专利名称：曲面材料透射比测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及透射比测量技术领域，特别涉及一种曲面材料透射比测量装置及方法。
背景技术：
目前公知的材料透射比测量仪器主要分为两类，一类可以测量材料直透射比，另 一类可以测量材料的漫透射比。对曲面材料利用直透射比类的仪器进行测量会导致测量结 果严重偏低。利用测量漫透射比的仪器进行测试，由于焦距的原因会导致放置了曲面材料 和不放置曲面材料这两种状态的入射光射入积分球，而球内形成光斑面积的不一致偏离了 理想测量条件，引起测量结果出现较大的偏差，严重时，会导致测量得到的透射比量值超过 100%。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种曲面材料透射比测量装置及方法，使测量 值的准确性提高。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种曲面材料透射比测量装置，包括测量模 块、比较模块、移动控制模块、存储模块和计算模块，所述测量模块，用于测量入射信号数据、待测信号数据、与所述入射信号数据对应 的入射光斑面积数据、与所述待测信号数据对应的待测光斑面积数据，并将所述入射光斑 面积数据和待测光斑面积数据发送至所述比较模块，将所述入射信号数据和待测信号数据 发送至所述存储模块，所述入射信号数据为以所述测量模块本身为测量对象时测得的信号 数据，所述待测信号数据为以待测曲面材料为测量对象，入射光斑面积数据和待测光斑面 积数据相等时测得的信号数据；比较模块，用于比较所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据，并将比较 结果发送至移动控制模块；移动控制模块，用于根据所述比较模块的比较结果控制所述测量模块的移动，使 所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据相等；所述存储模块，用于存储所述入射信号数据和待测信号数据；所述计算模块，用于根据所述入射信号数据和所述待测信号数据计算待测曲面材 料的透射比。其中，还包括显示模块，用于显示所述待测曲面材料的透射比。其中，所述测量模块包括单色仪、凸透镜、半透半反镜、电荷耦合元件图像传感 器、积分球和探测器，所述单色仪与所述积分球上的入射口对准，所述单色仪与所述积分球 上的入射口之间设有凸透镜和半透半反镜，所述电荷耦合元件图像传感器设置在所述半透半反镜的反射光路上，所述探测器设于所述积分球中，与所述存储模块和所述比较模块相 连，在移动控制模块的控制下，所述凸透镜能够在所述单色仪与所述积分球上的入射口之 间平移。其中，所述积分球内壁设有挡板，所述挡板设于所述探测器处。 其中，在所述移动控制模块的控制下，所述积分球能够朝向或背离所述单色仪平移。本发明还公开了一种基于所述的曲面材料透射比测量装置的测量方法，包括以下 步骤Sl 以测量模块本身为测量对象，测量入射信号数据，并将所述入射信号数据存储 至存储模块；S2:以待测曲面材料本身为测量对象，测量待测信号数据，并将所述待测信号数据 存储至存储模块；S3:根据所述入射信号数据和所述待测信号数据计算待测曲面材料的透射比。其中，步骤Sl进一步包括Si. 1 将凸透镜置于单色仪与积分球的入射口之间，使单色仪发出的光经凸透镜、 积分球的入射口射入积分球，由探测器将获得的入射信号数据传输至所述存储模块存储；Si. 2 在所述凸透镜与所述入射口之间放置半透半反镜，在所述半透半反镜的反 射光路上设置电荷耦合元件图像传感器，电荷耦合元件图像传感器收集由所述半透半反镜 反射的光，并将获得的入射光斑面积数据传送至比较模块。其中，步骤S2进一步包括S2. 1 将待测曲面材料置于所述凸透镜和所述半透半反镜之间，所述电荷耦合元 件图像传感器获取待测光斑面积数据，并将所述待测光斑面积数据传送至所述比较模块；S2. 2 所述比较模块比较所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据，并将 比较结果发送至移动控制模块；S2. 3 移动控制模块根据所述比较模块发送的比较结果，调整凸透镜的位置或所 述积分球的位置，使所述入射光斑面积数据和所述待测光斑面积数据相等；S2. 4 将半透半反镜移开，所述探测器获取待测信号数据并将所述待测信号数据 发送至存储模块存储。其中，步骤S3中，若未调整过所述积分球的位置，根据下列公式，计算待测曲面材 料的透射比，
