本发明涉及光学测量系统、更具体地涉及用于测量透明样品片材的光透射和/或光反射性质的系统。本发明还涉及使用这种系统测量透明样品片材的光透射和/或光反射性质的方法，以及包含这种系统或方法的制备经涂布的透明片材的工艺。
背景技术：
随着生产过程在线自动测量透明片材材料的光学性质是期望的，例如作为加工和产品质量控制步骤或用于优化工艺设置。一个例子是制造这样的玻璃片材，其能够用作光伏太阳能电池板的盖板，也称为太阳能盖玻璃。对于这种应用来说，从太阳穿过玻璃片材到活性电池的电磁辐射的透射应该尽可能高，并且来自片材表面的辐射的反射应该最小化。因此，现在这种太阳能玻璃通常在至少外表面上设置有抗反射(ar)涂层，该涂层通常在玻璃片材在烘箱中回火之前涂覆，在此热处理期间涂层也被固化。通过ar涂层减少入射光的反射取决于各种参数，包括涂层的性质，例如折射率和涂覆的涂层的厚度。已经描述了可以随着制造具有光学涂层的片材(例如ar涂布的太阳能覆盖玻璃)的工艺在线应用的各种光学测量方法。典型地，这种方法采用包含积分球的光学装置，以便能够测量从(经常带纹理的)玻璃片材反射的和/或穿过(经常带纹理的)玻璃片材透射的镜面光和漫射光二者。本领域技术人员已知积分球(也被称为乌布利希球)是一种具有中空球形腔的光学组件，其内表面覆盖了亚光白色多层漫反射涂层，例如硫酸钡，并且其具有开口作为入口和出口。积分球的相关性质是均匀的散射或漫射效果。在内表面的任何点上的入射光通过多次散射反射而均等地分布于所有其他点，因此能够在球体内的任何位置处进行测量，而与入射光的方向或散射无关。积分球通常与用于光功率测量(例如在可见光的波长范围内)的光谱仪和光检测器以及光源一起使用。
在us4120582中，描述了测量样品片材(如镜子)的光反射和透射的仪器，该仪器包含第一积分球和第二积分球，每个积分球具有样品端口，球和端口沿轴线彼此对齐；两个光检测器，用于分别测量第一球和第二球中的反射光和透射光；光源，来自该光源的一束光进入第一球体并穿过样品端口进入第二球体；以及用于使球相对于彼此移动的装置，以在样本端口处将样品夹持在两个球之间。利用该仪器，可以同时测量样品片材的总透射率和总反射率，但需要使用低反射率和高反射率的标准物进行校准。没有描述或考虑使用这种仪器和方法对移动的片材进行在线测量。
us2002/0001078a1公开了用于在连续工艺中对移动的样品进行质量控制的光学测量系统。测量系统包含位于样品的相对侧的两个测量头，用于组合测量反射和透射。第一测量头包含具有样品端口、集成光源、光接收器和至少一个光谱仪的积分球，第二测量头包含光接收器和光谱仪。优选地，测量头包含两个光谱仪，一个用于可见光，一个用于近红外波长，并且另外的光谱仪用于补偿光源的强度变化和系统误差。进一步表明，光导纤维有利地用作光接收器，并且接通/断开光谱优于使用机械快门。在每个测量头处提供数据接口，用于与外部计算机通信。测量头以双横档排布彼此对齐，该双横档排布是相对于移动的样品可同步横向移动的，从而允许在样品的整个宽度上进行测量。
在us7969560b2中，描述了在移动样品(例如用于显示器的光学膜)上在线测量雾度和透射率的仪器和方法，该仪器包含与积分球的样品端口对齐的光源，该球还具有位于第一检测器端口处的散射传感器和在第二检测器端口处与光源和样品端口对齐的具有透射率传感器的光肼；以及分析回路。仪器的校准是离线(off-line)完成的。
在us8259294b2中描述了在片材移动(例如在片材涂布步骤期间)的情况下同时测量透明散射片材样品的总透射和漫透射的设备和方法。所采用的装置包含具有内部光源、参考光检测器、光出口或样品端口以及两个可以是有效或无效的光肼(一起形成漫射光发射器)的积分球；参考样品；分别用于总透射和漫透射测量的两个光检测器，每个光检测器经由样品端口与其中一个光肼对齐；以及用于相对于片材样品并在片材样品的相对侧处共同移动光检测器和积分球的装置。该设备可以使用参考样品而不是片材样品来进行校准。
在us8830473b2中公开了测量从移动样品反射的光的系统和方法。该系统可以包含
·具有带光源的照明端口、光出口或样品端口、至少两个检测端口的积分球；
·第一和第二光检测器；
·参考标准物；
·可选地，在样品的另一侧上相对光出口排布的第三光检测器，使得该装置也可以用于透射测量；
·至少一个光谱仪，用于确定来自光检测器信号的波长相关的光谱能量分布；以及
·控制单元。
为了增强校准的准确性，可以通过使积分球相对于参考标准物和的样品(其保持在它们位置)旋转，将系统从测量操作切换到校准操作。
us8970830b2也描述了用于测量半透明样品的反射和/或透射性质的系统和方法，尤其是在生产表面涂布片材的过程中在线测量该片材的两个表面的反射率。该系统包含第一和第二照明装置，第一装置包含具有带光源的照明端口、带方向敏感的光检测器的检测端口、光肼和光出口的第一积分球，并且第二装置包含具有带光源的照明端口、带方向敏感的光检测器的检测端口和光出口的第二积分球，其中照明装置在空间上相对于彼此以固定的轴向对齐位置排布，使得样本片材可以位于第一和第二积分球和光检测器之间。该系统还包括交替地接通和断开光源的装置，以及控制单元。每个积分球还可以设置有用于校准目的的参考光检测器。
尽管如此，工业上仍然需要一种系统，该系统能够随着生产工艺在线测量透明片材的光学性质(例如透射和反射)，例如以适当且具有成本效益的方式进行质量检查和/或工艺控制和优化。
因此，本发明的目的是提供这样的光学测量系统和方法以及应用这种系统和方法的工艺。
发明概述
解决上述问题的一个方案是通过提供权利要求书中所特有的下文所描述的系统、方法和工艺来实现的。
因此，本发明提供一种测量透明样品片材的光透射和/或光反射性质的系统，所述系统包含检测组件，所述检测组件包含：
o积分球，其具有
·样品端口；
·照明端口；
·检测端口；
·位于照明端口处的内部光源；
·位于检测端口处并与光谱仪耦合的光检测器；以及；
·检测辐射的装置，所述辐射要么直接来自于样品端口，要么来自于积分球的壁，或者直接来自于样品端口以及来自于积分球的壁二者；
o与样品端口对齐的透射率检测器或轴向对齐的外部光源；
o采用内部光源或(如果存在外部光源的话)采用外部光源或不采用光源进行照明的装置；
o参考标准物，以及用于将其放置在所述样品端口处且来自于所述样品端口的装置；以及
