专利名称：一种红外玻璃内部质量测试仪及其测试方法
技术领域：
本发明属于光学玻璃检测技术领域。具体涉及一种用于硫系玻璃等不透可见光波但能透近红外光波的光学材料内部质量检测的测试仪及测试方法。
背景技术：
硫系玻璃是一种不透可见光波的但透近红外光波的光学材料，由于不透可见光， 无法用肉眼直接观察玻璃的内在品质，如内部微裂纹、气泡、杂质等。随着硫系玻璃等不透可见光的红外材料的推广应用，迫切需求一种相应的检测仪器，但由于该材料应用领域较窄，国内目前还没有相关的仪器投入市场，本发明正好填补了这一空白，而且设备价格低廉
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发明内容
本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种可检测硫系玻璃等不透可见光波但能透近红外光波的光学材料内部质量、结构简单、价格低廉的光学检测仪器及检测方法。本发明测量仪的技术解决方案是一种红外玻璃内部质量测试仪，其特征是包括红外LED阵列、毛玻璃片组、透明玻璃载物台、红外成像摄像头和电脑；其中，红外LED阵列和毛玻璃片组组成红外面光源；透明玻璃载物台位于毛玻璃片组与红外成像摄像头之间；红外成像摄像头中采用可见到850nm截止的可见光滤光片。CMOS摄像头，普通CMOS感光芯片能感应到可见到1. Iym的近红外光，由于普通摄像头为了防止红外光干扰，都添加了红外滤光片，在本发明中应用CMOS感光芯片能感应到1. 1 μ m的近红外光的特性，去掉普通摄像头的红外滤光片，让摄像头能够感应到近红外波段，为了防止可见光干扰，在摄像头中添加可见光滤光片，能滤除可见到850nm波长的光。本发明测量仪的技术解决方案中所述的红外LED阵列是由940nm或者IOSOnm波长的红外发光二极管均勻排列而成。本发明测量仪的技术解决方案中所述的红外LED阵列中的红外发光二极管采用具有大发射角的红外发光二极管，呈大发射角安装。大的发射角能够让各发光管发出的光交叉重叠，加上红外LED均勻排列，能有效减少因发光管强度差异对均勻性的影响。本发明测量仪的技术解决方案中所述的毛玻璃片组为采用无条纹的磨沙玻璃构成的毛玻璃片组。毛玻璃片组的作用是让LED阵列发出的光通过漫反射形成均勻一致的面光源，从而不会因拍摄角度问题导致局部亮度之间的差异，毛玻璃片组还有一个作用是为了防止LED发出的光在摄像头中形成亮点，导致亮点外的区域一片漆黑。本发明测量仪的技术解决方案中所述的毛玻璃片组由两片毛玻璃构成。本发明测量方法的技术解决方案是一种红外玻璃内部质量测试方法，其特征是 将红外LED阵列和毛玻璃片组间隔设置，毛玻璃片组对LED发出的光进行漫发射，让光更均勻，形成均勻的红外面光源；采用可见到850nm截止的可见光滤光片代替现有红外成像摄像头中的红外滤光片，使红外成像摄像头能够感应到近红外波段，并滤除850nm波长以上可见光，避免可见光干扰；将测试样片放置在红外光源和摄像头之间，通过摄像头在电脑上成像。通过摄像头在电脑上成像，和专用红外感光芯片相比，具有普及率高，价格便宜，像数高、简单实用等优点。本发明具有可检测硫系玻璃等不透可见光波但能透近红外光波的光学材料内部质量、结构简单、价格低廉的特点。本发明主要用于硫系玻璃等不透可见光波但能透近红外光波的光学材料内部质量的检测。
图1是本发明的设计功能框图。图2是本发明的结构示意图。图3是本发明对不透可见光波的硫系玻璃的测试效果图片。
