一种快速分光透光率仪的制作方法

本实用新型涉及一种快速分光透光率仪，属于分光透光率仪技术领域。

背景技术：

在工业生产中，有许多被测样品体积或尺寸都较小，如1mm左右的光学镜头；注塑成型的微小光学工件等；被印刷成特定小面积的功能油墨。比如电子行业的红外感应窗口和触摸屏的红外感应窗口，这种电子行业的触摸屏和显示屏感应孔一般面积较小，最小可以到0.2mm的直径，其对红外线和可见光的透光率有要求；又比如实现半透明效果的丝印图形，对可见光透光率也有要求。由于印刷的工艺限制，导致批次印刷，存在差异。如果更换油墨或者使用配比和原料改变都会影响谱形态、透光率、色度等。在大批量检测中，也要求测量仪器速度较快。

目前使用较多的是传统机械扫描型光谱仪，其扫描速度慢，不适合快速测量，而且受到其光路的设计原因，测量光斑直径不能很小，一般都在3mm以上。

由于样品小，传统测量方式没有对中的指示，测量对中也不方便。

由于机械扫描存在多个部分的机械运动，传统机械扫描型光谱仪长时间运行后光学测量的重复性能下降，精度变差。

传统扫描型分光仪器也不能快速给出色坐标和色差。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型的主要目的是提供一种快速分光透光率仪，其可以快速测量小区域内材料的透光率、色度和色差参数。

技术方案：为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种快速分光透光率仪，包括光源、光纤接收探头、光纤、快速光谱检测器、显示处理单元和机箱，所述光纤和快速光谱检测器位于机箱内部，光纤一端连接快速光谱检测器，另一端穿透机箱的上表面，与设置在机箱上表面的光纤接收探头连接，光纤接收探头正上方设置光源，快速光谱检测器还与机箱外部的显示处理单元相连接。

所述光纤接收探头能够将收集到的光，通过光纤传送入快速光谱检测器，快速光谱检测器能够将接收到的光信号转化为电信号，然后再转化为数字信号，传输给与其相连接的显示处理单元，显示处理单元能够将接收到的数字信号经过软件算法运算后，显示出所测参数。

作为本实用新型的优选方案：

所述光源为发射单一光或者复合光的装置，优选卤钨灯。所发出的光照射到样品上。

所述光纤可以为单根光纤，同时快速光谱检测器内部设有指示照明光源。所述光纤既能传输光纤接收探头收集的光，也能做指示照明，做指示照明时，指示灯从快速光谱检测器内部发出光。

或者，所述光纤也可以由多根光纤组成，一根用于传输光纤接收探头收集的光，其余用于指示照明，同时快速光谱检测器内部设有指示照明光源。

所述指示照明光源选自卤钨灯，激光器或者led发光二极管，优选led发光二极管。

所述快速光谱检测器由入射光纤、分光光路、阵列探测器以及信号采集控制单元组成。

所述分光光路能够将接收到的光经过准直、色散、再聚焦成像在阵列探测器上，阵列探测器将光信号转换成电信号，信号采集控制单元将电信号转换成数字信号传送给显示处理单元。

所述的分光光路可以是带通滤色片也可以是光学色散元件，包括平面光栅、凹面光栅。

所述的分光光路可以是c-t结构的平面光栅、一组反射镜和聚焦镜组合。

所述的分光光路可以是平场凹面光栅。

所述的探测器可以是多组光电管、阵列探测器ccd、阵列探测器pda及阵列探测器cmos。

所述的显示处理控制单元具备将数字信号进行软件处理、算法运算、显示测量数值、键盘输入、控制输出、储存保存、连接计算机、储存卡接口和触摸屏输入功能，可以是计算机也可以是嵌入式采集系统。

所述光源为可移动式光源，或者通过支架固定在机箱上。

有益效果：相对于现有技术，本实用新型快速分光透光率仪，测量速度快，测量样品区域小，透光率和颜色数据可以一次性测量，数据重复性高、数据稳定可靠；由于无光学扫描部件，故长期运行可靠性高；测量光路为上下结构，平台为水平结构，适合测量不同材质和规格的样品。整个设备集成度高，可以实现小型化设计，通过同一仪器实现了多个参数测量，节约了成本。

