CN109612969B - 一种可用于长余辉发光物的光色测量装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种可用于长余辉发光物的光色测量装置，所述发光物用于测量的发光样品为纤维、织物或粉体中的一种，所述测量装置包括积分球、激发光源、样品池和设于积分球壁处的光色检测单元；所述样品池包括样品底座、样品底座连接器和套设于积分球导光口处的导光体；所述样品底座连接器位于样品底座下方并以内置弹性件把样品底座压置于导光体下端面；所述导光体与样品底座接触并把发光样品的光导入积分球；所述光色检测单元与光信号处理单元相连；光信号处理单元根据样品的发射光谱计算样品的光色参数；本发明可对长余辉发光纤维、发光织物及发光粉体进行准确的光色测量。

Description

一种可用于长余辉发光物的光色测量装置及测试方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其是一种可用于长余辉发光物的光色测量装置及测试方法。
背景技术
长余辉发光材料是一种光致发光材料，当被某种特定波长的光激发时，其能够吸收并存储光能，再以荧光的形式持续缓慢地释放出存储的光能。此外，不同的长余辉发光材料具有不同的发射波长，导致其发光颜色也各部相同。另外，长余辉发光纤维和发光织物的发光特性均来自于纤维内部的发光粉体。因此，长余辉发光纤维和发光织物的发光颜色也均由纤维内部的发光粉体决定。
目前，市面上的光色测量装置的测量对象主要为发光粉体或液体，而对于长余辉发光纤维及发光织物的光色测量装置和测试方法却未见报道。为了测量长余辉发光纤维或发光织物的发光颜色，往往需要将发光纤维或发光织物剪碎，采用发光粉体的测量装置和测试方法进行测量。这样不仅操作不便，麻烦，且测量数据也不准确，不能准确的反应发光纤维或发光织物的发光颜色特征，不利于准确的比较分析发光粉体与发光纤维或发光织物的光色差异。
发明内容
本发明提出一种可用于长余辉发光物的光色测量装置及测试方法，可对长余辉发光纤维、发光织物及发光粉体进行准确的光色测量。
本发明采用以下技术方案。
一种可用于长余辉发光物的光色测量装置，所述发光物用于测量的发光样品为纤维、织物或粉体中的一种，所述测量装置包括积分球（1）、激发光源（11）、样品池（2）和设于积分球壁处的光色检测单元（12）；所述样品池包括样品底座（4）、样品底座连接器（5）和套设于积分球导光口处的导光体（3）；所述样品底座连接器位于样品底座下方并以内置弹性件把样品底座压置于导光体下端面；所述导光体与样品底座接触并把发光样品的光导入积分球；所述光色检测单元与光信号处理单元（6）相连；光信号处理单元根据样品的发射光谱计算样品的光色参数。
当进行测量时，所述激发光源以放入样品池处的参照白板（8）进行校正；所述光色检测单元为荧光分光光度计；所述光信号处理单元计算的光色参数包括光色色度坐标区域、色纯度、RGB值，L*a*b*值，XYZ值以及相关色温；样品池每次固定样本后，光信号处理单元可对样本进行的测量次数为十次以内；
所述光信号处理单元与显示单元连接；光信号处理单元得出的光色参数可显示于显示单元（7）处。
所述样品池包括纤维卷绕支架（21）、纤维卷绕支架卡槽玻璃板（22）、玻璃载板（23）；当样品池放入样品时，所述样品置于纤维卷绕支架卡槽玻璃板或玻璃载板上并覆以透明的玻璃盖板（24）。
所述纤维卷绕支架主体呈正方形，沿着正方形的四个顶角45度方向有向外延伸的端头；端头延伸长度范围为3~4mm；纤维卷绕支架的各边表面刻有均匀细致的螺纹。
所述纤维卷绕支架卡槽玻璃板板面处设有与纤维卷绕支架底部结构匹配的沟槽，所述沟槽向内凹陷形成纤维固定沟槽（101），当发光纤维样本卷绕到纤维卷绕支架上，且纤维卷绕支架置于纤维固定沟槽内时，所述纤维样本能够卡在纤维固定沟槽中；
