[發明專利]一種雙光路分光測色儀及測色方法

在審

• 申請號: 202010596573.0
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111707369A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 袁琨;貢雙虎;王堅
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01J3/46
• 分類號: G01J3/46;G01J3/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發明公開了一種雙光路分光測色儀及測色方法，測色儀包括積分球，與積分球的通光孔配合設置的光源，以及與積分球的測量口、探測孔配合設置的傳感器，探測孔與傳感器之間配合設置有第二快門、半反半透裝置和透鏡，積分球上開設的導光孔與半反半透裝置之間配合設置有導光裝置和第一快門；測色方法包括S1、第一快門關閉，第二快門打開，測量口處反射的被測物體表面的光線經半反半透裝置的穿透面及與半反半透裝置配合設置的透鏡進入傳感器，傳感器測量到物體表面的光譜反射信號，S2、第一快門打開，第二快門關閉，積分球內表面的反射光線經半反半透裝置的反射面進入傳感器，傳感器測量到光源的光譜反射信號，S3、計算最終的采樣信號。

技術領域

本發明涉及光學色差測量技術領域，尤其是涉及了一種雙光路分光測色儀及測色方法。

背景技術

分光測色儀是一種通過對物體表面反射光進行光譜分析從而計算顏色值的檢測儀器。測量原理是光源發出的光在積分球中進行不斷漫反射后，從測量孔徑處照射到被測物體表面，物體表面的反射光攜帶了物體表面的顏色信息通過透鏡等光學器件后進入光譜傳感器，光譜傳感器將采集到的光信號進行分光處理，轉化為不同光譜的光強度信號，經過光譜傳感器中的光敏器件轉化為電信號，電信號經過集成電路轉化為數字信號，計算機經過對數字信號的計算，將數字信號計算為顏色值。

分光測色儀最關鍵的兩個性能指標是測量重復性和示值誤差。測量重復性表示的是分光測色儀在被測物體表面不發生變化的情況下進行多次測量，測量結果的最大變化。在影響測量重復性的因素中，光源本身的強度變化是最為關鍵的因素，在多次測量過程中，光源本身的強度會發生一定的能量波動，這種能量波動會直接影響測量結果的穩定性。

現有的分光測色儀，通常采用雙光路設計來消除光源本身波動對測量產生的影響。單獨設置一個光路采集光源本身的強度，如采用一根光纖采集光源發光的光信號，將光信號傳輸至第一光譜傳感器，第一光譜傳感器采集第一光信號強度，經過被測物體表面反射的光信號進入第二光譜傳感器，第二光譜傳感器采集到第二光信號強度，通過計算兩個光信號強度得到最終的采樣信號。這種情況下，需要兩個光譜傳感器分別探測被測物體和光源的信號強度，成本較高。

發明內容

為解決現有技術的不足，實現降低成本的目的，本發明采用如下的技術方案：

一種雙光路分光測色儀，包括積分球，與積分球的通光孔配合設置的光源，以及與積分球的測量口、探測孔配合設置的傳感器，所述的探測孔與傳感器之間配合設置有第二快門、半反半透裝置和透鏡，測量口處的反射光線經半反半透裝置的透射進入傳感器，所述的積分球上開設的導光孔與半反半透裝置之間配合設置有導光裝置和第一快門，積分球內表面的反射光線經半反半透裝置的反射進入傳感器。

所述的透鏡設有調節裝置，用于調節透鏡在傳感器與探測孔之間的位置，改變傳感器測量區域的大小。

所述的透鏡包括第一透鏡和第二透鏡，所述的半反半透裝置在第一透鏡和第二透鏡之間，第二透鏡設有調節裝置，用于調節第二透鏡在半反半透裝置與探測孔之間的位置。

所述的調節裝置包括滑動套筒、套筒撥桿、V形彈簧、固定結構，設置于探測筒內的滑動套筒，通過其頂部內側開設的臺階型凹口與所述的透鏡配合設置，滑動套筒的一側設有的撥桿孔與探測筒一側開設的滑動槽配合設置，套筒撥桿穿過滑動槽與撥桿孔插接配合，探測筒外側設有的固定結構，通過V形彈簧與套筒撥桿配合連接，V形彈簧為上撥的套筒撥桿提供向上的力，從而通過套筒撥桿撐起滑動套筒，縮小透鏡與傳感器的距離，增大透鏡與探測孔的距離，同時避免滑動套筒因重力作用下滑；為下撥的套筒撥桿提供向下的力，協助套筒撥桿更好的帶動滑動套筒下滑，從而增大透鏡與傳感器的距離，縮小透鏡與探測孔的距離；最終改變傳感器從測量口測得的區域大小。

所述的導光孔設在通光孔上方，通光孔內側的下方設有擋光板，即可避免光源的光直射到測量口，又可避免測量口的反射光射入導光孔。