χτ =——
B其中，τ为待测曲面材料的透射比，X为待测信号数据，B为入射信号数据；若调整 过所述积分球的位置，根据下列公式，计算待测曲面材料的透射比，
χT = —e 1 岣
B其中，τ为待测曲面材料的透射比，X为待测信号数据，B为入射信号数据，N为积 分球调整的距离，L为单色仪至积分球最远端的距离，M1为移开凸透镜后，单色仪距积分球 L时测得的信号数据，M2为移开凸透镜后，单色仪距积分球2L时测得的信号数据。
其中，步骤S3之后还包括步骤S4 显示所述待测曲面材料的透射比。(三)有益效果本发明的曲面材料透射比测量装置及方法，直接用于测量曲面材料的反射比，且测量值的准确性高。
图1是按照本发明一种实施方式的曲面材料投射比测量装置的结构框图；图2是图1所示的曲面材料投射比测量装置的测量模块的具体结构意思图；图3是基于图1所示的曲面材料投射比测量装置的测量方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。图1是按照本发明一种实施方式的曲面材料投射比测量装置的结构框图，包括 测量模块1、比较模块2、移动控制模块3、存储模块4和计算模块5，所述测量模块1，用于测量入射信号数据、待测信号数据、与所述入射信号数据对 应的入射光斑面积数据、与所述待测信号数据对应的待测光斑面积数据，并将所述入射光 斑面积数据和待测光斑面积数据发送至所述比较模块2，将所述入射信号数据和待测信号 数据发送至所述存储模块4，所述入射信号数据为以所述测量模块1本身为测量对象时测 得的信号数据，所述待测信号数据为以待测曲面材料为测量对象，入射光斑面积数据和待 测光斑面积数据相等时测得的信号数据；比较模块2，用于比较所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据，并将比较 结果发送至移动控制模块3 ；移动控制模块3，用于根据所述比较模块3的比较结果控制所述测量模块1的移 动，使所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据相等；所述存储模块4，用于存储所述入射信号数据和待测信号数据；所述计算模块5，用于根据所述入射信号数据和所述待测信号数据计算待测曲面 材料的透射比。所述装置还包括显示模块6，用于显示所述待测曲面材料的透射比。如图2所示，所述测量模块1包括单色仪1-1、凸透镜1-2、半透半反镜1_3、电荷 耦合元件图像传感器1-4、积分球1-5和探测器1-6，所述单色仪1-1与所述积分球1-5上 的入射口 1-7对准，所述单色仪1-1与所述积分球1-5上的入射口 1-7之间设有凸透镜1-2 和半透半反镜1-3，所述电荷耦合元件图像传感器1-4设置在所述半透半反镜1-3的反射光 路上，所述探测器1-6设于所述积分球1-5中，与所述存储模块4和所述比较模块2相连， 在移动控制模块3的控制下，所述凸透镜1-2能够在所述单色仪1-1与所述积分球1-5上 的入射口 1-7之间平移。为防止入射光直接进入探测器1-6，优选地，所述积分球1-5内壁设有挡板1-8，所 述挡板1-8设于所述探测器1-6处。
