CN1916583B - 一种带有光纤测量头的反光率测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带有光纤测量头的反光率测量装置，包括光源、照明光纤束、接收光纤束、光电接收元件及仪表组成，所述光源与照明光纤束的输入端光路连接，接收光纤束与照明光纤束并列设置，照明光纤束的测量端及接收光纤束的接收端组成端面是凹面的光纤测量头，光纤测量头与待测反光镜面光路连接，接收光纤束的输出端与光电接收元件的接收平面直接粘接或通过汇聚透镜耦合，所述光电接收元件与仪表连接。本带有光纤测量头的反光率测量装置结构小巧轻便，当使用柔性光纤束时，除了一般测量用途外，尤其适合于测量曲率大、面积小及测量空间狭窄的场合。

Description

一种带有光纤测量头的反光率测量装置

技术领域

本发明涉及反光率测量技术，具体是指一种带有光纤测量头的反光率测量装置。

背景技术

反光率是各类反光镜的一项基本技术指标，机动车后视镜、车辆灯具反光镜、工业/民用反光镜等都需要便捷可靠的反光率测量方法和系统，目前已有的光反光率测量技术与系统主要有两种：直接测量方法和间接(积分球)测量方法及系统。

(1)直接测量系统由光源、平行光管、旋转臂、光电接收器及仪表组成，光电接收器安装在旋转臂上，旋转中心上方是待测镜安装台，工作原理是：光源经平行光管成为平行光，安装在旋转臂上的光电接收器首先直接接收平行光管发出的光通量值F₀，之后安装待测反光镜，旋转光电接收器，测量经反光镜反光后的出射光通量值F，反光镜的反光率R＝F/F₀×100％.

(2)间接(积分球)反光率测量系统由光源、平行光管、积分球、光电接收器及仪表组成，积分球开有三个孔，分别用于安装光电器件、放置反光镜及导入测量光束，工作原理是：先将已知反光率R₀的参考反光镜放置在积分球测量孔处，此时平行测量光束经参考反光镜后投射在积分球内表面，内表面涂有白体漫射涂层，经内表面多次漫反射后在光电器件表面形成相应的照度值E₀，之后去除参考反光镜，代之以待测反光镜，此时光电器件的照度值E，则待测反光镜的反光率可通过计算得出，即R＝E/E₀·R₀。

上述已有的反光率测量方法及系统各有特点，但都有其技术局限性：直接测量方法和系统精度较高，但光电器件的感光面积较大，同时当被测反光镜的面型不是平面时，该系统的适用性受到限制；间接测量方法可以测量有一定曲率的反光镜的反光率，但要求待测反光镜适当大，由于系统结构也比较大，当反光镜的面积小或曲率较大时，这种系统的使用受到限制，当允许测量的空间受限时，这两种系统测量都无法进行正常的测量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带有光纤测量头的反光率测量装置，其结构简单，适用于反光镜面积较小(点测量)或反光镜曲率较大、测量空间狭窄的场合。

本发明的目的通过下述方案实现：本带有光纤测量头的反光率测量装置，包括光源、照明光纤束、接收光纤束、光电接收元件及仪表组成，所述光源与照明光纤束的输入端光路连接，接收光纤束与照明光纤束并列设置，照明光纤束的测量端及接收光纤束的接收端组成端面是凹面的光纤测量头，光纤测量头与待测反光镜面光路连接，接收光纤束的输出端与光电接收元件的接收平面直接粘接或通过汇聚透镜耦合，所述光电接收元件与仪表连接。

为提高光源的光通利用率，照明光纤束的输入端与光源之间设有一个聚光镜，光源发出的光经聚光镜汇集至照明光纤束。所述照明光纤束和接收光纤束可以是刚性的也可以是柔性的，当使用柔性光纤束时，除了一般测量用途外，尤其适合于测量曲率大、面积小及测量空间狭窄的场合。

所述接收光纤束与照明光纤束并列设置时，以照明光纤束的测量端的测量光经待测反光镜面的反光后能够被接收光纤束阵列覆盖为原则，所述光纤测量头内照明光纤束、接收光纤束可以设计为均布排列。同时，光纤测量头的端面制作成凹面利于接收反射光，使用时，将光纤测量头贴近待测反光镜面，即可快速确定反光镜的反光率。

作为优选的方案，所述接收光纤束由多层光纤同心套接而成，照明光纤束沿接收光纤束的轴心均布。

为方便使用，所述光纤测量头端面设有一个防护端盖；防护端盖的内侧还安装有已知光反光率的标定反光镜，该标定反光镜起标定校准作用，防护端盖还具有防尘作用。

所述光源连接有光调制电路，通过光调制电路对光源驱动电流调制，实现测量光为脉动光，或者光源和照明光纤束输入端之间设有机械斩光板，通过机械斩光板转动实现测量光为脉动光，从而光电接收元件接收的是特定频率的脉动光信号，并通过仪表中设有的锁频放大电路后输入其后仪表，处理后得出待测反光镜面的反光率，可以很大程度抑制直流背景光的影响。

