專利名稱：曲面材料透射比測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透射比測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種曲面材料透射比測量裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前公知的材料透射比測量儀器主要分為兩類，一類可以測量材料直透射比，另 一類可以測量材料的漫透射比。對曲面材料利用直透射比類的儀器進(jìn)行測量會導(dǎo)致測量結(jié) 果嚴(yán)重偏低。利用測量漫透射比的儀器進(jìn)行測試，由于焦距的原因會導(dǎo)致放置了曲面材料 和不放置曲面材料這兩種狀態(tài)的入射光射入積分球，而球內(nèi)形成光斑面積的不一致偏離了 理想測量條件，引起測量結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差，嚴(yán)重時，會導(dǎo)致測量得到的透射比量值超過 100%。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種曲面材料透射比測量裝置及方法，使測量 值的準(zhǔn)確性提高。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種曲面材料透射比測量裝置，包括測量模 塊、比較模塊、移動控制模塊、存儲模塊和計算模塊，所述測量模塊，用于測量入射信號數(shù)據(jù)、待測信號數(shù)據(jù)、與所述入射信號數(shù)據(jù)對應(yīng) 的入射光斑面積數(shù)據(jù)、與所述待測信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將所述入射光斑 面積數(shù)據(jù)和待測光斑面積數(shù)據(jù)發(fā)送至所述比較模塊，將所述入射信號數(shù)據(jù)和待測信號數(shù)據(jù) 發(fā)送至所述存儲模塊，所述入射信號數(shù)據(jù)為以所述測量模塊本身為測量對象時測得的信號 數(shù)據(jù)，所述待測信號數(shù)據(jù)為以待測曲面材料為測量對象，入射光斑面積數(shù)據(jù)和待測光斑面 積數(shù)據(jù)相等時測得的信號數(shù)據(jù)；比較模塊，用于比較所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將比較 結(jié)果發(fā)送至移動控制模塊；移動控制模塊，用于根據(jù)所述比較模塊的比較結(jié)果控制所述測量模塊的移動，使 所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)相等；所述存儲模塊，用于存儲所述入射信號數(shù)據(jù)和待測信號數(shù)據(jù)；所述計算模塊，用于根據(jù)所述入射信號數(shù)據(jù)和所述待測信號數(shù)據(jù)計算待測曲面材 料的透射比。其中，還包括顯示模塊，用于顯示所述待測曲面材料的透射比。其中，所述測量模塊包括單色儀、凸透鏡、半透半反鏡、電荷耦合元件圖像傳感 器、積分球和探測器，所述單色儀與所述積分球上的入射口對準(zhǔn)，所述單色儀與所述積分球 上的入射口之間設(shè)有凸透鏡和半透半反鏡，所述電荷耦合元件圖像傳感器設(shè)置在所述半透半反鏡的反射光路上，所述探測器設(shè)于所述積分球中，與所述存儲模塊和所述比較模塊相 連，在移動控制模塊的控制下，所述凸透鏡能夠在所述單色儀與所述積分球上的入射口之 間平移。其中，所述積分球內(nèi)壁設(shè)有擋板，所述擋板設(shè)于所述探測器處。 其中，在所述移動控制模塊的控制下，所述積分球能夠朝向或背離所述單色儀平移。本發(fā)明還公開了一種基于所述的曲面材料透射比測量裝置的測量方法，包括以下 步驟Sl 以測量模塊本身為測量對象，測量入射信號數(shù)據(jù)，并將所述入射信號數(shù)據(jù)存儲 至存儲模塊；S2:以待測曲面材料本身為測量對象，測量待測信號數(shù)據(jù)，并將所述待測信號數(shù)據(jù) 存儲至存儲模塊；S3:根據(jù)所述入射信號數(shù)據(jù)和所述待測信號數(shù)據(jù)計算待測曲面材料的透射比。