o控制单元。
在仅包含一个光检测器和光谱仪的第一实施方式中，根据本发明的光学测量系统包含相对紧凑的检测组件，并且可以仅用一个光检测器和光谱仪用于确定透射和/或反射性质；其降低了成本并且使得能够将检测组件安装在框架上并且将其用在现有的制造诸如玻璃板的生产线上。在用于测量从壁反射的辐射、来自积分球穿过样品透射的辐射和从样品反射的辐射包含分开的光谱仪和光检测器的第二实施方式中，根据本发明的光学测量系统允许极快的测量并且测量的不确定性非常低。因此，光学测量系统允许在透明样品上确定透射和/或反射性质，也可以随着例如片材的生产工艺在片材被传输的同时在线或同进程地(in-process)确定透射和/或反射性质，用于例如质量检验、工艺控制和片材生产工艺的优化和所制造的片材的性质的优化。本发明还涉及使用这种系统测量透明样品片材的光透射和/或光反射性质的方法，以及应用这种光学测量系统或方法离线或在线制备涂布的透明片材(诸如ar涂布的太阳能盖玻璃)的方法。
术语“光”、“光束”和“辐射”在本文件中可互换使用。
根据本发明的光学测量系统包含含有积分球的检测组件。积分球的尺寸使得它可以测量待测量的透明样品上的相对大的点或区域，这也取决于用于照明的光束的尺寸。相对于积分球的样品开口或检测端口，具有大直径并因此也具有大的内表面积的积分球通常提高了测量准确性。因此，积分球优选地具有至少约100mm的直径。过大的直径可能变得不实用并且可导致检测组件更难以与片材生产工艺整合。因此，积分球优选地具有至多约500、400、300或250mm的直径，更优选地约100-250mm，例如约180mm。
积分球具有样品端口，该样品端口是在球的壳体或壁中的大致圆形的开口，优选地具有至少约20、30或40mm且至多约80、70或60mm的直径，更优选地约50mm。这种样品端口尺寸略大于来自外部光源的入射光的光束宽度，使得可以测量以相对宽角度的光束的透射样品的光，例如来自由样品引发的散射。特别是，发现对于直径至少为40mm的样品端口开口和直径至少为160mm的积分球，可以以足够的精度测量表面粗糙度(被定义为最高和最低点之间的距离最大值)高达0.5mm的典型样品的透射率和反射率，该精度足以满足太阳能pv模块的盖玻片的测量要求。对于与太阳能模块相关的应用，发现160mm至300mm的积分球直径与40mm至60mm的样品端口开口直径的组合是非常有利的，因为它可以测量表面粗糙度从光滑的玻璃片(如pilkingtonoptiwhite)到sm玻璃的s侧的透明样品片材的光透射率和/或光反射率，甚至在结构化玻璃和光捕获膜的纹理表面上测量透明样品片材的光透射率和/或光反射率。本发明系统的另一个优点是它可以测量具有光滑表面并且几乎不显示光散射的透明样品的光学性质，以及具有导致光散射(即漫射广角光束)的一定程度半透明性或纹理表面的样品的光学性质。
在积分球的外侧，可以在样品端口周围放置密封件。这种密封件优选地由柔性的(例如弹性)材料制成，并且可以用于或多或少地封闭样品端口开口与靠近样品端口放置的样品片材或参考标准物的表面之间间隙，这种方式减少了能够进入积分球并可能影响测量质量的来自其他来源的光的量。密封件是可选的，并且对于不具有专用的壁检测器的实施方式来说尤其有利。在这种实施方式中，在反射率和/或透射率信号的同一时间未测量壁信号。壁信号的任何变化(例如，如果或多或少光进入样品端口)可导致错误。在优选实施方式中，该系统包括专用的壁检测器，因而可以同时测量壁信号和反射率和/或透射率信号，继而积分球内的光的变化(例如，通过样品端口的覆盖程度的变化)不会影响透射率和反射率的计算。
内部光源位于形成本发明系统的一部分的积分球的照明端口处，照明端口优选地具有至少10、20、30mm并且至多70、60或50mm的直径，更优选约40mm的直径。内部光可以在照明端口处位于球体外部，但也可以根据其尺寸放置在端口中或甚至放置在球体内。如技术人员所知，不同光源可以用作内部光源，外部光源(见下文)也类似。优选地，光源和与其一起使用的供电单元在操作期间产生非常稳定的信号，以产生可再现的高质量测量。照明端口和内部光源可以被放置在球体的不同位置，使得发射的光束不被导向(即以直接或线性路径达到)光检测器或样品端口，而是被导向内部壁表面以产生来自积分球表面的漫散射光。有效地，在使用内部光源时，积分球的表面可以被认为是照明样品端口的光源。检测组件还包括，采用内部光源或外部光源(如果存在)或不采用光源，交替照射样品端口或位于该端口的样品或参考物的装置。在本发明的一个实施方式中，通过接通和断开相应的光源来完成这种交替照明。在优选实施方式中，光源连续操作，因为发现这导致其信号随时间的稳定性更好，并且所述装置包括设置有内部光源和外部光源(如果存在)中每一个的机械快门，该快门可以有效地阻挡光离开光源并且进入积分球，照亮样品端口。这样，系统可以以改进的准确性和再现性测量样品的透射和反射性质。
与光谱仪耦合的光检测器被定位在积分球的检测端口处、或其附近或与其相关联，检测端口优选地具有至少10、20、30mm的直径和至多70、60或50mm的直径，更优选地约40mm的直径。积分球的光检测器和光谱仪耦合(coupled)，使得它们实际上与积分球的其他组件一起形成单个部件，使得其可以附接到框架并且作为单个单元移动而没有不同的组件相对彼此移动。光检测器和光谱仪在此也被统称为光检测器。光检测器和光谱仪之间的耦合可以使用光纤，但优选地具有短路径，并且在操作期间和在移动积分球(例如在框架臂上)时，所述光纤不会相对于光检测器或光谱仪移动或弯曲，因为移动或弯曲光纤可以对所获得的光谱和测量质量产生负面影响。因此，本系统通常优选地包含尽可能少的光纤，更优选地，该系统基本上不含光纤。光谱仪(也称为分光光度计)可以确定来自光检测器信号的波长相关的光谱能量分布；典型地，在可见光范围内，例如在约350-1000nm的波长范围内，记录光谱。优选地，系统和检测组件的积分球仅包含一个光检测器和一个光谱仪，以降低检测组件的复杂性和体积，并降低成本。选择光学测量系统中使用的光检测器/光谱仪以及光源，使得可以以高准确性和再现性获得光谱，典型地平均误差，或者采用相同光源和样品的至少10个记录的光谱之间的平均差小于约0.5％，优选地小于0.4、0.3、0.2或0.1％。
