专利名称：积分球及使用积分球的光学测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学装置，具体涉及一种的积分球、及使用积分
球十分方便的实现测量时所需的两种标准化几何条件(0/D和D/0条 件)的光学测量系统。
背景技术：
在目前的光学测量领域，例如透射比、色度的测量，为了使得测 量结果具有较好的可比性，国际上规定了四种标准的测量几何条件
45/0条件，0/45条件，D/0条件，0/D条件。以45/0为例，它代表入射 光45度入射到样品表面，探测方向位于样品法线的O度方向。0/45则 相反。D/0条件表示用来自各个方向漫射光(利用积分球产生)入射 到样品表面，探测方向位于样品法线的O度方向。0/D条件表示入射光 垂直入射到样品的表面，收集各个方向(釆用积分球收集)上的光线 并探测。国际上通行的精密仪器只能实现上述四种条件中的一种测量 几何条件，极个别的高档仪器会通过采用安装不同的测量附件来实现 不同几何条件的切换，缺点是需要关闭主机，操作繁瑣，造价昂贵。
实用新型内容
为了克服现有一种测量条件需要一种附件的不足，本实用新型 提出 一种积分球及使用积分球的光学测量系统，可以将D/0几何条件、 0/D几何务件结合在一个积分球上实现，可以在不用关闭主机的前提 下进行标准几何条件的转换，设计结构简单有效，搡作方便。 为实现上述目的，本实用新型釆用如下技术方案 一种积分球，包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过所述球 形内壁围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90 度在所述球形内壁上开有四个通孔，在其中三个通孔处分别具有三个外部球壁档板，所述外部球壁档板均具有拆卸和安装两种状态，在球
形内壁上位于另外一个通孔的一侧设置有内壁档板。 其中，所述四个通孔的开口面积形状均一致。 其中，所述外部球壁档板的面积大于所述通孔的开口面积。 其中，所述外部球壁档板表面和球形内壁表面具有使用相同的工
艺喷涂的相同材料。
其中，所述内壁档板材料与表面属性同球形内壁材料及表面属性相同。
其中，在球形内壁的所述其中三个通孔的外侧均安装有弹簧压片 及固定螺丝来安装或者拆除所述外部球壁档板。
本使用新型还提供了一种使用积分球的光学测量系统，用于实现 0/D几何条件下的测量，该系统包括入射光源、积分球、探测器和样
品，其中
所述积分球包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过球形内壁
围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90度在所 述球形内壁上开有四个通孔a、 b、 c、 d，在其中三个通孔b、 c、 d 处分别具有三个外部球壁档板，在球形内壁上位于另 一个通孔a的一 侧设置有内壁档板，通孔a与通孔d相对； 所述探测器设置在积分球中的通孔a处；
所述样品设置在与通孔a相邻且靠近所述内壁档板的通孔b处； 所述通孔b处的外部球壁档板处于拆除状态； 所述入射光源发射的入射光与相邻于通孔a的另 一通孔c相对； 所述通孔c处的外部球壁档板处于拆除状态； 与所述通孔a相对的通孔d处的外部球壁档板处于安装状态。 本实用新型还提供了另 一种使用积分球的光学测量系统，用于实
现D/0几何条件下的测量，该系统包括入射光源、积分球、探测器和
样品，其中所述积分球包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过球形内壁 围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90度在所
述球形内壁上开有四个通孔a、 b、 c、 d,在其中三个通孔b、 c、 d 处分别具有三个外部球壁档板，在球形内壁上位于另 一个通孔a的一 侧设置有内壁档板，通孔a与通孔d相对； 所述探测器设置在积分球中的通孔a处；
与通孔a相邻且靠近所述内壁档板的通孔b处的外部球壁档板处 于安装状态；
所述入射光源发射的入射光与相邻于通孔a的另 一通孔c相对； 所述通孔c处的外部球壁档板处于拆除状态； 所述样品设置在与所述通孔a相对的通孔d处； 所述通孔d处的外部球壁档板处于拆除状态。 利用本实用新型提供的积分球及是使用积分球的光学测量系统， 具有以下有益效果
