CN109991173A - 一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置，包括检测部、控制分析部、信号处理部，检测部检测待测样品的透射光，控制分析部接收上述透射光并分析该透射光得到光谱数据，信号处理部处理上述光谱数据以获取待测样品的信息。本发明还提供了一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法，利用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置开展标准色泽的龙泉青瓷样品进行检测记录，通过对比待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库来确定待测样品的色泽类型及等级信息，消除人为判断误差，从而实现产品标准化检验，提高产品质量。

Description

一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置和方法

技术领域

本发明涉及陶瓷检测设备技术领域，具体而言，涉及一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置和方法。

背景技术

青瓷作为中国汉族传统的制瓷珍品，其中尤以龙泉青瓷较为众人所熟知，人们用“质如玉、亮如镜、声如磐”来形容龙泉青瓷。龙泉青瓷具有胎体细薄均匀，胎质细腻坚韧，釉色丰富等优点。龙泉青瓷釉色色泽是产品质量与价格的关键参数，但在烧制过程中，由于釉料成分、配方、焙烧工艺和窑内气氛等不同，龙泉青釉的色调各不相同，烧制产品差别较大，难以标准化生产。目前主要通过人工对大量烧制完成后的产品按照釉色进行分类分档，人为因素较大且成本较高。因此，釉色色泽标准化检测是龙泉青瓷生产工艺的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供龙泉青瓷色泽规范标准的检测装置，依靠该装置建立龙泉色泽标准光谱数据库后，可通过将待测样品的光谱信息与标准光谱数据库中的数据进行对比，确定待测样品的色泽类型及等级等信息。

针对上述目的，本发明提供了光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置，该装置包括：检测部、控制分析部、信号处理部，检测部与控制分析部电和光纤连接，控制分析部与信号处理部电连接；检测部检测待测样品的透射探照光，控制分析部接收上述透射探照光并分析该透射探照光得到光谱数据，信号处理部处理上述光谱数据以获取待测样品的信息。

进一步的，上述检测部包括：

光源，光源与控制分析部电连接，用以发射探照光；

聚光单元，聚光单元与控制分析部通过光纤连接，用以接收透过待测样品的透射探照光；

样品池，用于放置待测样品，上述样品池安装于聚光单元与光源的之间。

进一步的，上述光源为白光光源。

进一步的，上述聚光单元包括：

汇聚透镜，用于汇聚透射探照光，汇聚透镜安装在朝向样品池的一侧；

光纤耦合器，用于耦合上述透射探照光，光纤耦合器与控制分析部通过光纤连接。

进一步的，上述样品池为玻璃材质。

进一步的，上述控制分析部包括：

光源控制单元，光源控制单元与光源电连接，用于控制光源的开关以及光源的强度；

光谱分析单元，光谱分析单元与光纤耦合器通过光纤连接，用于接收透射探照光并对该透射探照光进行光谱分析得出光谱数据。

进一步的，所述光谱分析单元为光谱仪，光进入光谱分析单元，经过光栅分光，由光电探测阵列接收，光电探测阵列中每个像素对应特定的光波长，同时记录每个光电探测阵列像素点的强度值，从而获得光谱信号。

进一步的，上述光源控制单元与光源通过电缆连接。

进一步的，上述检测装置还包括：

光纤，光纤的一端与聚光单元连接，光纤的另一端与光谱分析单元连接。

进一步的，上述信号处理部包括：

数据库单元，数据库单元与光谱分析单元数据通讯连接，用于处理上述光谱数据以获取待测样品的信息。

进一步的，上述数据库单元是利用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置开展标准色泽的龙泉青瓷样品进行检测记录，从而建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库，该数据库包括：龙泉青瓷色泽类型、龙泉青瓷等级、龙泉青瓷透射光波长及对应的龙泉青瓷透射光强度等参数。

进一步的，上述检测装置还包括：

数据线缆，数据线缆的一端与信号处理部连接，数据线缆的另一端与光谱分析单元连接。

本发明中的检测部、控制分析部以及信号处理部等，均可以通过现有技术实现。其中，本发明的信号处理部的数据库单元内的光谱数据，是通过对标准样品检测后建立的标准光谱数据库，包括样品的色泽类型、等级等标准信息。

在本发明的另一个方面中，提供了一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法，首先利用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置开展标准色泽的龙泉青瓷样品进行检测记录，从而建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库，该数据库包括：龙泉青瓷色泽类型、龙泉青瓷等级、龙泉青瓷透射光波长及对应的龙泉青瓷透射光强度等参数；其次，采用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置对待测样品进行检测，获得待测样品的透射光光谱信息；最后，通过对比待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库，将两者的差值作为指标来确定待测样品的色泽类型及等级信息。

进一步的，上述建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库方法步骤为：

S1：将龙泉青瓷标准样品按色泽类型、等级等信息进行分类；

S2：采用本发明所述光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置分别对不同类别的标准样品进行大量实验检测，获得各类别标准样品的透射光光谱信息；