其中，步驟Sl進(jìn)一步包括Si. 1 將凸透鏡置于單色儀與積分球的入射口之間，使單色儀發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡、 積分球的入射口射入積分球，由探測器將獲得的入射信號數(shù)據(jù)傳輸至所述存儲模塊存儲；Si. 2 在所述凸透鏡與所述入射口之間放置半透半反鏡，在所述半透半反鏡的反 射光路上設(shè)置電荷耦合元件圖像傳感器，電荷耦合元件圖像傳感器收集由所述半透半反鏡 反射的光，并將獲得的入射光斑面積數(shù)據(jù)傳送至比較模塊。其中，步驟S2進(jìn)一步包括S2. 1 將待測曲面材料置于所述凸透鏡和所述半透半反鏡之間，所述電荷耦合元 件圖像傳感器獲取待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將所述待測光斑面積數(shù)據(jù)傳送至所述比較模塊；S2. 2 所述比較模塊比較所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將 比較結(jié)果發(fā)送至移動控制模塊；S2. 3 移動控制模塊根據(jù)所述比較模塊發(fā)送的比較結(jié)果，調(diào)整凸透鏡的位置或所 述積分球的位置，使所述入射光斑面積數(shù)據(jù)和所述待測光斑面積數(shù)據(jù)相等；S2. 4 將半透半反鏡移開，所述探測器獲取待測信號數(shù)據(jù)并將所述待測信號數(shù)據(jù) 發(fā)送至存儲模塊存儲。其中，步驟S3中，若未調(diào)整過所述積分球的位置，根據(jù)下列公式，計算待測曲面材 料的透射比，
χτ =——
B其中，τ為待測曲面材料的透射比，X為待測信號數(shù)據(jù)，B為入射信號數(shù)據(jù)；若調(diào)整 過所述積分球的位置，根據(jù)下列公式，計算待測曲面材料的透射比，
χT = —e 1 岣
B其中，τ為待測曲面材料的透射比，X為待測信號數(shù)據(jù)，B為入射信號數(shù)據(jù)，N為積 分球調(diào)整的距離，L為單色儀至積分球最遠(yuǎn)端的距離，M1為移開凸透鏡后，單色儀距積分球 L時測得的信號數(shù)據(jù)，M2為移開凸透鏡后，單色儀距積分球2L時測得的信號數(shù)據(jù)。
其中，步驟S3之后還包括步驟S4 顯示所述待測曲面材料的透射比。(三)有益效果本發(fā)明的曲面材料透射比測量裝置及方法，直接用于測量曲面材料的反射比，且測量值的準(zhǔn)確性高。


圖1是按照本發(fā)明一種實施方式的曲面材料投射比測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是圖1所示的曲面材料投射比測量裝置的測量模塊的具體結(jié)構(gòu)意思圖；圖3是基于圖1所示的曲面材料投射比測量裝置的測量方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖1是按照本發(fā)明一種實施方式的曲面材料投射比測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖，包括 測量模塊1、比較模塊2、移動控制模塊3、存儲模塊4和計算模塊5，所述測量模塊1，用于測量入射信號數(shù)據(jù)、待測信號數(shù)據(jù)、與所述入射信號數(shù)據(jù)對 應(yīng)的入射光斑面積數(shù)據(jù)、與所述待測信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將所述入射光 斑面積數(shù)據(jù)和待測光斑面積數(shù)據(jù)發(fā)送至所述比較模塊2，將所述入射信號數(shù)據(jù)和待測信號 數(shù)據(jù)發(fā)送至所述存儲模塊4，所述入射信號數(shù)據(jù)為以所述測量模塊1本身為測量對象時測 得的信號數(shù)據(jù)，所述待測信號數(shù)據(jù)為以待測曲面材料為測量對象，入射光斑面積數(shù)據(jù)和待 