[發(fā)明專利]一種多角度光澤度儀的光學(xué)系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710266950.2
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106990046B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫流星
• 申請（專利權(quán)）人: 上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/88
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 周云

一種多角度光澤度儀的光學(xué)系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，它包括光源組，所述光源組發(fā)出的入射光通過對應(yīng)的第一聚光透鏡變成平行光射出，分別以對應(yīng)的光軸方向直接照射到被測物體表面，通過物體表面的鏡面漫反射再分別經(jīng)過對應(yīng)第二聚光透鏡把沿光軸方向的平行光分別匯聚到對應(yīng)硅光電池上，其特征在于：短焦成像鏡頭把被測物體表面成像在面陣CCD感光面上，ARM控制器控制面陣CCD采集系統(tǒng)。本發(fā)明實現(xiàn)了角度拓展，即用單角度光路實現(xiàn)三角度光澤度測量，用三角度光路實現(xiàn)五角度光澤度測量。實現(xiàn)光澤度儀的小型化，另外采用視頻拍照，可通過圖像處理算法，判斷產(chǎn)品表面缺陷，選擇正確的測量部位，實現(xiàn)可測量部位的可追溯性，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物質(zhì)分析檢測儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體講就是涉及一種多角度光澤度儀的光學(xué)系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

光澤度儀是采用光電反射式工作原理測定物體表面光亮程度的儀器。光澤度是物體的一種重要的表觀屬性，是人們評價產(chǎn)品質(zhì)量的重要依據(jù)之一。因此，廣泛應(yīng)用于涂料、紙張、塑料、陶瓷、大理石等建材及裝飾性金屬材料、紡織品、皮革加工、包裝等工業(yè)部門。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，市場對工業(yè)產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求日趨嚴(yán)格，因此，越來越多的行業(yè)需用光澤度儀來檢測它們各自的產(chǎn)品。依據(jù)JJG696-2002《鏡面光澤度計和光澤度板檢定規(guī)程》的規(guī)定，光澤度儀的常用角度為20°,45°,60°,75°,85°。目前，市場上存在的光澤度儀大都是單角度的或者三角度的，不能滿足檢定規(guī)程提出的五個角度要求。如果需要檢測產(chǎn)品種類較多，單角度或三角度光澤度儀都不能滿足要求。目前常見的光澤度儀的工作原理是在規(guī)定人射角和規(guī)定光束的條件下照射樣品，得到鏡向反射角方向的光束，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由光源、透鏡、接收器和顯示儀表等組成。其中三角度光澤度儀的設(shè)計原理是三套光源，三套光路結(jié)構(gòu)，三套接受器和顯示儀表組成。這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)是單純的硬件組合、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。如果按此原理設(shè)計3個以上角度的光澤度儀時，就存在安裝空間不夠的缺點，必然增加儀器體積和重量使儀器比較龐大。另外，對于同一樣品，不同部位，其光澤度也有差別，如果表面有缺陷的話，更是影響測量準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有的多角度光澤度儀體積龐大，容易受待測物體表面缺陷影響測量準(zhǔn)確度的技術(shù)缺陷，提供一種多角度光澤度儀的光學(xué)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可靠性高，成本低廉。具有視頻拍照，可排除產(chǎn)品表面缺陷，實現(xiàn)可測量部位的可追溯性，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)方案

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明設(shè)計的一種多角度光澤度儀的光學(xué)系統(tǒng)，它包括光源組，所述光源組發(fā)出的入射光通過對應(yīng)的第一聚光透鏡變成平行光射出，分別以對應(yīng)的光軸方向直接照射到被測物體表面，通過物體表面的鏡面漫反射再分別經(jīng)過對應(yīng)第二聚光透鏡把沿光軸方向的平行光分別匯聚到對應(yīng)硅光電池上，其特征在于：短焦成像鏡頭把被測物體表面成像在面陣CCD感光面上，ARM控制器控制面陣CCD采集系統(tǒng)。

進一步，所述光源組為單角度入射光源，入射角度為20°或45°或60°。

進一步，所述光源組為三角度入射光源，入射角度為20°，45°，60°。

上述多角度光澤度儀的實現(xiàn)方法，其特征在于，它包括以下幾個步驟：

(1)制作若干塊從低到高的標(biāo)準(zhǔn)光澤度標(biāo)準(zhǔn)板，每塊光澤度標(biāo)準(zhǔn)板在角度20°,45°,60°,75°,85°都具有對應(yīng)的光澤度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，并以此若干塊標(biāo)準(zhǔn)光澤度標(biāo)準(zhǔn)板的光澤度為標(biāo)準(zhǔn)比對數(shù)值；

(2)確定用虛擬角度代替實際角度的對應(yīng)法則，即45°單角度實現(xiàn)20°，45°，60°的三角度測量，60°單角度實現(xiàn)45°，60°，75°的三角度測量，75°單角度實現(xiàn)60°，75°，85°的三角度測量，20°，60°,85°三角度實現(xiàn)20°,45°,60°,75°,85°五角度的測量；

(3)用現(xiàn)有單角度光澤度儀測量上述若干塊標(biāo)準(zhǔn)板按照上述步驟(2)確定的相應(yīng)三個角度入射光對應(yīng)的電壓值；