积分球还包含用光检测器检测辐射的装置，该辐射要么直接来自于样品端口，要么来自于积分球的壁，或者直接来自于样品端口以及来自于积分球的壁二者。通常，光检测器是方向敏感的，这意味着如果检测器与例如样品端口的中心轴向对齐，则它将主要接收和检测来自所述端口的辐射，或来自位于样品端口处的样品或参考板的辐射。当检测器指向积分球的内壁表面的一部分时，它将检测壁的辐射，该辐射均匀地分布在整个球体内，而不管其来源如何。检测来自样品端口或来自积分球壁的辐射可以例如通过在两个位置之间切换检测器来完成；即在指向样品端口并与样品端口对齐的位置和指向球体壁表面的一部分的位置之间。或者，可以防止来自样品端口的辐射直接到达检测器，例如通过使用可移动的挡板阻挡直接路径，该挡板优选地设置有与积分球的内壁相同的涂层，并且因此形成球体的反射内表面的整体部分。然后，检测器测量由壁和挡板反射的辐射。在优选的实施方式中，积分球包括可移动的挡板，作为用一个光检测器检测辐射的装置，所述辐射要么直接来自样品端口，要么来自积分球壁，其中所述可移动的挡板可在其阻挡来自样品端口的辐射直接到达检测器的位置与其中来自样品端口的辐射可以直接到达光检测器的位置之间切换。在另一个替代方式中，检测直接来自样品端口或来自壁或两者的辐射的装置是检测直接来自样品端口和来自积分球壁二者的辐射的装置，并且该装置包含在积分球中的两个单独的光检测器，以及可选的两个光谱仪，用于分别接收和检测直接来自样品端口的辐射和从积分球的壁反射的辐射。该实施方式允许同时测量透射率和反射率，当在测量期间样品是移动的时这是特别有利的。
为了增强光检测器的方向敏感性，发现为光检测器提供准直器是有利的。因此，在本发明的一个实施式中，每个光检测器都配有准直器。此外，发现为每个光检测器提供能够防止来自积分球的辐射到达光检测器的可移动快门是非常有利的。这种快门允许快速测量暗信号，而不影响积分球的状况，如果光源被机械快门覆盖将会对积分球的状况造成影响，因为覆盖光源将意味着积分球的温度变化。而且，将可移动的快门排布在光检测器处，特别是在准直器处，意味着这是光的直径最小的地方，因此较小的区域需要被光检测器的可移动快门覆盖，从而导致更快的关闭时间。总而言之，这导致系统的稳定性和精度提高。
在一个实施方式中，检测组件还包含外部光源，该外部光源定向成与积分球的样品端口轴向对齐；并且可以定位成使得其光束可以经由样品端口进入积分球。该外部光源优选地安装在框架的第二臂上，这种框架的第一臂承载积分球，并且被安装在距所述样品端口如下距离处，该距离使得外部光源的光束可以穿过位于或运送至分别承载外部光源和样品端口的臂之间的样品片材。为了能够测量样品片材的特定表面积，光束具有一定的最小直径，例如至少10、15、20、30或40mm，但优选地比样品端口的直径更小，例如优选地小至少5或10mm，并且优选地直径至多约70、60或50mm。优选地，在样品端口为约50mm的情况下，光束具有约40mm的直径。与内部光源类似，可以使用不同的光源作为外部光源；并且这是本领域技术人员已知的。优选地，两种光源及其供电单元具有相同的类型并且在操作期间产生非常稳定的信号，产生可再现的高质量测量。在这一方面优选的是，在测量操作期间，两种光源均连续工作，并且检测组件还包含采用内部光源或外部光源交替照明的装置。优选地，这种装置包含设置有内部和外部光源中每一个的机械快门或光圈，当快门处于关闭位置时，该快门可以有效地阻挡光离开光源和/或不进入积分球；这种方式允许系统一次仅用一个光源照明并测量样品的透射和/或反射性质。如果外部光源没有与积分球一起相对于片材样品同步移动，请参见下文，则内部光源的快门可以保持在打开位置，以进行半连续反射测量。
在另一个实施方式中，系统还包含透射率检测器，该透射率检测器定向成与积分球的样品端口轴向对齐；并且可以定位成其经由样品端口测量来自积分球的光。透射率检测器优选地是与光谱仪耦合的光检测器。该透射率检测器优选地安装在框架的第二臂上，这种框架的第一臂承载积分球，并且被安装在距离所述样品端口如下的距离处，该距离使得来自积分球的光束可以穿过位于或运送至分别承载透射率检测器和样品端口的臂之间的样品片材。使用透射检测器代替外部光源允许同时测量透射率和反射率。此外，它增强了系统的热稳定性和机械稳定性，因为在测量透射率时不需要覆盖内部光源。该实施方式没有外部光源。
在一个实施方式中，系统包含检测直接来自于样品端口和来自积分球的壁二者的辐射的装置，其中该装置包含一对光检测器和光谱仪，用于测量来自于积分球的壁的辐射，以及一对光检测器和光谱仪，用于测量从样品端口反射的来自积分球的辐射。该系统包含与样品端口轴向对齐的透射率检测器，并且无外部光源，光检测器能够在使用期间同时测量来自壁的辐射、从样品端口反射的辐射和经由样品端口透射的辐射。
检测组件还包含参考标准物，以及用于将该标准物放置在所述样品端口处且来自于样品端口的装置。参考标准物可以是矩形或圆形板，优选地具有足以覆盖和关闭样品端口的尺寸，并且具有明确限定的透射率和反射率值，如已经与本系统之外的其他仪器单独和独立地确定的。可以基于待测试的样品片材来选择参考标准物的类型；例如具有相似的透射率。或者，可以应用具有不同光学性质的一种或多种参考标准物，例如相对高和低透射率。本领域技术人员将能够选择适合给定测量情况的参考标准物。将参考标准物定位在样品端口处且来自于样品端口可以用机械装置完成，例如使用附接到积分球的可移动样品托架，该样品托架可以包含至少一种参考标准物。在一个实施方式中，样品托架包含两个或更多种具有不同透射率和/或反射率值的不同参考标准物，并且定位参考标准物的装置可以将选定的参考标准物定位在样品端口或所有参考标准物来自样品端口。或者，样品托架可以附接到框架，框架还承载积分球和外部光源。在这种情况下，参考标准物可以保持在固定位置，以允许通过将积分球移动到合适的位置以用参考标准覆盖样品端口来进行参考标准测量，或者参考标准物、任选地具有样品托架，可以是可移动的以允许沿框架在多个位置进行测量。如果参考标准物确实不够大以覆盖样品端口，则优选的是，除了一个或多个用于测量反射率和/或透射率信号的检测器外，系统具有专用的壁检测器，因此，可以同时测量壁信号和反射率和/或透射率信号。采用这种方式，当计算透射率和反射率时，可以去除由未完整覆盖样品端口引起的积分球内部的光变化的影响。在高度优选的实施方式中，参考样品是硅片。这样的优点是，硅片的反射率是明确定义的并且不需要单独的外部校准。
