光致变色玻璃的光色性能检测方法及检测装置与流程

本发明涉及功能玻璃检测技术领域，特别是涉及一种光致变色玻璃的光色性能检测方法及检测装置。

背景技术：

以变色为工作原理的功能玻璃是近年热门的新玻璃技术，常见变色玻璃有光致变色、气致变色、热致变色、电致变色等类型。光致变色玻璃，简称光色玻璃，即在一定波长的光辐照后能产生着色，光照停止后，经一段时间又能恢复到原始状态。由于其透光性可随辐射光强度的改变而改变，因此能够使室内始终具有较适中的亮度，提供适宜的大视野视觉环境，同时在阳光充足时，可有效减少热量传入室内，降低空调使用频率，实现节能降耗的目的。

由于光色玻璃的众多优点，已经吸引了许多研究者的注意。然而目前的研究集中在材料制备方法、成膜技术、变色机理等方向，对测试关键指标变色性能的装置研究较少。由于变色和检测都需要光源，光学仪器易相互影响，目前缺乏既科学可靠又简易便捷的测试装置。此外，现有光色玻璃的测试常依据变色镜片的方法，为实现保护眼睛目的，镜片一般要求变色速率快，变色程度深。光色玻璃的适用性较广，要根据场所对透光的不同需要，定制差异化变色特性的产品，而目前还缺少可普适于不同变色特性的光色玻璃的检测方法。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光致变色玻璃的光色性能检测方法及检测装置，用于解决现有技术中无法针对不同变色特性的光色玻璃进行检测的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光致变色玻璃的光色性能检测方法，包括变暗性能检测，所述变暗性能检测的具体步骤为：

1)预设第一变化率限定值，预设第一预设时间，第一预设时间为透光率仪进行两次检测的间隔时间；

2)控制光致变色玻璃在激发光源处持续照射，再将光致变色玻璃移动一段距离至透光率仪处进行检测，将光致变色玻璃在激发光源和透光率仪处往复切换进行间隔检测，间隔检测中相邻两次的间隔时间为所述间隔时间值，且同时记录每次检测的光致变色玻璃的透光率，并且计算连续两次透光率间的变化率值，直至连续两次透光率间的变化率值小于预设变化率限定值时，结束检测，当前时刻光致变色玻璃的透光率为饱和变暗透光率，并且记录结束检测所需的总时间；

3)根据步骤2)所获得的饱和变暗透光率和所记录的总时间来判断光致变色玻璃的变暗性能。

优选的，所述第一变化率限定值为0.001～0.1；所述第一预设时间为5秒～5分钟。

优选的，还包括复明性能检测，具体包括：

在所述步骤1)中，还预设第二变化率限定值，以及第二预设时间，第二预设时间为透光率仪进行两次检测的间隔时间；

在所述步骤2)结束后进行以下步骤a)：将步骤2)中最后一次所检测的光致变色玻璃1间隔所述第二预设时间再在透光率仪3处进行检测，且重复间隔所述第二预设时间进行多次检测，同时记录每次检测的光致变色玻璃的透光率，并且计算连续两次透光率间的变化率值，直至连续两次透光率间的变化率值小于预设变化率限定值时，结束检测，当前时刻光致变色玻璃的透光率为饱和复明透光率，并且记录结束检测所需的总时间；

根据步骤a)所获得的饱和复明透光率和所记录的总时间来判断光致变色玻璃的复明性能。

优选的，所述第二变化率限定值为0.001～0.1，所述第二预设时间为1秒～1分钟。

优选的，所述激发光源所发光为1万～20万勒克斯可见光。

本发明还提供一种光致变色玻璃的光色性能检测装置，其包括：激发光源和透光率仪，以及切换装置、控制系统，激发光源和透光率仪间隔一段距离，所述激发光源和透光率仪、切换装置均与控制系统相连，所述控制系统控制所述切换装置动作，所述切换装置将待检测的光致变色玻璃在激发光源和透光率仪间移动切换。

优选的，所述激发光源为氙弧灯、氙弧光灯、紫外光灯或红外光灯。

优选的，所述透光率仪为快响应光谱仪或分光光度计。

优选的，所述切换装置包括移动平台、驱动机构以及导轨，所述导轨的两端分别延伸至所述激发光源和所述透光率仪处，所述移动平台用于固定待检测的光致变色玻璃，所述驱动机构与所述控制系统相连，以驱动所述移动平台沿所述导轨运动。