S3：分析、整理各类别标准样品所对应的透射光光谱信息；

S4：建立龙泉青瓷标准光谱数据库。

进一步的，上述龙泉青瓷色泽检测方法为采用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置对待测样品进行检测，获得待测样品的透射光光谱信息，通过对比待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库，将两者的差值作为指标来确定待测样品的色泽类型及等级信息。

进一步的，上述待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库的差值作为指标，确定待测样品色泽类型及等级信息的判别依据是：

光谱峰值变化量：Δλ＜Δλi；

光谱峰值强度衰减率：ΔI/I₀<Ri；

光谱峰值变化量阈值Δλi取决于光谱仪精度，通常取值5nm；光谱峰值强度衰减率阈值Ri为光谱峰值强度变化量ΔI与龙泉青瓷标准光谱峰值强度I₀之比，通常取5%。

本发明的有益效果是：本发明提供了龙泉青瓷色泽规范标准的检测装置和方法，首先利用检测装置检测标准样品，并根据检测结果建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库；然后，通过比对待测产品光谱数据与龙泉青瓷色泽标准光谱数据库，确定待测龙泉青瓷产品色泽类型及等级等信息，消除人为判断误差，从而实现产品标准化检验，提高产品质量。

附图说明

图1为实施例的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置结构示意图。

图中，100-检测部，110-光源，120-聚光单元，130-样品池，121-汇聚透镜，122-光纤耦合器，200-控制分析部，210-光源控制单元，220-光谱分析单元，300-信号处理部，310-数据库单元，400-光纤，500-电缆，600-数据线缆。

图2为实施例的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法的数据库示意图。

图3为实施例的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法的典型光谱信号示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。参照图1，本实施例提供了一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置，该装置包括：检测部100、控制分析部200、信号处理部300，检测部100与控制分析部200通过电和光纤连接，控制分析部200与信号处理部300电连接。

检测部100检测待测样品的透射探照光，控制分析部200接收上述透射探照光并分析该透射探照光得到光谱数据，信号处理部300处理上述光谱数据以获取待测样品的信息，如待测样品的色泽类型、等级等信息。

检测部100，包括：

光源110，用于发射探照光，其与控制分析部200电连接，其中，光源为白光光源；

聚光单元120，与控制分析部200通过光纤连接，用于接收透过待测样品的透射探照光；

样品池130，用于放置所需检测的待测样品，其中，样品池的材质优选玻璃材质。

本实施例中的光源、聚光单元以及样品池的安装位置在一条直线上且样品池安置在光源与聚光单元之间，采用该种安装方式能够保证对检测的可靠性，减少因检测装置带来的误差。

聚光单元120包括：汇聚透镜121，用于汇聚透射探照光，上述汇聚透镜121安装在聚光单元120朝向样品池130的一侧，使其能够充分准确的聚集透射光；光纤耦合器122，与信号处理部300进行通过光纤连接，用于耦合上述透射探照光并将其发送至光纤400。

控制分析部200，包括：

光源控制单元210，与光源100之间电连接，用于控制光源的开关以及光源的强度；

光谱分析单元220，与光纤耦合器进行通过光纤连接，用于接收透射探照光并对该透射探照光进行分析处理，进而得到待测样品的光谱数据。

光谱分析单元220为光谱仪，光进入光谱分析单元，经过光栅分光，由光电探测阵列接收，光电探测阵列中每个像素对应特定的光波长，同时记录每个光电探测阵列像素点的强度值，从而获得光谱信号。

光源控制单元210与光源110通过电缆500相连接，进而实现对光源110的开关以及光源强度的控制。

光谱分析单元220与聚光单元120通过光纤400相连接，进一步的，光谱分析单元220是通过光纤400与光纤耦合器122连接，光纤400将经过光纤耦合器122耦合的透射光发送至光谱分析单元220。

信号处理模块300，包括：

数据库单元310，用于对上述的光谱数据进行对比分析处理，得出待测样品的色泽类型、等级等信息。

数据库单元310是利用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置开展标准色泽的龙泉青瓷样品进行检测记录，从而建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库，参照图2所示，该数据库包括：龙泉青瓷色泽类型、龙泉青瓷等级、龙泉青瓷透射光波长及对应的龙泉青瓷透射光强度等参数。

数据库单元310与光谱分析单元220之间通过数据通讯连接。

信号处理部300与光谱分析单元220通过数据线缆600相连接，使信号处理部300中的数据库单元310能够获取经光谱分析单元220分析的光谱数据，进一步的实现与数据库单元内的标准光谱数据进行对比。

本实施例所提供的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置的检测过程为：

用户启动光源控制单元打开光源，并根据实际情况调整光源的强度，将待测样品放入样品池中进行检测。其中，光源发出的探照光经透射样品池内的待测样品，探照光透过待测样品产生透射探照光，该透射探照光被聚光单元收集，具体的是指汇聚透镜汇聚该透射探照光并通过光纤耦合器进行耦合。