在所述移动控制模块3的控制下，所述积分球1-5能够朝向或背离所述单色仪1-1平移。本发明还公开了一种基于所述的曲面材料透射比测量装置的测量方法，如图3所 示，包括以下步骤Sl 以测量模块本身为测量对象，测量入射信号数据，并将所述入射信号数据存储 至存储模块；S2:以待测 曲面材料本身为测量对象，测量待测信号数据，并将所述待测信号数据 存储至存储模块；S3:根据所述入射信号数据和所述待测信号数据计算待测曲面材料的透射比。步骤Sl进一步包括Si. 1 将凸透镜置于单色仪与积分球的入射口之间，使单色仪发出的光经凸透镜、 积分球的入射口射入积分球，由探测器将获得的入射信号数据传输至所述存储模块存储；Si. 2 在所述凸透镜与所述入射口之间放置半透半反镜，在所述半透半反镜的反 射光路上设置电荷耦合元件图像传感器，电荷耦合元件图像传感器收集由所述半透半反镜 反射的光，并将获得的入射光斑面积数据传送至比较模块。步骤S2进一步包括S2. 1 将待测曲面材料置于所述凸透镜和所述半透半反镜之间，所述电荷耦合元 件图像传感器获取待测光斑面积数据，并将所述待测光斑面积数据传送至所述比较模块；S2. 2 所述比较模块比较所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据，并将 比较结果发送至移动控制模块；S2. 3 移动控制模块根据所述比较模块发送的比较结果，调整凸透镜的位置或所 述积分球的位置，使所述入射光斑面积数据和所述待测光斑面积数据相等；S2. 4 将半透半反镜移开，所述探测器获取待测信号数据并将所述待测信号数据 发送至存储模块存储。步骤S3中，若未调整过所述积分球的位置，根据下列公式，计算待测曲面材料的 透射比，
ΓπIT =—
B其中，τ为待测曲面材料的透射比，X为待测信号数据，B为入射信号数据；若调整 过所述积分球的位置，根据下列公式，计算待测曲面材料的透射比，
V -^lg^-r=—e L 岣
B其中，τ为待测曲面材料的透射比，X为待测信号数据，B为入射信号数据，N为积 分球调整的距离(N以朝向单色仪平移为负，背离单色仪平移为正)，L为单色仪至积分球最 远端的距离，M1为移开凸透镜后，单色仪距积分球L时测得的信号数据，M2为移开凸透镜后， 单色仪距积分球2L时测得的信号数据。其中，步骤S3之后还包括步骤S4 显示所述待测曲面材料的透射比。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱 离本发明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发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种曲面材料透射比测量装置，其特征在于，包括测量模块(1)、比较模块O)、移 动控制模块(3)、存储模块(4)和计算模块(5)，所述测量模块(1)，用于测量入射信号数据、待测信号数据、与所述入射信号数据对应 的入射光斑面积数据、与所述待测信号数据对应的待测光斑面积数据，并将所述入射光斑 面积数据和待测光斑面积数据发送至所述比较模块O)，将所述入射信号数据和待测信号 数据发送至所述存储模块G)，所述入射信号数据为以所述测量模块(1)本身为测量对象 时测得的信号数据，所述待测信号数据为以待测曲面材料为测量对象，入射光斑面积数据 和待测光斑面积数据相等时测得的信号数据；比较模块O)，用于比较所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据，并将比较结 果发送至移动控制模块(3)；移动控制模块(3)，用于根据所述比较模块( 的比较结果控制所述测量模块(1)的移 动，使所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据相等；所述存储模块G)，用于存储所述入射信号数据和待测信号数据；所述计算模块(5)，用于根据所述入射信号数据和所述待测信号数据计算待测曲面材 料的透射比。
2.如权利要求1所述的曲面材料透射比测量装置，其特征在于，还包括显示模块(6)， 用于显示所述待测曲面材料的透射比。
