[發(fā)明專利]便攜式逆反射光度色度聯(lián)合測量方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111272238.6
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN114136440B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何華陽;蘇文英;薛瑛琪;王露婉
• 申請（專利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J3/50
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.便攜式逆反射光度色度聯(lián)合測量裝置，其特征在于：

具體包括：光源驅(qū)動(dòng)器，燈杯，運(yùn)算和控制模塊，電源，機(jī)殼，顯示模塊，出光口，校準(zhǔn)帽，三級光闌左部，二級擋板，一級光闌左部，冷卻腔，光源腔，降溫設(shè)備，可見光分光模塊，光纖，一級光闌右部，導(dǎo)光柱，電控調(diào)光玻璃，三級光闌右部；

為冷卻腔下部開放的孔徑，為一級光闌左部和一級光闌右部間構(gòu)成的孔徑，為二級擋板和電控調(diào)光玻璃、導(dǎo)光柱間構(gòu)成的孔徑，為三級光闌左部和三級光闌右部間構(gòu)成的孔徑，為出光口的孔徑；

h1為一級光闌左部到二級擋板間的垂直距離，h2為二級擋板到三級光闌左部間的垂直距離，h3為三級光闌左部到出光口所在平面間的垂直距離；

校準(zhǔn)帽是緊貼機(jī)殼的，燈杯的設(shè)計(jì)色溫為2856K±150K，出射光均勻性優(yōu)于95％，在出光口處照度值一般不低于100lx；燈杯由光源驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，光源驅(qū)動(dòng)器安裝在燈杯上部，燈杯和光源驅(qū)動(dòng)器安裝在光源腔內(nèi)，燈杯下表面和光源腔下表面平齊；光源腔內(nèi)壁和光源驅(qū)動(dòng)器表面為吸光材料覆蓋；

光源腔下方是冷卻腔，冷卻腔上部連接光源腔，下部是開放的結(jié)構(gòu)，開放的孔徑記為等于燈杯的口徑；冷卻腔右側(cè)安裝有降溫設(shè)備，可以是風(fēng)扇或半導(dǎo)體制冷片等，冷卻腔左側(cè)有出風(fēng)口，空氣在冷卻腔內(nèi)、即燈杯下光路垂直方向上形成一個(gè)風(fēng)道，將燈杯發(fā)光時(shí)散發(fā)的熱量帶走，冷卻腔內(nèi)的熱空氣從冷卻腔左側(cè)排出；冷卻腔下方依次設(shè)置有若干組光闌，最接近冷卻腔的是一級光闌左部和一級光闌右部，一級光闌左部和一級光闌右部二者在一個(gè)平面上，一級光闌左部和一級光闌右部中間有一個(gè)孔徑；一級光闌左部下方是二級擋板，一級光闌右部下方是導(dǎo)光柱和電控調(diào)光玻璃，導(dǎo)光柱和電控調(diào)光玻璃是垂直疊放的，電控調(diào)光玻璃和二級擋板處于同一個(gè)平面，二者底部到三級光闌右部的距離相同；導(dǎo)光柱和電控調(diào)光玻璃都是狹長的長方體；三級光闌左部、二級擋板、一級光闌左部三者的右側(cè)處于同一豎直面內(nèi)；出光口在三級光闌左部和三級光闌右部間構(gòu)成的孔徑下方；校準(zhǔn)帽可安裝在出光口處，尺寸大于出光口直徑；校準(zhǔn)帽內(nèi)部水平嵌入了一塊白色漫反射板；光譜反射率為函數(shù)pt(λ)，照度反射率為p；

導(dǎo)光柱將透過電控調(diào)光玻璃照射到導(dǎo)光柱下側(cè)的光導(dǎo)到光纖中；

可見光分光模塊用來將通過導(dǎo)光柱采集、再通過光纖傳輸過來的光分解成單色光，分光的波長不大于2nm，并通過內(nèi)部的敏感元件將光信號轉(zhuǎn)化為電信息，提供給運(yùn)算和控制模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于：電控調(diào)光玻璃在通斷電是能夠按從左到右的順序改變透光或遮光的狀態(tài)；電控調(diào)光玻璃的調(diào)光單元是從左向右排列的，用以根據(jù)需要的角度調(diào)整透光區(qū)域和遮光區(qū)域，可以是通電的調(diào)光單元透光，也可以是斷電的調(diào)光單元透光；設(shè)進(jìn)行顏色測量時(shí)反射光應(yīng)照射到電控調(diào)光玻璃和導(dǎo)光柱的左側(cè)起始長度為z的區(qū)域，即進(jìn)行顏色測量時(shí)電控調(diào)光玻璃從左側(cè)起長度為z的區(qū)域?yàn)橥腹鉅顟B(tài)，其他區(qū)域?yàn)檎诠鉅顟B(tài)；

電控調(diào)光玻璃的透光區(qū)域最右端(區(qū)域?qū)挾葹?是距離最左側(cè)j距離處，和對應(yīng)觀測角β的關(guān)系是：

3.應(yīng)用如權(quán)利要求1所述裝置的方法，其特征在于：運(yùn)算和控制模塊將可見光分光模塊傳輸?shù)碾娦盘柾ㄟ^AD模塊讀入再通過查表法轉(zhuǎn)換為單波長光強(qiáng)度，得到300nm～800nm內(nèi)各個(gè)波長的輻射通量Fλ，其中λ表示對應(yīng)波長值，F(xiàn)為300nm～800nm內(nèi)各個(gè)波長的輻射通量之和，并根據(jù)照度計(jì)算公式E＝F/S得到照度值，S為接受照射的表面面積；運(yùn)算和控制模塊通過如下公式計(jì)算三刺激值X、Y、Z:

式中，m₁(λ)是測樣品時(shí)在波長為λ處的單波長光強(qiáng)度；m₂(λ)是測量校準(zhǔn)帽時(shí)在波長為λ處的單波長光強(qiáng)度；S_A(λ)是標(biāo)準(zhǔn)A光源的相對光譜功率分布；是CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察體色度函數(shù)；Δλ是波長間隔，不大于2nm；X是三刺激值的紅原色刺激量，Y是三刺激值的綠原色刺激量，Z是三刺激值的藍(lán)原色刺激量；

運(yùn)算和控制模塊通過如下公式計(jì)算逆反射色品坐標(biāo)x、y：x＝X/(X+Y+Z)，y＝Y(jié)/(X+Y+Z)；x為CIExyY色度圖上的橫坐標(biāo)，y為CIExyY色度圖上的縱坐標(biāo)；

運(yùn)算和控制模塊通過McCamy經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算相關(guān)色溫；

測量校準(zhǔn)帽時(shí)照度讀數(shù)為E1，測量樣品時(shí)照度讀數(shù)為E2，則被測樣品的逆反射系數(shù)R_A通過如下公式計(jì)算：R_A＝pE2(h2+h3)²/(E1A)，A為光照射在樣品上的面積，

當(dāng)樣品為道路交通標(biāo)志、反光膜時(shí)，

當(dāng)樣品為道路交通標(biāo)線時(shí)，