测量透明样品片材的光透射和/或光反射性质的还包含控制单元，该单元被配置来控制检测组件及其各种构件和装置的操作，并获取、存储和处理来自光检测器和光谱仪的测量信息。控制单元与系统的各种其他构件连接，并且还可以包括例如外部计算机和/或一个或多个外部显示器或键盘。可以通过电线或线路进行连接，或者可以是无线连接。可以将外部装置和可选的控制单元容纳在远离测量位置的控制室中；例如，在采用该系统的情况下，与其他过程控制设备一起使用，用于同进程地进行生产控制测量。
检测组件的构件，特别是积分球和外部光源，可以被围绕这些构件的壳或罩屏蔽。这种壳用于电气、热、光学和/或机械地屏蔽这些构件并保护它们免受污垢或灰尘的影响，并且仅具有开口以允许要进行的光学测量并且用于将系统的构件彼此连接。在使用系统期间，这特别有利于在生产环境中在线或同进程地进行测量。
测量光透射和/或光反射性质的系统还可以包含框架，在框架上安装有各种构件例如检测组件的那些构件。优选地，这种框架包含至少两个臂，在两个臂之间可以放置或运送待测量的样品，以用于测量。为了保持各构件相对地对齐，臂优选地彼此平行。优选地，这种框架的第一壁承载积分球，框架的第二壁承载外部光源。一般来说，当测量和/或运送样品片材时，该样品片材处于基本水平的位置，积分球可以根据可用空间定位在片材的上方或下方，外部光源位于片材的相对侧。框架的臂彼此相对地排布，使得外部光源或者更具体地其光束与或可以与积分球的样品端口对齐，并且处于距样品端口的如下距离处，该距离使得样品片材可以被放置或运送在靠近样品端口或可选地其密封件的臂之间，而无需实际接触。优选地，臂垂直于待测量的片材的长度或运送方向定向，使得可以在片材的整个宽度上的多个位置处进行测量。在优选的实施方式中，积分球和可选的外部光源可移动地安装到框架的臂上，例如利用类似轨道的滑动机构，使得可以保持它们的相对对齐。
因此，在一个实施方式中，根据本发明的系统还包含相对待测量的样品片材步进式或连续地移动检测组件的装置，也被称为扫描装置或扫描横移装置。在这种实施方式中，具有透射率检测器且无外部光源的系统是高度优选的，因为该系统允许同时测量透射率和反射率。在另一个实施方式中，根据本发明的系统还包含这样的装置，该装置步进式或连续地同步移动外部光源和积分球，同时保持它们相互对齐并且相对于放置在球体与外部光源之间的样品片材对齐。优选地，这种(步进式)移动可以发生在片材样品的整个宽上，以使得能够在横贯片材样品的宽度上进行大量测量或一行测量。在样品片材被同时运送的情况下，例如当采用该系统用于同进程地测量时，用横向(垂直)于运送方向移动的外部光源/透射率检测器和/或积分球进行的这种测量将导致测量以某个角度(例如对角线)沿着虚拟线穿过样品片材。当外部光源/透射率检测器和/或积分球穿过片材的宽度上下移动时，可以沿着覆盖片材的几乎之字形形图案进行测量。所形成的实际路径或图案当然取决于移动球体和光源的速度，以及片材的运送速度。光源和/或球体的这种移动由控制单元控制。
在本发明的系统的另一个实施方式中，用于参考板的样品托架也被安装在框架上，要么在还承载积分球的臂上，要么在另一个臂上，并且可以在固定位置或者可选地被移动到积分球的样品端口处或来自积分球的样品端口处。
根据本发明的光学测量系统或更具体地其检测组件基于积分球的原理，在球体内壁的任何点上辐射的光的第一次反射之后，辐射均匀地分布在整个球体内部，导致光检测器信号与入射光的原始方向无关。检测器信号与入射在壁上的光的强度之比称为积分球的增益系数g。增益系数取决于球体的各种几何尺寸和材料性质，但尤其取决于样品端口的光学性质，该端口具有(有或没有覆盖开口的样品)与球体内表面的其余部分的偏差性质。实际上，如果球体的样品端口没有任何样品(g空)、具有参考标准物(g参考)或者具有待测量的样品(g样品)时，增益因子g将是不同的。为了用本发明的系统确定待测量样品的透射率t，要记录4个不同的光谱，类似地从4个记录的光谱中可以得到样品的反射率r；将在下面进一步说明。
使用外部光源采用本发明的系统确定样品的透射率t包括记录2个使用外部光源的光谱和2个使用内部光源的光谱：
o光谱1：用外部光源测量的轴检测器信号i1，在样品端口处没有任何样品或参考物；其中i1＝i外部*g空*s轴检测器；
o光谱2；用外部光源测量的轴检测器信号i2，在样品端口处有待测量的样品；其中i2＝i外部*g样品*t*s轴检测器；
o光谱3：用内部光源测量的壁检测器信号i3，无样品；其中i3＝i内部*g空*s壁检测器；并且
o光谱4：用内部光源测量的壁检测器信号i4，具有样品；其中i4＝i内部*g样品*s壁检测器。
此处，轴检测器可以是与样品开口轴向排布的专用的轴向光检测器或以该位置排布的一般光检测器。壁检测器可以是被排布以测量由积分球的内壁反射的光的专用的壁光检测器，或者被排布以这样做的一般光检测器。因此，样品的透射率可以由这些测量结果计算为：
t＝(i2/i1)*(i3/i4)
使用透射率检测器用本发明的系统确定样品的透射率t，也要记录4个光谱，但仅使用内部光源用于照明：
o光谱1：使用内部光源测量的透射率检测器信号i1，在样品端口处无任何样品或参考物；其中i1＝i内部*g空*s透射率检测器；
o光谱2：使用内部光源测量的透射率检测器信号i2，在样品端口处有待测量的样品；其中i2＝i内部*g样品*t*s透射率检测器；
o光谱3：使用内部光源测量的壁检测器信号i3，无样品；其中i3＝i内部*g空*s壁检测器；并且
o光谱4：使用内部光源测量的壁检测器信号i4，有样品；其中i4＝i内部*g样品*s壁检测器。
因此，样品的透射率可以由这些测量结果计算为：
t＝(i2/i1)*(i3/i4)
为了确定样品的反射率r，也要记录4个光谱，但仅使用内部光源用于照明：
o光谱5：测量从放置在样品端口处的具有已知反射率值r参考的参考标准物直接反射的光的反射率检测器信号i5；其中i5＝i内部*r参考*g参考*s反射率光谱仪
o光谱6；从放置在样品端口处的样品直接反射的光的反射率检测器信号i6；其中i6＝i内部*r*g样品*s反射率光谱仪；
o光谱7：从球体的壁反射的光的壁检测器信号i7，在样品端口处具有参考标准物；其中i7＝i内部*r壁*g参考*s壁检测器；并且
