一種紅外玻璃內部質量測試儀及其測試方法
2023-06-15 22:15:26 1
專利名稱：一種紅外玻璃內部質量測試儀及其測試方法
技術領域：
本發明屬於光學玻璃檢測技術領域。具體涉及一種用於硫系玻璃等不透可見光波但能透近紅外光波的光學材料內部質量檢測的測試儀及測試方法。
背景技術：
硫系玻璃是一種不透可見光波的但透近紅外光波的光學材料，由於不透可見光， 無法用肉眼直接觀察玻璃的內在品質，如內部微裂紋、氣泡、雜質等。隨著硫系玻璃等不透可見光的紅外材料的推廣應用，迫切需求一種相應的檢測儀器，但由於該材料應用領域較窄，國內目前還沒有相關的儀器投入市場，本發明正好填補了這一空白，而且設備價格低廉
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發明內容
本發明的目的就是針對上述不足之處而提供一種可檢測硫系玻璃等不透可見光波但能透近紅外光波的光學材料內部質量、結構簡單、價格低廉的光學檢測儀器及檢測方法。本發明測量儀的技術解決方案是一種紅外玻璃內部質量測試儀，其特徵是包括紅外LED陣列、毛玻璃片組、透明玻璃載物臺、紅外成像攝像頭和電腦；其中，紅外LED陣列和毛玻璃片組組成紅外面光源；透明玻璃載物臺位於毛玻璃片組與紅外成像攝像頭之間；紅外成像攝像頭中採用可見到850nm截止的可見光濾光片。CMOS攝像頭，普通CMOS感光晶片能感應到可見到1. Iym的近紅外光，由於普通攝像頭為了防止紅外光幹擾，都添加了紅外濾光片，在本發明中應用CMOS感光晶片能感應到1. 1 μ m的近紅外光的特性，去掉普通攝像頭的紅外濾光片，讓攝像頭能夠感應到近紅外波段，為了防止可見光幹擾，在攝像頭中添加可見光濾光片，能濾除可見到850nm波長的光。本發明測量儀的技術解決方案中所述的紅外LED陣列是由940nm或者IOSOnm波長的紅外發光二極體均勻排列而成。本發明測量儀的技術解決方案中所述的紅外LED陣列中的紅外發光二極體採用具有大發射角的紅外發光二極體，呈大發射角安裝。大的發射角能夠讓各發光管發出的光交叉重疊，加上紅外LED均勻排列，能有效減少因發光管強度差異對均勻性的影響。本發明測量儀的技術解決方案中所述的毛玻璃片組為採用無條紋的磨沙玻璃構成的毛玻璃片組。毛玻璃片組的作用是讓LED陣列發出的光通過漫反射形成均勻一致的面光源，從而不會因拍攝角度問題導致局部亮度之間的差異，毛玻璃片組還有一個作用是為了防止LED發出的光在攝像頭中形成亮點，導致亮點外的區域一片漆黑。本發明測量儀的技術解決方案中所述的毛玻璃片組由兩片毛玻璃構成。本發明測量方法的技術解決方案是一種紅外玻璃內部質量測試方法，其特徵是 將紅外LED陣列和毛玻璃片組間隔設置，毛玻璃片組對LED發出的光進行漫發射，讓光更均勻，形成均勻的紅外面光源；採用可見到850nm截止的可見光濾光片代替現有紅外成像攝像頭中的紅外濾光片，使紅外成像攝像頭能夠感應到近紅外波段，並濾除850nm波長以上可見光，避免可見光幹擾；將測試樣片放置在紅外光源和攝像頭之間，通過攝像頭在電腦上成像。通過攝像頭在電腦上成像，和專用紅外感光晶片相比，具有普及率高，價格便宜，像數高、簡單實用等優點。本發明具有可檢測硫系玻璃等不透可見光波但能透近紅外光波的光學材料內部質量、結構簡單、價格低廉的特點。本發明主要用於硫系玻璃等不透可見光波但能透近紅外光波的光學材料內部質量的檢測。
圖1是本發明的設計功能框圖。圖2是本發明的結構示意圖。圖3是本發明對不透可見光波的硫系玻璃的測試效果圖片。
