逆反射材料的檢測裝置的製作方法

2023-04-22 19:38:01 1

本實用新型實施例涉及一種逆反射材料的檢測裝置，屬於檢測技術領域。

背景技術：

為了使駕駛員在夜晚行車時能夠看清路標所展示的信息，路標通常是採用逆反射材料製成的。當車燈照射路標時，車燈光作為入射光在逆反射材料的作用下產生反射，形成反射光，反射光被駕駛員的眼睛接收，使得駕駛員能夠看清路標所展示的信息。

路標的清晰度是由逆反射材料的特定方向的反光能力所決定的，不同的逆反射材料的反光能力不同。為了使路標符合清晰度的標準要求，需要逆反射材料的反光能力符合標準規定(具體參照GBT 18833-2012道路交通反光膜和GB 23254-2009貨車及掛車車身反光標識)。因此，需要一種能夠模擬相關場景來測量逆反射材料的相關參數的裝置。

技術實現要素：

本實用新型實施例的目的在於提供一種逆反射材料的檢測裝置，以在測量逆反射材料的相關參數中，能夠對逆反射材料的相關參數進行精準的測量，並且提高測量操作的便利性。

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供了一種逆反射材料的檢測裝置，包括筒體、定位機構、發射機構、多個接收機構以及檢測機構，所述定位機構設置在所述筒體的前端，所述定位機構用於定位逆反射材料的檢測裝置所產生的發射光線與逆反射材料的法線之間的入射角；所述發射機構設置在所述定位機構的後方，所述發射機構用於向所述逆反射材料射出發射光；所述接收機構環繞設置在所述發射機構的周邊，所述接收機構的光軸與所述發射機構的光軸平行，用於接收所述逆反射材料的反射光；所述檢測機構與所述接收機構連接，用於檢測所述逆反射材料所反射的反射光的光度參數，所述發射機構以及所述接收機構均採用光纖結構，所述發射機構中的光纖為發射光纖，所述接收結構中的光纖為接收光纖，所述發射光纖和所述接收光纖組合成光纖束，所述發射光纖位於所述光纖束的中央，多個所述接收光纖的直徑相等，環繞設置在所述發射光纖的周邊，所述發射光纖和所述接收光纖的端面位於同一平面。

進一步地，所述發射光纖的直徑為D1，所述接收光纖的直徑為D2，在將所述逆反射材料設置到所述定位機構上後，從所述發射光纖中射出的發射光照射到所述逆反射材料上的點為檢測點，所述發射光纖的端面中心點與所述逆反射材料上檢測點之間的距離為L，預先設定的觀測角為α，且滿足如下公式：atctanα＝(D1/2+D2/2)/L。

進一步地，所述D1等於D2。

進一步地，所述定位機構的一端與所述筒體的前端連接，所述定位機構的另一端設置為斜面，所述定位機構的另一端能夠抵接在所述逆反射材料的平面上。

進一步地，所述發射機構設置在所述筒體的中心位置，所述發射機構與所述筒體同軸心。

進一步地，所述定位機構為中空的圓弧形結構，其一端為能夠抵接在所述逆反射材料的平面上的平面結構，另一端呈圓弧形，在所述圓弧形的一端沿著所述圓弧形設置有導軌，所述筒體的前端與所述導軌連接，並且能夠沿著所述導軌滑動。

進一步地，所述發射光纖的直徑為D1，所述接收光纖的直徑為D2，在將所述逆反射材料設置到所述定位機構上後，從所述發射光纖中射出的發射光照射到所述逆反射材料上的點為檢測點，所述發射光纖的端面中心點與所述定位機構的圓弧形一端之間的距離為L1，所述定位機構的圓弧形一端與所述逆反射材料上檢測點之間的距離為L2，預先設定的觀測角為α，且滿足如下公式：atctanα＝(D1/2+D2/2)/(L1+L2)。

進一步地，所述D1等於D2。

進一步地，所述定位機構的圓弧形一端設置有刻度，用於標示逆反射材料的檢測裝置所產生的發射光線與逆反射材料的法線之間的入射角。

本實用新型實施例的逆反射材料的檢測裝置，通過將發射光纖以及接收光纖整合成一體式檢測裝置，便於檢測人員對逆反射材料的相關參數進行測量，並通過定位機構限定發射光線與逆反射材料的法線之間的入射角，以及通過光纖的直徑限定發射光線與接收光線之間的夾角，從而在測量逆反射材料的相關參數中，能夠對逆反射材料的相關參數進行精準的測量。此外，採用光纖結構作為光纖發射和接收結構，充分實現了檢測設備的小型化，提高了便攜性。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本實用新型的上述和其它目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本實用新型的具體實施方式。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一涉及的檢測裝置的結構示意圖之一；