所述玻璃载板处设有向内凹陷的柱形槽；所述柱形槽可用于放置发光织物或发光粉体样品；
所述纤维卷绕支架卡槽玻璃板（22）、玻璃载板（23）、玻璃盖板处均设有规格相同的螺纹孔；三种玻璃板中的任意两者均可通过螺丝孔以连接螺丝连接固定。
所述样品底座与导光体的连接结构包括空心外圆柱和空心内圆柱形成的环形凹凸结构；所述环形凹凸结构与导光体的表面形状匹配；所述空心外圆柱的高度大于空心内圆柱以使导光体能可靠嵌合固定于于样品底座处；
所述参照白板上端面设有可与导光体嵌合的白板连接结构。
所述样品底座连接器包括用于放置样品或参照白板的支撑台（51）；所述样品底座连接器以弹簧（52）对支撑台进行支撑；所述样品底座连接器以箱体（54）内壁处的导轨（53）与样品底座配合；所述样品底座可沿着导轨上下升降。
一种可用于长余辉发光物的光色测试方法，所述测试方法采用上述的光色测量装置；测试方法包括以下步骤；
A1、对激发光源校正；首先向下按压样品底座连接器的支撑台（51），将参照白板放在样品底座连接器支撑台上；逐渐减小对支撑台的压力，利用样品底座连接器内部的弹簧弹力推动支撑台上升，直至参照白板与积分球导光口外部的导光体嵌合固定；打开测试软件进行光源校正；待激发光源的校正完成，再向下按压样品底座连接器支撑台，同时取出参照白板。
在步骤A1后执行步骤A2，
步骤A2为样品的放置固定操作；方法为；
当样品为长余辉发光纤维时，将待测长余辉发光纤维沿着纤维卷绕支架（21）的横向从左到右均匀的卷绕一层，再在第一层纤维表面沿着纤维卷绕支架的纵向从左到右均匀的卷绕一层。将纤维卷绕支架卡槽玻璃板（22）的设有纤维固定沟槽的面朝上，将卷绕好发光纤维的纤维卷绕支架沿着纤维卷绕支架卡槽玻璃板的纤维固定沟槽嵌入；将透明玻璃盖板（24）盖在纤维卷绕支架卡槽玻璃板上，调整透明玻璃盖板的方位，使透明玻璃盖板与纤维卷绕支架卡槽玻璃板的螺纹孔对齐。用玻璃板夹（9）夹住上下两块玻璃板，通过连接螺丝（25）连接上下两块玻璃板，使待测长余辉发光纤维固定在样品池（2）中；
当样品为长余辉发光织物时，将待测长余辉发光织物按玻璃载板（23）上凹圆的大小剪成大小合适的圆形状，放入玻璃载板上的柱形槽内，盖上玻璃盖板（24），并对齐二者的螺纹孔，用玻璃板夹夹住，采用连接螺丝连接固定；
当样品为长余辉发光粉体时，将适量的长余辉发光粉体添加到玻璃载板上的柱形槽（103）内，抚平后盖上透明玻璃盖板，并对齐二者的螺纹孔，用玻璃板夹（9）夹住，采用连接螺丝（25）连接固定。
在步骤A2后执行步骤A3，
步骤A3为样品的测试操作；方法为；
将样品底座（4）竖直放置，把装有待测长余辉发光纤维或长余辉发光织物或长余辉发光粉体的样品池（2）放入样品底座的上表面的空心圆柱内；
向下按压样品底座连接器支撑台（51）使之下移，将装有样品池的样品底座移至样品底座连接器支撑台上。逐渐减小对样品底座连接器支撑台的向下压力，随着样品底座连接器支撑台的上升，使样品底座与积分球导光口外部的导光体（3）相互嵌合固定；然后设置测试参数并对长余辉发光纤维的光色进行测试，测试数据显示于显示单元处，显示内容包括CIE-1931色度图。
本发明的有益效果在于能够同时满足长余辉发光纤维、发光织物以及发光粉体的光色测量，且能够科学、准确的测量出待测样品的光色参数、并提供多种数据选择，同时，也弥补了对于长余辉发光纤维、发光织物光色测量技术领域的空白。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2a是本发明的纤维卷绕支架的示意图；
附图2b是本发明的纤维卷绕支架卡槽玻璃板的示意图；
附图2c是本发明的玻璃盖板的示意图；
附图3是玻璃板夹的示意图；
附图4是玻璃载板的示意图；
附图5是参照白板的示意图；
附图6是样品底座的示意图；
附图7是样品底座连接品的示意图；
附图8是显示单元显示的CIE-1931色度图的示意图；