优选的，所述切换装置包括驱动机构以及旋转盘，所述激发光源和所述透光率仪分别设于所述旋转盘的两侧，所述旋转盘用于固定待检测的光致变色玻璃，所述驱动机构与所述控制系统相连，以驱动所述旋转盘转动，使光致变色玻璃在所述激发光源和所述透光率间切换。

如上所述，本发明的光致变色玻璃的光色性能检测方法及检测装置，具有以下有益效果：本发明通过光致变色玻璃在激发光源和透光率仪间切换，且激发光源和透光率仪间具有一段距离，两者互不影响，且不需要联用多个光谱监测设备，既减少人为因素的影响，保持良好的准确性，同时也大大降低了检测成本；另外，由于控制系统能按需调整激发光源的持续照射时间，通过实时计算前后两次透光率的变化率，以此方便地找到不同变色特性的光色玻璃最低饱和透光率，进而检测其变色和复明性能。因此本发明的检测方法及检测装置，其可应用于不同类型光色玻璃，均可方便准确地获取其光色性能指标。

附图说明

图1为本发明光致变色玻璃的光色性能检测方法的原理图。

图2为本发明光致变色玻璃的光色性能检测方法的流程图。

图3为本发明光致变色玻璃的光色性能检测装置的原理框图。

图4为光致变色玻璃的光色性能检测装置的第一实施例的示意图。

图5为光致变色玻璃的光色性能检测装置的第二实施例的示意图。

图6为光致变色玻璃的光色性能检测装置的第三实施例的示意图。

元件标号说明

1光致变色玻璃

2激发光源

3透光率仪

4切换装置

5控制器

6计算显示单元

7金属板

21第一支架

22氙弧光灯

23紫外灯

24、34支架

31第二支架

32分光光度计

33支架

41驱动电机

42滑块

43直线导轨

44支撑架

45滚珠丝杆

46安装架

47旋转盘

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本说明书中，透光率变化率值定义为：获取前后两次连续检测所得透光率，计算两者间的差值，将差值与两者中最大值的比值记为透光率变化率值；变化率限定值定义为：光致变色玻璃在变暗过程中或复明过程中的极限值。

本发明提供一种光致变色玻璃的光色性能检测方法，其可实现检测光致变色玻璃1的变暗性能，见图1所示，具体为：

1)预设变暗检测中的第一变化率限定值c1，预设第一预设时间，第一预设时间为透光率仪进行两次检测的间隔时间，本实施例中第一预设时间其主要为在激发光源处的持续照射时间，将光致变色玻璃在激发光源2和透光率仪间切换的时间忽略，本实施例中，第一预设时间t1可以为5秒～5分钟，优选为10秒、30秒或60秒，第一变化率限定值c1可以为0.001～0.1，优选为0.01、0.02或0.03；

2)将待检测的光致变色玻璃先放置位置1(本实施例中将激发光源处称为位置1，将透光率仪处称为位置2)处，激发光源2激发光致变色玻璃1，持续第一预设时间t1后，将光致变色玻璃1移动至透光率仪3检测，记录当前时刻光致变色玻璃的透光率，并且记为ti-1；重复将光致变色玻璃1移回至激发光源2处照射第一预设时间t1，再移动至透光率仪检测，实时计算前后两次透光率变化率值(ti-1-ti)/ti-1，直至(ti-1-ti)/ti-1<上述的第一变化率限定值c1，结束检测，将ti作为变暗检测的饱和透光率，也称为饱和变暗透光率，并且记录结束检测所需的总时间，进入步骤3)；其中，透光率ti-1和ti为变暗过程中，考虑了人眼视觉函数影响，对整个可见光波长范围积分后的透光率，i的取值为变暗过程中所检测记录的次数；

3)根据步骤2)所获得的饱和变暗透光率和所记录的总时间来判断光致变色玻璃的变暗性能。

本发明通过光致变色玻璃1在激发光源2和透光率仪3间切换，且激发光源1和透光率仪3间具有一段距离，两者互不影响，且不需要联用多个光谱监测设备，既减少人为因素的影响，保持良好的准确性，同时也大大降低了检测成本，可获得光致变色玻璃1的变暗性能，且确定光致变色玻璃1的达到饱和变暗度，为复明性能检测做好基准。

