CN206725439U - 一种用于测量中空玻璃的透射比和反射比的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测量中空玻璃的透射比和反射比的装置，包括：发射装置和接收装置；发射装置依次包括光源、光阑和准直透镜；接收装置依次包括狭缝调节装置、积分球、光谱分光装置、光电探测器、信号采集与处理单元；所述积分球用于收集进入其内部的所有光束，所述狭缝调节装置用于调节所述积分球的进光量，所述光谱分光装置用于将所述积分球收集的光束按照一定波长规律分开，所述光电探测器用于将光束的光信号转换为电信号，所述信号采集与处理单元用于采集所述电信号，并将所述电信号处理得到对应的参数。本实用新型能够对中空玻璃进行无损检测；能够检测出中空玻璃整体结构和各片玻璃的透射比和反射比。

Description

一种用于测量中空玻璃的透射比和反射比的装置

技术领域

本实用新型涉及建筑节能玻璃光学检测领域，尤其涉及一种用于测量中空玻璃的透射比和反射比的装置。

背景技术

中空玻璃的玻璃与玻璃之间，留有一定的空腔；因此，具有良好的保温、隔热、隔声等性能；主要用于需要采暖、空调、防止噪音或结露的建筑物上，广泛应用于住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合。也可用于火车、汽车、轮船、冷冻柜的门窗等处。

现有技术在测量中空玻璃的透射比和反射比时，无法在不拆解的条件下，直接无损检测成品中空玻璃中各片玻璃及整体的透射比和反射比；具体地，现有实验室检测的操作方式为，将中空玻璃人为拆解，然后将各片玻璃裁切成仪器所能够测试的尺寸，检测出各单片玻璃的透射比和反射比，再通过理论公式计算整体中空玻璃的透射比和反射比。这种检测的缺点是：(1)要破坏中空玻璃结构，需要人为拆解玻璃；(2)要对玻璃进行裁切，以适应检测仪器尺寸要求。由于钢化玻璃无法切裁，因此实验室无法检测大片钢化玻璃的透射比和反射比；(3)只能在实验室检测，对已经安装的中空玻璃无法检测。导致以上所述缺点的原因是(1)传统检测仪器受反射光路的限制，只能检测一定厚度的单片玻璃，不能直接测量中空玻璃整体的反射比；(2)传统检测仪器受样品仓的限制，只能测量一定长宽尺寸范围内的单片玻璃；(3)传统检测仪器一般为台式仪器，受到体积和重量的限制，无法适应已安装中空玻璃的检测。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于测量中空玻璃的透射比和反射比的装置，包括：发射装置和接收装置；

所述发射装置依次包括光源、光阑和准直透镜；所述光源用于为所述装置提供光束，所述光阑用于调节所述光束的进光量，所述准直透镜用于对调节后的所述光束进行准直聚焦；

所述接收装置依次包括狭缝调节装置、积分球、光谱分光装置、光电探测器、信号采集与处理单元；所述狭缝调节装置用于调节所述积分球的进光量，所述积分球用于收集进入其内部的所有光束，所述光谱分光装置用于将所述积分球收集的光束按照一定波长规律分开，所述光电探测器用于将光束的光信号转换为电信号，所述信号采集与处理单元用于采集所述电信号，并将所述电信号处理得到对应的参数。

进一步地，在透射光路中所述发射装置和接收装置组成透射探头，在反射光路中所述发射装置和接收装置组成反射探头。

进一步地，所述反射探头和透射探头均能够进行组合式分布或分离式分布。

进一步地，所述反射探头与目标玻璃接触的地方设置隔圈，所述隔圈用于使所述反射探头离开所述目标玻璃，且使所述积分球只接收所述目标玻璃反射的反射光。

进一步地，所述积分球能够收集从各个面反射回来的所有反射光路，因而可以直接测量所述中空玻璃的外侧整体反射比和内侧整体反射比。

进一步地，通过所述狭缝调节装置调整所述积分球的进光量，使所述积分球只收集目标玻璃的反射光路，得到所述目标玻璃的反射比。

进一步地，所述中空玻璃包括第一玻璃、中空结构和第二玻璃。

进一步地，所述目标玻璃为所述中空玻璃的任一片玻璃。

本实用新型具有如下的有益效果：

1.本实用新型能够对中空玻璃的反射比和透射比进行无损检测；在不破坏和拆解中空玻璃结构的情况下，能够检测出中空玻璃整体结构和各片玻璃的透射比和反射比；因此不破坏成品，不浪费材料。进一步地，便于检测机构、玻璃使用单位及监督管理单位对成品玻璃进行质量控制和监督管理，应用前景好；

