[實用新型]便攜光電式測色儀

有效

• 申請號: 201220422619.8
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN202974444U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 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: G01J3/50
• 分類號: G01J3/50;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

技術領域

本實用新型涉及一種測色儀，特別是關于一種便攜光電式測色儀。

背景技術

目前，便攜式測色儀多為光電積分式結構，采用積分球作為光感系統。在進行顏色測量時，需要首先將測頭放到黑筒上，測頭采集到無顏色信息后，傳輸給主機，作為“黑”的基準處理，即調黑；然后將測頭對準標準白板，測頭采集到標準白板信息后，傳輸給主機，作為“白”的基準處理，即調白；然后再將測頭對準被測物品，采集被測物品的顏色信息，主機通過對比被測物品與“白、黑”的基準，可以得出被測物品的顏色數值。這種光電積分式測色儀不但測色步驟煩瑣，增加操作人員負擔，還會因為增加測色環節而導致增加誤差，例如對標準白板的測量距離、角度等因素都會因為操作者不同而受到不同程度影響，從而降低測色的精度。另外，目前的光電積分式測色儀光感系統與信號轉換系統均為分立式設計，即光感系統位于測頭中，而信號轉換系統則位于主機中，光感系統與信號轉換系統之間的信號傳輸通過多芯屏蔽電纜進行連接，使得測頭與主機的尺寸及其之間的位置受到限制。最后，由于信號轉換系統與信號處理系統均位于主機中，各種信號之間會發生干擾，影響測色的穩定性。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種減少人為介入測色步驟，結構簡單，能有效提高測色自動化水平及精度、穩定性的便攜光電式測色儀。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：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。

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。

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。

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。

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。

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。

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：