測光斑面積數(shù)據(jù)相等時測得的信號數(shù)據(jù)；比較模塊2，用于比較所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將比較 結(jié)果發(fā)送至移動控制模塊3 ；移動控制模塊3，用于根據(jù)所述比較模塊3的比較結(jié)果控制所述測量模塊1的移 動，使所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)相等；所述存儲模塊4，用于存儲所述入射信號數(shù)據(jù)和待測信號數(shù)據(jù)；所述計算模塊5，用于根據(jù)所述入射信號數(shù)據(jù)和所述待測信號數(shù)據(jù)計算待測曲面 材料的透射比。所述裝置還包括顯示模塊6，用于顯示所述待測曲面材料的透射比。如圖2所示，所述測量模塊1包括單色儀1-1、凸透鏡1-2、半透半反鏡1_3、電荷 耦合元件圖像傳感器1-4、積分球1-5和探測器1-6，所述單色儀1-1與所述積分球1-5上 的入射口 1-7對準(zhǔn)，所述單色儀1-1與所述積分球1-5上的入射口 1-7之間設(shè)有凸透鏡1-2 和半透半反鏡1-3，所述電荷耦合元件圖像傳感器1-4設(shè)置在所述半透半反鏡1-3的反射光 路上，所述探測器1-6設(shè)于所述積分球1-5中，與所述存儲模塊4和所述比較模塊2相連， 在移動控制模塊3的控制下，所述凸透鏡1-2能夠在所述單色儀1-1與所述積分球1-5上 的入射口 1-7之間平移。為防止入射光直接進(jìn)入探測器1-6，優(yōu)選地，所述積分球1-5內(nèi)壁設(shè)有擋板1-8，所 述擋板1-8設(shè)于所述探測器1-6處。
在所述移動控制模塊3的控制下，所述積分球1-5能夠朝向或背離所述單色儀1-1平移。本發(fā)明還公開了一種基于所述的曲面材料透射比測量裝置的測量方法，如圖3所 示，包括以下步驟Sl 以測量模塊本身為測量對象，測量入射信號數(shù)據(jù)，并將所述入射信號數(shù)據(jù)存儲 至存儲模塊；S2:以待測 曲面材料本身為測量對象，測量待測信號數(shù)據(jù)，并將所述待測信號數(shù)據(jù) 存儲至存儲模塊；S3:根據(jù)所述入射信號數(shù)據(jù)和所述待測信號數(shù)據(jù)計算待測曲面材料的透射比。步驟Sl進(jìn)一步包括Si. 1 將凸透鏡置于單色儀與積分球的入射口之間，使單色儀發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡、 積分球的入射口射入積分球，由探測器將獲得的入射信號數(shù)據(jù)傳輸至所述存儲模塊存儲；Si. 2 在所述凸透鏡與所述入射口之間放置半透半反鏡，在所述半透半反鏡的反 射光路上設(shè)置電荷耦合元件圖像傳感器，電荷耦合元件圖像傳感器收集由所述半透半反鏡 反射的光，并將獲得的入射光斑面積數(shù)據(jù)傳送至比較模塊。步驟S2進(jìn)一步包括S2. 1 將待測曲面材料置于所述凸透鏡和所述半透半反鏡之間，所述電荷耦合元 件圖像傳感器獲取待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將所述待測光斑面積數(shù)據(jù)傳送至所述比較模塊；S2. 2 所述比較模塊比較所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將 比較結(jié)果發(fā)送至移動控制模塊；S2. 3 移動控制模塊根據(jù)所述比較模塊發(fā)送的比較結(jié)果，調(diào)整凸透鏡的位置或所 述積分球的位置，使所述入射光斑面積數(shù)據(jù)和所述待測光斑面積數(shù)據(jù)相等；S2. 4 將半透半反鏡移開，所述探測器獲取待測信號數(shù)據(jù)并將所述待測信號數(shù)據(jù) 發(fā)送至存儲模塊存儲。步驟S3中，若未調(diào)整過所述積分球的位置，根據(jù)下列公式，計算待測曲面材料的 透射比，
ΓπIT =—
B其中，τ為待測曲面材料的透射比，X為待測信號數(shù)據(jù)，B為入射信號數(shù)據(jù)；若調(diào)整 過所述積分球的位置，根據(jù)下列公式，計算待測曲面材料的透射比，
V -^lg^-r=—e L 岣
