光譜積分式測色儀的製作方法

2023-10-18 05:31:14 1

專利名稱：光譜積分式測色儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光譜積分式測色儀，屬測色儀器。
背景技術：
光譜積分式測色儀是利用具有特定光譜靈敏度的光電積分元件，直接測量光源色或物體色的三刺激值或色度坐標的儀器，由於可設計成結構緊湊的可攜式和可以在生產現場使用，至今已成為工業生產中普遍使用的測色儀器。儀器的照明光源採用濾光器校正，使它具有所要求的「標準照明體」的光譜功率分布，同時對接收器的光譜響應也要用濾光器修正，使它與「CIE」標準色度觀察者相一致，使儀器的光譜靈敏度能符合「模擬」要求，即必須要符合「盧瑟條件」。由於光源照明和探測器收集光能的幾何條件直接影響測量結構，為統一測量結果，CIE規定了四種光測幾何條件45/0、0/45、0/d、d/0，而且對照明光束光軸和樣品表面法線間的夾角及觀測方向的光束軸和樣品表面的法線之間的夾角都作了嚴格的規定，因此光譜積分式的測色儀器一般只能選用一種標準照明體(C或D65)和選定一種標準色度觀察者(1931標準色度觀察者光譜三刺激值或1964補充標準色度觀察者光譜三刺激值)，在具體設計時，可以將光源和接收器的濾光器合併為一組進行設計，將X(λ)、Y(λ)、Z(λ)三隻濾光器分別安裝在一個轉盤中，用手動或利用電子技術控制步進電機轉動將每隻濾光器插入光測光路中，通過對「標準樣」和「樣品」的比較測量，獲得光譜三刺激值，也有在光測機構中，規定的角度內安裝三隻接收器同時接收「樣品」的光譜輻亮度值，限於上述原因，所以到目前為止尚未看到過一臺光譜積分式測色儀器可以同時測定C光源(標準照明樣)、1931標準色度觀察者光譜三刺激值和D65光源(標準照明樣)1964補充標準色度觀察者光譜三刺激值的測色儀器，因為要達到這二種「測色」功能，必須要有六隻濾光器或六組配有按盧瑟條件計算設計的信號接收器，結構上很難安排，而且在規定的光測幾何條件下是很難做到符合標準規定的各項技術要求，或者要進行多次校準，逐項測試。

發明內容
本實用新型的目的在於為克服現有技術不足而提供一種能方便快捷地獲得在多種標準照明體條件下的多種CIE標準色度觀察者光譜三刺激值的光譜積分式測色儀。
為實現本實用新型的目的採取的技術解決方案如下光譜積分式測色儀包括照明光源、濾光器、接收器、處理單元及外殼，照明光源一路照射樣品產生測量光束經測量濾光器、測量接收器送至處理單元構成測量光路，另一路作為參比光束經參比濾光器、參比光接收器送至處理單元，組成雙光路光電補償光測結構，由脈衝氙弧燈構成照明光源，測量光路與參比光路中均設有測量光導纖維束和參比光導纖維束，光導纖維束各設有一個入光端和多個輸出端，每個輸出端後設有相應的濾光器和接收器，測量光束和參比光束分別經各自對應的測量光導纖維束和參比光導纖維束傳導至相應的濾光器和接收器。
由於光導纖維束柔性可彎曲，因此濾光器和接收器可根據儀器內部空間的實際情況安放，不必按一定的幾何關係，可以充分利用空間安放多隻濾光器或多組配有按盧瑟條件計算設計的信號接收器；此外，光導纖維束採用一個入光端，尾部分叉的結構，使測量光束參比光束能同時傳遞至X(λ)、Y(λ)、Z(λ)三組濾光器和接收器上，處理單元一次性同時得到相關參數，從而計算出光譜三刺激值，方便了使用，縮短了測量時間，還能同時得到多種不同標準照明體下不同標準色度觀察者光譜三刺激值。
下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明並同時給出實施例。



