CN114216882A - 材料透射比测量方法及材料透射比测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光学检测技术领域，具体为包括材料透射比测量方法，该方法中，在积分球上设置辅助光源，分别测量放置被测样品时和不放置被测样品时积分球内的漫反射条件的差异，通过计算并消除上述差异，并最终得到精确的材料透射比。另外包括一种材料透射比测量装置，该测量装置包括测量积分球和正对测量积分球的主光源组件，测量积分球上开设进光口，且该进光口位于主光源组件的出射光光路上；该测量装置还包括安装在测量积分球上的光测量装置，该测量装置还包括辅助光源，该辅助光源的出射光直接进入测量积分球内部。通过该装置，可以精确测量放置样品和不放置样品时积分球的状态变化，在计算时消除这一变化，从而准确测量材料的透射比。
Description
技术领域
本发明属于光学测量技术领域，具体为包括材料透射比测量方法以及材料透射比测量装置。
背景技术
目前，在测量材料透射比时经常采用积分球法进行测量，在CIE15中涉及积分球测量法的方式有两种，一种是(d/0)漫射/垂直测量方式，一种是(0/d)垂直/漫射测量方式。当采用d/0方式时，在积分球上设置一个光源、一个出光口，光源发射的光经过积分球反射后经出光口出射，被测样品设置在积分球出光口出，与积分球出光口的正对位置设置光测量仪器，分别测定设置样品时的光信号与不设置样品时的光信号，计算得到透射比。当采用0/d方式时，将光测量装置设置在积分球上，将光源设置在正对积分球的出光口的外侧，光源采用具有准直光输出性能的光源照射积分球出光口，积分球接收到的光经过反射最终被光测量装置接收测得光信号，同样地，分别测定设置样品时的光信号与不设置样品时的光信号，计算得到透射比。
在实际使用过程中，放置样品和不放置样品时积分球的状态发生了改变，有样品时，样品表面也构成了积分球内壁的一部分，积分球内的漫射条件被改变，导致光测量装置接收到的光信号变化不能准确地反应材料透射比。
为了弥补这一不足，现有技术通过在积分球的样品安装口附近新开补偿接口的方法来消除放置样品与不放置样品的差异，这种方法可以很大程度上消除误差，但是仍然不能完全使得两种状态的积分球内的漫射条件完全一致。
发明内容
本发明的目的在于提供材料透射比测量方法，本发明通过使用辅助光源，能够精确测定积分球在两次测量时的漫反射条件的改变值，这种测量方法可以消除背景技术提高的测量方法的缺陷，提高测量精度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：材料透射比测量方法，在积分球上设置辅助光源，分别测量放置被测样品时和不放置被测样品时积分球内的漫反射条件的差异，通过计算并消除上述差异，并最终得到精确的材料透射比。
作为优选方案，所述材料透射比测量方法具体步骤如下：
1)在开口上不放置被测样品，测试主光源测量值T1；
2)在开口上不放置被测样品，测试辅助光源测量值T2；
3)在开口上放置被测样品，测试主光源测量值T3；
4)在开口上放置被测样品，测试辅助光源测量值T4；
5)通过公式：透射比＝(T3/T1)*(T2/T4)，计算得到待测样品的透射比。
优选地，所述方法为(0/d)垂直/漫射测量方式。
本发明的另一个目的在于提供一种材料透射比测量装置，通过该装置可以分别测量有被测样品和无被测样品时积分球内的漫反射条件的差异，并最终计算得到精确的材料透射比。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：材料透射比测量装置。该装置包括测量积分球和正对测量积分球的主光源组件，所述测量积分球上开设进光口，且该进光口位于主光源组件的出射光光路上；该测量装置还包括安装在测量积分球上的光测量装置。该测量装置还包括辅助光源，该辅助光源的出射光直接进入测量积分球内部；在辅助光源的光路上设置第一挡光屏，在光测量装置接收光线的光路上设置第二挡光屏。
作为辅助光源的优选方案，所述的辅助光源采用卤钨灯或卤钨灯与LED灯的组合。其中卤钨灯具有连续光谱，发光稳定，可以有效提高测试精度，而对于加装LED灯的方案，其中的LED的寿命长，光谱灵活，同时可以用来补充卤钨灯在短波和长波的不足。
作为主光源的优选方案，所述的主光源组件为准直光源，其光束扩散角小于3度，以提高测量精度。
作为主光源的优选方案，所述的主光源组件包含至少一个卤钨灯I，卤钨灯具有连续光谱，发光稳定，可以有效提高测试精度。
作为主光源的优选方案，所述的主光源组件包含一个或多个LED灯，通过利用LED灯来补充卤钨灯在短波和长波的不足。
作为主光源的又一优选方案所述主光源组件包含多个卤钨灯I、多通道光纤束、光学准直装置和滤光装置，其中多通道光纤束包括一个总出光口及多个分进光口，多个卤钨灯I与多个分进光口一一对应，且卤钨灯I的出射光通过分进光口并在总出光口处合并成一道光束；所述的滤光装置位于卤钨灯的出射光路与多通道光纤束的分进光口之间，所述光学准直装置位于多通道光纤束的总出光口与样品保持架之间，使得从多通道光纤束的总出光口出射的出射光经过光学准直装置后入射到测量积分球的进光口，被测样品安装在测量积分球的进光口与光学准直装置的出射口之间并紧贴测量积分球的进光口。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明中材料透射比测量装置的实施例的结构示意图。