1) 可以在同一个积分球上实现D/0、 0/D两种几何条件，相互转
换便捷，结构简单；
2) 每次更换测量几何条件，由于无需移动积分球球体，可以避 免光路对准；
3) 更换过程中不牵涉任何电器元件，也免除了高精度测量所需
要的较长的开机预热时间。
图i为本实用新型积分球的结构图； 图2为本实用新型使用积分球的光学测量系统结构图； 图3为本实用新型另一种使用积分球的光学测量系统结构图。 图中1、球形内壁；2、外部球壁档板；3、内壁档板；4、入射 光源；5、探测器；6、样品。
具体实施方式
本实用新型提出的积分球及使用积分球的光学测量系统，结合附 图和实施例说明如下。
如图l所示为本实用新型积分球的结构图，该积分球包括具有球 形内壁1的中空积分球球体，在过球形内壁1围成球形空间的球心的平
面上，以上述球心为圆心，间隔90度在球形内壁l上开有四个通孔a、 b、 c、 d,在其中三个通孔b、 c、 d处分别具有三个外部球壁档板2， 外部球壁档板2均具有拆卸和安装两种状态，在球形内壁l上位于另外 一个通孔a的一侧设置有内壁档板3，通孔a与通孔d相对，通孔c与通 孔b相对，且通孔b靠近内壁档板3。
优选地，四个通孔a、 b、 c、 d的开口面积形状均一致，当然本 发明通孔的形状和面积不局限于设置成一致的一种情形，可以根据需 要作出适当修改；外部球壁档板2的面积大于通孔的开口面积；外部 球壁档板2表面和球形内壁1表面具有使用相同的工艺喷涂的相同材 料，以保证它们具有相同的光学属性；积分球内部的内壁档板3的材 料及其表面属性同积分球内壁1的材料及其属性；在球形内壁1的其 中三个通孔b、 c、 d的外侧均安装有弹簧压片及固定螺丝，便于安装 或者拆除上述外部球壁档板2，当然，拆除或安装外部球壁档板2的 方式不局限于该种形式。
使用上述积分球的光学测量系统，既可以实现0/D几何条件下的 测量，也可以实现D/0几何条件的测量。
如图2所示为本实用新型使用积分球的光学测量系统结构图，用 于实现0/D几何条件下的测量，该系统包括入射光源4、积分球、探 测器5和样品6，积分球釆用图l所示结构的积分球，其中
探测器5设置在积分球中的通孔a处；样品6设置在与通孔a相邻且 靠近内壁档板3的通孔b处；通孔b处的外部球壁档板处于拆除状态； 选择相邻于通孔a的另 一通孔c作为光源入射孔，入射光源发射的入射 光与相邻于通孔a的另一通孔c相对，从而实现O度入射；通孔c处的外部球壁档板2处于拆除状态；所述通孔a相对的通孔d处的外部球壁档 板处于安装状态，避免光从此通孔泄露。这样，光从通孔c以入射角 度0度入射到样品6表面，反射光在球形内壁l多次反射匀化后被安置 在通孔a处的探测器5接收，从而实现了0/D几何条件的测量。安装内 壁档板3的目的是为了使得通孔b处样品材料表面的一次反射光直接 入射到探测器5。
如图3所示为本新型另一种使用积分球的光学测量系统结构图， 用于实现D/0几何条件下的测量，该系统包括入射光源4、积分球、 探测器5和样品6，积分球釆用图l所示结构的积分球，其中
探测器5设置在积分球中的通孔a处；与通孔a相邻且靠近内壁 档板3的通孔b处的外部球壁档板2处于安装状态，避免光从此开孔 泄露；选择相邻于通孔a的另一通孔c作为光源入射孔，入射光源4 发射的入射光与相邻于通孔a的另 一通孔c相对；通孔c处的外部球 壁档板处于拆除状态；样品6设置在与通孔a相对的通孔d处；通孔 d处的外部球壁档板2处于拆除状态。这样，光从开孔c入射到积分 球内壁，反射光在球形内壁1多次反射匀化后照射到样品上6，样品 6反射光被安置在开孔a处的探测器5接收，从而实现了 D/0几何条 件的测量。
如上所述，为两种几何条件的转化十分便捷，开孔4处安置样品， 开孔5处安置球壁挡板即为0/D,反之则为D/0，每次更换测量几何条 件，由于无需移动积分球球体，也不牵涉任何电器元件，避免光路对 准以及开机预热时间。
在本附件不使用时，可以釆用3块球壁挡板将除探测器开口外的 其余3个开口堵上，防止外部灰尘落入，影响测量精度。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限 制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范 围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求 限定。
