CN216247693U - 一种红外发射率测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种红外发射率测试装置，涉及红外探测技术领域，包括光学系统、检测器、样品室和样品测试组件，样品测试组件包括底板、连接组件、平面样品、第一红外光反射镜、第二红外光反射镜和第三红外光反射镜，平面样品、第一红外光反射镜、第二红外光反射镜和第三红外光反射镜均垂直设置于底板的一侧，连接组件设置于底板的另一侧，连接组件能够拆卸地安装于样品室中；光学系统用于将平行红外光射向第一红外光反射镜，并依次经过第一红外光反射镜、平面样品、第二红外光反射镜和第三红外光反射镜的反射后射向检测器。该装置简化了测试方法，实现了红外发射率的快速测试，解决了普通用户测试红外发射率的难题。

Description

一种红外发射率测试装置

技术领域

本实用新型涉及红外探测技术领域，特别是涉及一种红外发射率测试装置。

背景技术

红外发射率是反映红外发射与吸收能力的重要参数，与物质材料的类别、表面状况、环境温度等因素有密切关系，发射率越高，相同条件下红外辐射能力越强，越容易被光电系统所探测，所以测量材料表面的红外发射率具有非常重要的意义。目前国内外对红外发射率的测量技术研究较少，主要采用专门的红外发射率测试仪器和红外光谱辐射计进行测量，这两种仪器专业性强，普及率较低，一般实验室配备较少，因此在日常工作中红外发射率测量比较困难。傅里叶红外光谱仪是实验室常见分析仪器，主要用于分析材料的红外吸收光谱，常规傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)主要由光学系统、样品室、数据处理器、控制电路板、电源和机箱等组成，其中，光学系统是由红外光源、光栅、干涉仪、激光器以及各种红外反射镜组成，样品通过样品支架组件设置于样品室中，光学系统发出的红外光透过样品后经聚光镜聚焦后到达检测器并经信号检测和转换形成红外光谱，因为FTIR的测试得出的一般为红外光穿透样品后的红外吸收光谱，所以不能用于样品的红外发射率测试。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种红外发射率测试装置，简化了测试方法，实现了红外发射率的快速测试，解决了普通用户测试红外发射率的难题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种红外发射率测试装置，包括光学系统、检测器、样品室和样品测试组件，所述样品测试组件包括底板、连接组件、平面样品、第一红外光反射镜、第二红外光反射镜和第三红外光反射镜，所述平面样品、所述第一红外光反射镜、所述第二红外光反射镜和所述第三红外光反射镜均垂直设置于所述底板的一侧，所述连接组件设置于所述底板的另一侧，所述连接组件能够拆卸地安装于所述样品室中，所述第二红外光反射镜和所述平面样品对称设置于所述底板上，所述第二红外光反射镜与所述平面样品相互垂直，所述平面样品能够拆卸地安装于所述底板上，所述第三红外光反射镜和所述第一红外光反射镜对称设置于所述底板上，所述第三红外光反射镜与所述第一红外光反射镜相互垂直，所述平面样品与所述第一红外光反射镜相向设置且相互平行，所述第三红外光反射镜与所述第二红外光反射镜相向设置且相互平行；所述光学系统用于将平行红外光射向所述第一红外光反射镜，并依次经过所述第一红外光反射镜、所述平面样品、所述第二红外光反射镜和所述第三红外光反射镜的反射后射向所述检测器。

