[發明專利]自動化掃描式輻照度測量系統及方法

在審

• 申請號: 201810746374.6
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108896173A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 劉祥;汪洪源;康文;王秉文;顏志強;武少沖
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

自動化掃描式輻照度測量系統及方法，涉及光度測量技術領域。解決了指針式照度計需要人工換檔，操作復雜且精度低，數顯式照度計雖然精度較高，但動態范圍較小的問題。測量系統包括光衰減裝置、掃描機構、探測系統、信號采集系統和計算機；光衰減裝置固定在探測系統的探測面上，且二者均固定在掃描機構上，二者可跟隨掃描機構在水平方向上左、右移動；光衰減裝置用于對接收的光信號進行衰減，并將衰減后的光信號傳輸至探測系統的探測面上；信號采集系統采集探測系統輸出的探測信號；計算機的數據信號輸入端與信號采集系統的數據信號輸出端連接；計算機還用于對光衰減裝置和掃描機構進行控制。本發明主要用于對輻照度進行測量。

技術領域

本發明涉及光度測量技術領域。

背景技術

照度測量是光度測量中的一種，由于照度測量原理比較簡單因而得到了廣泛應用。

根據光接收方式不同，光度測量的方法分為兩類：目視光度測量法和物理光度測量法。目視光度測量法基于人眼的生理視覺，具有主觀性。物理光度測量法利用光探測器，能夠迅速、正確、定量地給出測量值，物理光度測量法在光度測量中占主導地位。

照射到表面一點處面元上的光通量與該面元的面積之比，稱為表面該點的照度，照度的單位為W/m²。

照度分布均勻性也是光度測量的重要指標，照度分布均勻性通常以非均勻性來表示，即用多個觀測位置之間的相對標準差與平均照度的比值來表征。

目前照度測量系統主要分為兩種：指針式和數顯式。指針式照度計需要人工換檔，操作復雜且精度不高。數顯式照度計雖然精度較高，但動態范圍較小。但無論是指針式照度計還是數顯式照度計，都無法實現不同位置光照度的自動采集。

發明內容

本發明是為了解決指針式照度計需要人工換檔，操作復雜且精度低，數顯式照度計雖然精度較高，但動態范圍較小的問題，本發明提供了自動化掃描式輻照度測量系統及方法。

自動化掃描式輻照度測量系統，包括光衰減裝置、掃描機構、探測系統、信號采集系統和計算機；

光衰減裝置固定在探測系統的探測面上，且二者均固定在掃描機構上，二者可跟隨掃描機構在水平方向上左、右移動實現對待測光面的掃描；

光衰減裝置用于對接收的光信號進行衰減，并將衰減后的光信號傳輸至探測系統的探測面上，探測系統將光信號轉化為電信號，從而實現對待測光面進行探測；

信號采集系統采集探測系統輸出的探測信號；

計算機的數據信號輸入端與信號采集系統的數據信號輸出端連接；

計算機還用于對光衰減裝置和掃描機構進行控制。

優選的是，所述掃描機構在豎直方向可升降。

優選的是，所述探測系統采用光電倍增管實現。

一種輻照度測量方法，該測量方法采用所述的自動化掃描式輻照度測量系統實現，所述測量方法包括如下步驟：

步驟一：接通測量系統電源；

步驟二：使探測系統探測面與待測光面相對設置，并根據待測光面確定探測系統探測面的初始位置，通過計算機設置掃描機構的掃描范圍和掃描步長后，啟動掃描機構，使掃描機構帶動光衰減裝置和探測系統移動，從而使探測系統對待測光面上的所有探測點進行探測；

步驟三：信號采集系統接收探測系統輸出的電信號，并根據接收到的電信號的強度，實時調節每個探測點所對應的光衰減裝置的衰減倍數；

步驟四：計算機將每個探測點所對應的電信號轉化為該探測點所對應的照度，并根據每個探測點的位置信息及該探測點的照度信息繪制位置照度曲線，根據位置照度曲線確定照度分布均勻性及獲得待測光面的平均照度，從而完成對待測光面輻照度的測量。