附图说明

图1：本实用新型快速分光透光率仪结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例

一种快速分光透光率仪结构图，如图1所示，包括光源101、光纤接收探头102、光纤104、快速光谱检测器105、显示处理单元106和机箱107，光纤104和快速光谱检测器105位于机箱107内部，光纤104一端连接快速光谱检测器105，另一端穿透机箱107的上表面，与设置在机箱107上表面的光纤接收探头102连接，光纤接收探头102正上方设置光源101，快速光谱检测器105还与机箱107外部的显示处理单元106相连接。

光源101为单一光源或者复合光源，所发出的光照射到样品上，本实施例中优选10瓦高稳定卤钨灯。

光纤接收探头102优先选用内径0.4mm石英光纤。

光纤104可以为单根光纤构成，同时快速光谱检测器105内部设有指示照明光源。所述光纤104既能收集光也能做指示照明，做指示照明时，指示灯从快速光谱检测器内部发出光。

光纤104也可以由多根光纤组成，一根用于收集光，其余用于指示照明，同时快速光谱检测器105内部设有指示照明光源。本实施例中优选中心一根为0.4mm直径光纤，周围选用六根0.2mm光纤照明。

指示照明光源可以为卤钨灯，激光器或者led发光二极管，本实施例中优选led发光二极管。指示照明光源开关可以手动控制也可以自动控制。

快速光谱检测器105由入射光纤、准直镜、聚焦镜、光栅、阵列探测器以及信号采集控制单元组成。

本实施例中，入射光纤0.4mm直径，聚焦镜焦距100mm，准直径焦距100mm，该快速光谱检测器105光谱范围200-1100nm。

探测器优先选用阵列探测器，像元3000个。

信号采集控制单元优先选用dsp数字运算处理器。

显示处理单元106基于嵌入式linux软件平台，以及arm9硬件，通过usb连接快速光谱检测器，显示器采用7英寸tft面板，电阻触摸屏人机接口。

光源101为可移动式光源，或者通过支架固定在机箱上。

本实用新型快速分光透光率仪的工作原理如下：

光源101发射的光从上部分垂直照射到样品103上，穿透样品103到达光纤接收探头102。光纤接收探头102收集穿透样品103的光，收集到的光通过光纤104进入快速光谱检测器105，光纤104也能提供指示照明。在快速光谱检测器105内，混合的光经过准直、色散、再聚焦成像在阵列探测器上，阵列探测器将光信号转换成电信号，信号采集控制单元将电信号转换成数字信号传送给显示处理单元106，经过算法运算后，在显示处理单元106显示出所测参数。测量色差时，需要先测量一片颜色参考片，记为e0，其余被测样品为e，经过算法即可给出△e。如果需要对中指示，可以开启对中指示灯(设置在快速光谱检测器105内部的指示照明光源)，对中指示灯通过光纤104的导入，在光纤接收探头102往上发光，穿透样品103显示对中位置，也即样品103测量的区域。

采用本实用新型快速分光透光率仪检测样品的方法，包括以下具体步骤：

第一步，对仪器进行校准调零：

通过键盘或者触摸屏选择校准功能，对空气或者其他样品进行透光率测量，使所测值在各个波长下为100％(也称自动归一)；

第二步，对小区域样品进行对中：

对中指示灯通过多根光纤104的多根指示照明光纤导入，在接收光孔处往上发光，穿透样品显示对中位置，也即样品测量的区域，对中结束关闭开启对中指示灯，如果样品透明度高能直接透过样品看到下面的接收孔，也可以省掉此步骤；

第三步，样品参数测量：

由于仪器在上述过程中一直在测量，所以关闭指示灯后所测数据即为样品实际参数，如需要测量色差，只需要预先测量颜色参考片e0，再得出△e。

至此，一次样品测量的流程结束，如需要测量其他样品仅需要重复第二、三步即可。