圖2為本實用新型實施例一涉及的檢測裝置的結構示意圖之二；

圖3為本實用新型實施例一涉及的檢測裝置的檢測原理示意圖之一；

圖4為本實用新型實施例一涉及的檢測裝置的檢測原理示意圖之二；

圖5為本實用新型實施例二涉及的檢測裝置的結構示意圖。

附圖標號說明：

1-筒體；11-定位機構；12-發射機構；13-接收機構；14-檢測機構；2-逆反射材料。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。

交通標示(標誌、標線和突起路標等)需要在夜間燈光照射下，很容易地被駕駛員看清楚，例如，路標，車輛示廓等標示。標示通常是由逆反射材料製成的，交通部對製作標示的逆反射材料的標準進行了規定(具體參照GBT 18833-2012道路交通反光膜和GB 23254-2009貨車及掛車車身反光標識)，確定逆反射材料是否符合標準規定，可以通過檢測逆反射材料的反射光的光度參數，獲取逆反射材料的相關參數，以確定該反射材料是否符合標準規定。其中，逆反射材料的檢測需要檢測儀器模擬兩個測量幾何條件，分別為觀測角和入射角，其中，入射角為光纖射向逆反射材料的角度，而觀測角為人眼接收到反射光線與入射角的夾角。上述的光度參數具體可以為照度、亮度以及發光強度中的一個或者多個物理參數。

實施例一

基於這樣的需求，本實用新型提供了一種逆反射材料的檢測裝置，如圖1和圖2所示，圖1為本實用新型實施例一涉及的檢測裝置的結構示意圖之一，圖2為本實用新型實施例一涉及的檢測裝置的結構示意圖之二，其包括筒體1、定位機構11、發射機構12、多個接收機構13以及檢測機構14。其中這裡的檢測機構14可以是用於檢測逆反射材料2的相關參數的檢測機構。例如：檢測機構14可以是能夠檢測逆反射材料2的相關參數的儀表或者計算機，能夠顯示其所檢測到的相關參數，從而便於檢測人員讀取相關信息。

發射機構12設置在定位機構11的後方，發射機構12用於向逆反射材料2射出發射光。

上述發射機構中，發射機構12可以設置在筒體1的中心位置，發射機構12可以與筒體1同軸心。發射機構12的光軸可以與筒體1的中心軸線平行，檢測裝置14的發射光線的光軸可以與檢測裝置的中心軸線平行。

接收機構13環繞設置在發射機構12的周邊，接收機構13可以與發射機構12抵接，接收機構13的光軸與發射機構12的光軸平行(圖1中的橫向虛線分別代表接收機構和發射機構的光軸)，用於接收逆反射材料2的反射光。

檢測機構14與接收機構13連接，用於檢測逆反射材料2所反射的反射光的光度參數。需要說明的是，這裡的檢測機構具體可以為CCD模塊，通過CCD模塊可以檢測出光度參數，從而可以測量出逆反射材料的光強反射特性。

在實際應用，為了更加全面和準確地評價反射材料的特性，引入了逆反射係數R』，該逆反射係數R』通過如下公式計算得出：

R』＝I/(E⊥×A)………………………………………………公式(1)

式中：R』—逆反射係數，單位為坎德拉每勒克斯平方米(cd×lx-1×m-2)；I—發光強度，單位為坎德拉(cd)；E⊥—垂直照度，單位為勒克斯(lx)；A—試樣表面的面積，單位為平方米(m2)。在上述公式中，發光強度I和垂直照度E⊥均可以通過CCD模塊直接或者間接測量獲得，逆反射材料試樣的表面積A為給定值(該公式的詳細說明可以參照GBT26377-2010逆反射測量儀)。

上述的檢測機構具體還可以由CCD模塊和計算機構成，上述的逆反射係數的計算通過計算機上的計算程序來完成。其中，計算機上的計算程序也可以有專門的硬體電路實現(例如DSP或者FPGA，或者由加法器、乘法器等硬體電路構成的運算電路)，CCD模塊輸出的光強信號可以以數位訊號或者模擬信號的方式傳輸給硬體電路以進行逆反射係數的計算。此外，本實施例中的檢測機構14本身可以包括顯示設備，顯示設備可以顯示逆反射參數。