o光谱8：从球体的壁反射的光的壁检测器信号i8，在样品端口处具有样品；其中i8＝i内部*r壁*g样品*s壁检测器。
此处，反射率检测器可以是被排布以测量由在样品开口处的样品或参考物反射的光的专用的反射率光检测器或被排布以这样做的一般光检测器。现在，样品的反射率r可以计算为：r＝(i6/i5)*(i7/i8)*r参考。
本发明还涉及使用根据本发明的系统测量透明样品片材的光透射性质的方法，该方法包括如下步骤：a1)记录使用外部光源情况下的光谱，在样品端口处没有任何样品，a2)记录使用外部光源情况下的光谱，在样品端口处放置有样品片材，a3)记录使用内部光源情况下的光谱，在样品端口处没有任何样品，a4)记录使用内部光源情况下的光谱，在样品端口处放置有样品片材，并且c)由这些光谱计算透射率t；基于上文所描述的原理。
本发明还涉及使用根据本发明的系统测量透明样品片材的光反射性质的方法，该方法包括如下步骤：b1)记录使用内部光源情况下从样品端口直接反射的辐射的光谱，在样品端口处具有参考标准物，b2)记录使用内部光源情况下从样品端口直接反射的辐射的光谱，在样品端口处放置有样品片材，b3)记录使用内部光源情况下从壁反射的辐射的光谱，在样品端口处没有样品，b4)记录使用内部光源情况下从壁反射的辐射的光谱，在样品端口处放置有样品片材，并且c)由这些光谱计算反射率r；如上文所描述。
本发明还涉及使用根据本发明的具有透射率检测器且无外部光源的系统测量透明样品片材的光透射性质的方法；该方法包括如下步骤：a1)使用透射率检测器和内部光源的情况下记录光谱，在样品端口处没有任何样品，a2)使用透射率检测器和内部光源的情况下记录光谱，在样品端口处放置有样品片材，a3)记录使用内部光源和放置在检测端口处的光检测器情况下的光谱，在样品端口处没有任何样品，并且a4)记录使用内部光源和放置在检测端口处的光检测器情况下的光谱，在样品端口处放置有样品片材，并且c)由这些光谱计算透射率t；如上文所描述。
本发明还涉及使用根据本发明的系统测量透明样品片材的光透射和反射性质的方法，该方法包括上文所限定的步骤a1)-a4)、上文所限定的步骤b1)-b4)以及由这些光谱计算透射率t和反射率r的步骤c)；如上文中所进一步描述。
在本发明的方法中执行不同的步骤a1)-a4)和/或b1)-b4)不需要以指示的顺序进行，也可以使用其他顺序。如果要在一个或多个样品片材上的不同位置或沿着一条线进行多次测量，则不需要在样品片材上每次记录光谱时重复在没有任何样品或参考标准物的情况下记录光谱的步骤。在这种情况下，样品片材上的测量有更多的可用时间，特别是该方法与连续或半连续工艺一起在线应用时。特别地，优选的是，步骤b1)以每10个样品片材少于一次的频率进行，优选地每30个样品片材少于一次的频率，更优选地100个样品片材少于一次的频率。此外，优选的是，在样品片材之间进行步骤a1)和a3)，并且步骤a1)和a3)中记录的光谱用于计算透射率t和/或反射率r，用于a2)、a4)和/或b2)的多次测量。对于根据本发明的具有透射率检测器且无外部光源的系统来说，高度优选的是，步骤a2)、a4)和b2)同时进行，优选地，步骤a2)、a4)和b2)的测量对于每个样品片材进行至少5次，更优选地，在每个样品片材的不同位置进行测量。
在本发明的一个实施方式中，系统的每个光检测器设置有准直器和可移动的快门，用于防止来自积分球的辐射到达光检测器，快门是在打开位置(在此处辐射可以从积分球进入光检测器)和关闭位置(快门阻挡来自积分球的辐射)之间可移动的。在操作该设备的优选的实施方式中，该方法包括如下步骤：在快门处于关闭位置时测量来自光检测器的暗信号；并且当计算透射率t和/或反射率r时扣除所述暗信号。频繁测量暗信号是有利的，因为这允许将光检测器信号的甚至微小的漂移考虑在内。因此，优选地对每个样品片材对每个光检测器至少测量一次暗信号。
反射率检测器优选地排布指向样品开口并且偏离与样品端口对齐的轴一定角度。该角度例如可以是10至25°，优选地约15°。由于检测器的方向敏感性(优选地通过使用准直器来增强)，这种排布在现实中意味着，以相同的角度但与轴方向相反地排布的来自积分球的某个区域的辐射作为用于反射率测量的光源。因此，为了增强良好质量的反射率测量，有利的是在积分球的该区域附近没有排布开口。
也可以在测量一系列样品片材之前和/或之后记录这种光谱，并且在随后的阶段对给定的样品片材计算t和r值，或者使用储存的数据用于直接计算。
在上文中所描述的方法中，透射和/或反射性质二者均可以在样品片材的一个固定的位置处测量，同时，片材在样品端口处静止，即作为单次测量；但也可以在样品片材的多个位置处计算多个值或平均值。外部光源和积分球可以从一个测量点逐步移动到下一个测量点，也可以连续移动穿过样品片材或其一部分。
在测量的透射和/或反射性质的本发明的方法中，样品片材可以在穿过样品端口的同时被运送并测量，此外还可以在样品端口处静止的同时被测量。运送样品片材可以连续地或步进式地或间歇地进行。这种方法有利地随着例如涂布的片材的生产工艺在线或同进程地使用；以产生用于质量控制或生产论证的数据，以及以优化生产工艺设置，例如涂覆的涂层的层厚度。“在线”或“同进程”在本文中理解为指测量在没有中断生产工工艺、也没有以其他方式显著干扰生产工艺的情况下进行。
涂层的厚度可以例如通过基于测得的透射曲线进行建模来建立。能够在线进行是非常有利的，因为其允许与涂布的基材的光学性质一起反馈回涂层工艺控制器，因此允许在线优化涂层涂覆工艺和涂层固化工艺。这对于多层涂布来说是尤其有利的，因为多层涂布工艺的每个步骤可以单独地在线分析，从而在制造多层涂层中导致重要进步，例如导致较少的废物以及涂布的基材的性质得到改善且更一致。
在执行根据本发明的方法的方式中，在样品片材的固定的横向位置处测量样品片材的透射性质，并且在(例如沿着框架臂)横向移动积分球的同时在样品片材的宽度的至少一部分上测量反射性质。在这种方法中，样品片材可以静止的，但也可以连续运送的。
在执行根据本发明的方法的另一种方式中，通过在样品片材静止的同时或如果在连续运输时相对于样品片材运送方向横向地同步移动积分球和外部光源，在多个位置处测量透射和反射性质；同时保持积分球和外部光源对齐以及检测组件和样品片材对齐。