具体实施例方式如图1所示。红外LED光源发出红外光，通过毛玻璃对红外光进行散射，形成均勻面光源，设置放置样品的透明玻璃载物台，放置待测试的不透可见光样片，通过改造过的摄像头对测试样片进行图像采集，通过电脑显示采集的测试样品图片。如图2所示。采用波长940nm、功率0. 5w的Φ5πιπι草帽红外发光二极管构成的红外LED阵列6，市售成品LED吸顶灯电路板，该电路板为400只LED间隔7mm均勻排布，20 只LED为一路，采用20串20并的连接方式，因为LED是电流型器件，对电压很敏感，微弱的电压波动都会引起较大的电流波动，所以每路串接200Ω限流电阻，限流电阻的作用主要是防止电流过大，保护LED，其次是减小LED之间因生产原因引起的压降差别对支路电流大小的影响。采用成品36v安全电压的液晶电视移动电源供电，通过加装成品dc-dc调压器调节LED供电电压来调节LED亮度。采用两片厚2mm磨沙玻璃构成毛玻璃片组4、5，对LED 发出的光进行漫射，形成均勻的面光源，两片磨沙玻璃的间距为1. 5cm，和红外LED阵列6的间距也为1.5cm。毛玻璃片4上再加装一片透明玻璃做为载物台3。采用30万素的普通pc 摄像头1，将摄像头1镜头尾部的红外滤光片改为850nm可见截止红外透过滤光片。通过电脑在显示器上直观的观察测试样品2的内部质量，通过调节镜头焦距和成像距离就可以调节放大倍数，如果采用高像素的高清摄像头效果更佳。采用红外LED阵列6作为红外光源，调节LED电流可以调整LED亮度，选用毛玻璃对4LED发出的光进行漫发射，让光更均勻，形成均勻的面光源，有效减少成像的亮度差异。 使用普通摄像头对测试样品进行成像，在电脑显示器上直观的观察测试样品的内部质量。如图3所示。为两个对不透可见光波的硫系玻璃的测试效果图，摄像头为30万像素。可清晰看到硫系玻璃的内部存在裂纹。
权利要求
1.一种红外玻璃内部质量测试仪，其特征是包括红外LED阵列(6)、毛玻璃片组(4、 5)、透明玻璃载物台(3)、红外成像摄像头(1)和电脑；其中，红外LED阵列(6)和毛玻璃片组(4、5)组成红外面光源；透明玻璃载物台(3)位于毛玻璃片组(4)与红外成像摄像头(1) 之间；红外成像摄像头中采用可见到850nm截止的可见光滤光片。
2.如权利要求1所述的一种红外玻璃内部质量测试仪，其特征是所述的红外LED阵列(6)是由940nm或者IOSOnm波长的红外发光二极管均勻排列而成。
3.如权利要求1或2所述一种红外玻璃内部质量测试仪，其特征是所述的红外LED阵列(6 )中的红外发光二极管采用具有大发射角的红外发光二极管，呈大发射角安装。
4.如权利要求1或2所述一种红外玻璃内部质量测试仪，其特征是所述的毛玻璃片组(4、5)为采用无条纹的磨沙玻璃构成的毛玻璃片组。
5.如权利要求1或2所述一种红外玻璃内部质量测试仪，其特征是所述的毛玻璃片组(4、5)由两片毛玻璃构成。
全文摘要
本发明的名称为一种红外玻璃内部质量测试仪及其测试方法。属于光学玻璃检测技术领域。它主要是解决现有硫系玻璃内部质量无法检测的问题。它的主要特征是检测仪包括红外LED阵列、毛玻璃片组、透明玻璃载物台、红外成像摄像头和电脑；其中，红外LED阵列和毛玻璃片组组成红外面光源；透明玻璃载物台位于毛玻璃片组与红外成像摄像头之间；红外成像摄像头中采用可见到850nm截止的可见光滤光片。将测试样片放置在红外光源和摄像头之间，通过摄像头在电脑上成像，可以很直观的观察到玻璃内部的状况。本发明具有像素高，价格低廉，功耗低，结构紧凑，简单易制作等特点，主要用于硫系玻璃等不透可见光波但能透近红外光波光学玻璃内部质量的检测。
文档编号G01N21/958GK102478528SQ201010554500
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者张晓东, 梁立新, 胡向平 申请人:湖北新华光信息材料有限公司