图中，测量积分球1、进光口2、光测量装置3、主光源4、样品保持架5、辅助光源6、第一挡光屏7、第二挡光屏8、被测样品9、卤钨灯I41、多通道光纤束42、光学准直装置43、滤光装置44。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本实施例提供的材料透射比测量方法是基于积分球，具体属于具体为(0/d)垂直/漫射测量方式。该实施例中，在积分球上设置辅助光源，通过放置样品和不放置样品，分别测量放置被测样品时和不放置被测样品时积分球内的漫反射条件的差异，具体地，
1)在开口上不放置被测样品，测试主光源测量值T1；
2)在开口上不放置被测样品，测试辅助光源测量值T2；
3)在开口上放置被测样品，测试主光源测量值T3；
4)在开口上放置被测样品，测试辅助光源测量值T4；
5)通过公式：透射比＝(T3/T1)*(T2/T4)，计算得到待测样品的透射比。
在上述测试过程中，分别测量了放置样品和不放置样品时积分球的状态，在计算过程中消除上述两次测量之间的差异，其可以间接消除样品本身对积分球内的漫反射条件的影响，从而最终得到精确的材料透射比。
本发明还提供了一种能够进行上述测量方法的材料透射比测量装置，通过该装置可以分别测量有被测样品和无被测样品时积分球内的漫反射条件的差异，并最终计算得到精确的材料透射比。具体地，该装置包括测量积分球1和正对测量积分球的主光源组件4，其中主光源组件4为准直光源，其光束扩散角小于3度，测量积分球1上开设进光口2，且该进光口2位于主光源组件4的出射光光路上；如图1所示，在进光口2正前方设置样品保持架5，在将样品9安装在样品保持架5上后，样品9位于主光源组件4的出射光光路上，且能使被测样品6紧贴测量积分球1的进光口2。
该测量装置还包括安装在测量积分球1上的光测量装置3，该光测量装置3采用光谱仪。另外，在测量积分球1上正对光测量装置3的位置辅助光源6，该辅助光源6采用卤钨灯(或卤钨灯与LED灯的组合)，且该辅助光源6的出射光路与光测量装置3的测量光路正对；在辅助光源6的光路上设置第一挡光屏7，该第一挡光屏7能够阻断辅助光源6的直射光，在光测量装置3接收光线的光路上设置第二挡光屏8，该第二挡光屏8能够阻断光测量装置3的接收光路上的直射光。
在本实施例中，主光源组件4中包含多个卤钨灯I41、多通道光纤束42、光学准直装置43和滤光装置44，其中多通道光纤束42包括一个总出光口及多个分进光口，多个卤钨灯I41与多个分进光口一一对应，且卤钨灯I41的出射光通过分进光口并在总出光口处合并成一道光束；前述滤光装置44位于卤钨灯的出射光路与多通道光纤束的分进光口之间，且光学准直装置43位于多通道光纤束的总出光口与样品保持架5之间，使得从多通道光纤束42的总出光口出射的出射光经过光学准直装置43后入射到测量积分球1的进光口2。另外，在实际测试中，当测量有被测样品6时的数据时，将被测样品6安装在样品保持架5上，并使其处于进光口2与光学准直装置43的出射口之间。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.材料透射比测量方法，其特征在于：在积分球上设置辅助光源，分别测量放置被测样品时和不放置被测样品时积分球内的漫反射条件的差异，通过计算并消除上述差异，并最终得到精确的材料透射比。
2.如权利要求1所述的材料透射比测量方法，其特征在于：所述材料透射比测量方法具体步骤如下：
1)在开口上不放置被测样品，测试主光源测量值T1；
2)在开口上不放置被测样品，测试辅助光源测量值T2；
3)在开口上放置被测样品，测试主光源测量值T3；
4)在开口上放置被测样品，测试辅助光源测量值T4；
5)通过公式：透射比＝(T3/T1)*(T2/T4)，计算得到待测样品的透射比。
3.如权利要求1所述的材料透射比测量方法，其特征在于：所述方法为(0/d)垂直/漫射测量方式。
4.应用于权利要求1-3中任一项所述的材料透射比测量方法的材料透射比测量装置，该装置包括测量积分球和正对测量积分球的主光源组件，所述测量积分球上开设进光口，且该进光口位于主光源组件的出射光光路上；该测量装置还包括安装在测量积分球上的光测量装置，其特征在于：该测量装置还包括辅助光源，该辅助光源的出射光直接进入测量积分球内部；在辅助光源的光路上设置第一挡光屏，在光测量装置接收光线的光路上设置第二挡光屏。
5.如权利要求4所述的材料透射比测量装置，其特征在于：所述的辅助光源采用卤钨灯或卤钨灯与LED灯的组合。
6.如权利要求4所述的材料透射比测量装置，其特征在于：所述的主光源组件为准直光源，其光束扩散角小于3度。
7.如权利要求6所述的材料透射比测量装置，其特征在于：所述的主光源组件包含至少一个卤钨灯I。
8.如权利要求6所述的材料透射比测量装置，其特征在于：所述的主光源组件还包含一个LED灯。
9.如权利要求7所述的材料透射比测量装置，其特征在于：所述主光源组件包含多个卤钨灯I、多通道光纤束、光学准直装置和滤光装置，其中多通道光纤束包括一个总出光口及多个分进光口，多个卤钨灯I与多个分进光口一一对应，且卤钨灯I的出射光通过分进光口并在总出光口处合并成一道光束；所述的滤光装置位于卤钨灯的出射光路与多通道光纤束的分进光口之间，所述光学准直装置位于多通道光纤束的总出光口与样品保持架之间，使得从多通道光纤束的总出光口出射的出射光经过光学准直装置后入射到测量积分球的进光口，被测样品安装在测量积分球的进光口与光学准直装置的出射口之间并紧贴测量积分球的进光口。
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