2.本实用新型能够使被检测样品中空玻璃不受尺寸限制，进而扩大了样品的检测范围，提高了检测装置的适用性；

3.本实用新型提供的测量中空玻璃的透射比、反射比的装置是便携式仪器，不受检测场地的限制，不仅可以在玻璃工厂内检测，也可以对已安装到建筑上的玻璃进行检测，可实施场景广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一中测量中空玻璃的透射比、反射比的方法流程示意图；

图2是实施例一中所述的中空玻璃及其对应光学参数的示意图；

图3是实施例中提供的中空玻璃的整体透射比测试装置示意图；

图4是实施例中提供的中空玻璃的外侧整体反射比测试装置示意图；

图5是实施例中提供的中空玻璃的内侧整体反射比测试装置示意图；

图6是实施例中提供的中空玻璃的第一玻璃外侧的反射比测试装置示意图；

图7是实施例中提供的中空玻璃的第二玻璃内侧的反射比测试装置示意图；

图8是实施例中提供的中空玻璃的第一玻璃外侧的反射比测试装置示意图；

图9是实施例中提供的中空玻璃的第二玻璃内侧的反射比测试装置示意图。

图中：1-光源，2-光阑，3-准直透镜，4-狭缝调节装置，5-积分球，6-光谱分光装置，7-光电探测器，8-信号采集和处理单元，9-第一玻璃，10-第二玻璃，11-隔圈，12-第一玻璃的第一外侧面，13-第一玻璃的第二外侧面，14-第二玻璃的第二外侧面，15-第二玻璃的第一外侧面，16-第二玻璃的第一内侧面，17-第二玻璃的第二内侧面，18-第一玻璃的第二内侧面，19-第一玻璃的第一内侧面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一：

本实施例提供了一种用于测量中空玻璃的透射比和反射比的装置，如图3-9所示，包括：发射装置和接收装置；所述中空玻璃包括第一玻璃9、中空结构和第二玻璃10；

所述发射装置依次包括光源1、光阑2和准直透镜3；所述光源1用于为所述装置提供光束，所述光阑2用于调节所述光束的进光量，所述准直透镜3用于对调节后的所述光束进行准直聚焦；

所述接收装置依次包括狭缝调节装置4、积分球5、光谱分光装置6、光电探测器7、信号采集与处理单元8；所述狭缝调节装置4用于调节所述积分球5的进光量；所述积分球5为中空的完整球壳，内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀，用于收集进入其内部的所有光束；所述光谱分光装置6用于将所述积分球5收集的光束按照一定波长规律分开，比如分为可见光、紫外线等；所述光电探测器7用于将光束的光信号转换为电信号，所述信号采集与处理单元8用于采集所述电信号，并将所述电信号处理得到对应的参数。所述对应的参数包括所述中空玻璃的整体透射比、所述中空玻璃的外侧整体反射比、中空玻璃的内侧整体反射比、第一玻璃外侧的反射比和第二玻璃内侧的反射比。

其中，在透射光路中所述发射装置和接收装置组成透射探头，在反射光路中所述发射装置和接收装置组成反射探头；其中，所述反射探头和透射探头均能够进行组合式分布或分离式分布，如图3中，所述透射探头的发射装置和接收装置为分离式分布，所述发射装置与所述接收装置位于所述中空玻璃的两侧；而在图4至图9中，所述反射探头的发射装置和接收装置均为组合式分布，所述发射装置与所述接收装置位于所述中空玻璃的同侧。

作为一种优选地实施方式，所述反射探头与目标玻璃接触的地方设置隔圈11，所述隔圈11用于使所述反射探头离开所述目标玻璃；所述隔圈11还用于使所述积分球5只接收所述目标玻璃反射的反射光；需要说明的是所述目标玻璃为所述中空玻璃的任一片玻璃；如图6所示，所述目标玻璃为第一玻璃，则通过设置隔圈11，使得所述积分球5只接收所述第一玻璃的第一外侧面12和第一玻璃的第二外侧面13对应的反射光；同样的，如图7所示，所述目标玻璃为第二玻璃，则通过设置隔圈11，所述积分球5只接收所述第二玻璃的第一内侧面16和第二玻璃的第二内侧面17对应的反射光。

作为一种优选地实施方式，所述积分球5通过狭缝调节装置4调节其进光量，使所述积分球5只接收所述目标玻璃反射的反射光，如图8所述积分球5只接收所述第一玻璃的第一外侧面12和第一玻璃的第二外侧面13对应的反射光，如图9所述积分球5只接收所述第二玻璃的第一内侧面16和第二玻璃的第二内侧面17对应的反射光。