附图9是显示单元显示内容的界面示意图；
附图10是本发明的测试方法流程示意图；
图中：
1-积分球；2-样品池；3-导光体；4-样品底座；5-样品底座连接器；6-光信号处理单元；7-显示单元；8-参照白板；9：玻璃板夹；
11-安装于积分球上的激发光源；12-安装于积分球上的光色检测单元；21-纤维卷绕支架；22-纤维卷绕支架卡槽玻璃板；23-玻璃载板；24-玻璃盖板；25-连接螺丝；
51-样品底座连接器支撑台；52-弹簧；53-导轨；54-箱体；
100-样品；101-纤维固定沟槽；103-柱形槽。
具体实施方式
如图1-10所示，一种可用于长余辉发光物的光色测量装置，所述发光物用于测量的发光样品为纤维、织物或粉体中的一种，所述测量装置包括积分球1、激发光源11、样品池2和设于积分球壁处的光色检测单元12；所述样品池包括样品底座4、样品底座连接器5和套设于积分球导光口处的导光体3；所述样品底座连接器位于样品底座下方并以内置弹性件把样品底座压置于导光体下端面；所述导光体与样品底座接触并把发光样品的光导入积分球；所述光色检测单元与光信号处理单元6相连；光信号处理单元根据样品的发射光谱计算样品的光色参数。
当进行测量时，所述激发光源以放入样品池处的参照白板8进行校正；所述光色检测单元为荧光分光光度计；所述光信号处理单元计算的光色参数包括光色色度坐标区域、色纯度、RGB值，L*a*b*值，XYZ值以及相关色温；样品池每次固定样本后，光信号处理单元可对样本进行的测量次数为十次以内；
所述光信号处理单元与显示单元连接；光信号处理单元得出的光色参数可显示于显示单元7处。
所述样品池包括纤维卷绕支架21、纤维卷绕支架卡槽玻璃板22、玻璃载板23；当样品池放入样品时，所述样品置于纤维卷绕支架卡槽玻璃板或玻璃载板上并覆以透明的玻璃盖板24。
所述纤维卷绕支架主体呈正方形，沿着正方形的四个顶角45度方向有向外延伸的端头；端头延伸长度范围为3~4mm；纤维卷绕支架的各边表面刻有均匀细致的螺纹。
所述纤维卷绕支架卡槽玻璃板板面处设有与纤维卷绕支架底部结构匹配的沟槽，所述沟槽向内凹陷形成纤维固定沟槽101，当发光纤维样本卷绕到纤维卷绕支架上，且纤维卷绕支架置于纤维固定沟槽内时，所述纤维样本能够卡在纤维固定沟槽中；
所述玻璃载板处设有向内凹陷的柱形槽；所述柱形槽可用于放置发光织物或发光粉体样品；
所述纤维卷绕支架卡槽玻璃板22、玻璃载板23、玻璃盖板处均设有规格相同的螺纹孔；三种玻璃板中的任意两者均可通过螺丝孔以连接螺丝连接固定。
所述样品底座与导光体的连接结构包括空心外圆柱和空心内圆柱形成的环形凹凸结构；所述环形凹凸结构与导光体的表面形状匹配；所述空心外圆柱的高度大于空心内圆柱以使导光体能可靠嵌合固定于于样品底座处；
所述参照白板上端面设有可与导光体嵌合的白板连接结构。
所述样品底座连接器包括用于放置样品或参照白板的支撑台51；所述样品底座连接器以弹簧52对支撑台进行支撑；所述样品底座连接器以箱体54内壁处的导轨53与样品底座配合；所述样品底座可沿着导轨上下升降。
一种可用于长余辉发光物的光色测试方法，所述测试方法采用上述的光色测量装置；测试方法包括以下步骤；
A1、对激发光源校正；首先向下按压样品底座连接器的支撑台51，将参照白板放在样品底座连接器支撑台上；逐渐减小对支撑台的压力，利用样品底座连接器内部的弹簧弹力推动支撑台上升，直至参照白板与积分球导光口外部的导光体嵌合固定；打开测试软件进行光源校正；待激发光源的校正完成，再向下按压样品底座连接器支撑台，同时取出参照白板。
在步骤A1后执行步骤A2，
步骤A2为样品的放置固定操作；方法为；
