專利名稱：一種測光積分球的制作方法
一種測光積分球
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光輻射測量領(lǐng)域，具體為一種測光積分球。背景技術(shù)：
積分球可以作為理想漫射光源和勻光器，是一種廣泛應(yīng)用于光輻射測量領(lǐng)域的光 學(xué)設(shè)備。積分球的基本結(jié)構(gòu)是一個內(nèi)部空心的球體，球內(nèi)壁上均勻噴涂多層中性漫射材料， 球上開有多個孔，作為探測器結(jié)構(gòu)、溫度接口，光源或其他測試樣品接口等。傳統(tǒng)的積分球在應(yīng)用中由于內(nèi)部空間的密閉，導(dǎo)致在測量大功率、高熱輻射光源時，熱量累積在積分球內(nèi)，導(dǎo)致積分球內(nèi)溫度不斷升高，從而影響了光源的工作特性參數(shù)， 使光源不能處于穩(wěn)定、正常的工作狀態(tài)，同時也對積分球的內(nèi)壁涂層性能造成了影響。因 此對積分球內(nèi)部溫度的控制是高精度光輻射測量中的一個重要技術(shù)。現(xiàn)有的控溫積分球， 一般是安裝通風(fēng)裝置的積分球，用風(fēng)扇向積分球內(nèi)部吹風(fēng)的方式實(shí)現(xiàn)積分球內(nèi)部的溫度控 制，但是這種方式無法實(shí)現(xiàn)溫度的可調(diào)節(jié)性，只能使積分球穩(wěn)定在室溫，而且在積分球上安 裝風(fēng)扇等裝置會影響積分球本身的性能并增加積分球本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種測光積分球，通過將積分球放置于一個封閉的空間，對 封閉空間內(nèi)的溫度控制，利用積分球內(nèi)外空氣穩(wěn)流狀態(tài)下對流實(shí)現(xiàn)對積分球內(nèi)部溫度的有 效控制。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種測光積分球，其特征在于積分球體內(nèi)壁涂有光譜曲線平坦的白色涂層，積分 球體內(nèi)部設(shè)有擋住從被測光源到光電探測器直射光線的擋光板，將積分球體置于一個封閉 罩殼內(nèi)，在積分球體和罩殼之間設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱和/或制冷 功能，能夠改變罩殼內(nèi)的溫度；積分球體和罩殼之間的空間是相通的，在溫度調(diào)節(jié)裝置的控 制下，罩殼內(nèi)空氣在穩(wěn)流狀態(tài)下產(chǎn)生對流，從而使罩殼內(nèi)空氣以及積分球體形成熱平衡，實(shí) 現(xiàn)對積分球體的溫度控制；或者，在積分球體上設(shè)置有一個或以上通風(fēng)孔，使罩殼內(nèi)以及積 分球的內(nèi)空氣在穩(wěn)流狀態(tài)下產(chǎn)生對流，從而使積分球體內(nèi)的溫度與罩殼內(nèi)的溫度形成熱平 衡，實(shí)現(xiàn)對積分球體的溫度控制。該積分球基本不破壞積分球本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過溫度調(diào)節(jié)裝置，積分球內(nèi)的溫 度不僅能夠穩(wěn)定在室溫下，還能夠穩(wěn)定在高于或低于室溫的可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任意溫度下， 便于在不同溫度下測量分析光源的光色參數(shù)。為了達(dá)到比較好的熱平衡效果，上述溫度調(diào) 節(jié)裝置最好設(shè)置于積分球體的上部，便于使冷空氣沉降，實(shí)現(xiàn)更好的空氣穩(wěn)定對流。上述積分球體上若設(shè)置通風(fēng)孔，在通風(fēng)孔上加裝調(diào)節(jié)閥，并在所述罩殼上與上述 通風(fēng)孔相對應(yīng)的位置，設(shè)置有方便手動調(diào)節(jié)通風(fēng)孔大小的調(diào)節(jié)開孔，用以調(diào)節(jié)通風(fēng)量大小。積分球體上還有一個或以上測溫接口，測溫接口上安裝有測量積分球內(nèi)溫度的溫 度探頭。
上述的積分球體由固定半球和可動半球組成，所述固定半球固定在所述罩殼內(nèi) 部，所述的可動半球的轉(zhuǎn)軸固定在所述罩殼上，可動半球可以繞固定的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)積 分球的開合；或者，所述的可動半球和罩殼的可移動部分所構(gòu)成的組合體設(shè)置在滑軌上，可 動半球及其外側(cè)的罩殼能夠在滑軌上滑動，以實(shí)現(xiàn)積分球的開合。上述的固定半球和可動半球組成一個完整的積分球體，其中固定半球和可動半球 不一定是對稱相等的，它們之中可以有一個體積較大，而另一個是球冠。上述固定半球和轉(zhuǎn) 動半球兩部分與罩殼之間的空氣是相通的，便于實(shí)現(xiàn)空氣對流。上述罩殼用隔熱板制成，或者在所述的罩殼的內(nèi)側(cè)設(shè)置隔熱板。