[實用新型]一種材料反射特性測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320454517.9
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN203337545U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘建根
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州遠方光電信息股份有限公司
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55;G01N21/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實用新型屬于光輻射測量領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)反射特性測量裝置。

【背景技術(shù)】

具有良好反射特性，特別是良好回復(fù)反射特性的材料被廣泛應(yīng)用于汽車、機動車、警示牌等場合，對于道路交通和人身安全起著十分關(guān)鍵的作用。反射特性或者回復(fù)反射特性是該類材料的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，對其進行有效的測量具有十分重要的意義。由于材料回復(fù)反射特性的測量必須在入射和接收光路相重合或者十分接近的方向上進行，技術(shù)難度極大，到目前為止，還未見適用于回復(fù)反射器或材料的光譜特性測量的有效裝置或者方法。

傳統(tǒng)的回復(fù)反射測量光路如圖1所示，標(biāo)準(zhǔn)A光源在一定的照射角下照明被測樣品，光探測器以一定的觀測角接收被測樣品所發(fā)出的回復(fù)反射光線，實現(xiàn)回復(fù)反射材料或者回復(fù)反射器的光度特性的測量。該方法的照明光路與反射光路的光程較長，到達探測器的回復(fù)反射光的光學(xué)信號很弱，很難實現(xiàn)材料的光譜特性測量；并且上述回復(fù)反射測量需要在非常大的暗室空間內(nèi)進行，僅適用于實驗室的光度測量要求，不能滿足工業(yè)產(chǎn)線及現(xiàn)場快速測試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型旨在提供一種緊湊型的快速材料反射測量裝置，在入射光與反射光接近于相反方向的條件下，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)反射材料或回復(fù)反射器的光譜特性測量，而且具有體積小、光路簡單、測量準(zhǔn)確度高、測量速度快、操作方便和成本低等特點。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種材料反射特性測量裝置，其特征在于，包括中空激發(fā)源、監(jiān)測裝置和測量裝置，所述的測量裝置和被測樣品分別位于中空激發(fā)源兩側(cè)，所述的測量裝置為光譜輻射計；監(jiān)測裝置接收來自中空激發(fā)源的光線，中空激發(fā)源發(fā)出的光線照射到被測樣品上，被測樣品反射出的反射光穿過中空激發(fā)源空心部分被測量裝置所接收，即量裝置接收來自被測樣品的、并從中空激發(fā)源空心部分穿過的回復(fù)反射光線。

測量時，被測樣品放置在基座上或者放置在距離中空激發(fā)源一定距離的位置上，中空激發(fā)源位于測量裝置和被測樣品之間，被測樣品到中空激發(fā)源的距離遠大于中空激發(fā)源的出光面的尺寸或者直徑，以實現(xiàn)入射光與反射光接近于相反方向的光學(xué)條件。監(jiān)測裝置的位置可靈活設(shè)置，如可設(shè)置在中空激發(fā)源的側(cè)面或者設(shè)置在被測樣品入射光路的旁側(cè)光路上。監(jiān)測裝置一般是光譜輻射計，若中空激發(fā)源相對光譜輻射功率分布穩(wěn)定，監(jiān)測裝置也可以是光輻射探測器。

根據(jù)被測樣品的回復(fù)反射特性，中空激發(fā)源發(fā)出的光線以一定的照射角入射到被測樣品上，被測樣品所發(fā)出的反射光或者回復(fù)反射光以一定的觀察角被測量裝置所接收。以照射角接近0度為例，中空激發(fā)源所發(fā)出的光線以接近正入射的角度入射到被測樣品上，被測樣品所發(fā)出的反射光線或者回復(fù)反射光線幾乎沿被測樣品的法線方向返回，并從中空激發(fā)源空心部分穿過，被測量裝置所接收。

根據(jù)測量裝置所測得的被測樣品的反射光的光譜與監(jiān)測裝置所測得的中空激發(fā)源的光譜，可以計算得到被測樣品的光譜、光度和色度特性。當(dāng)然，這里的被測樣品可以為回復(fù)反射器、回復(fù)反射材料或者一般反射材料。當(dāng)被測樣品為一般反射材料時，本實用新型也可以用于其光譜反射率和顏色特性的測量。

上述技術(shù)方案可通過以下材料反射測量方法獲得被測樣品的光譜、光度和色度特性，其特征在于，包括以下測量步驟：

(a)?在中空激發(fā)源的照射下，將標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度計放置在被測樣品處，分別記錄標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度計和監(jiān)測裝置的測量結(jié)果；或者將已知光譜反射特性數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)樣品放置在被測樣品處，分別記錄監(jiān)測裝置和測量裝置的測量結(jié)果；

(b)?將標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度計或者標(biāo)準(zhǔn)樣品替換為被測樣品，在中空激發(fā)源的照射下，分別記錄監(jiān)測裝置和測量裝置的測量結(jié)果；

(c)?根據(jù)步驟(a)和步驟(b)的測量結(jié)果，計算獲得被測樣品的光譜反射率和光譜輻射強度系數(shù)。

上述測量方法包括利用標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度源進行測量的絕對測量法，以及利用標(biāo)準(zhǔn)樣品的相對測量法，具體測量步驟如下：

（1）絕對測量法

在絕對測量法中，只要確保監(jiān)測裝置的測量讀數(shù)R′_S(λ)與被測樣品受照面上的輻照度成正比，即可根據(jù)監(jiān)測裝置的讀數(shù)獲得被測樣品受照面上的光譜輻照度值。具體可利用標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度計放置在被測樣品處，監(jiān)測裝置和標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度計接收中空激發(fā)源的光線，利用兩者測量值的比值，即可用來校準(zhǔn)監(jiān)測裝置的測量讀數(shù)。