不会对出光口的光束强度和均匀度造成影响。故通过积分球技术可实现漫反射的均匀光源。
2设计与分析
2.1结构设计
该便携式漫反射荧光灯均匀光源结构如图2所示。主要包括4部分，从上至下依次为：出光口、积分球、荧光灯灯杯以及电路盒。除电路盒侧壁和底盖为ABS塑料外，其他主要零件材质均为硬铝。硬铝零件表面进行阳极氧化发黑，该处理的优点是不怕紫外线红外线的损伤，可清洗。电路盒侧壁安装有光源开关和荧光灯指示灯。积分球大小为3.08cm(2英寸)，2个半球壳扣合后通过8颗2.5mm螺丝固定。该积分球一半球壳的正下方，及另一半球壳与水平面成45°处均留有出光孔，即两出光孔轴线夹角为135°。积分球内有挡光板，通过光学仿真软件模拟，保证积分球入光孔各个角度的入射光不能直接由出光孔射出。积分球内壁和挡光板上均匀涂有R98型高反射涂料，该涂料光谱范围为350nm～1600nm，反射比高达98.5％，该涂料光谱范围大，反射比高。另外，该涂料还具有长期照射性能不变、防潮、抗震、耐腐蚀、耐高温、强附着力、易维护、使用寿命长等优点。荧光灯灯杯内壁为聚光曲面。为增加光线利用率，荧光灯灯杯内壁做有SiO2保护层的镀银反射镜。
荧光灯灯杯通过4颗2.5mm螺丝固定在电路盒上顶板。
2.2电路设计
该便携式漫反射荧光灯均匀光源电路盒中有PCB板，负责光源的供电、控制和指示。为保证光源在时间上稳定均匀，必须采用精密恒流源为光源供电。在该电路中采用可充电式纽扣锂离子电池供电，并通过W317型三端可调正电压集成稳压器进行稳压。光源为7颗荧光灯珠，排列方式为1颗位于中心、其余6颗均匀的环形围绕。7颗荧光灯集成在一起，可方便插拔，便于更换不同波长的荧光灯。7颗荧光灯通过电路盒上顶板预留孔和荧光灯灯杯入口，位于荧光灯灯杯内壁聚光曲面的焦点处。
结论采用积分球技术，通过可充电式纽扣锂离子电池供电，利用可插拔方便更换的荧光灯作为发光原件，设计了一种便携式漫反射荧光灯均匀光源。研究分析了该光源的均匀性和漫反射性。研究结果表明：该光源出光口14mm范围内光强均匀度达到95.1％；该光源沿出光口径向2个位置光强与中心光强相比，分别下降了2.93％和6.30％；该光源出光口平面旋转10°，中心位置光强下降仅为6.30％。
由以上分析可以看出，本文设计的光源可实现光源出光口光强分布的均匀性和漫反射性，具有一定的实用价值和参考性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种便携式漫反射荧光灯均匀光源，包括从上至下依次为：出光口、积分球、荧光灯灯杯以及电路盒；除电路盒侧壁和底盖为ABS塑料外，其他零件材质均为硬铝；硬铝零件表面进行阳极氧化发黑；电路盒侧壁安装有光源开关和荧光灯指示灯；积分球大小为3.08cm，2个半球壳扣合后通过8颗2.5mm螺丝固定；该积分球一半球壳的正下方，及另一半球壳与水平面成45°处均留有出光孔，即两出光孔轴线夹角为135°；积分球内有挡光板，通过光学仿真软件模拟，保证积分球入光孔各个角度的入射光不能直接由出光孔射出；积分球内壁和挡光板上均匀涂有高反射涂料，该涂料光谱范围为350nm～1600nm，反射比高达98.5％，荧光灯灯杯内壁为聚光曲面；为增加光线利用率，荧光灯灯杯内壁做有SiO2保护层的镀银反射镜；荧光灯灯杯通过4颗2.5mm螺丝固定在电路盒上顶板；该光源出光口14mm范围内光强均匀度达到95.1％；该光源沿出光口径向2个位置光强与中心光强相比，分别下降了2.93％和6.30％；该光源出光口平面旋转10°，中心位置光强下降仅为6.30％；光源为7颗荧光灯珠，排列方式为1颗位于中心、其余6颗均匀的环形围绕，7颗荧光灯集成在一起，可方便插拔，便于更换不同波长的荧光灯；7颗荧光灯通过电路盒上顶板预留孔和荧光灯灯杯入口，位于荧光灯灯杯内壁聚光曲面的焦点处。
2.根据权利要求1所述的便携式漫反射荧光灯均匀光源，其中，电路盒中有PCB板，负责光源的供电、控制和指示；为保证光源在时间上稳定均匀，采用精密恒流源为光源供电；在电路中采用可充电式纽扣锂离子电池供电，并通过三端可调正电压集成稳压器进行稳压。
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