当样品为长余辉发光纤维时，将待测长余辉发光纤维沿着纤维卷绕支架21的横向从左到右均匀的卷绕一层，再在第一层纤维表面沿着纤维卷绕支架的纵向从左到右均匀的卷绕一层。将纤维卷绕支架卡槽玻璃板22的设有纤维固定沟槽的面朝上，将卷绕好发光纤维的纤维卷绕支架沿着纤维卷绕支架卡槽玻璃板的纤维固定沟槽嵌入；将透明玻璃盖板24盖在纤维卷绕支架卡槽玻璃板上，调整透明玻璃盖板的方位，使透明玻璃盖板与纤维卷绕支架卡槽玻璃板的螺纹孔对齐。用玻璃板夹9夹住上下两块玻璃板，通过连接螺丝25 连接上下两块玻璃板，使待测长余辉发光纤维固定在样品池2中；
当样品为长余辉发光织物时，将待测长余辉发光织物按玻璃载板23上凹圆的大小剪成大小合适的圆形状，放入玻璃载板上的柱形槽内，盖上玻璃盖板24，并对齐二者的螺纹孔，用玻璃板夹夹住，采用连接螺丝连接固定；
当样品为长余辉发光粉体时，将适量的长余辉发光粉体添加到玻璃载板上的柱形槽103内，抚平后盖上透明玻璃盖板，并对齐二者的螺纹孔，用玻璃板夹9夹住，采用连接螺丝25连接固定。
在步骤A2后执行步骤A3，
步骤A3为样品的测试操作；方法为；
将样品底座4竖直放置，把装有待测长余辉发光纤维或长余辉发光织物或长余辉发光粉体的样品池2放入样品底座的上表面的空心圆柱内；
向下按压样品底座连接器支撑台51使之下移，将装有样品池的样品底座移至样品底座连接器支撑台上。逐渐减小对样品底座连接器支撑台的向下压力，随着样品底座连接器支撑台的上升，使样品底座与积分球导光口外部的导光体3相互嵌合固定；然后设置测试参数并对长余辉发光纤维的光色进行测试，测试数据显示于显示单元处，显示内容包括CIE-1931色度图。
在步骤A3的测试操作中，先以激发光源对样品进行激发，使样品充分吸收光能后，再进行测试。
上述内容中所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下结合附图对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，相似的标号和字母在本发明的附图中表示类似项。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，那么在随后的附图中则不需要再对其进行定义和解释。
在对本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“中心”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而非指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，在本发明的描述中,若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (4)

1.一种可用于长余辉发光物的光色测量装置，所述发光物用于测量的发光样品为纤维、织物或粉体中的一种，其特征在于：所述测量装置包括积分球（1）、激发光源（11）、样品池（2）和设于积分球壁处的光色检测单元（12）；所述样品池包括样品底座（4）、样品底座连接器（5）和套设于积分球导光口处的导光体（3）；所述样品底座连接器位于样品底座下方并以内置弹性件把样品底座压置于导光体下端面；所述导光体与样品底座接触并把发光样品的光导入积分球；所述光色检测单元与光信号处理单元（6）相连；光信号处理单元根据样品的发射光谱计算样品的光色参数；
所述样品池包括纤维卷绕支架（21）、纤维卷绕支架卡槽玻璃板（22）、玻璃载板（23）；当样品池放入样品时，所述样品置于纤维卷绕支架卡槽玻璃板或玻璃载板上并覆以透明的玻璃盖板（24）；
所述纤维卷绕支架卡槽玻璃板板面处设有与纤维卷绕支架底部结构匹配的沟槽，所述沟槽向内凹陷形成纤维固定沟槽，当发光纤维样本卷绕到纤维卷绕支架上，且纤维卷绕支架置于纤维固定沟槽内时，所述纤维样本能够卡在纤维固定沟槽中；
所述玻璃载板处设有向内凹陷的柱形槽；所述柱形槽可用于放置发光织物或发光粉体样品；