本发明相对于现有技术具有如下优点及效果：

1、实现了便携式结构，可进行小面积(点)测量，适用于较小曲率半径反光面的反光率测量；

2、通过选择柔性照明光纤束和接收光纤束，可方便用于测量场合狭窄的场合，同时采用光调制电路、锁相放大电路提高抗环境光干扰能力，用于现场测量的适应性好；

3、光纤测量头设有能够起参考光反光镜和防护双重作用的端盖，每次测量前装置能方便的进行标定，测量效率有效提高；

4、装置的制造成本相对较低。

附图说明

图1是本发明一种带有光纤测量头的反光率测量装置的结构示意图；

图2是图1所示照明光纤束输入端的结构示意图；

图3是图1所示接收光纤束输出端的结构示意图；

图4是图1所示光纤测量头端面的结构示意图；

图5是图1所示光纤测量头的防护端盖的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、2、3所示，本带有光纤测量头的反光率测量装置，包括光源1、照明光纤束3、接收光纤束6、光电接收元件7及仪表8组成，光源1与照明光纤束3的输入端光路连接，为提高光源的光通利用率，照明光纤束3的输入端与光源1之间设有一个聚光镜2，光源1发出的光经聚光镜2汇集至照明光纤束3。接收光纤束6与照明光纤束3并列设置，照明光纤束3的测量端及接收光纤束6的接收端组成端面是凹面的光纤测量头4，光纤测量头4与待测反光镜面5光路连接，接收光纤束6的输出端与光电接收元件7的接收平面直接粘接或通过汇聚透镜耦合，光电接收元件7与仪表8连接。

为保证均匀接收，光纤测量头4端面的凹面设计和口径应保证测量时反光均能落在接收光纤束6的分布范围内，如图4所示，光纤测量头4内照明光纤束3、接收光纤束6均布排列，接收光纤束6由多层光纤同心套接而成，照明光纤束3沿接收光纤束6的轴心均布。同时，光纤测量头4的端面制作成凹面利于接收反射光，使用时，将光纤测量头4贴近待测反光镜面5，即可快速确定反光镜的反光率。

如图5所示，为方便使用，光纤测量头4端面设有一个防护端盖9；防护端盖9的内侧还安装有已知光反光率的标定反光镜10，该标定反光镜10起标定校准作用，防护端盖9还具有防尘作用。

照明光纤束3和接收光纤束6可以是刚性的也可以是柔性的。当使用柔性光纤束时，除了一般测量用途外，尤其适合于测量曲率大、面积小及测量空间狭窄的场合。

光源1连接有光调制电路，通过光调制电路对光源驱动电流调制，实现测量光为脉动光，或者光源1和照明光纤束3输入端之间设有机械斩光板，通过机械斩光板转动实现测量光为脉动光，从而光电接收元件7接收的是特定频率的脉动光信号，并通过仪表8中设有的锁频放大电路后输入其后仪表，处理后得出待测反光镜的反光率，可以很大程度抑制直流背景光的影响。

本带有光纤测量头的反光率测量装置是这样工作的：光源1发出的光经聚光镜2汇集至照明光纤束3，通过光纤测量头4中照明光纤束3投射在待测反光镜面5上，再由光纤测量头4中的接收光纤束6的接收端收集传至接收光纤束6的输出端，最后由与接收光纤束6的输出端直接粘接或通过汇聚透镜耦合的光电接收元件7的接收平面接收，并转换成为电信号后输入其后的仪表8，仪表8数据处理单元将测得值E与端盖9附带的已知光反光率R₀的反光镜10对应的光电响应值E₀相比较，输出待测反光率R，即

R＝E/E₀·R₀    (1)

本装置对照明光源1通过光调制电路进行了调制，或者通过光源1和照明光纤束3输入端之间的机械斩光板转动，实现测量光为脉动光，光电接收器件7接收的周期脉动光经锁相放大电路后输入其后仪表8，处理后得出待测反光镜面5的反光率。

如上所述，便可较好地实现本发明。

Claims (5)

1.带有光纤测量头的反光率测量装置，其特征在于：包括光源、照明光纤束、接收光纤束、光电接收元件及仪表组成，所述光源与照明光纤束的输入端光路连接，接收光纤束与照明光纤束并列设置，照明光纤束的测量端及接收光纤束的接收端组成端面是凹面的光纤测量头，光纤测量头与待测反光镜面光路连接，接收光纤束的输出端与光电接收元件的接收平面直接粘接或通过汇聚透镜耦合，所述光电接收元件与仪表连接，所述光纤测量头内照明光纤束、接收光纤束均布排列，且所述接收光纤束由多层光纤同心套接而成，照明光纤束沿接收光纤束的轴心均布。

2.按权利要求1所述一种带有光纤测量头的反光率测量装置，其特征在于：照明光纤束的输入端与光源之间设有一个聚光镜。

3.按权利要求1所述一种带有光纤测量头的反光率测量装置，其特征在于：所述光纤测量头端面设有一个防护端盖。

4.按权利要求3所述一种带有光纤测量头的反光率测量装置，其特征在于：所述防护端盖的内侧还安装有已知反光率的标定反光镜。

5.按权利要求1所述一种带有光纤测量头的反光率测量装置，其特征在于：所述光源连接有光调制电路，或者光源和照明光纤束输入端之间设有机械斩光板；所述仪表中设有锁频放大电路。

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