需要说明的是，本发明在不拆中空玻璃的中空结构的情况在，就能够直接测量室内和室外面的整体反射比和透射比；能够测定一定厚度玻璃的透射比和反射比，并且针对不同的应用需要，可以测得更厚的玻璃，比如也适用于三玻两腔等厚度更厚的中空玻璃。

实施例二：

如图1所示，本实施例提供了一种利用实施例一所述装置进行中空玻璃的透射比和反射比测量的方法，包括：

S101.测量和计算得到所述中空玻璃的整体透射比τ；

其中，所述发射装置包括光源1、光阑2和准直透镜3；所述接收装置包括狭缝调节装置4、积分球5、光谱分光装置6、光电探测器7和信号采集和处理单元。

具体地，如图3所示，图3中的光路为透射光路，透射光路的光束从发射装置发出，穿过所述中空玻璃得到透射光，所述透射光被接收装置接收和处理后得到所述中空玻璃的整体透射比τ；所述中空玻璃包括第一玻璃、中空结构和第二玻璃；

S102.测量和计算得到所述中空玻璃的外侧整体反射比ρ、中空玻璃的内侧整体反射比ρ′、第一玻璃外侧的反射比ρ₁和第二玻璃内侧的反射比ρ₂′；

其中，对于中空玻璃整体结构来说，第一玻璃9所在侧为外侧，第二玻璃10所在侧为内侧；具体地，从所述中空结构看，与所述第一玻璃9所在方向相同的平面均为外侧面，与所述第二玻璃10所在方向相同的平面均为内侧面；所述第一玻璃外侧的反射比ρ₁为，对于第一玻璃来说，背对所述中空结构的所有平面的总的反射比；所述第二玻璃的内侧的反射比ρ′₂为，对于第二玻璃来说，背对所述中空结构的所有平面的总的反射比。

具体地，如图4-7所示，其中的光路为反射光路，反射光路中的光束被所述中空玻璃反射，之后经接收装置中的信号接收与处理单元处理之后，得到所述中空玻璃的外侧整体反射比ρ、中空玻璃的内侧整体反射比ρ′、第一玻璃外侧的反射比ρ₁和第二玻璃内侧的反射比ρ′₂；

详细地，如图4所示，所述中空玻璃的外侧整体反射比ρ的获取过程为：

发射装置从所述中空玻璃的外侧将光束投射在所述中空玻璃上，经所述第一玻璃的第一外侧面12、第一玻璃的第二外侧面13、第二玻璃的第二外侧面14和第二玻璃的第一外侧面15的反射之后得到各自对应的反射光，所有的反射光反射进入所述接收装置的积分球5，经所述接收装置的光谱分光装置6的分离，以及信号采集与处理单元8处理后，得到所述中空玻璃的外侧整体反射比ρ。

其中，需要说明的是，所述第一玻璃的第一外侧面12的与所述第一玻璃的第一内侧面19相对应，所述第一玻璃的第二外侧面13与所述第一玻璃的第二内侧面18相对应，所述第二玻璃的第二外侧面14与所述第二玻璃的第二内侧面17相对应，所述第二玻璃的第一外侧面15与所述第二玻璃的第一内侧面16相对应。

发射装置从所述中空玻璃的内侧将光束投射在所述中空玻璃上，经所述第二玻璃的第一内侧面16、第二玻璃的第二内侧面17、第一玻璃的第二内侧面18和第一玻璃的第一内侧面19的反射之后得到各自对应的反射光，所有的反射光反射进入所述接收装置的积分球5，经所述接收装置的光谱分光装置6的分离，以及信号采集与处理单元8处理后，得到所述中空玻璃的内侧整体反射比ρ′。

具体地，如图6所示，所述第一玻璃的外侧反射比ρ₁的获取过程为：

在所述反射探头与所述中空玻璃的第一玻璃间设置有隔圈11，所述发射装置投射出的光束通过所述隔圈11之后，射向所述中空玻璃，

经所述第一玻璃的第一外侧面12、第一玻璃的第二外侧面13、第二玻璃的第二外侧面14和第二玻璃的第一外侧面15的反射之后均得到对应的反射光；所述第一玻璃的第一外侧面12和第一玻璃的第二外侧面13对应的反射光投射至接收装置的积分球5，经所述接收装置的光谱分光装置6的分离，光电探测器7的信号转换，以及信号采集与处理单元8处理后，得到所述第一玻璃的外侧反射比ρ₁。