B其中，τ為待測曲面材料的透射比，X為待測信號數(shù)據(jù)，B為入射信號數(shù)據(jù)，N為積 分球調(diào)整的距離(N以朝向單色儀平移為負(fù)，背離單色儀平移為正)，L為單色儀至積分球最 遠(yuǎn)端的距離，M1為移開凸透鏡后，單色儀距積分球L時測得的信號數(shù)據(jù)，M2為移開凸透鏡后， 單色儀距積分球2L時測得的信號數(shù)據(jù)。其中，步驟S3之后還包括步驟S4 顯示所述待測曲面材料的透射比。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫 離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種曲面材料透射比測量裝置，其特征在于，包括測量模塊(1)、比較模塊O)、移 動控制模塊(3)、存儲模塊(4)和計算模塊(5)，所述測量模塊(1)，用于測量入射信號數(shù)據(jù)、待測信號數(shù)據(jù)、與所述入射信號數(shù)據(jù)對應(yīng) 的入射光斑面積數(shù)據(jù)、與所述待測信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將所述入射光斑 面積數(shù)據(jù)和待測光斑面積數(shù)據(jù)發(fā)送至所述比較模塊O)，將所述入射信號數(shù)據(jù)和待測信號 數(shù)據(jù)發(fā)送至所述存儲模塊G)，所述入射信號數(shù)據(jù)為以所述測量模塊(1)本身為測量對象 時測得的信號數(shù)據(jù)，所述待測信號數(shù)據(jù)為以待測曲面材料為測量對象，入射光斑面積數(shù)據(jù) 和待測光斑面積數(shù)據(jù)相等時測得的信號數(shù)據(jù)；比較模塊O)，用于比較所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將比較結(jié) 果發(fā)送至移動控制模塊(3)；移動控制模塊(3)，用于根據(jù)所述比較模塊( 的比較結(jié)果控制所述測量模塊(1)的移 動，使所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)相等；所述存儲模塊G)，用于存儲所述入射信號數(shù)據(jù)和待測信號數(shù)據(jù)；所述計算模塊(5)，用于根據(jù)所述入射信號數(shù)據(jù)和所述待測信號數(shù)據(jù)計算待測曲面材 料的透射比。
2.如權(quán)利要求1所述的曲面材料透射比測量裝置，其特征在于，還包括顯示模塊(6)， 用于顯示所述待測曲面材料的透射比。
3.如權(quán)利要求1所述的曲面材料透射比測量裝置，其特征在于，所述測量模塊(1)包 括單色儀(1-1)、凸透鏡(1-2)、半透半反鏡(1-3)、電荷耦合元件圖像傳感器(1-4)、積分 球(1-5)和探測器(1-6)，所述單色儀(1-1)與所述積分球(1-5)上的入射口(1-7)對準(zhǔn)， 所述單色儀(1-1)與所述積分球(1-5)上的入射口(1-7)之間設(shè)有凸透鏡(1-2)和半透半 反鏡(1-3)，所述電荷耦合元件圖像傳感器(1-4)設(shè)置在所述半透半反鏡(1-3)的反射光路 上，所述探測器(1-6)設(shè)于所述積分球(1-5)中，與所述存儲模塊(4)和所述比較模塊(2) 相連，在移動控制模塊C3)的控制下，所述凸透鏡(1- 能夠在所述單色儀(1-1)與所述積 分球(1-5)上的入射口(1-7)之間平移。
4.如權(quán)利要求3所述的曲面材料透射比測量裝置，其特征在于，所述積分球(1-5)內(nèi)壁 設(shè)有擋板(1-8)，所述擋板(1-8)設(shè)于所述探測器(1-6)處。
5.如權(quán)利要求3所述的曲面材料透射比測量裝置，其特征在于，在所述移動控制模塊 (3)的控制下，所述積分球(1-5)能夠朝向或背離所述單色儀(1-1)平移。
6.一種基于如權(quán)利要求1-5任一項所述的曲面材料透射比測量裝置的測量方法，其特 征在于，包括以下步驟51以測量模塊本身為測量對象，測量入射信號數(shù)據(jù)，并將所述入射信號數(shù)據(jù)存儲至存 儲模塊；52以待測曲面材料本身為測量對象，測量待測信號數(shù)據(jù)，并將所述待測信號數(shù)據(jù)存儲 至存儲模塊；S3:根據(jù)所述入射信號數(shù)據(jù)和所述待測信號數(shù)據(jù)計算待測曲面材料的透射比。