优选地，所述光学系统包括依次设置的红外光源、第四红外光反射镜、光栅、第一红外光准直镜、干涉仪、第二红外光准直镜和红外光聚光镜，所述样品室设置于所述第二红外光准直镜和所述红外光聚光镜之间，所述第一红外光反射镜和所述平面样品设置于靠近所述第二红外光准直镜的一端，所述红外光源发出的红外光能够经过所述第四红外光反射镜的反射并通过所述光栅到达所述第一红外光准直镜，再通过所述第一红外光准直镜反射至所述干涉仪，由所述干涉仪出来的平行干涉光经过所述第二红外光准直镜反射后形成所述平行红外光并射向所述第一红外光反射镜，并依次经过所述第一红外光反射镜、所述平面样品、所述第二红外光反射镜和所述第三红外光反射镜的反射后射向所述红外光聚光镜，经所述红外光聚光镜聚焦后到达所述检测器，所述平行红外光与所述第一红外光反射镜、所述平面样品、所述第二红外光反射镜和所述第三红外光反射镜的法线之间的夹角均为45°。

优选地，所述干涉仪包括分束器、固定镜和动镜，所述第四红外光反射镜与所述第一红外光准直镜相向设置且相互垂直，所述光栅设置于所述第四红外光反射镜与所述第一红外光准直镜之间，所述分束器平行设置于所述第一红外光准直镜一侧，所述动镜设置于所述分束器远离所述第一红外光准直镜的一侧，所述第二红外光准直镜垂直设置于所述分束器的一侧，所述固定镜设置于所述分束器远离所述第二红外光准直镜的一侧，所述第一红外光准直镜、所述分束器和所述动镜共线设置，所述第二红外光准直镜、所述分束器和所述固定镜共线设置，所述第一红外光准直镜、所述分束器和所述动镜所在的直线与所述第二红外光准直镜、所述分束器和所述固定镜所在的直线相互垂直；所述红外光聚光镜与所述第二红外光准直镜相向设置且相互垂直，所述检测器设置于所述红外光聚光镜的一侧，所述第二红外光准直镜与所述第一红外光反射镜相向设置且相互垂直，所述红外光源发出的所述红外光在所述第四红外光反射镜的入射角均为45°。

优选地，所述光栅与所述第四红外光反射镜之间的夹角为45°。

优选地，所述动镜与所述分束器之间的夹角为45°。

优选地，所述固定镜与所述分束器之间的夹角为45°。

优选地，所述连接组件包括多个定位销，所述定位销固定于所述底板上，所述样品室中设置有多个定位孔，一个所述定位销用于安装于一个所述定位孔中。

优选地，所述定位孔和所述定位销均设置为两个。

优选地，所述底板上设置有用于安装所述平面样品的卡槽。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的红外发射率测试装置，包括光学系统、检测器、样品室和样品测试组件，样品测试组件包括底板、连接组件、平面样品、第一红外光反射镜、第二红外光反射镜和第三红外光反射镜，光学系统用于将平行红外光射向第一红外光反射镜，并依次经过第一红外光反射镜、平面样品、第二红外光反射镜和第三红外光反射镜的反射后射向检测器。本实用新型中利用镜面反射改变样品室中的红外光传输路径，使透过样品的直线式传输转变为反射光路传输，实现平面样品表面红外反射光谱的测试，可以测量任意表面对红外反射之后到达检测器的能量变化，从而判定表面对红外的吸收或反射能力。因为无需穿透样品，不再受样品浓度、厚度等因素影响，样品可以是圆形溴化钾红外压片，也可以是涂层、薄膜等任何平面装样品，始终可以测量得到相应的红外反射光谱，同时，样品尺寸和厚度不受红外压片机规格的制约，拓展了测试样品的范围。测试数据可用于研究表面的红外发射率或红外发射能力，不同表面对红外的吸收衰减能力不同，衰减越大，吸收越强，比较两种表面形成的红外吸收曲线，根据吸光度随波长的变化规律，可以评价材质表面对红外的吸波性能以及计算红外的表面发射率等关键参数。本实用新型中利用常规红外光谱仪简化了测试方法，实现了红外发射率的快速测试，拓展了红外光谱仪的应用，解决了普通用户测试红外发射率的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本实用新型提供的红外发射率测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的红外发射率测试装置中样品室的结构示意图；