本发明还涉及制备透明片材(诸如抗反射(ar)涂布的太阳能盖玻璃)的工艺，该工艺应用根据本发明的光学测量系统或者包括根据本发明的测量光透射和/或反射性质的方法，该系统或方法包括本文中所描述的所有变化方式和替代方式和优选特征。
更具体地，本发明涉及制备ar-涂布的透明不连续片材的工艺，其包括如下步骤：
i)将液体ar涂料组合物涂覆于片材；
ii)将经涂覆的涂料组合物干燥和固化；并且
iii)测量经涂布的片材的光透射和/或反射性质。
iv)基于步骤iii)的结果调节步骤i)和/或步骤ii)，以得到具有期望的光透射和/或反射性质的片材。
所述期望的光透射和/或反射性质已经预先确定，并且通常提供其中透射率和/或反射率的测量值应当落入的范围。
优选地，在本发明的所述工艺中，测量光学性质的步骤是与其他步骤在线进行的。
抗反射或光反射减少涂层是这样的涂层，其相对于未涂布的片材减少来自片材表面的光的反射；优选地，在可见光范围内的一个或多个波长处，例如，在425和675nm之间。
在根据本发明的工艺的另一个优选的实施方式中，工艺还包含步骤v)：确定所测量的涂布的片材是否满足某些预定的质量规格，例如测量的性质应落在其中的范围。
利用本发明的工艺，还可以识别单个片材，因为如果样品端口处有片材或者如果样品端口是打开的并且是空的，则透射和/或反射测量将是不同的；如果在连续运送的不连续片材之间存在一定距离，则会发生这种情况。因此，可以为每个被测量的片材提供唯一的代码或标识符，并将测量结果链接到相应的编码的片材。因此，本发明的工艺允许确定每个测量的涂布的片材是否符合预定规格，并且允许制作包含这种测量结果的(电子)记录，以及可选地其他相关处理信息，例如起始材料、生产设置、日期、时间等。可以向每个片材提供唯一标识符和可选的其他数据，例如作为(机器)可读标签。因此，根据本发明的工艺可用于同进程地测量、工艺设置的优化，以及所生产的片材的质量控制和认证。因此，在一个实施方式中，还包含制备ar-涂布的透明不连续片材的步骤的构成权利要求17的工艺还包括如下步骤：
a)将独特的标识符应用于样品片材或者读取样品片材的独特的标识符；并且
b)创建与独特的标识符一起的经涂布的片材的光透射和/或反射性质的记录，并且可选地在记录中添加步骤i)和/或步骤ii)的条件
发现，根据本发明的系统或方法的特别有利的用途因此在制造太阳能模块中用于在线质量保证。
可使用本发明的系统和方法测量的透明样品片材或者可使用本发明的工艺制备的透明片材可以是具有有限长度的非连续的或不连续的片材(也被称为离散片材或个体片材)或者连续片材(也被称为网状物(web)或连续网状物)。在本申请中，片材是透明的是指其对可见光至少部分透明，这意味着光学半透明片材也是透明的。这种非连续的片材可任选地是刚性的；例如平板或板诸如玻璃片材。非连续的片材或离散片材通常用辊或运送带来运送。典型地，片材在基本上水平的位置被运送和涂布，其中涂层被涂覆到片材的顶部表面，但是也可以使用其他取向。优选地，片材是平板或板，其厚度显着小于长度和宽度。这种片材可以具有一定的柔韧性以允许一定程度的弯曲，但通常是非柔性和刚性的(即，当样品在相隔约1m的点处被局部支撑时，在其自身负载下自支撑)。片材的几何形状和尺寸并不重要，但优选地片材具有均匀的厚度和尺寸。优选地使用平坦矩形刚性片材，其边缘可以具有各种不同的形式，可以是尖锐的(例如约90°)、圆形或有棱角的(facetted)。透明片材可以由有机或无机材料制成；片材可包括无机玻璃(例如硼硅酸盐玻璃，钠钙玻璃，玻璃陶瓷，铝硅酸盐玻璃)，塑料(例如pet，pc，tac，pmma，pe，pp，pvc和ps)，或复合材料诸如层压材料。优选地，片材是玻璃，诸如低铁钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃；优选地，像浮法玻璃的平板玻璃，或具有光滑或图案化表面的轧制玻璃。
片材可以具有光学涂层，该光学涂层被理解为表面上的涂层，该涂层改变片材的光学性质诸如光的反射或透射，并且具有低于1μm的干燥层厚度；例如抗反射涂层。
优选地，该涂层是ar涂层，但是所述系统和系统的使用并不限于ar涂层。具体地，所述涂层可替换地是非孔涂层或者具有至少一个多孔层和可选一个或多个非孔层的多层涂层。
液体ar涂料组合物典型地包含至少一种粘合剂、至少一种成孔剂和至少一种溶剂。合适的组合物包含基于有机和/或无机化合物的粘合剂，如产生多孔无机氧化物(例如二氧化硅)涂层的那些组合物。这些组合物已被描述于许多出版物中；包括ep0597490、us4830879、us5858462、ep1181256、w02007/093339、wo2008/028640、ep1674891、wo2009/030703和wo2011/157820。在根据本发明的工艺中，可以使用包含至少一种无机氧化物前体作为粘合剂的液体ar涂料组合物，该无机氧化物前体在组合物干燥、尤其是固化时会形成膜并将可以存在于涂料中的颗粒粘结在一起，以获得ar层的机械性质和对表面的粘附性。无机氧化物前体可以是无机金属盐或有机金属化合物，优选地金属醇盐，以及它们的组合。在本申请中，硅(si)被认为是金属。合适的金属包括si、al、ti、ta、nb和zr，以及它们的混合物。优选的前体包括si醇盐，诸如四甲氧基硅烷(tmos)、四乙氧基硅烷(teos)、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷，四异丙氧基钛，硝酸铝，丁醇铝，硝酸钇和丁醇锆。这些化合物可以预先反应或预水解形成低聚物，典型地为纳米尺寸的颗粒的形式。更优选地，至少一种前体包括tmos和/或teos。
本发明中所使用的ar涂料组合物还包含至少一种成孔剂，其有助于在最终ar层中产生合适的孔隙率以提供所期望的折射率。涂料组合物通常含有来自有机金属前体化合物的有机配体和溶剂，这些化合物在固化时可能已经在无机氧化物层中诱导产生一些孔隙。优选地，该组合物包含额外的成孔剂以增强和控制孔隙率和孔径。合适的成孔剂包括有机化合物，如高沸点(即挥发性较低)的溶剂、表面活性剂和有机聚合物，以及具有亚微米粒径的无机颗粒，即纳米颗粒，诸如具有金属氧化物壳和有机核的核-壳纳米颗粒。在高于成孔剂分解温度的温度下热固化涂层期间可以除去成孔剂。也可以应用溶解和降解/蒸发化合物(如聚合物)的组合处理。典型地，所得ar涂层在固化后具有约30-150或50-125nm的孔径。