罩殼上設(shè)置與積分球體上的測光窗口位置相對應(yīng)的測光開口，光纖等光取樣器通過測光開孔獲取測光窗口 上所采集到的光信號。在上述罩殼外表面上設(shè)置溫度控制面板，所述的溫度控制面板、溫度調(diào)節(jié)裝置、和 溫度探頭與同一個控制器電連接。在控制器的控制下，溫度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)溫度控制面板上 所設(shè)定的溫度加熱或制冷，并根據(jù)溫度探頭所反饋的測量結(jié)果工作或停止，使積分球內(nèi)的 溫度保持在設(shè)定值，為方便操作，上述溫度控制面板位于罩殼的外表面。上述控制器也可以通過數(shù)據(jù)通道與上位機(jī)相連，通過上位機(jī)設(shè)定并控制溫度調(diào)節(jié)
直ο所述溫度調(diào)節(jié)裝置與一個通風(fēng)管道連接，在罩殼表面上設(shè)置將通風(fēng)管道引出罩殼 的管道開口。溫度調(diào)節(jié)裝置在制冷時，通風(fēng)管道將罩殼內(nèi)的熱空氣排出；而當(dāng)溫度調(diào)節(jié)裝置 在加熱狀態(tài)時，通風(fēng)管道將罩殼內(nèi)的冷空氣排出罩殼。本發(fā)明通過將積分球置于一個溫度可控并可調(diào)的封閉罩殼內(nèi)，并控制積分球內(nèi)外 空氣在穩(wěn)流狀態(tài)下對流，使積分球內(nèi)部溫度得到有效控制和調(diào)節(jié)，增加積分球內(nèi)光源環(huán)境 的穩(wěn)定性和可靠性；而且積分球本身的結(jié)構(gòu)基本不變，積分球本身的性能不受影響，使得測
量精度更高。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的剖面圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的另一個剖面圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的主視圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的俯視圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1如圖1所示，積分球體1置于一個封閉罩殼5內(nèi)，所述積分球體1由兩個可分離的 半球組成，所述的積分球體1和罩殼5設(shè)置在能使積分球體1的一個半球滑動的滑軌13上。 積分球1的一個半球隨罩殼5在滑軌13上滑動而另一個半球保持不動，從而實(shí)現(xiàn)了積分球 體1的開合。在積分球體1和罩殼5之間設(shè)置具有加熱和制冷功能的溫度調(diào)節(jié)裝置6，所述 溫度調(diào)節(jié)裝置6為空調(diào)裝置。積分球體1與罩殼5之間的空氣是相通的。積分球體1上設(shè)置有四個通風(fēng)孔7，通風(fēng)孔7均勻分布在中間上、下半球，通風(fēng)孔7上加裝有通風(fēng)量調(diào)節(jié)閥 8，可以在積分球體1外手動調(diào)節(jié)通風(fēng)孔7的通風(fēng)量，罩殼5頂部為階梯形，罩殼2表面與積 分球體1的測光窗口所對應(yīng)的位置有測光開孔15，罩殼5表面與積分球體1的通風(fēng)孔7相 對應(yīng)的位置上有調(diào)節(jié)開孔14，便于調(diào)節(jié)積分球體1上通風(fēng)孔7的大小。積分球體1的測光 窗口安裝有測溫接口 9，測溫接口9上安裝測量積分球內(nèi)溫度的溫度探頭10。在罩殼5表 面上設(shè)置溫度控制面板15，所述的溫度調(diào)節(jié)裝置6、溫度控制面板15和溫度探頭10與同一 個控制器電連接。上述溫度調(diào)節(jié)裝置6設(shè)置于積分球體1之上，便于實(shí)現(xiàn)空氣穩(wěn)定對流，溫 度控制面板15位于罩殼5的外表面，便于操作，在罩殼5表面上設(shè)置管道開口，所述溫度調(diào)節(jié)裝置6的通風(fēng)管道通過管道開口引出罩殼5。實(shí)施例2如圖2所示，積分球體1置于一個封閉罩殼5內(nèi)，積分球體1由固定半球11和可動半球12組成，固定半球11的一側(cè)安裝有把手，另一側(cè)通過轉(zhuǎn)軸固定于所述罩殼5的支撐 體上，可動半球12可以繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)積分球體1的開合。積分球體1內(nèi)部設(shè)有擋住 從被測光源2到光電探測器3直射光線的擋光板4，在積分球體1和罩殼2之間設(shè)置具有 加熱和制冷功能的溫度調(diào)節(jié)裝置6，所述溫度調(diào)節(jié)裝置6為空調(diào)裝置。積分球體1與罩殼5 之間的空氣是相通的。