本发明涉及透过率测量技术领域，特别是涉及透过率测定仪。
背景技术：
目前针对几乎不透光的玻璃样品透光率检测方式主要采用强光源入射高灵敏度光电倍增管接收的技术方案，强光源准直后的测量光束穿过待测样品后变成微弱的散射光束，经过积分球收集散射光束后由光电倍增管传感器进行光电转化，再经过AD采集后送至中央处理器运算和处理。这种测量方式缺点明显：系统复杂、成本高、体积大、响应速度慢、动态范围小、稳定性差、易受背景光干扰、不能消除光源漂移等问题。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种透过率测定仪，实现针对极低透过率极小测光孔的玻璃样品进行精准透过率检测。
一种透过率测定仪，包括：
光源驱动模块，所述光源驱动模块包括LED驱动电路和被所述驱动电路驱动的LED光源；
发射镜头，所述发射镜头包括一平凸透镜，所述LED光源位于所述平凸透镜的焦距，所述发射镜头产生直径3mm到8mm的LED平行光测量光束穿过待测样品；
感光头，所述感光头包括感光头主体和位于所述感光头主体内的感光元件；所述感光头主体前端设有直径0.4mm到1.5mm的传感透光孔；穿过所述待测样品的LED平行光测量光束继续穿过所述传感透光孔照射在所述感光元件上；
以及
微控制器主控单元，所述微控制器主控单元包括：
网络通信模块，所述网络通信模块用于与外部设备通信；
微处理器，所述微处理器电连接所述网络通信模块和所述感光头，所述微处理器对所述LED驱动电路进行频率调制；以及
电源模块，所述电源模块给所述网络通信模块和所述微处理器供电。
上述透过率测定仪结构采用大测量光束平行入射，小透光孔径光敏传感的测量方式，实现针对极低透过率极小测光孔的玻璃样品进行精准透过率检测。
在另外的一个实施例中，所述感光头采用杭州汇光科技有限公司的HG550感应头模组。
在另外的一个实施例中，所述LED平行光测量光束的直径为6mm。
在另外的一个实施例中，所述传感透光孔的直径为0.5mm。
在另外的一个实施例中，所述电源模块采用金升阳IB0503XT-1WR2的隔离稳压电源。
在另外的一个实施例中，所述LED光源采用550nm的绿色LED。
在另外的一个实施例中，所述网络通信模块采用蓝牙通讯协议与外部设备通信。
在另外的一个实施例中，所述网络通信模块采用RJ-45标准网络接口与外部设备通信。
在另外的一个实施例中，所述微处理器采用32位ARM内核微控制器。
在另外的一个实施例中，所述微处理器采用意法半导体公司型号为STM32F103的可编程集成芯片。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种透过率测定仪的结构示意简图。
图2为本申请实施例提供的一种透过率测定仪中的感光元件的工作原理示意图。
图3为本申请实施例提供的一种透过率测定仪的工作原理流程图。
图4为本申请实施例提供的一种透过率测定仪的典型应用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本申请实施例提供的一种透过率测定仪的结构示意简图。
一种透过率测定仪，包括：光源驱动模块100、发射镜头200、感光头300和微控制器主控单元400。
所述光源驱动模块包括LED驱动电路和被所述驱动电路驱动的LED光源。
光源驱动模块用于产生驱动LED光源所需的频率调制信号。光源采用单色或宽光谱LED设计，本实施方式中选用550nm的绿色LED，可以实现快速点亮或熄灭，驱动电路由MOS开关三极管等元件组成，采用恒压驱动方式，受控于微处理器的频率调制，交流光测量的方式可以确保实时消除背景光干扰及光源自身漂移的测量误差。
所述发射镜头包括一平凸透镜，所述LED光源位于所述平凸透镜的焦距，所述发射镜头产生直径3mm到8mm的LED平行光测量光束穿过待测样品。具体地，所述平凸透镜的直径为25mm。
在另外的一个实施例中，所述LED平行光测量光束的直径为6mm。
所述感光头包括感光头主体和位于所述感光头主体内的感光元件。所述感光头主体前端设有直径0.4mm到1.5mm的传感透光孔。穿过所述待测样品的LED平行光测量光束继续穿过所述传感透光孔照射在所述感光元件上。
在另外的一个实施例中，所述传感透光孔的直径为0.5mm。