用于ar涂料组合物的合适的溶剂优选地是与水混溶的或者能够至少溶解一定量的水。示例包括有机溶剂，如酮、酯、醚、醇及其混合物。优选地溶剂是醇，更优选地低级脂族醇，如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。乙醇和异丙醇是特别优选的溶剂。
涂料组合物可以直接涂覆到片材上，也可以涂覆到已经存在于片材上的另一个涂层上；例如碱金属离子的阻挡层，或粘合促进层。涂料组合物优选地涂覆到片材表面上以制备(单层)ar涂层，其湿厚度使得将导致干燥和/或固化后的厚度为约20nm或更大，优选地所涂覆的固化涂层具有至少约50或70nm且至多约200、180、160或140nm的层厚度。在多层涂层的情况下，技术人员可以选择不同的层厚度和/或具有不同组成和折射率的层。为了涂覆涂料组合物，可以使用如技术人员已知的任何合适的方法，例如辊涂、挤出涂布、喷涂等。优选地，使用辊涂技术诸如正向或反向辊涂。
在根据本发明的工艺中，将经涂覆的涂料组合物干燥和固化的步骤将包括干燥以蒸发至少部分溶剂和其他挥发性组分，然后固化以使粘合剂完全反应成例如无机氧化物，并且可选地去除残余的和非挥发性有机组分。干燥优选地在环境条件下(例如15-30℃)进行，但也可以使用高温(例如高达约250℃，更优选地高达100、50或40℃)以缩短总干燥时间。可以通过应用惰性气体流或减压来促进干燥。具体的干燥条件可以由本领域技术人员基于待蒸发的溶剂或稀释剂来确定。
干燥后，即基本上去除挥发性组分后，所涂覆的层优选地被固化。可以使用许多技术进行固化，所述技术包括热固化、闪蒸加热、uv固化、电子束固化、激光诱导固化、γ辐射固化、等离子体固化、微波固化及其组合。固化条件取决于粘合剂的固化机理和涂料组合物，以及片材的类型。技术人员能够选择适当的技术和条件。对于无机氧化物前体作为粘合剂来说，例如优选高于120℃或高于250℃的温度下的热固化涂层是优选的。对于塑料基材来说，这种条件通常是不可能的。在这种情况下，可以有利地应用闪蒸加热以使基材对高温的暴露最小化；例如在wo2012037234中描述的。固化涂层后，可以通过已知的方法可选地(进一步)去除残余有机物，包括有机成孔剂；例如通过将涂层暴露于溶剂并从涂层提取有机化合物。或者，可以通过在高于有机聚合物的分解温度的温度下加热来去除有机化合物或聚合物，尤其是在玻璃片材的情况下。在至少若干分钟期间，合适的温度是约250至900℃，优选地高于300、400、450、500、550或600℃。这种加热也会促进由无机氧化物前体形成氧化物，尤其是当存在氧气时；从而导致通过煅烧进行固化和去除有机物二者。
在一个优选的实施方式中，通过加热与涂层热固化相结合，从经涂覆的涂料组合物中除去有机物。例如，在无机玻璃片材的情况下，固化可以在相对高的温度下进行；达到玻璃的软化温度。通过加热进行的这种固化优选地在空气存在下进行，其通常称为(例如在玻璃行业中)烧制。如果期望的话，空气可以包含增加量的水(蒸汽)以进一步增强无机氧化物涂层的形成和固化。通过这种方法获得的产物通常是完全无机多孔涂层。
在另一个优选的实施方式中，这种固化步骤与玻璃回火步骤相结合；即，在几分钟内将经涂覆的玻璃片材加热至约600-700℃，然后淬火，得到ar涂布的增韧的或安全的玻璃片材。
用根据本发明的工艺制造的ar涂布的透明片材可以用于许多不同的应用和最终用途，例如窗户玻璃，用于太阳能模块(包括热和光伏太阳能系统)的盖玻璃，或用于电视屏幕、手机、平板电脑或一体机的触摸屏显示器、监视器、以及电视机的覆盖玻璃。
本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利均通过引用结合到本文中，其程度如同每个参考文献被单独且具体地指出通过引用并入并且在本文中完整地阐述。
在描述本发明的上下文中(特别是在权利要求的上下文中)使用术语“一种”、“一个”、“所述”和“该”以及类似的指示物应被解释为涵盖单数和复数，除非另有说明或与上下文明显矛盾。除非另有说明，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应被解释为开放式术语(即，意味着“包括但不限于”)。除非本文中另有说明，否则本文中对数值范围的描述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独的值并入本说明书中，如同其在本文中单独引用一样。除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法均可以任何合适的顺序进行。除非另外声明，否则本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表明任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必不可少的。
本文描述了本发明的优选实施方式，包括在提交时发明人已知的实施本发明的最佳方式。在阅读前面的描述后，优选实施方式的变化对于本领域普通技术人员来说可以变得显而易见。发明人预期本领域技术人员适当地采用这些变化，并且发明人考虑本发明以不同于本文具体描述的方式来实施。因此，本发明包括适用法律允许的所附权利要求中所述主题的所有修改方案和等同物。虽然某些可选的特征被描述为本发明的实施方式，但是该描述旨在包含并具体地公开这些实施方式的所有组合，除非另有明确说明或物理上不可能。
出于清楚和简明描述的目的，在此将特征描述为相同或分开的实施方式的一部分，然而应当理解，本发明的范围可以包括具有所描述的全部或一些特征的组合的实施方式。
附图简要说明
图1通过简化的横截面侧视图示意性地示出了根据本发明的光学测量系统的示例，该横截面侧视图呈现系统的相关组件，处于用于测量样品片材上的透射率和反射率的位置。
图2示意性地示出了图1中的系统，但是处于用于测量标准参考物上的透射率和反射率的位置。
图3示意性地示出了包含两个光检测器的本发明的替代性实施方式。
图4示意性地示出了包含透射率检测器而无外部光源的本发明的替代性实施方式。