具體實施例方式如圖1所示。紅外LED光源發出紅外光，通過毛玻璃對紅外光進行散射，形成均勻面光源，設置放置樣品的透明玻璃載物臺，放置待測試的不透可見光樣片，通過改造過的攝像頭對測試樣片進行圖像採集，通過電腦顯示採集的測試樣品圖片。如圖2所示。採用波長940nm、功率0. 5w的Φ5πιπι草帽紅外發光二極體構成的紅外LED陣列6，市售成品LED吸頂燈電路板，該電路板為400隻LED間隔7mm均勻排布，20 只LED為一路，採用20串20並的連接方式，因為LED是電流型器件，對電壓很敏感，微弱的電壓波動都會引起較大的電流波動，所以每路串接200Ω限流電阻，限流電阻的作用主要是防止電流過大，保護LED，其次是減小LED之間因生產原因引起的壓降差別對支路電流大小的影響。採用成品36v安全電壓的液晶電視移動電源供電，通過加裝成品dc-dc調壓器調節LED供電電壓來調節LED亮度。採用兩片厚2mm磨沙玻璃構成毛玻璃片組4、5，對LED 發出的光進行漫射，形成均勻的面光源，兩片磨沙玻璃的間距為1. 5cm，和紅外LED陣列6的間距也為1.5cm。毛玻璃片4上再加裝一片透明玻璃做為載物臺3。採用30萬素的普通pc 攝像頭1，將攝像頭1鏡頭尾部的紅外濾光片改為850nm可見截止紅外透過濾光片。通過電腦在顯示器上直觀的觀察測試樣品2的內部質量，通過調節鏡頭焦距和成像距離就可以調節放大倍數，如果採用高像素的高清攝像頭效果更佳。採用紅外LED陣列6作為紅外光源，調節LED電流可以調整LED亮度，選用毛玻璃對4LED發出的光進行漫發射，讓光更均勻，形成均勻的面光源，有效減少成像的亮度差異。 使用普通攝像頭對測試樣品進行成像，在電腦顯示器上直觀的觀察測試樣品的內部質量。如圖3所示。為兩個對不透可見光波的硫系玻璃的測試效果圖，攝像頭為30萬像素。可清晰看到硫系玻璃的內部存在裂紋。
權利要求
1.一種紅外玻璃內部質量測試儀，其特徵是包括紅外LED陣列(6)、毛玻璃片組(4、 5)、透明玻璃載物臺(3)、紅外成像攝像頭(1)和電腦；其中，紅外LED陣列(6)和毛玻璃片組(4、5)組成紅外面光源；透明玻璃載物臺(3)位於毛玻璃片組(4)與紅外成像攝像頭(1) 之間；紅外成像攝像頭中採用可見到850nm截止的可見光濾光片。
2.如權利要求1所述的一種紅外玻璃內部質量測試儀，其特徵是所述的紅外LED陣列(6)是由940nm或者IOSOnm波長的紅外發光二極體均勻排列而成。
3.如權利要求1或2所述一種紅外玻璃內部質量測試儀，其特徵是所述的紅外LED陣列(6 )中的紅外發光二極體採用具有大發射角的紅外發光二極體，呈大發射角安裝。
4.如權利要求1或2所述一種紅外玻璃內部質量測試儀，其特徵是所述的毛玻璃片組(4、5)為採用無條紋的磨沙玻璃構成的毛玻璃片組。
5.如權利要求1或2所述一種紅外玻璃內部質量測試儀，其特徵是所述的毛玻璃片組(4、5)由兩片毛玻璃構成。
全文摘要
本發明的名稱為一種紅外玻璃內部質量測試儀及其測試方法。屬於光學玻璃檢測技術領域。它主要是解決現有硫系玻璃內部質量無法檢測的問題。它的主要特徵是檢測儀包括紅外LED陣列、毛玻璃片組、透明玻璃載物臺、紅外成像攝像頭和電腦；其中，紅外LED陣列和毛玻璃片組組成紅外面光源；透明玻璃載物臺位於毛玻璃片組與紅外成像攝像頭之間；紅外成像攝像頭中採用可見到850nm截止的可見光濾光片。將測試樣片放置在紅外光源和攝像頭之間，通過攝像頭在電腦上成像，可以很直觀的觀察到玻璃內部的狀況。本發明具有像素高，價格低廉，功耗低，結構緊湊，簡單易製作等特點，主要用於硫系玻璃等不透可見光波但能透近紅外光波光學玻璃內部質量的檢測。
文檔編號G01N21/958GK102478528SQ201010554500
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者張曉東, 梁立新, 胡向平 申請人:湖北新華光信息材料有限公司