图3为本实用新型提供的红外发射率测试装置中样品测试组件的结构示意图；

图4为本实用新型提供的红外发射率测试装置中样品测试组件的俯视图。

附图标记说明：100、红外发射率测试装置；1、底板；2、平面样品；3、第一红外光反射镜；4、第二红外光反射镜；5、第三红外光反射镜；6、定位销；7、样品室；8、定位孔；9、红外光源；10、第四红外光反射镜；11、光栅；12、第一红外光准直镜；13、分束器；14、动镜；15、固定镜；16、第二红外光准直镜；17、红外光聚光镜；18、检测器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种红外发射率测试装置，简化了测试方法，实现了红外发射率的快速测试，解决了普通用户测试红外发射率的难题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-图4所示，本实施例提供一种红外发射率测试装置100，包括光学系统、检测器18、样品室7和样品测试组件，样品测试组件包括底板1、连接组件、平面样品2、第一红外光反射镜3、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5，平面样品2、第一红外光反射镜3、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5均垂直设置于底板1的一侧，连接组件设置于底板1的另一侧，连接组件能够拆卸地安装于样品室7中，第二红外光反射镜4和平面样品2对称设置于底板1上，第二红外光反射镜4与平面样品2相互垂直，平面样品2能够拆卸地安装于底板1上，从而便于更换平面样品2进行测量，具体地，底板1上设置有用于安装平面样品2的卡槽。需要说明的是，本实施例中的平面样品2包括所有能够被测试的部件，具体地，将红外涂料平敷在平面基材上形成的测试部件可作为平面样品2，空白平面基材也可作为平面样品2。第三红外光反射镜5和第一红外光反射镜3对称设置于底板1上，第三红外光反射镜5与第一红外光反射镜3相互垂直，平面样品2与第一红外光反射镜3相向设置且相互平行，此处的相向设置是指平面样品2的反射面与第一红外光反射镜3的反射面相向设置，第三红外光反射镜5与第二红外光反射镜4相向设置且相互平行，此处的相向设置是指第三红外光反射镜5的反射面与第二红外光反射镜4的反射面相向设置；光学系统用于将平行红外光射向第一红外光反射镜3，并依次经过第一红外光反射镜3、平面样品2、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5的反射后射向检测器18。

光学系统包括依次设置的红外光源9、第四红外光反射镜10、光栅11、第一红外光准直镜12、干涉仪、第二红外光准直镜16和红外光聚光镜17，样品室7设置于第二红外光准直镜16和红外光聚光镜17之间，第一红外光反射镜3和平面样品2设置于靠近第二红外光准直镜16的一端，红外光源9发出的红外光能够经过第四红外光反射镜10的反射并通过光栅11到达第一红外光准直镜12，再通过第一红外光准直镜12反射至干涉仪，由干涉仪出来的平行干涉光经过第二红外光准直镜16反射后形成平行红外光并射向第一红外光反射镜3，并依次经过第一红外光反射镜3、平面样品2、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5的反射后射向红外光聚光镜17，经红外光聚光镜17聚焦后到达检测器18，平行红外光与第一红外光反射镜3、平面样品2、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5的法线之间的夹角均为45°。

具体地，平行红外光在经过第一红外光反射镜3反射后改变传输方向到达平面样品2的表面，被平面样品2的表面吸收散射衰减后剩余的红外光被平面样品2反射到第二红外光反射镜4，再经过第二红外光反射镜4反射后到达第三红外光反射镜5，红外光经第三红外光反射镜5反射后回到原始光路到达红外光聚光镜17，继而到达检测器18完成反射光谱测试。

具体地，利用本实施例中的样品测试组件，将红外涂料平敷在平面基材上形成测试部件，将空白平面基材和上述形成的测试部件分别作为平面样品2进行测试，测量空白平面基材和上述形成的测试部件形成的红外反射光谱，经过光谱相减等运算处理，可以分析红外涂料形成的涂层对红外的吸收效果，从而评价红外涂层的性能。