通常，本文中呈现的附图可能未示出根据本发明的系统的所有部件或构件，和/或可能不按比例表示它们。在这些图中，等同部件由相同的数字表示。
优选实施方式
本发明将通过以下实施方式来进一步说明，但不限于此。
图1中示意性且部分地呈现的用于测量透明样品片材的光透射和/或光反射性质的系统基本上包含检测组件和控制单元10。检测组件包含各种构件，该组件可以安装在例如框架(未示出)上。检测组件包括直径为180mm的积分球1，该球形空心体使用ultimaker3d打印机制成。球体的内表面和球体内的其他部件的内表面均匀地涂覆有硫酸钡，以使入射辐射在整个球体内均匀分布。球体在其壁上具有三个圆形开口，用作样品端口2、照明端口和检测端口。样品端口2具有50mm的直径，使得约40mm的入射外部光束将完全进入积分球，也穿过位于靠近该端口的散射样品。可选地，在球体外侧上的样品端口周围放置柔性环(未示出)，在待测样品和积分球之间形成密封或桥接，而不实际接触样品片材，并使进入球体的来自其他来源的光最少。内部光源4位于直径为38mm的照明端口处。与光谱仪耦合的光检测器位于直径38mm的检测端口处，使得检测器被指向样品端口以检测来自样品端口的辐射，该样品端口可以是空的(没有样品或参考材料)，或者被样品片材s或参考标准物9覆盖。光检测器收集辐射，然后辐射被送到耦合的分光光度计，以记录380-1000nm范围内的强度与波长的关系。积分球1还设置有可移动的挡板8，作为用于由检测来自样品端口的辐射切换的装置，或者通过直接从样品端口遮蔽辐射由从检测来自积分球的壁的辐射切换的装置；也参见图2。为此目的，也用硫酸钡涂布的挡板8可以在两个位置之间机械地移动。检测组件还具有外部光源5，其沿着轴线a与样品端口轴向对齐，使得其直径为40mm的准直光束进入球体1的样品端口。内部光源4和外部光源5二者分别设有机械快门6和7，能够用内部光源或外部光源进行照明。这意味着两个光源可以持续保持开启，而不是被接通和断开；以产生恒定和稳定的辐射源。检测组件还包括参考标准物9，其可以被机械地定位在样品端口处或来自样品端口，以使得能够进行定量测量。检测组件安装在框架上，框架具有两个臂，使得样品片材s可以用在积分球和外部光源之间的运送装置(未示出)运送；运送方向用图1中的箭头表示。积分球和外部光源二者都可以沿着框架臂相对于样品片材运送方向横向地移动，同时保持它们相对的对齐以及相对于样品片材的对齐和距离。样品片材和积分球之间的距离最小化，同时保护两者不会实际接触。在本发明的工艺中使用测量系统的一种方式中，外部光源被保持在固定的位置，用于沿着移动的样品片s上的虚线路径进行透射测量，当与积分球对齐时平行于其运送方向进行透射测量；而积分球横向于在样品片材的侧边缘之间的运送方向移动，从而在进行反射测量的同时在移动的样品片材s上形成虚拟对角线或之字形路径。在本发明的另一个实施方式中，外部光源和积分球横向于在样品片材的侧边缘之间的运送方向同步地移动，从而进行传送和/或反射测量的同时在移动的样品片材s的上形成虚拟对角线或之字形路径。测量系统还包含控制单元，其被配置以控制检测组件及其各构件的操作和移动，并且获取、存储和处理测量信息。
图1示出了本发明的系统，在测量在玻璃片材的一个表面上具有抗反射涂层的玻璃片材的透射和反射性质的方法期间，同时片材s穿过样品端口1并被外部光源5照射，以记录由片材s透射的光的检测信号i2和光谱2。为了确定片材s的透射率t，需要根据如上所述的测量原理再进行三次测量：
o光谱1：外部光源5的检测信号i1，在样品端口2处无样品；
o光谱3：外部光源4的检测信号i3，在样品端口2处无样品；
o光谱4：外部光源4的检测信号i4，在样品端口2处无样品s。
为了减少总测量时间，并且为了能够在移动的样品片材上记录更多光谱，已经可以记录光谱1和3并将其存储在控制单元中。现在将样品s的透射率t计算为t＝(i2/i1)*(i3/i4)。
为了确定样品片材s的反射率r，类似地记录4个光谱，但仅使用内部光源4：
o光谱5：在样品端口2处由具有已知反射率r参考的参考标准物9直接反射的内部光源5的检测信号i5；
o光谱6：在样品端口2处由样品片材s直接反射的内部光源5的检测信号i6；
o光谱7：从壁反射的内部光源5的检测信号i7，在样品端口2处具有参考标准物9；
o光谱8：从壁反射的内部光源5的检测信号i8，在样品端口2处具有样品片材s。
到于测量t，可以在与样品s不同的时间记录光谱5和7。现在将样品s的反射率r计算为r＝(i6/i5)*(i7/i8)*r参考。
在图2中表现了用于记录反射率光谱7的情况，其中挡板8被定位成使得光检测器3仅测量经由积分球的壁反射的光。
图3示意性地示出了本发明的另一个实施方式，其中在检测端口处2种光检测器和光谱仪3a(也称为轴检测器)和3b被连接到积分球1，以分别测量从球1的壁反射的光，或者直接来自样本端口2的光。在这样的实施方式中不需要切换挡板。
图4示意性地示出了本发明的另一个实施方式，其中在检测端口处两种光检测器和光谱仪3a和3b被连接到积分球1。光检测器3a也被称为壁检测器，因为它测量从积分球1的内壁反射的光。光检测器3b也被称为反射率检测器，因为它测量直接来自样品端口2的光。由于光检测器具有方向灵敏性(优选地由准直器增强)，因此当样品放置在样品端口处时，光检测器3b将测量由样品反射的来自积分球的光。此外，第三光检测器和光谱仪3c与样品端口轴向对齐(由线a表示)并与样品s相对排布。光检测器3c也被称为透射检测器，因为它测量穿过样品或参考标准物(如果有的话)的来自积分球的辐射。在该实施方式中不需要切换挡板。在图4中，还示出了从内部光源引导的光束。观察到来自内部光源的光束不直接落在任何检测器3a和3b上、在样品开口上或由壁检测器测量的壁的部分上(也在图4中与壁检测器3a相对地示出)。在内部光源的光束首次反射到积分球的壁上之后，光将被分布到壁的所有部分并再次进行进一步反射，从而创建可以被看作是在壁的所有部分处均匀地产生同质光源。每个检测器优选地连接到单独的准直器11和可移动的快门12，该快门优选地被排布靠近准直器，以允许在打开和关闭位置之间尽可能短的移动距离。这种准直器和可移动快门也优选地被排布用于本发明的其他实施方式(包括图1-3中公开的实施方式)中的检测器。
在图4中，指出了检测器3a和3b被部分地排布在积分球内。检测器也可以被排布在壁的外部，例如经由连接管连接。