具体地，如图7所示，所述第二玻璃的内侧反射比ρ′₂的获取过程为：

在所述反射探头与所述中空玻璃的第二玻璃间设置有隔圈11，所述发射装置投射出的光束通过所述隔圈11之后，射向所述中空玻璃，

经所述第二玻璃的第一内侧面16、第二玻璃的第二内侧面17、第一玻璃的第二内侧面18和第一玻璃的第一内侧面19的反射之后均得到对应的反射光；所述第二玻璃的第一内侧面16和第二玻璃的第二内侧面17对应的反射光投射至接收装置，经所述接收装置的光谱分光装置6的分离，光电探测器7的信号转换，以及信号采集与处理单元8处理后，得到所述第二玻璃的内侧反射比ρ′₂。

S103.根据所述中空玻璃的外侧整体反射比ρ和中空玻璃的内侧整体反射比ρ′，第一玻璃外侧的反射比ρ₁和第二玻璃内侧的反射比ρ₂′，以及中空玻璃整体的透射比τ，得到所述第一玻璃内侧反射比ρ′₁；所述第二玻璃外侧的反射比ρ₂与第二玻璃内侧的反射比ρ′₂相同；

其中，所述第一玻璃内侧的反射比ρ′₁为，对于第一玻璃来说，面对所述中空结构的所有平面的总的反射比；所述第二玻璃外侧的反射比ρ₂为，对于第二玻璃来说，面对所述中空结构的所有平面的总的反射比。

具体地，所述第一玻璃内侧反射比ρ′₁的获取依据的是

S104.根据所述中空玻璃外侧的整体反射比ρ、中空玻璃内侧的整体反射比ρ′、第一玻璃外侧的反射比ρ₁、第一玻璃内侧的反射比ρ₁′、第二玻璃外侧的反射比ρ₂和第二玻璃内侧的反射比ρ′₂，得到所述第一玻璃的透射比τ₁和所述第二玻璃的透射比τ₂。

具体地，所述第一玻璃的透射比τ₁获取依据的是所述第二玻璃的透射比τ₂获取依据的是

需要说明的是，所述第一玻璃的第一外侧面12、第一玻璃的第二外侧面13、第二玻璃的第二外侧面14和第二玻璃的第一外侧面15中的外侧面和内侧面是相对于中空结构来说的；第一玻璃中，背对所述中空结构的所在面为第一玻璃的外侧面，面对所述中空结构的所在面为第一玻璃的内侧面，如图4所示；以及所述第二玻璃的第一内侧面16、第二玻璃的第二内侧面17、第一玻璃的第二内侧面18和第一玻璃的第一内侧面19是相对于中空结构来说的；第二玻璃中，面对所述中空结构的所在面为第一玻璃的外侧面，背对所述中空结构的所在面为第一玻璃的内侧面，如图4所示。

举例来说，如图2所示，

τ为所述中空玻璃的整体透射比；

ρ为所述中空玻璃外侧的整体反射比；

ρ′为所述中空玻璃内侧的整体反射比；

τ₁为所述第一玻璃的整体透射比，

τ₂为所述第二玻璃的整体透射比，

ρ₁为所述第一玻璃的外侧反射比；

ρ′₁为所述第一玻璃的内侧反射比；

ρ₂为所述第二玻璃的外侧反射比；

ρ′₂为所述第二玻璃的内侧反射比；则对应上述方法有：

根据透射光路直接测得所述中空玻璃的整体透射比τ；

根据反射光路直接测得所述中空玻璃外侧的整体反射比ρ和中空玻璃内侧的整体反射比ρ′，以及第一玻璃的外侧的反射比ρ₁和第二玻璃内侧的反射比ρ′₂；设定所述第二玻璃外侧和内侧反射比相同，即ρ₂＝ρ′₂，也就是所述中空玻璃中有一片玻璃为原片玻璃；

依据公式得到所述第一玻璃的内侧反射比ρ′₁；

依据公式和分别得到所述第一玻璃的透射比τ₁和所述第二玻璃的透射比τ₂。

其中，上述公式的推导过程为：

由现有计算标准国家标准GB/T 2680及国际标准ISO 9050中给出的计算公式可知，对于双层玻璃构件来说

由式(1)得到

式(4)代入式(2)得到

由式(3)得到

式(5)代入式(6)得到

式(1)代入式(7)最终得到

由于ρ，ρ′，ρ₁，ρ₂，ρ′₂，τ已知，代入式(8)可求得ρ′₁

将式(8)最终计算得到的ρ′₁代入式(2)和式(3)，分别得到τ₁，τ₂：

其中，在本实施例中，可以测得得τ，ρ，ρ′，ρ₁，ρ′₂，进一步可以求得τ₁，ρ′₁，τ₂，因而最终能够得到所述中空玻璃的整体的透射比和发射比，还能够得到中空玻璃中的各个玻璃的透射比和反射比，并且，需要说明的是，本实施例不限于所述中空玻璃为二玻一腔，还适用于三玻两腔等厚度更厚的中空玻璃。