在罩殼5表面上設(shè)置溫度控制面板15，積分球體1的測光窗口安裝 有測溫接口 9，測溫接口 9上安裝有測量積分球內(nèi)溫度的溫度探頭10，積分球體1上有四個 通風(fēng)量可調(diào)的通風(fēng)孔7，通風(fēng)孔7均勻分布在中間上、下半球，每個通風(fēng)孔7與球心的連線與 積分球豎直軸線夾角均為45°，通風(fēng)孔7上加裝有通風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8，可以在積分球體1外手 動調(diào)節(jié)通風(fēng)孔7的通風(fēng)量，罩殼5頂部為階梯形，罩殼5表面與積分球體1的測光窗口所對 應(yīng)的位置有測光開孔15，罩殼5表面與積分球體1的通風(fēng)孔7相對應(yīng)的位置上有調(diào)節(jié)開孔 14，便于調(diào)節(jié)積分球體1上通風(fēng)孔7的大小，所述的溫度調(diào)節(jié)裝置6、溫度控制面板15和溫 度探頭10與同一個微處理器電連接。上述溫度調(diào)節(jié)裝置6設(shè)置于積分球之上，便于實(shí)現(xiàn)空 氣穩(wěn)定對流，溫度控制面板15位于罩殼5的外表面，便于操作，上述溫度調(diào)節(jié)裝置6與一個 通風(fēng)管道連接，在罩殼5表面上設(shè)置將通風(fēng)管道引出罩殼5的管道開口。
權(quán)利要求
一種測光積分球，其特征在于包括積分球體(1)，積分球體(1)內(nèi)壁涂有光譜曲線平坦的白色涂層，積分球體(1)內(nèi)部設(shè)有擋住從被測光源(2)到光電探測器(3)直射光線的擋光板(4)，積分球體(1)置于封閉罩殼(5)內(nèi)，在積分球體(1)和罩殼(5)之間設(shè)置具有加熱和/或制冷功能的溫度調(diào)節(jié)裝置(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測光積分球，其特征在于所述積分球體(1)上設(shè)置或不 設(shè)置通風(fēng)孔(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測光積分球，其特征在于所述的通風(fēng)孔(7)上加裝有用 以調(diào)節(jié)通風(fēng)量大小的調(diào)節(jié)閥(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測光積分球，其特征在于積分球體(1)上裝有一個或以 上測溫接口(9)，測溫接口(9)上安裝測量積分球內(nèi)空氣溫度的溫度探頭(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測光積分球，其特征在于所述的積分球體(1)由固定半球(11)和可動半球(12)組成，所述固定半球(11)固定在所述罩殼(5)內(nèi)部，所述的可動 半球(12)的轉(zhuǎn)軸或滑軌(13)固定在所述罩殼(5)的支承體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種測光積分球，其特征在于所述積分球體(1)由兩個可分離的半球組成，所述的積分球體(1)的可移動部分和罩殼(5)的可移動部分所構(gòu)成的 組合體設(shè)置在滑軌(13)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測光積分球，其特征在于在所述罩殼(5)上，設(shè)置有方 便手動調(diào)節(jié)通風(fēng)孔(7)大小的調(diào)節(jié)開孔(14)，所述調(diào)節(jié)開孔(14)的位置與所述通風(fēng)孔(7) 的位置相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測光積分球，其特征在于所述的罩殼(5)用隔熱板制成， 或者在所述的罩殼(5)的內(nèi)側(cè)設(shè)置隔熱板。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種測光積分球，其特征在于在所述的罩殼(5)外表面設(shè)置 有溫度控制面板(15)，所述的溫度控制面板(15)、溫度調(diào)節(jié)裝置(6)、溫度探頭(10)與同一 個控制器電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測光積分球，其特征在于所述的溫度調(diào)節(jié)裝置(6)為空 調(diào)機(jī)和/或加熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種測光積分球，其特征在于積分球體置于一個封閉罩殼內(nèi)，在積分球體和罩殼之間設(shè)置具有加熱和/或制冷功能的溫度調(diào)節(jié)裝置，本發(fā)明通過將積分球體放置于一個封閉的空間，對封閉空間內(nèi)的溫度控制，并控制積分球內(nèi)外空氣穩(wěn)流狀態(tài)下的對流實(shí)現(xiàn)對積分球內(nèi)部溫度的有效控制，適用于各種光源的高精度光輻射測量。
文檔編號G01J1/04GK101799322SQ20091015472
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者潘建根 申請人:杭州遠(yuǎn)方光電信息有限公司