作为一实施例，本实施例还可实现检测光致变色玻璃1的复明性能，具体为：

1)预设复明检测中透光率仪进行两次检测的间隔时间(即第二预设时间t2)和第二变化率限定值c2，第二预设时间t2可以为1秒～1分钟，优选为5秒、10秒或15秒，第二变化率限定值c2可以为0.001～0.1，优选为0.01,0.005或0.001；

2)将上述变暗性能检测中步骤2)中最后一次所检测的光致变色玻璃1间隔第二预设时间再在透光率仪3处进行检测，记录当前时刻光致变色玻璃1的透光率，并且记为t’j-1；且重复间隔第二预设时间t2进行多次检测，实时计算前后两次透光率变化率值(t’j-t’j-1)/t’j，直至(t’j-t’j-1)/t’j<第二变化率限定值c2，结束检测，将t’j作为复明检测中的饱和透光率，也称为饱和复明透光率，并且记录结束检测所需的总时间，进入步骤3)；透光率t’j-1和t’j为复明过程中，考虑了人眼视觉函数影响，对整个可见光波长范围积分后的透光率，j的取值为复明过程中检测所记录的次数；

3)根据步骤2)所获得的饱和复明透光率和所记录的总时间来判断光致变色玻璃的复明性能。

作为另一实施例，本实施例可对光致色玻璃进行变暗检测和复明检测，具体检测过程可以为：见图2所示，

1)预设各参数值，包括：变暗检测中所需的第一预设时间t1，第一变化率限定值c1，第一预设时间t1可以为5秒～5分钟，优选为10秒、30秒或60秒，变化率限定值c1可以为0.001～0.1，优选为0.01、0.02或0.03；复明检测中所需的第二预设时间t2和第二变化率限定值c2，第二预设时间t2可以为1秒～1分钟，优选为5秒、10秒或15秒，第二变化率限定值c2可以为0.001～0.1，优选为0.01,0.005或0.001；

2)将待检测的光致变色玻璃先放置位置1(本实施例中将激发光源处称为位置1，将透光率仪处称为位置2)处，先进行变暗检测，其过程为上述变暗性能所需的检测步骤，即：激发光源2激发光致变色玻璃1，持续第一预设时间t1后，将光致变色玻璃1移动至透光率仪3检测，记录当前时刻光致变色玻璃的透光率，并且记为ti-1；重复将光致变色玻璃1移回至激发光源2处照射第一预设时间t1，再移动至透光率仪检测，实时计算前后两次透光率变化率值(ti-1-ti)/ti-1，直至(ti-1-ti)/ti-1<第一变化率限定值c1，结束检测，将ti作为变暗检测的饱和透光率，也称为饱和变暗透光率，并且记录结束检测所需的总时间，进入步骤3)；

3)进行复明检测，将步骤2)最后一次检测的光致变色玻璃1间隔第二预设时间t2后，再在透光率仪3处进行检测，记录当前时刻光致变色玻璃1的透光率，并且记为t’j-1；重复使光致变色玻璃1间隔第二预设时间t2进行多次检测，实时计算前后两次透光率变化率值(t’j-t’j-1)/t’j，直至(t’j-t’j-1)/t’j<第二变化率限定值c2，结束检测，将t’j作为复明检测中的饱和透光率，也称为饱和复明透光率，并且记录结束检测所需的总时间；

4)根据步骤2)所获得的饱和变暗透光率和所记录的总时间来判断光致变色玻璃的变暗性能，根据步骤3)所获得的饱和复明透光率和所记录的总时间来判断光致变色玻璃的复明性能。

本实施例中激发光源所发光为1万～20万勒克斯可见光；上述光致变色玻璃1可以是用有机或无机材料制备的光色玻璃，也可以是用有机无机复合材料制备的光色玻璃。

本发明还提供一种光致变色玻璃的光色性能检测装置，其可实现上述光色性能检测方法，见图3所示，其主要包括：激发光源2和透光率仪3，以及切换装置4、控制系统(包括控制器5、计算显示单元6以及电源)，激发光源2和透光率仪3、切换装置4均与控制系统相连，控制系统控制切换装置4将待检测的光致变色玻璃1在激发光源(即玻璃放置位置1)和透光率仪(即玻璃放置位置2)间移动切换。本发明控制器5可控制切换装置4在两位置间切换，且可控制激发光源2的激发时间，控制器5将透光率仪3检测到的透光率传输至计算显示单元6，其可用于显示，也可将上述形成的透光率随时间变化曲线显示出来。