在實際應用中，一般採用相對測量的方式來對逆反射材料進行檢定。本申請的逆反射材料的檢測裝置可以同時配合標準的逆反射材料標準板，針對不同的應用可以設定不同的逆反射材料標準板，該逆反射材料標準板為標準合格的逆反射材料樣板。然後分別測量逆反射材料標準板的逆反射係數和被測的逆反射材料的逆反射係數，然後進行比較，來判定被測的逆反射材料是否合格。或將此比例係數通過校準的形式，寫入公式中，此檢測裝置即可直接顯示逆反射材料的逆反射係數。

上述發射機構12以及接收機構13均可以採用光纖結構，發射機構12中的光纖為發射光纖，接收結構13中的光纖為接收光纖，發射光纖和接收光纖組合成光纖束，發射光纖位於光纖束的中央，多個接收光纖的直徑相等，環繞設置在發射光纖的周邊，接收光纖與發射光纖抵接。發射光纖和接收光纖的端面位於同一平面，使得發射光和反射光的光距相等，便於計算逆反射材料2的相關參數。通過設置發射機構12和接收機構13之間的位置關係以及發射機構12和接收機構13與逆反射材料2之間的位置關係能夠合理地設定觀測角α，常見的觀測角為0.2度、0.33度以及1度等。

上述發射機構12中，筒體1為中空體，光纖結構貫穿筒體1，光纖用於傳遞光，在筒體1的後端可以設置有光源，光源可以與發射光纖對應。

定位機構11設置在筒體1的前端，定位機構11用於定位逆反射材料的檢測裝置(以下簡稱檢測裝置)所產生的發射光線與逆反射材料2的法線之間的入射角β。如標準中的記載，常規的入射角度有-4度、15度、30度以及40度等。

上述定位機構中，定位機構11的一端可以與筒體1的前端連接，定位機構11的另一端可以設置為斜面，定位機構11的另一端能夠抵接在逆反射材料2的平面上。這裡所說的定位機構11可以是與筒體一體成型的機構，例如可以直接在筒體1的前端加工出一個斜面即可，也可以是一端設置有斜面的中空蓋體，例如可以在蓋體的一端設置斜面，蓋體的中部設置通孔，以便於透光；蓋體的另一端設置卡扣，蓋體通過卡扣卡接在筒體1的前端。當然蓋體的另一端與筒體1的前端也可以是螺紋連接。其中，可以根據國標對定位機構斜面的傾斜角度進行加工設置(可以參照JJG059-2004逆反射測量儀計量檢定規程)。

定位機構11的另一端是斜面，將定位機構11抵接在逆反射材料2的平面上時，使得檢測裝置與逆反射材料2的法線之間形成與斜面的傾斜角度相同的傾斜角，由於檢測裝置的發射光線的光軸與檢測裝置的中心軸線平行，因此，檢測裝置所產生的發射光線與逆反射材料2的法線之間的入射角與斜面的傾斜角度相同。從而實現定位機構11對檢測裝置入射角的定位。

本實用新型實施例的逆反射材料的檢測裝置，採用了光纖作為發射機構和接收機構並通過組合的方式形成了光纖束的結構，從而使發射光軸和接收光軸之間能夠形成穩定的近距離結構，由於光纖很細，使得發射光軸和接收光軸之間能夠非常近，從而在給定觀測角的情況下，可以充分減小接收機構距離逆反射材料的距離，進而減小整個檢測裝置的長度。此外，本實用新型中的接收光纖是環繞設置在發射光纖的四周的，可以從多個方位接收反射光線，從而使得檢測裝置不必考慮在圓周方向上進行定位的問題，另外，環繞設置的等直徑的接收光纖也能夠將發射光纖牢固地固定在中心，接收光纖與發射光纖之間形成穩定而牢固的定位結構，從而充分保證了觀測角的穩定。此外，環繞在發射光纖周圍的多個接收光纖可以接收多個位置的逆反射材料的反射光，從而能夠更加全面的對逆反射材料進行測量。因此，本實用新型通過將發射光纖以及接收光纖整合成一體式檢測裝置，非常便於檢測人員對逆反射材料2的相關參數進行測量，並通過定位機構11限定發射光線與逆反射材料2的法線之間的入射角，以及通過光纖的直徑限定發射光線與接收光線之間的夾角，從而在測量逆反射材料2的相關參數中，能夠對逆反射材料2的相關參數進行精準的測量。