实施例三：

本实施例提供了另一种利用实施例一所述装置进行中空玻璃的透射比和反射比测量的方法，所述方法与实施例二提供的方法不同的是，所述第一玻璃的外侧反射比和所述第二玻璃的内侧反射比的获取方式不同。

具体地，如图8所示，所述第一玻璃的外侧反射比ρ₁的获取过程为：

调整所述接收装置中的积分球的进光量，所述发射装置从所述第一玻璃的外侧将光束射向所述中空玻璃；

经所述第一玻璃的第一外侧面12、第一玻璃的第二外侧面13、第二玻璃的第二外侧面14和第二玻璃的第一外侧面15的反射之后均得到对应的反射光，所述第一玻璃的第一外侧面12和第一玻璃的第二外侧面13对应的反射光投射至接收装置，经所述接收装置的光谱分光装置的分离，光电探测器的信号转换，以及信号采集与处理单元处理后，得到所述第一玻璃的外侧反射比ρ₁。

对应地，如图9所示，所述第二玻璃的内侧反射比ρ′₂的获取过程为：

调整所述接收装置中的积分球的进光量，所述发射装置从所述第二玻璃的内侧将光束射向所述中空玻璃；

经所述第二玻璃的第一内侧面16、第二玻璃的第二内侧面17、第一玻璃的第二内侧面18和第一玻璃的第一内侧面19的反射之后均得到对应的反射光，所述第二玻璃的第一内侧面16和第二玻璃的第二内侧面17对应的反射光投射至接收装置，经所述接收装置的光谱分光装置的分离，光电探测器的信号转换，以及信号采集与处理单元处理后，得到所述第二玻璃的内侧反射比ρ′₂。

本发明能够带来的有益效果为：

1.本发明能够对中空玻璃的反射比和透射比进行无损检测；在不破坏和拆解中空玻璃结构的情况下，能够检测出中空玻璃的各片玻璃和整体的透射比和反射比；因此不破坏成品，不浪费材料。进一步地，便于检测机构、玻璃使用单位及监督管理单位对成品玻璃进行质量控制和监督管理，应用前景好；

2.本发明能够使被检测样品中空玻璃不受尺寸限制，进而扩大了样品的检测范围，提高了检测装置的适用性；

3.本发明提供的测量中空玻璃的透射比、反射比的装置是便携式仪器，不受检测场地的限制，不仅可以在玻璃工厂内检测，也可以对已安装到建筑上的玻璃进行检测，可实施场景广。

总之，本发明的为施工现场的验收、质量监督检测提供了有效的手段，为门窗和幕墙加工企业提供了有效的中空玻璃入厂检验和玻璃质量控制方法；这将促进节能玻璃的推广应用，提升产品质量，对规范行业行为，引导行业健康快速发展，具有重要意义。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于测量中空玻璃的透射比和反射比的装置，其特征在于，包括：发射装置和接收装置；

所述发射装置依次包括光源、光阑和准直透镜；所述光源用于为所述装置提供光束，所述光阑用于调节所述光束的进光量，所述准直透镜用于对调节后的所述光束进行准直聚焦；

所述接收装置依次包括狭缝调节装置、积分球、光谱分光装置、光电探测器、信号采集与处理单元；所述狭缝调节装置用于调节所述积分球的进光量，所述积分球用于收集进入其内部的所有光束，所述光谱分光装置用于将所述积分球收集的光束按照一定波长规律分开，所述光电探测器用于将光束的光信号转换为电信号，所述信号采集与处理单元用于采集所述电信号，并将所述电信号处理得到对应的参数。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在透射光路中所述发射装置和接收装置组成透射探头，在反射光路中所述发射装置和接收装置组成反射探头。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述反射探头和透射探头均能够进行组合式分布或分离式分布。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射探头与目标玻璃接触的地方设置隔圈，所述隔圈用于使所述反射探头离开所述目标玻璃，且使所述积分球只接收所述目标玻璃反射的反射光。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述积分球能够收集从各个面反射回来的所有反射光路，因而可以直接测量所述中空玻璃的外侧整体反射比和内侧整体反射比。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过所述狭缝调节装置调整所述积分球的进光量，使所述积分球只收集目标玻璃的反射光路，得到所述目标玻璃的反射比。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述中空玻璃包括第一玻璃、中空结构和第二玻璃。

8.根据权利要求4或6所述的装置，其特征在于，所述目标玻璃为所述中空玻璃的任一片玻璃。