所述纤维卷绕支架卡槽玻璃板（22）、玻璃载板（23）、玻璃盖板处均设有规格相同的螺纹孔；三种玻璃板中的任意两者均可通过螺丝孔以连接螺丝连接固定；
所述样品底座与导光体的连接结构包括空心外圆柱和空心内圆柱形成的环形凹凸结构；所述环形凹凸结构与导光体的表面形状匹配；所述空心外圆柱的高度大于空心内圆柱以使导光体能可靠嵌合固定于于样品底座处；
所述样品底座连接器包括用于放置样品或参照白板的支撑台（51）；所述样品底座连接器以弹簧对支撑台进行支撑；所述样品底座连接器以箱体内壁处的导轨与样品底座配合；所述样品底座可沿着导轨上下升降；
以上所述的可用于长余辉发光物的光色测试装置的测试方法，包括以下步骤；
A1、对激发光源校正；首先向下按压样品底座连接器的支撑台（51），将参照白板放在样品底座连接器支撑台上；逐渐减小对支撑台的压力，利用样品底座连接器内部的弹簧弹力推动支撑台上升，直至参照白板与积分球导光口外部的导光体嵌合固定；打开测试软件进行光源校正；待激发光源的校正完成，再向下按压样品底座连接器支撑台，同时取出参照白板；
在步骤A1后执行步骤A2，
步骤A2为样品的放置固定操作；方法为；
当样品为长余辉发光纤维时，将待测长余辉发光纤维沿着纤维卷绕支架（21）的横向从左到右均匀的卷绕一层，再在第一层纤维表面沿着纤维卷绕支架的纵向从左到右均匀的卷绕一层；
将纤维卷绕支架卡槽玻璃板（22）的设有纤维固定沟槽的面朝上，将卷绕好发光纤维的纤维卷绕支架沿着纤维卷绕支架卡槽玻璃板的纤维固定沟槽嵌入；将透明玻璃盖板（24）盖在纤维卷绕支架卡槽玻璃板上，调整透明玻璃盖板的方位，使透明玻璃盖板与纤维卷绕支架卡槽玻璃板的螺纹孔对齐；
用玻璃板夹（9）夹住上下两块玻璃板，通过连接螺丝（25） 连接上下两块玻璃板，使待测长余辉发光纤维固定在样品池（2）中；
当样品为长余辉发光织物时，将待测长余辉发光织物按玻璃载板（23）上凹圆的大小剪成大小合适的圆形状，放入玻璃载板上的柱形槽内，盖上玻璃盖板（24），并对齐二者的螺纹孔，用玻璃板夹夹住，采用连接螺丝连接固定；
当样品为长余辉发光粉体时，将适量的长余辉发光粉体添加到玻璃载板上的柱形槽内，抚平后盖上透明玻璃盖板，并对齐二者的螺纹孔，用玻璃板夹夹住，采用连接螺丝连接固定；
所述参照白板上端面设有可与导光体嵌合的白板连接结构。
2.根据权利要求1所述的一种可用于长余辉发光物的光色测量装置，其特征在于：当进行测量时，所述激发光源以放入样品池处的参照白板（8）进行校正；所述光色检测单元为荧光分光光度计；所述光信号处理单元计算的光色参数包括光色色度坐标区域、色纯度、RGB值，L*a*b*值，XYZ值以及相关色温；样品池每次固定样本后，光信号处理单元可对样本进行的测量次数为十次以内；
所述光信号处理单元与显示单元连接；光信号处理单元得出的光色参数可显示于显示单元（7）处。
3.根据权利要求1所述的一种可用于长余辉发光物的光色测量装置，其特征在于：所述纤维卷绕支架主体呈正方形，沿着正方形的四个顶角45度方向有向外延伸的端头；端头延伸长度范围为3~4mm；纤维卷绕支架的各边表面刻有均匀细致的螺纹。
4.根据权利要求1所述的一种可用于长余辉发光物的光色测量装置，其特征在于：在步骤A2后执行步骤A3，
步骤A3为样品的测试操作；方法为；
将样品底座（4）竖直放置，把装有待测长余辉发光纤维或长余辉发光织物或长余辉发光粉体的样品池（2）放入样品底座的上表面的空心圆柱内；
向下按压样品底座连接器支撑台（51）使之下移，将装有样品池的样品底座移至样品底座连接器支撑台上；
逐渐减小对样品底座连接器支撑台的向下压力，随着样品底座连接器支撑台的上升，使样品底座与积分球导光口外部的导光体（3）相互嵌合固定；然后设置测试参数并对长余辉发光纤维的光色进行测试，测试数据显示于显示单元处，显示内容包括CIE-1931色度图。
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