圖1為本實用新型實施例結構示意圖；圖2為圖1側視圖；圖3為本實施例原理框圖；圖4為光導纖維束結構示意圖。
具體實施例儀器光測系統總體設計按照ISO2463標準規定的要求設計，以符合「CIE」標準規定的d/0漫射照明/垂直觀測幾何光學條件，如圖1、圖2所示，光譜積分式測色儀設有底座6和殼體7，殼體7前端內中下部設有積分球9對入射光束進行漫反射，積分球9下方部分露在殼體7外，下方球面中心設有測量口10，測量口10正下方的底座6上設有可以上下滑動的滑筒11，積分球9兩側球面上各開有一個圓形入光孔12，入光孔12之間的連線呈水平並通過球心，鄰近入光孔12設有脈衝氙弧燈3和隔UV濾光片13、調正UV濾光片14，由設於殼體7外測的UV調正手輪15調節，積分球9頂部中心開有一個測量孔16，在與水平面成45度角處開有一個參比光孔17，測量光導纖維束2a和參比光導纖維束2b的入光端分別固定在測量孔16和參比光孔17中，光導纖維束2a、2b尾部各設有七個支叉，尾部各支叉對應的光纖維在入光端均勻分布，光導纖維束2a、2b的前後端部外圈設有銅套管4，並由凝膠將光導纖維固定在銅套管4內，如圖4所示，尾部各支叉連接到14隻相應的濾光器1和接收器5，其中7隻按D65/10和C/20光譜刺激值配置，其餘7隻按ISO亮度R457光譜刺激值配置；測色儀電子處理單元原理框圖如圖3所示，14路採樣保持19a採集光電信號經多路模擬開關19b選通，由放大器19c放大後經高速A/D轉換器19e轉換成數字量送入單片微機系統19d運算處理，單片微機系統19d同時還控制脈衝氙弧燈(3)電源 23、觸發電路24，測色儀設有三種結果輸出方式字符顯示屏8、微型打火機和RS232串行接口21，顯示屏8設於殼體7的前端正面，微型印表機20設在殼體7正面下半部，RS232串行口21固定底座6後側，採樣保持器19a及多路模擬開關19b元件安裝在印刷線路板19上，印刷線路板19安裝在殼體7中上方，單片微機系統19d及電源變壓器18固定在其下方的底座6上，底座6表面設有操作面板22。
權利要求1.一種光譜積分式測色儀，包括照明光源、濾光器、接收器、處理單元及外殼，照明光源一路照射樣品產生測量光束經測量濾光器、測量接收器送至處理單元構成測量光路，另一路作為參比光束經參比濾光器、參比光接收器送至處理單元，組成雙光路光電補償光測結構，處理單元分別對兩束光信號進行處理得出樣品「三刺激值」，其特徵在於由脈衝氙弧燈(3)構成照明光源，測量光路與參比光路中均設有測量光導纖維束(2a)和參比光導纖維束(2b)，光導纖維束(2a、2b)各設有一個入光端和多個輸出端，每個輸出端後設有相應的濾光器(1)和接收器(5)，測量光束和參比光束分別經各自對應的測量光導纖維束(2a)和參比光導纖維束(2b)傳導至相應的濾光器(1)和接收器(5)。
2.根據權利要求1所述的光譜積分式測色儀，其特徵在於光導纖維束(2a、2b)尾部各支叉對應的光纖維在入光端均勻分布，光導纖維束(2a、2b)的前後端部外圈設有銅套管(4)，並由凝膠將光導纖維固定在銅套管(4)內。
3.根據權利要求1或2所述的光譜積分式測色儀，其特徵在於光導纖維束(2a、2b)設有一個入光端，尾部分七個支叉。
專利摘要技術領域:本實用新型涉及一種光譜積分式測色儀,屬測色儀器。其特點是由脈衝氙弧燈構成照明光源,測量光路與參比光路中均設有測量光導纖維束和參比光導纖維束,光導纖維束各設有一個入光端和多個輸出端,每個輸出端後設有相應的濾光器和接收器,測量光束和參比光束分別經各自對應的測量光導纖維束和參比光導纖維束傳導至相應的濾光器和接收器,使測量光束參比光束能同時傳遞至X(λ)、Y(λ)、Z(λ)三組濾光器和接收器上,處理單元一次性同時得到相關參數,從而計算出光譜三刺激值,方便了使用,縮短了測量時間,還能同時得到多種不同標準照明體下不同標準色度觀察者光譜三刺激值。
文檔編號G01J3/46GK2519907SQ01272708
公開日2002年11月6日 申請日期2001年12月4日 優先權日2001年12月4日
發明者邱迦易 申請人:邱迦易