[發明專利]一種便攜光電式測色儀

有效

• 申請號: 201210303608.2
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102809432A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 徐小力;谷玉海;王少紅
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01J3/46
• 分類號: G01J3/46;G01J3/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 賀持緩

1.一種便攜光電式測色儀，其特征在于：它包括用于測試被測樣品的測頭，以及對所述測頭進行控制并進行測試結果顯示的主機，所述測頭通過線纜與所述主機連接；所述主機內存儲有對所述便攜光電式測色儀的預先標定值；

所述測頭包括鎢燈光源、光感單元、信號調理及模數轉換單元和用于容置所述鎢燈光源、光感單位、信號調理及模數轉換單元的殼體；所述光感單元包括聚光導光筒、積分球、三個顏色傳感器和輔助硅光電池；所述光源發出的光信號經所述聚光導光筒后轉變為平行光，照射在所述被測樣品上；所述被測樣品的反射光信號進入所述積分球內進行漫反射，漫反射后的反射光信號經設置在所述積分球球腔壁面上的所述三個顏色傳感器轉換為電流信號，并傳輸至所述信號調理及模數轉換單元內；所述輔助硅光電池設置在所述積分球和殼體之間，采集工作時產生的暗電流，并將采集到的暗電流發送至所述信號調理及模數轉換單元內；所述信號調理及模數轉換單元將接收到的電流信號放大、并轉換為數字信號后，經所述線纜傳輸至所述主機內，與所述主機內存儲的預先標定值進行計算得到所述被測樣品的三刺激數值。

2.如權利要求1所述的一種便攜光電式測色儀，其特征在于：所述聚光導光筒由隔熱玻璃、膠合透鏡和導光筒構成，所述導光筒中安裝用于濾除紅外光的隔熱玻璃，所述膠合透鏡由正、負透鏡組合而成。

3.如權利要求1所述的一種便攜光電式測色儀，其特征在于：所述三個顏色傳感器均由濾色片和硅光電池組成，所述三個濾色片分別接收經所述積分球漫反射后的紅、綠、藍三種顏色光信號，由所述硅光電池將光信號轉換為電流信號。

4.如權利要求2所述的一種便攜光電式測色儀，其特征在于：所述三個顏色傳感器均由濾色片和硅光電池組成，所述三個濾色片分別接收經所述積分球漫反射后的紅、綠、藍三種顏色光信號，由所述硅光電池將光信號轉換為電流信號。

5.如權利要求1或2或3或4所述的一種便攜光電式測色儀，其特征在于：所述信號調理及模數轉換單元包括4路均由兩級運算放大器和模數轉換器構成的電路，所述4路電路分別用于接收所述三個顏色傳感器和輔助硅光電池傳輸至的電流信號，并且所述4路電路并聯連接到所述線纜上；每一路電路的第一級運所述算放大器將接收到的電流信號轉換為電壓信號，第二級所述運算放大器將前一級所述運算放大器輸出的電壓信號放大后輸入所述模數轉換器內，轉換為數字信號，并輸入所述主機內進行計算。

6.如權利要求1或2或3或4所述的一種便攜光電式測色儀，其特征在于：所述主機包括系統電源、鎢燈供電電源、控制電路和用于顯示結果及操作的觸摸液晶屏；所述系統電源采用15W、6.5V開關電源，為所述便攜光電式測色儀供電；所述鎢燈供電電源由所述系統電源供電，為所述鎢燈光源穩定工作提供橫流電源；所述控制電路連接所述測頭中的信號調理及模數轉換單元，控制其工作；所述控制電路中的單片機采用型號為STM32F103RBT6的單片機，所述單片機采用GPIO模擬IIC連接所述測頭，通過UART串行口連接所述觸摸液晶屏。

7.如權利要求6所述的一種便攜光電式測色儀，其特征在于：所述控制電路中的單片機接收所述信號調理及模數轉換單元發送至的4路數字信號，與所述主機內預先存儲的便攜光電式測色儀標定值進行計算，得到所述被測樣品的三刺激數值。

8.如權利要求6述的一種便攜光電式測色儀，其特征在于：所述鎢燈供電電源包括C8051F410單片機和恒流控制電路，所述C8051F410單片機控制所述恒流控制電路向所述鎢燈光源提供穩定的恒流源。

9.如權利要求1或2或3或4述的一種便攜光電式測色儀，其特征在于：所述主機內根據標定值及測量值得到所述被測樣品三刺激數值X、Y、Z的公式為：

X=Xm-Cm+CXw-XbXn,]]>

Y=Ym-Cm+CYw-YbYn,]]>

Z=Zm-Cm+CZw-ZbZn,]]>

式中，Cm為測量時所述輔助硅光電池的模數轉換值；X_m、Y_m、Z_m分別為所述三個顏色傳感器測量時得到的紅色、綠色、藍色模數轉換值；C為標定時所述輔助硅光電池測量黑筒及標準白板時得到的模數轉換值的平均值；X_b、Y_b、Z_b為測量黑筒時所述三個顏色傳感器中的三個硅光電池測得的模數轉換值；X_w、Y_w、Z_w測量標準白板時所述三個顏色傳感器中的三個硅光電池測得的模數轉換值。