[發(fā)明專利]一種積分球系統(tǒng)和測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711296091.8
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108061707A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹勇;袁浩;葉智文
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南文理學(xué)院
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/55;G01N21/59
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 曾志鵬

本發(fā)明公開了一種積分球系統(tǒng)，包括光源裝置、積分球裝置、聯(lián)動裝置、樣品架移動裝置和輸入光探測裝置，光源裝置包括光源、半透半反鏡和全反射鏡，光源發(fā)出的光穿過半透半反鏡后，分成兩束光，兩束光在全反射鏡的作用下分別進(jìn)入輸入光探測裝置和輸入孔；輸入光探測裝置包括半透半反鏡以及檢測透過半透半反鏡的光線的輸入光探測器。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用所述積分球系統(tǒng)的測試方法，包括測試樣品的反射率和透過率，均包括兩個(gè)步驟，先進(jìn)行背景測試，再進(jìn)行樣品測試。本發(fā)明的積分球系統(tǒng)，設(shè)計(jì)簡單，節(jié)約測試時(shí)間及成本，在反射率與透過率測試模式轉(zhuǎn)換過程中可自動配置測試系統(tǒng)，本發(fā)明的測試方法操作簡便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)測試領(lǐng)域，具體是涉及到一種積分球系統(tǒng)和測試方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的測試透射、反射率的方式是，制備樣品后，將樣品從溶液中取出，加載到測試儀上測試，存在將樣品轉(zhuǎn)移的過程，特別是在測試一些反應(yīng)時(shí)間對樣品透過率、反射率影響的試驗(yàn)中，需要先制備不同反應(yīng)時(shí)間的樣品，再進(jìn)行測試。反應(yīng)時(shí)間不同的同一系列樣品需要制備多個(gè)，導(dǎo)致浪費(fèi)樣品制備時(shí)間和試劑成本。而且不同的樣品之間可能存在試劑品質(zhì)、用量和樣品自身的差異，使實(shí)驗(yàn)的不確定性增加。

申請?zhí)枮?01310498479.1的發(fā)明專利公開了一種用于光學(xué)系統(tǒng)鏡片透過率和反射率檢測的新系統(tǒng)，其工作原理為，白光光源發(fā)出的光線進(jìn)入單色儀中，出射的單色光譜經(jīng)球面反射鏡形成平行光，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)反射鏡分光調(diào)制，將連續(xù)光輻射分成兩路交變光脈沖，一路作為參考光束，另一路作為測量光束，再經(jīng)過聚光鏡耦合注入光纖。兩束光交替進(jìn)入積分球，經(jīng)探測器轉(zhuǎn)換輸出兩路交替變化的交變電信號，此信號經(jīng)過信號分揀、鎖相放大、A/D轉(zhuǎn)換處理后，最終得到被試品的白光或光譜的透過率和反射率。但是在該測試系統(tǒng)中，測試樣品被放置在積分球內(nèi)，這就限制了樣品的狀態(tài)，不便于測試液態(tài)樣品。此外，該測試系統(tǒng)中不含有遮光配件，為了排除外界光的影響，需要在暗室中或者暗箱中使用，且該檢測系統(tǒng)的積分球和探測器的數(shù)量均較多，會帶來成本的上升。

此外，現(xiàn)有的積分球模塊，例如日立UV4100分光光譜儀，在測試完透過率后，測試反射率之前需要打開機(jī)蓋，將樣品加載到積分球的另一個(gè)光口。由于兩次測試中樣品的固定方式和位置不一樣，因此需要額外增加一次樣品安裝和調(diào)整配置時(shí)間，導(dǎo)致樣品轉(zhuǎn)移過程中，安裝樣品、調(diào)整配置耗時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種設(shè)計(jì)簡單，節(jié)約測試時(shí)間及成本，在反射率與透過率測試模式轉(zhuǎn)換過程中可自動配置測試系統(tǒng)的積分球系統(tǒng)，并提供操作簡便的測試方法。

本發(fā)明提供的積分球系統(tǒng)，包括光源裝置、積分球裝置、聯(lián)動裝置、樣品架移動裝置和輸入光探測裝置；

所述積分球裝置包括本體和標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ，本體內(nèi)部設(shè)置有球形空腔，還包括設(shè)置在本體上的連通外界和球形空腔的輸入孔、測試孔以及安裝有輸出光探測器的輸出孔；

所述聯(lián)動裝置包括電機(jī)、和電機(jī)的傳動軸連接的導(dǎo)軌Ⅰ、固定在導(dǎo)軌Ⅰ上的連接桿以及用于遮擋測試孔的遮光板，所述導(dǎo)軌Ⅰ上設(shè)置有白板架Ⅰ，白板架Ⅰ上安裝有標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ；所述傳動軸通過水平軸或者渦輪傳動帶動導(dǎo)軌Ⅰ移動，導(dǎo)軌Ⅰ移動的同時(shí)，帶動標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ和遮光板移動，這部分屬于現(xiàn)有技術(shù)。所述遮光板優(yōu)選設(shè)置在連接桿上。

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ不密封輸入孔時(shí)，遮光板遮擋測試孔，光不能從外界穿過測試孔進(jìn)入球形空腔；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ密封輸入孔時(shí)，遮光板不遮擋測試孔，光從外界穿過測試孔進(jìn)入球形空腔；標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ密封輸入孔的意思是標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ位于輸入孔位置時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ成為球形空腔的內(nèi)壁的一部分。遮光板遮擋測試孔的意思是，光線被遮光板擋住，不能照射到測試孔。

本發(fā)明優(yōu)選將遮光板和標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ的位置進(jìn)行直接的聯(lián)動，調(diào)整好標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅰ的移動進(jìn)程以及遮光板的高度，可以很方便的實(shí)現(xiàn)上述目的。

所述樣品架移動裝置位于遮光板和測試孔之間，包括電機(jī)、和電機(jī)的傳動軸連接的導(dǎo)軌Ⅱ以及設(shè)置在導(dǎo)軌Ⅱ上的白板架Ⅱ和樣品架，所述白板架Ⅱ安裝有標(biāo)準(zhǔn)白板Ⅱ。