权利要求1、一种积分球，包括具有球形内壁的中空积分球球体，其特征在于，在过所述球形内壁围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90度在所述球形内壁上开有四个通孔，在其中三个通孔处分别具有三个外部球壁档板，所述外部球壁档板均具有拆卸和安装两种状态，在球形内壁上位于另外一个通孔的一侧设置有内壁档板。
2、 如权利要求1所述的积分球，其特征在于，所述四个通孔的 开口面积形状均一致。
3、 如权利要求1所述的积分球，其特征在于，所述外部球壁档 板的面积大于所述通孔的开口面积。
4、 如权利要求1所述的积分球，其特征在于，所述外部球壁档 板表面和球形内壁表面具有使用相同的工艺喷涂的相同材料。
5、 如权利要求1所述的积分球，其特征在于，所述内壁档板材 料与表面属性同球形内壁材料及表面属性相同。
6、 如权利要求1所述的积分球，其特征在于，在球形内壁的所 述其中三个通孔的外侧均安装有弹簧压片及固定螺丝来安装或者拆 除所述外部球壁档板。
7、 一种使用积分球的光学测量系统，用于实现0/D几何条件下 的测量，其特征在于，该系统包括入射光源、积分球、探测器和样品， 其中所述积分球包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过球形内壁 围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90度在所 述球形内壁上开有四个通孔a、 b、 c、 d,在其中三个通孔b、 c、 d 处分别具有三个外部球壁档板，在球形内壁上位于另一个通孔a的一 侧设置有内壁档板，通孔a与通孔d相对；所述探测器设置在积分球中的通孔a处；所述样品设置在与通孔a相邻且靠近所述内壁档板的通孔b处；所述通孔b处的外部球壁档板处于拆除状态；所述入射光源发射的入射光与相邻于通孔a的另 一通孔c相对； 所述通孔c处的外部球壁档板处于拆除状态； 与所述通孔a相对的通孔d处的外部球壁档板处于安装状态。
8、 一种使用积分球的光学测量系统，用于实现D/0几何条件下的测量，其特征在于，该系统包括入射光源、积分球、探测器和样品，其中所述积分球包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过球形内壁 围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90度在所 述球形内壁上开有四个通孔a、 b、 c、 d,在其中三个通孔b、 c、 d 处分别具有三个外部球壁档板，在球形内壁上位于另 一个通孔a的一侧设置有内壁档板，通孔a与通孔d相对； 所述探测器设置在积分球中的通孔a处；与通孔a相邻且靠近所述内壁档板的通孔b处的外部球壁档板处 于安装状态；所述入射光源发射的入射光与相邻于通孔a的另 一通孔c相对； 所述通孔c处的外部球壁档板处于拆除状态； 所述样品设置在与所述通孔a相对的通孔d处； 所述通孔d处的外部球壁档板处于拆除状态。
专利摘要本实用新型涉及积分球及使用积分球的光学测量系统，该积分球包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过球形内壁围成球形空间的球心的平面上，以球心为圆心，间隔90度在球形内壁上开有四个通孔，在其中三个通孔处分别具有三个外部球壁挡板，外部球壁挡板均具有拆卸和安装两种状态，在球形内壁上位于另外一个通孔的一侧设置有内壁挡板，使用积分球的光学测量系统包括入射光源、积分球、探测器和样品，探测器置于一侧设有挡板的通孔处，与设置探测器的通孔相邻的一个作为入射孔，选择另外两个通孔是放置样品还是挡住。本新型将D/0、0/D两种几何条件在一个积分球上实现，在不关闭主机的前提下进行几何条件的转换，设计结构简单有效，操作方便。
文档编号G01J3/02GK201311325SQ20082012383
公开日2009年9月16日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者冯国进, 平 李, 煜 王 申请人:中国计量科学研究院