下面通過圖3和圖4來進一步說明本實用新型實施例的測量原理。上述發射光纖以及接收光纖中，如圖3和圖4所示，圖3為本實用新型實施例一涉及的檢測裝置的檢測原理示意圖之一(圖3和圖4中的箭頭分別表示發射光線和反射光線的方向)，發射光纖的直徑可以為D1，接收光纖的直徑可以為D2，在將逆反射材料2設置到定位機構上後，從發射光纖中射出的發射光照射到逆反射材料2上的點為檢測點，發射光纖的端面中心點與逆反射材料2上檢測點之間的距離為L，預先設定的觀測角為α，且滿足如下公式：

atctanα＝(D1/2+D2/2)/L……………………………公式(2)

為了便於圖示，將設d＝D1/2+D2/2。從該公式可以看出，需要通過調整d和L來實現給定的觀測角，觀測角越小，就要求d越小和/或L越大，因此，在實際測量中，如果採用常規光學鏡頭結構的發射機構和接收機構，d一般不會很小，當進行小的觀測角的檢測時，往往導致測量裝置的長度較大，阻礙了設備的小型化。而在本實用新型的實施例中，巧妙地利用了發射光纖和接收光纖組成的光纖束的結構，在保證發射機構和接收機構精準定位的前提下，大幅度地減小了d的數值。其中，上述發射光纖的直徑D1可以等於接收光纖的直徑D2，以便於發射光纖和接收光纖的安裝調試，以及直徑數值的分配計算。

在加工生產本實用新型的檢測裝置時，可以按照規定的標準數值要求進行加工生產，例如，預先設定觀測角α為0.2度以及入射角β為-4度，將定位機構11的斜面加工成傾斜角為-4度的斜面，同時可以根據上式計算得到光纖的直徑和發射光纖的端面中心點與逆反射材料2上檢測點之間的距離L。其中，可以使光纖的直徑不變，調整發射光纖的端面中心點與逆反射材料2上檢測點之間的距離L，也可以使發射光纖的端面中心點與逆反射材料2上檢測點之間的距離L不變，調節光纖的直徑(例如更換發射光纖或者接收光纖)，總之，最終的數值等於atctan0.2即可。

在使用本實用新型的檢測裝置時，將檢測裝置的定位機構11的另一端抵接在待測逆反射材料2的平面上，打開發射機構12的光源，接收機構13接收到逆反射材料2反射的反射光，傳遞給檢測機構14，從而測量出發射光的光度參數或者直接計算出逆反射係數，以對逆反射材料進行準確的檢定。

實施例二

作為定位機構11的另一種實施方式，本實用新型實施例二提供了定位機構的另一種結構。

如圖5所示，定位機構11為中空的圓弧形結構，其一端為能夠抵接在逆反射材料的平面上的平面結構，另一端呈圓弧形，在圓弧形的一端沿著圓弧形設置有導軌，筒體1的前端與導軌連接，並且能夠沿著導軌滑動。

其中，優選地，導軌為透光材料，其餘部分可以為遮光材料，以便於檢測裝置與逆反射材料2之間的光線傳播。此外，定位機構11的圓弧形一端可以設置有刻度，用於標示逆反射材料的檢測裝置所產生的發射光線與逆反射材料的法線之間的入射角。

定位機構11的設置，使得檢測裝置的入射角能夠靈活的調節，與實施例一相比，本實施例的定位機構11能夠測量更多組不同入射角的檢測數據。

在圖5對應的結構中，發射光纖的直徑為D1，接收光纖的直徑為D2，在將逆反射材料2設置到定位機構11上後，從發射光纖中射出的發射光照射到逆反射材料2上的點為檢測點，發射光纖的端面中心點與定位機構11的圓弧形一端之間的距離為L1，定位機構11的圓弧形一端與逆反射材料2上檢測點之間的距離為L2，預先設定的觀測角為α，且滿足如下公式：

atctanα＝(D1/2+D2/2)/(L1+L2)…………………公式(3)

其中，上述發射光纖的直徑D1可以等於接收光纖的直徑D2。

在實際檢測時，將筒體1的前端安裝到定位機構11的導軌上，根據刻度調整檢測裝置的入射角，將定位機構11的平面部分抵接在逆反射材料2的平面上，打開發射機構12的光源，接收機構13接收到逆反射材料2反射的反射光，傳遞給檢測機構14，從而測量出發射光的光度參數或者直接計算出逆反射係數，以對逆反射材料進行準確的的檢定。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。