干涉仪包括分束器13、固定镜15和动镜14，本实施例中的干涉仪为现有技术中傅里叶红外光谱仪中的干涉仪，动镜14由动镜驱动机构进行驱动。第四红外光反射镜10与第一红外光准直镜12相向设置且相互垂直，光栅11设置于第四红外光反射镜10与第一红外光准直镜12之间，分束器13平行设置于第一红外光准直镜12一侧，动镜14设置于分束器13远离第一红外光准直镜12的一侧，第二红外光准直镜16垂直设置于分束器13的一侧，固定镜15设置于分束器13远离第二红外光准直镜16的一侧，第一红外光准直镜12、分束器13和动镜14共线设置，第二红外光准直镜16、分束器13和固定镜15共线设置，第一红外光准直镜12、分束器13和动镜14所在的直线与第二红外光准直镜16、分束器13和固定镜15所在的直线相互垂直；红外光聚光镜17与第二红外光准直镜16相向设置且相互垂直，检测器18设置于红外光聚光镜17的一侧，第二红外光准直镜16与第一红外光反射镜3相向设置且相互垂直，红外光源9发出的红外光在第四红外光反射镜10的入射角为45°。

于本具体实施例中，光栅11与第四红外光反射镜10之间的夹角为45°。动镜14与分束器13之间的夹角为45°。固定镜15与分束器13之间的夹角为45°。

具体地，连接组件包括多个定位销6，定位销6固定于底板1上，样品室7中设置有多个定位孔8，一个定位销6用于安装于一个定位孔8中。

于本具体实施例中，定位孔8和定位销6均设置为两个。

于本具体实施例中，第一红外光反射镜3、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5均为镀金反射镜或镀铝反射镜。

于本具体实施例中，第一红外光反射镜3、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5均垂直固定于底板1的一侧，多个定位销6固定于底板1的另一侧，即本实施例中采用一体化设计。需要说明的是，还可以将第一红外光反射镜3、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5与底板1设置为可拆卸的连接方式，具体地，通过在底板1上设置相应的用于安装第一红外光反射镜3、第二红外光反射镜4和第三红外光反射镜5的安装槽。

可见，本实施例中不改变红外光谱仪整体结构，通过对样品室7空间结构的优化设计，采用本实施例的样品测试组件代替传统的样品支架组件和样品，利用镜面反射改变样品室7中的红外光传输路径，使透过样品的直线式传输转变为反射光路传输，实现平面样品2表面红外反射光谱的测试，可以测量任意表面对红外反射之后到达检测器18的能量变化，从而判定表面对红外的吸收或反射能力。因为无需穿透样品，不再受样品浓度、厚度等因素影响，样品可以是圆形溴化钾红外压片，也可以是涂层、薄膜等任何平面装样品，始终可以测量得到相应的红外反射光谱，同时，样品尺寸和厚度不受红外压片机规格的制约，拓展了测试样品的范围。测试数据可用于研究表面的红外发射率或红外发射能力，不同表面对红外的吸收衰减能力不同，衰减越大，吸收越强，比较两种表面形成的红外吸收曲线，根据吸光度随波长的变化规律，可以评价材质表面对红外的吸波性能以及计算红外的表面发射率等关键参数。本实施例中利用常规红外光谱仪简化了测试方法，实现了红外发射率的快速测试，拓展了红外光谱仪的应用，解决了普通用户测试红外发射率的难题。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种红外发射率测试装置，其特征在于，包括光学系统、检测器、样品室和样品测试组件，所述样品测试组件包括底板、连接组件、平面样品、第一红外光反射镜、第二红外光反射镜和第三红外光反射镜，所述平面样品、所述第一红外光反射镜、所述第二红外光反射镜和所述第三红外光反射镜均垂直设置于所述底板的一侧，所述连接组件设置于所述底板的另一侧，所述连接组件能够拆卸地安装于所述样品室中，所述第二红外光反射镜和所述平面样品对称设置于所述底板上，所述第二红外光反射镜与所述平面样品相互垂直，所述平面样品能够拆卸地安装于所述底板上，所述第三红外光反射镜和所述第一红外光反射镜对称设置于所述底板上，所述第三红外光反射镜与所述第一红外光反射镜相互垂直，所述平面样品与所述第一红外光反射镜相向设置且相互平行，所述第三红外光反射镜与所述第二红外光反射镜相向设置且相互平行；所述光学系统用于将平行红外光射向所述第一红外光反射镜，并依次经过所述第一红外光反射镜、所述平面样品、所述第二红外光反射镜和所述第三红外光反射镜的反射后射向所述检测器。