3.如权利要求1所述的曲面材料透射比测量装置，其特征在于，所述测量模块(1)包 括单色仪(1-1)、凸透镜(1-2)、半透半反镜(1-3)、电荷耦合元件图像传感器(1-4)、积分 球(1-5)和探测器(1-6)，所述单色仪(1-1)与所述积分球(1-5)上的入射口(1-7)对准， 所述单色仪(1-1)与所述积分球(1-5)上的入射口(1-7)之间设有凸透镜(1-2)和半透半 反镜(1-3)，所述电荷耦合元件图像传感器(1-4)设置在所述半透半反镜(1-3)的反射光路 上，所述探测器(1-6)设于所述积分球(1-5)中，与所述存储模块(4)和所述比较模块(2) 相连，在移动控制模块C3)的控制下，所述凸透镜(1- 能够在所述单色仪(1-1)与所述积 分球(1-5)上的入射口(1-7)之间平移。
4.如权利要求3所述的曲面材料透射比测量装置，其特征在于，所述积分球(1-5)内壁 设有挡板(1-8)，所述挡板(1-8)设于所述探测器(1-6)处。
5.如权利要求3所述的曲面材料透射比测量装置，其特征在于，在所述移动控制模块 (3)的控制下，所述积分球(1-5)能够朝向或背离所述单色仪(1-1)平移。
6.一种基于如权利要求1-5任一项所述的曲面材料透射比测量装置的测量方法，其特 征在于，包括以下步骤51以测量模块本身为测量对象，测量入射信号数据，并将所述入射信号数据存储至存 储模块；52以待测曲面材料本身为测量对象，测量待测信号数据，并将所述待测信号数据存储 至存储模块；S3:根据所述入射信号数据和所述待测信号数据计算待测曲面材料的透射比。
7.如权利要求6所述的曲面材料透射比测量方法，其特征在于，步骤Sl进一步包括Si. 1 将凸透镜置于单色仪与积分球的入射口之间，使单色仪发出的光经凸透镜、积分球的入射口射入积分球，由探测器将获得的入射信号数据传输至所述存储模块存储；s1.2 在所述凸透镜与所述入射口之间放置半透半反镜，在所述半透半反镜的反射光 路上设置电荷耦合元件图像传感器，电荷耦合元件图像传感器收集由所述半透半反镜反射 的光，并将获得的入射光斑面积数据传送至比较模块。
8.如权利要求7所述的曲面材料透射比测量方法，其特征在于，步骤S2进一步包括s2.1 将待测曲面材料置于所述凸透镜和所述半透半反镜之间，所述电荷耦合元件图 像传感器获取待测光斑面积数据，并将所述待测光斑面积数据传送至所述比较模块；S2. 2 所述比较模块比较所述入射光斑面积数据与所述待测光斑面积数据，并将比较 结果发送至移动控制模块；S2. 3 移动控制模块根据所述比较模块发送的比较结果，调整凸透镜的位置或所述积 分球的位置，使所述入射光斑面积数据和所述待测光斑面积数据相等；S2. 4 将半透半反镜移开，所述探测器获取待测信号数据并将所述待测信号数据发送 至存储模块存储。
9.如权利要求8所述的曲面材料透射比测量方法，其特征在于，步骤S3中，若未调整过 所述积分球的位置，根据下列公式，计算待测曲面材料的透射比， 其中，τ为待测曲面材料的透射比，X为待测信号数据，B为入射信号数据；若调整过所 述积分球的位置，根据下列公式，计算待测曲面材料的透射比， 其中，τ为待测曲面材料的透射比，X为待测信号数据，B为入射信号数据，N为积分球 调整的距离，L为单色仪至积分球最远端的距离，M1为移开凸透镜后，单色仪距积分球L时 测得的信号数据，M2为移开凸透镜后，单色仪距积分球2L时测得的信号数据。
10.如权利要求6所述的曲面材料透射比测量方法，其特征在于，步骤S3之后还包括步骤S4 显示所述待测曲面材料的透射比。全文摘要
本发明公开了一种曲面材料透射比测量装置，包括测量模块、比较模块、移动控制模块、存储模块和计算模块，测量模块，用于测量入射信号数据、待测信号数据、入射光斑面积数据、待测光斑面积数据；比较模块，用于比较入射光斑面积数据与待测光斑面积数据，并将比较结果发送至移动控制模块；移动控制模块，用于根据比较模块的比较结果控制测量模块的移动，使入射光斑面积数据与待测光斑面积数据相等；存储模块，用于存储入射信号数据和待测信号数据；计算模块，用于根据入射信号数据和待测信号数据计算待测曲面材料的透射比，直接用于测量曲面材料的反射比，且测量值的准确性高。
文档编号G01N21/59GK102141515SQ20101059959
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者冯国进, 郑春弟 申请人:中国计量科学研究院