CN203191194U - 一种具有双光路的镜片散射光检测仪 - Google Patents

一种具有双光路的镜片散射光检测仪 Download PDF

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林眉德
王本平
刘红军
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Abstract

本实用新型是一种具有双光路的镜片散射光检测仪，检测仪包括光源带平行光管、样品位置第一支架和样品位置第二支架，检测仪还包括调整测量范围的可变光阑，在光源带平行光管与可变光阑之间设置有一分光器，由光源带平行光管发射出来的光一部分通过可变光阑，光的另一部分进入参考光路，检测仪还包括凹球面反光镜，凹球面反光镜将光反射给用来缩小系统尺寸的第一平面反射镜，光通过一消色差透镜后再通过第二平面反射镜反射给样品位置第二支架上的样品，光通过第二可变光阑后输出到测量反射光的第一光电探测器本实用新型结构新颖、合理，操作简单，减少能量波动对测量精度的影响。

Description

一种具有双光路的镜片散射光检测仪
技术领域
    本实用新型涉及一种检测仪，具体的说是涉及一种双光路系统的散射光检测仪。
背景技术
   散射是指由传播介质的不均匀性引起的光线向四周射去的现象，镜片的散射光检测是为了测量镜片的透射光偏离入射方向的分布，从而对镜片视物的清晰程度进行评价。但是目前的散射光的检测仪无法消除能量波动的影响，测量精度不准确。
发明内容
    为了解决上述问题，本实用新型提供了一种添加参考光路使测量结果精确高的一种散射光检测仪。
    为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
    本实用新型是一种具有双光路的镜片散射光检测仪，检测仪包括光源带平行光管、样品位置第一支架和样品位置第二支架，检测仪还包括调整测量范围的可变光阑，在光源带平行光管与可变光阑之间设置有一分光器，由光源带平行光管发射出来的光一部分通过可变光阑，光的另一部分进入参考光路，检测仪还包括凹球面反光镜，凹球面反光镜将光反射给用来缩小系统尺寸的第一平面反射镜，光通过一消色差透镜后再通过第二平面反射镜反射给样品位置第二支架上的样品，光通过第二可变光阑后输出到测量反射光的第一光电探测器。
本实用新型的进一步改进在于：参考光路包括分光器，由光源带平行光管产生的光通过风光器后输出给探测波动的第二光电探测器。
    本实用新型的进一步改进在于：消色差透镜上带环形光阑和圆形光阑。
    本实用新型的有益效果是：本实用新型的散射光检测仪在原有的基础上添加了由分光器和第二光电探测器组成的参考光路，光源的能量波动可以由参考光路进行监测，消除光源能量波动的影响，改进后的系统的测量精度比原有系统提高五倍左右。
    本实用新型结构新颖、合理，操作简单，减少能量波动对测量精度的影响。
附图说明
    图1 是本实用新型的结构示意图。
其中：1-光源带平行光管，2-分光器，3-可变光阑，4-样品位置第一支架，5-凹球面反光镜，6-平面反射镜，7-消色差透镜，8-第二平面反射镜，9-样品位置第二支架，10-第二可变光阑，11-第一光电探测器，12-第二光电探测器。
具体实施方式
    为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。
    如图1 所示，本实用新型是一种具有双光路的镜片散射光检测仪，所述检测仪包括光源带平行光管1、样品位置第一支架4和样品位置第二支架9，所述检测仪还包括调整测量范围的可变光阑3，在所述光源带平行光管1与所述可变光阑3之间设置有一分光器2，由所述光源带平行光管1发射出来的光一部分通过所述可变光阑3，光的另一部分进入参考光路，所述参考光路包括所述分光器2，由所述光源带平行光管1产生的光通过所述风光器2后输出给探测波动的第二光电探测器12，参考光路对光源的能量波动进行监测，监测到的能量波动可以进行散射光的计算，从而消除光源能量波动的影响，测量的精确度提高了5倍左右，所述检测仪还包括凹球面反光镜5，焦距为300mm，所述凹球面反光镜5将光反射给用来缩小系统尺寸的第一平面反射镜6，光通过一消色差透镜7后再通过第二平面反射镜8反射给样品位置第二支架9上的样品，光通过第二可变光阑10后输出到测量反射光的第一光电探测器11，所述第二可变光阑10是消除由所述可变光阑3带来的边缘效应，所述消色差透镜7上带环形光阑和圆形光阑。
 散射光测量时，先将样品放置在样品位置第一支架4的位置，同时选用圆形光阑，第一光电探测器11上得到的照度Φ1L对应于透过样品的非散射光光照度，然后将BL圆形光阑换成BR环形光阑，第一光电探测器11检测到由样品和装置共同引起的散射光Φ1R，最后将样品置于样品位置第二支架9上，检测到仅由装置引起的散射光值，Φ1R-Φ2R就是仅由样品引起的散射光， Φ1R-Φ2R与的比值再除以立体角ω就是标准规定的散射光值，ω大小由环形光阑尺寸和凹球面反光镜5焦距决定。
假如测量Φ1L、Φ1R、Φ2R时对应的光源发出光能量分别为φ0、φ1、φ2，那么由测量系统得到的散射光值为：
                                                                              