实施例1

见图4所示，本实施例中切换装置包括支撑架44、设于支撑架44上的直线导轨43以及沿直线导轨43上的滑槽滑动的滑块42、驱动机构(本实施例中为驱动电机41)，滑块42与移动平台相固定，移动平台用于固定待检测的光致变色玻璃1，直线导轨43的两端分别延伸至激发光源(本实施例为氙弧光灯22)和透光率仪(本实施例为分光光度计33)处，驱动机构与控制系统相连，以驱动移动平台沿直线导轨43运动。本实施例中激发光源通过第一支架21固定在上述支撑架44上，透光率仪通过第二支架31固定在上述支撑架44上。

在室温下，首先将充分褪色的光致变色玻璃1固定在移动平台上，并置于氙弧光灯22的正前方。将光源光强设置为5万勒克斯，第一预设时间t1设置为30秒、第二预设时间t2设置为15秒，设定第一变化率限定值c1为0.01、第二变化率限定值c2为0.001，参数设置完成后开始测试。控制系统控制光致变色玻璃1在氙弧光灯22处和分光光度计33间等待、切换，并重复此过程，完成变暗性能检测，继续使光致变色玻璃1在分光光度计33处进行间隔检测，完成复明性能检测。从计算显示单元6可得到饱和变暗透光率和饱和复明透光率，进而判定其变暗和复明性能。

本实施例中上述激发光源还可为氙弧灯、紫外光灯或红外光灯。透光率仪还可为快响应光谱仪或分光光度计。

实施例2

本实施例与上述实施例1不同之处主要在于切换装置，见图5所示，本实施例的切换装置主要包括驱动电机41、滚珠丝杆45，以及与滚珠丝杆相连的安装架46，上述光致变色玻璃1安装在安装架46上，控制系统控制驱动电机41转动，以此控制的滚珠丝杆45带动安装架46在激发光源(本实施例为紫外灯23)和透光率仪(本实施例为快响应的光谱仪)间切换。

本实施例中整个检测装置安装在金属板7上，透光率仪通过支架33固定在紫外灯23的一侧，两者间具有一段距离。在室温下，首先将充分褪色的光致变色玻璃1通过固定在安装架46上，并置于紫外灯23的正前方。将光源光强设置为10瓦/平方米，第一预设时间t1设置为60秒、t2设置为30秒，设定变化率限定值c1为0.02、变化率限定值c2为0.005，参数设置完成后开始测试。光致变色玻璃1将按设定在紫外灯23和透光率仪间等待、切换，并重复此过程，完成变暗性能检测，继续使光致变色玻璃1在透光率仪处进行间隔检测，完成复明性能检测。从计算显示单元6可得到饱和变暗透光率和饱和复明透光率，进而判定其变暗和复明性能。

实施例3

本实施例与上述实施例1不同之处主要在于切换装置，见图6所示，本实施例的切换装置主要包括驱动电机41、与驱动电机41相连的旋转盘47，激发光源(本实施例为氙弧光灯)和透光率仪位于旋转盘47的两侧，上述光致变色玻璃1安装在旋转盘47上，控制系统控制驱动电机41转动，以此控制的旋转盘47转动，进而使光致变色玻璃1在激发光源和透光率仪间切换。本实施例为便于安装，上述整个检测装置设于金属板7上，上述氙弧光灯通过支架24固定在金属板7上，透光率仪通过支架34固定在金属板7上。

在室温下，首先将充分褪色的光致变色玻璃1通过固定在旋转盘47上，并置于氙弧光灯的正前方。将光源光强设置为10万勒克斯，第一预设时间t1设置为15秒、第二预设时间t2设置为10秒，设定c1为0.01、c2为0.001，参数设置完成后开始测试。光致变色玻璃1将按设定在氙弧光灯和透光率仪间等待、切换，并重复此过程，完成变暗性能检测，继续使光致变色玻璃1在透光率仪处进行间隔检测，完成复明性能检测。从计算显示单元6可得到饱和变暗透光率和饱和复明透光率，进而判定其变暗和复明性能。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。