7.如權(quán)利要求6所述的曲面材料透射比測量方法，其特征在于，步驟Sl進(jìn)一步包括Si. 1 將凸透鏡置于單色儀與積分球的入射口之間，使單色儀發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡、積分球的入射口射入積分球，由探測器將獲得的入射信號數(shù)據(jù)傳輸至所述存儲模塊存儲；s1.2 在所述凸透鏡與所述入射口之間放置半透半反鏡，在所述半透半反鏡的反射光 路上設(shè)置電荷耦合元件圖像傳感器，電荷耦合元件圖像傳感器收集由所述半透半反鏡反射 的光，并將獲得的入射光斑面積數(shù)據(jù)傳送至比較模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的曲面材料透射比測量方法，其特征在于，步驟S2進(jìn)一步包括s2.1 將待測曲面材料置于所述凸透鏡和所述半透半反鏡之間，所述電荷耦合元件圖 像傳感器獲取待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將所述待測光斑面積數(shù)據(jù)傳送至所述比較模塊；S2. 2 所述比較模塊比較所述入射光斑面積數(shù)據(jù)與所述待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將比較 結(jié)果發(fā)送至移動控制模塊；S2. 3 移動控制模塊根據(jù)所述比較模塊發(fā)送的比較結(jié)果，調(diào)整凸透鏡的位置或所述積 分球的位置，使所述入射光斑面積數(shù)據(jù)和所述待測光斑面積數(shù)據(jù)相等；S2. 4 將半透半反鏡移開，所述探測器獲取待測信號數(shù)據(jù)并將所述待測信號數(shù)據(jù)發(fā)送 至存儲模塊存儲。
9.如權(quán)利要求8所述的曲面材料透射比測量方法，其特征在于，步驟S3中，若未調(diào)整過 所述積分球的位置，根據(jù)下列公式，計算待測曲面材料的透射比， 其中，τ為待測曲面材料的透射比，X為待測信號數(shù)據(jù)，B為入射信號數(shù)據(jù)；若調(diào)整過所 述積分球的位置，根據(jù)下列公式，計算待測曲面材料的透射比， 其中，τ為待測曲面材料的透射比，X為待測信號數(shù)據(jù)，B為入射信號數(shù)據(jù)，N為積分球 調(diào)整的距離，L為單色儀至積分球最遠(yuǎn)端的距離，M1為移開凸透鏡后，單色儀距積分球L時 測得的信號數(shù)據(jù)，M2為移開凸透鏡后，單色儀距積分球2L時測得的信號數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求6所述的曲面材料透射比測量方法，其特征在于，步驟S3之后還包括步驟S4 顯示所述待測曲面材料的透射比。全文摘要
本發(fā)明公開了一種曲面材料透射比測量裝置，包括測量模塊、比較模塊、移動控制模塊、存儲模塊和計算模塊，測量模塊，用于測量入射信號數(shù)據(jù)、待測信號數(shù)據(jù)、入射光斑面積數(shù)據(jù)、待測光斑面積數(shù)據(jù)；比較模塊，用于比較入射光斑面積數(shù)據(jù)與待測光斑面積數(shù)據(jù)，并將比較結(jié)果發(fā)送至移動控制模塊；移動控制模塊，用于根據(jù)比較模塊的比較結(jié)果控制測量模塊的移動，使入射光斑面積數(shù)據(jù)與待測光斑面積數(shù)據(jù)相等；存儲模塊，用于存儲入射信號數(shù)據(jù)和待測信號數(shù)據(jù)；計算模塊，用于根據(jù)入射信號數(shù)據(jù)和待測信號數(shù)據(jù)計算待測曲面材料的透射比，直接用于測量曲面材料的反射比，且測量值的準(zhǔn)確性高。
文檔編號G01N21/59GK102141515SQ20101059959
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者馮國進(jìn), 鄭春弟 申請人:中國計量科學(xué)研究院