Figure 2013201759034100002DEST_PATH_IMAGE001
         （1）               
实际上由于测量Φ1R时，光能量已经从φ0变为φ1，实际的Φ1R能量值应该为：
                               
Figure 502087DEST_PATH_IMAGE002
             （2）                   
同样地，实际的Φ2R能量值应该为：
                                  
Figure DEST_PATH_IMAGE003
          （3）                 
因此实际的散射光值应该为：
     （4）
其中：，由于Φ2R是仅由设备引起的散射光值，而Φ2R，Φ1L都包含了镜片光衰减因子，因此比值Φ2R/Φ1L只与设备有关，而与镜片无关，光源发出的每单位光能量，经过装置后光变成散射光所占的比例，在检测装置做好后，Φ2R/Φ1L是一个定值，值越小，光源的能量波动对测量影响越小，如果系统本身没有散射光产生，在不考虑其它因素的情况下，测量结果相对误差就是光源的能量相对波动，能量波动5%，误差就是5%。如果Φ2R/Φ1L为0.01，即每单位的光能量经装置后有1%的光成为散射光，假设光源能量波动也为5%，即=5%，可以计算出I偏：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
如果镜片本身的散射光值本身的散射光值为0.30，光源能量波动5%，测量值基本位于-0.015-0.615之间波动，测量可能会有几乎100%的测量误差，而标准规定太阳镜镜片的散射光限值0.65，因此将很容易引起误判。
本实用新型的技术人员通过24小时监控光源能量的波动，如果不用参考光路，波动为±5%，使用参考光路，可以把光源波动控制在±1%内。
本实用新型使用双光路系统对标准原有系统进行了改进，由分光器和光电探测器组成了参考光路，光源的能量波动可以由参考光路进行监测，监测到的能量波动可以反馈给系统按公式4进行散射光的计算，从而可以消除光源能量波动的影响，改进之后系统的测量精度比原有系统可以提高5倍左右。
经测试，仪器光源能量在±5%之内波动，经双光束修正后的能量波动可以修正到±1%范围内，按公式，由于
Figure DEST_PATH_IMAGE009
缩小了5倍，
Figure 221595DEST_PATH_IMAGE010
缩小了5倍。

Claims (3)

1.一种具有双光路的镜片散射光检测仪，所述检测仪包括光源带平行光管（1）、样品位置第一支架（4）和样品位置第二支架（9），其特征在于：所述检测仪还包括调整测量范围的可变光阑（3），在所述光源带平行光管（1）与所述可变光阑（3）之间设置有一分光器（2），由所述光源带平行光管（1）发射出来的光一部分通过所述可变光阑（3），光的另一部分进入参考光路，所述检测仪还包括凹球面反光镜（5），所述凹球面反光镜（5）将光反射给用来缩小系统尺寸的第一平面反射镜（6），光通过一消色差透镜（7）后再通过第二平面反射镜（8）反射给样品位置第二支架（9）上的样品，光通过第二可变光阑（10）后输出到测量反射光的第一光电探测器（11）。
2.根据权利要求1所述一种具有双光路的镜片散射光检测仪，其特征在于：所述参考光路包括所述分光器（2），由所述光源带平行光管（1）产生的光通过所述风光器（2）后输出给探测波动的第二光电探测器（12）。
3.    根据权利要求1所述一种具有双光路的镜片散射光检测仪，其特征在于：所述消色差透镜（7）上带环形光阑和圆形光阑。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103674491A (zh) * 2013-11-29 2014-03-26 天津大学 自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数测量装置
CN104101481A (zh) * 2013-04-10 2014-10-15 国家眼镜产品质量监督检验中心 一种具有双光路的镜片散射光检测仪

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CN104101481B (zh) * 2013-04-10 2016-06-29 国家眼镜产品质量监督检验中心 一种具有双光路的镜片散射光检测仪
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