感光头采用高分辨率感光头。参阅图2为本申请实施例提供的一种透过率测定仪中的感光元件的工作原理示意图。高分辨率感光头用于感应光强，将光强转换为数字量输出。高分辨感光头模组内部主要由一只高分辨率可编程感光元件以及配套的电源电路组成。感光元件内部集成光电二极管、AD转换器、I2C总线以及两种可编程寄存器。当微处理器通过I2C总线配置开启感光元件后，入射光线照射到感光元件表面时光电二极管进行光电转化。AD转换器随之进行模数转化，将光强值转换为相应的数字量暂存在寄存器。然后微处理器读取数字量并进行相应数据处理得到相应光强值，本实施方式中，高分辨率感光头模组采用型号为HG550(杭州汇光科技有限公司)的产品。
再次参阅图1为本申请实施例提供的一种透过率测定仪的结构示意简图。所述微控制器主控单元包括网络通信模块410、微处理器420和电源模块430。
所述网络通信模块用于与外部设备通信。
也就是说，网络通信模块用于对外部设备的网络数据交互控制。网络通信模块是FPGA核心处理器模块与外部设备交互的通信桥梁，具体地可以采用RJ45标准网络接口，实时接收外部网络数据与处理器交互。可以理解，也可以采用蓝牙或者wifi或者3G等无线传输方式与外部设备进行通信交互。可以理解，所述外部设备可以是上位机。
所述微处理器电连接所述网络通信模块和所述感光头，所述微处理器对所述LED驱动电路进行频率调制。
具体地，本实施方式中MCU采用32位ARM内核微控制器，型号为STM32F103的(意法半导体(ST)公司)可编程集成芯片，工作时钟频率可以高达72MHz。微处理器与光源驱动模块相连，通过控制光源驱动模块实现光源开启关断的频率控制。微处理器与感光头相连，对其进行参数设置以及光强采集。微处理器与网络通信模块相连，进行对外部设备的网络数据交互控制。
电源模块，所述电源模块给所述网络通信模块和所述微处理器供电。
也就是说，电源模块用于给微控制器主控单元中的各功能器件提供稳定直流工作电压。本实施方式中采用型号为金升阳IB0503XT-1WR2的隔离稳压电源供电，与外界电网保持隔离，确保各个功能单元的供电能够纯净可靠。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明测量光源采用单色或宽光谱LED设计，具有体积小、功耗低、光谱稳定、实时频率响应特性佳等优点。
(2)本发明光源驱动单元采用频率调制的交流光调频设计，以确保实时消除背景光干扰及光源自身漂移的测量误差。
(3)本发明感光元件采用高分辨率传感器结构设计，整体模拟增益和数字输出时间均可编程控制，以确保动态范围可达100万。
(4)本发明光路系统采用大测量光束平行入射，小透光孔径光敏传感的测量方式，LED调频光束一般可为3mm～8mm直径，光敏传感小透光孔径一般为0.4mm～1.5mm。
图3为本申请实施例提供的一种透过率测定仪的工作原理流程图。软件程序从上电开启后进入初始化配置，然后等待网口命令。当收到采集光强命令，则微处理器打开光源，然后通过I2C发送采集指令到感光头测得参考光光强值，处理器读取光强值后关闭光源，再次发送指令读取暗环境光强值，然后进行数据处理，计算并上传两次光强差(光强差即是此时所需要的光强)，之后进入等待网口命令的状态。当收到设置参数命令(如改变曝光值)，则处理器内部改变相应的参数(如加大曝光值)并储存，同时回复相应指令代码以表示设置完成，然后进入等待网口命令状态。如果收到不符合的指令则处理器不做处理，继续等待网口命令状态。
图4为本申请实施例提供的一种透过率测定仪的典型应用示意图。本发明采用大测量光束平行入射，小透光孔径光敏传感的测量方式。微处理器控制光源驱动打开LED光源，光源交流调频光束经过准直透镜后入射到被测玻璃样品上，光束直径为6mm，光束透过玻璃样品后的微弱光再经过感光头的通光小孔后照射到感光元件光敏面上，光敏传感小透光孔径为0.5mm，由于感光头的通光小孔远小于待测样品上的光束光斑大小，故不论投射的光束光斑形状，感光头接收到的光面积能量始终只有0.5mm通光小孔面积的光能量，从而确保感光面光束光斑的均匀、稳定；同样原理，当插入光孔直径为1mm的被测玻璃样品时，此时的感光头接收到的光面积能量始终只有0.5mm通光小孔面积的光能量，从而确保放置样品前后的测量光能量的一致性。微处理器通过I2C总线开启感光元件并进行光强采集、读取，通过内部程序可编程控制高分辨率感光头模组HG550的模拟增益和数字输出时间，以达到动态范围100万单位，确保能高分辨率探测透过率<1％的毛玻璃样品，中央处理器读取数据并相关运算处理分析后，网络上传上位机，同时发送IO信号到外部执行机构。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。