经过耦合的透射探照光通过光纤发送至控制分析部。控制分析部中的光谱分析单元进行光谱分析得到待测样品的光谱数据。

上述待测样品的光谱数据经数据线缆发送到信号处理部的数据库单元，进一步的，将该光谱数据与数据库单元内的标准数据进行对比分析，从而得到待测样品的色泽类型、等级等信息。

在本发明的另一个方面中，提供了一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法，首先利用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置开展标准色泽的龙泉青瓷样品进行检测记录，从而建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库参照图2所示，该数据库包括：龙泉青瓷色泽类型、龙泉青瓷等级、龙泉青瓷透射光波长及对应的龙泉青瓷透射光强度等参数；其次，采用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置对待测样品进行检测，获得待测样品的透射光光谱信息；最后，通过对比待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库，将两者的差值作为指标来确定待测样品的色泽类型及等级信息。

进一步的，上述建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库方法步骤为：

S1：将龙泉青瓷标准样品按色泽类型、等级等信息进行分类；

S2：采用本发明所述光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置分别对不同类别的标准样品进行大量实验检测，获得各类别标准样品的透射光光谱信息；

S3：分析、整理各类别标准样品所对应的透射光光谱信息；

S4：建立龙泉青瓷标准光谱数据库。

进一步的，上述龙泉青瓷色泽检测方法为采用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置对待测样品进行检测，获得待测样品的透射光光谱信息，通过对比待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库，将两者的差值作为指标来确定待测样品的色泽类型及等级信息。

进一步的，参照图3，上述待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库的差值作为指标，确定待测样品色泽类型及等级信息的判别依据是：

光谱峰值变化量：Δλ＜Δλi；

光谱峰值强度衰减率：ΔI/I₀<Ri；

光谱峰值变化量阈值Δλi取决于光谱仪精度，通常取值5nm；光谱峰值强度衰减率阈值Ri为光谱峰值强度变化量ΔI与龙泉青瓷标准光谱峰值强度I₀之比，通常取5%。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：检测部、控制分析部、信号处理部，所述检测部与控制分析部电连接，所述控制分析部与信号处理部电连接；所述检测部检测待测样品的透射探照光，所述控制分析部接收所述透射探照光并分析所述透射探照光得到光谱数据，所述信号处理部处理所述光谱数据以获取所述待测样品的信息。

2.根据权利要求1所述的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置，其特征在于，所述检测部包括：

光源，所述光源与控制分析部电连接；

聚光单元，所述聚光单元与控制分析部通过光纤连接；

样品池，所述样品池安装于聚光单元与光源之间。

3.根据权利要求2所述的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置，其特征在于，所述光源为白光光源。

4.根据权利要求2所述的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置，其特征在于，所述聚光单元包括：

汇聚透镜，所述汇聚透镜安装在朝向样品池的一侧；

光纤耦合器，所述光纤耦合器与控制分析部通过光纤连接。

5.一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法，其特征在于，首先利用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置开展标准色泽的龙泉青瓷样品进行检测记录，从而建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库，该数据库包括：龙泉青瓷色泽类型、龙泉青瓷等级、龙泉青瓷透射光波长及对应的龙泉青瓷透射光强度等参数；其次，采用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置对待测样品进行检测，获得待测样品的透射光光谱信息；最后，通过对比待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库，将两者的差值作为指标来确定待测样品的色泽类型及等级信息。

6.根据权利要求5所述的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法，其特征在于，所述建立龙泉青瓷色泽标准光谱数据库方法步骤为：

S1：将龙泉青瓷标准样品按色泽类型、等级等信息进行分类；

S2：采用本发明所述光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置分别对不同类别的标准样品进行大量实验检测，获得各类别标准样品的透射光光谱信息；

S3：分析、整理各类别标准样品所对应的透射光光谱信息；

S4：建立龙泉青瓷标准光谱数据库。

7.根据权利要求5所述的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法，其特征在于，所述龙泉青瓷色泽检测方法为采用光学透射式龙泉青瓷色泽检测装置对待测样品进行检测，获得待测样品的透射光光谱信息，通过对比待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库，将两者的差值作为指标来确定待测样品的色泽类型及等级信息。

8.根据权利要求5所述的一种光学透射式龙泉青瓷色泽检测方法，其特征在于，所述待测样品的透射光光谱数据与龙泉青瓷色泽标准数据库的差值作为指标，确定待测样品色泽类型及等级信息的判别依据是：

光谱峰值变化量：Δλ＜Δλi；

光谱峰值强度衰减率：ΔI/I₀<Ri；

光谱峰值变化量阈值Δλi取决于光谱仪精度，通常取值5nm；光谱峰值强度衰减率阈值Ri为光谱峰值强度变化量ΔI与龙泉青瓷标准光谱峰值强度I₀之比，通常取5%。