2.根据权利要求1所述的红外发射率测试装置，其特征在于，所述光学系统包括依次设置的红外光源、第四红外光反射镜、光栅、第一红外光准直镜、干涉仪、第二红外光准直镜和红外光聚光镜，所述样品室设置于所述第二红外光准直镜和所述红外光聚光镜之间，所述第一红外光反射镜和所述平面样品设置于靠近所述第二红外光准直镜的一端，所述红外光源发出的红外光能够经过所述第四红外光反射镜的反射并通过所述光栅到达所述第一红外光准直镜，再通过所述第一红外光准直镜反射至所述干涉仪，由所述干涉仪出来的平行干涉光经过所述第二红外光准直镜反射后形成所述平行红外光并射向所述第一红外光反射镜，并依次经过所述第一红外光反射镜、所述平面样品、所述第二红外光反射镜和所述第三红外光反射镜的反射后射向所述红外光聚光镜，经所述红外光聚光镜聚焦后到达所述检测器，所述平行红外光与所述第一红外光反射镜、所述平面样品、所述第二红外光反射镜和所述第三红外光反射镜的法线之间的夹角均为45°。

3.根据权利要求2所述的红外发射率测试装置，其特征在于，所述干涉仪包括分束器、固定镜和动镜，所述第四红外光反射镜与所述第一红外光准直镜相向设置且相互垂直，所述光栅设置于所述第四红外光反射镜与所述第一红外光准直镜之间，所述分束器平行设置于所述第一红外光准直镜一侧，所述动镜设置于所述分束器远离所述第一红外光准直镜的一侧，所述第二红外光准直镜垂直设置于所述分束器的一侧，所述固定镜设置于所述分束器远离所述第二红外光准直镜的一侧，所述第一红外光准直镜、所述分束器和所述动镜共线设置，所述第二红外光准直镜、所述分束器和所述固定镜共线设置，所述第一红外光准直镜、所述分束器和所述动镜所在的直线与所述第二红外光准直镜、所述分束器和所述固定镜所在的直线相互垂直；所述红外光聚光镜与所述第二红外光准直镜相向设置且相互垂直，所述检测器设置于所述红外光聚光镜的一侧，所述第二红外光准直镜与所述第一红外光反射镜相向设置且相互垂直，所述红外光源发出的所述红外光在所述第四红外光反射镜的入射角均为45°。

4.根据权利要求3所述的红外发射率测试装置，其特征在于，所述光栅与所述第四红外光反射镜之间的夹角为45°。

5.根据权利要求3所述的红外发射率测试装置，其特征在于，所述动镜与所述分束器之间的夹角为45°。

6.根据权利要求3所述的红外发射率测试装置，其特征在于，所述固定镜与所述分束器之间的夹角为45°。

7.根据权利要求1所述的红外发射率测试装置，其特征在于，所述连接组件包括多个定位销，所述定位销固定于所述底板上，所述样品室中设置有多个定位孔，一个所述定位销用于安装于一个所述定位孔中。

8.根据权利要求7所述的红外发射率测试装置，其特征在于，所述定位孔和所述定位销均设置为两个。

9.根据权利要求1所述的红外发射率测试装置，其特征在于，所述底板上设置有用于安装所述平面样品的卡槽。

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