专利名称：可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种积分球检测装置，具体是一种可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置。
背景技术：
测光积分球是光辐射测量领域中重要的基础光学设备。积分球可以作为理想漫射光源和勻光器。积分球的基本结构是一个内部空心的球体，球壁上均勻喷涂多层中性漫射材料，球壁上开有多个孔，作为光学探测器、光源或温度传感器的开孔，积分球上设置遮光挡板，光学探测器放置于遮光挡板后面，从而使探测器上接受到的光全部来自积分球内部涂层的漫射光，并挡住光源的直射光。在使用积分球测量光源光通量时，理想的积分球应具有各向同性，也就是说，一束一定光通量的光照入积分球内的任何角度，经积分球漫反射后在遮光挡板后面的积分球内壁上产生的照度值是一定的。但由于积分球涂层的工艺问题、积分球内部存在遮光挡板、积分球内部一些必要的附件、积分球的开孔等因素的存在，积分球内部不可能是各向同性的。为了解决上述问题，积分球生产厂家和积分球使用者都做出了努力，各积分球生产厂家通过各种方法来提高涂层的工艺、设计合理的挡板位置，但各向异性的问题还是无法完全消除；而积分球使用者也会根据经验或实验数据，确定待测光源的照射方向以期光通量测量误差减小到最小，但是由于待测光源千变万化，操作也比较繁琐，因此效果也不理
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发明内容本实用新型的目的就是为了避免背景技术中的不足之处，提供一种可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案一可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体、显示仪表，积分球本体的球壁上设有第一开孔，照度探头与第一开孔连接，显示仪表通过信号线与照度探头光学连接，积分球本体的中心与第一开孔之间设有遮光板，积分球本体的球壁上还设有第二开孔，积分球本体的球心处设有位于准直器内的稳定工作光源，积分球本体内准直器一侧设有第一电机，第一电机的动力输出轴与准直器的机壳固定连接，第二开孔外侧设有第二电机，第二电机与积分球本体之间设有密封罩盖，该密封罩盖上连接有轴承，第二电机的动力输出轴穿过轴承以及第二开孔伸入积分球本体内，且通过连接臂与第一电机的机壳固定连接，所述第二电机的动力输出轴的中心线延长线穿过积分球本体的球心，第一电机的动力输出轴中心线与第二电机的动力输出轴中心线相交于球心且相互垂直，准直器的光路中心线通过积分球本体的球心且与第一电机动力输出轴垂直，第一电机、第二电机的控制端通过电缆与控制器连接。或采用技术方案二 可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体、显示仪表，积分球本体的球壁上设有第一开孔，照度探头与第一开孔连接，显示仪表通过信号线与照度探头光学连接，积分球本体的中心与第一开孔之间设有遮光板，积分球本体的球壁上还设有第二开孔，积分球本体的中心设有位于准直器内的稳定工作光源， 积分球本体内准直器一侧设有第一电机，第一电机的动力输出轴与准直器的机壳固定连接，第二开孔外侧与积分球本体之间设有密封罩盖，积分球本体内设有第二电机，第二电机的机壳端通过固定棒与密封罩盖连接，第二电机的动力输出轴通过连接臂与第一电机的机壳固定连接，所述第二电机的动力输出轴的中心线延长线穿过积分球本体的球心，第一电机的动力输出轴的中心线与第二电机的动力输出轴的中心线相交于球心且相互垂直，准直器的光路中心线通过积分球本体的球心且与第一电机的动力输出轴垂直，第一电机、第二电机的控制端通过电缆与控制器连接。或采用技术方案三可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体、显示仪表，积分球本体的球壁上设有第一开孔，照度探头与第一开孔连接，显示仪表通过信号线与照度探头光学连接，积分球本体的中心与第一开孔之间设有遮光板，积分球本体的球壁上还设有第二开孔，第二开孔外侧与积分球本体之间设有密封罩盖，密封罩盖内设有内罩，内罩中部设有槽，槽内设有位于准直器内的稳定工作光源，所述内罩内槽一侧设有与内罩固定连接的第一电机，第一电机的动力输出轴与准直器的机壳连接，所述密封罩盖上端设有第二电机，密封罩盖上设有轴承，第二电机的动力输出轴与轴承连接并伸入密封罩盖内与内罩顶部中心连接，所述第二电机的动力输出轴的中心线通过积分球本体的球心，第一电机的动力输出轴与第二电机的动力输出轴相互垂直，第一电机的动力输出轴与准直器的光路中心线相互垂直，所述准直器的光路中心线和第一电机的动力输出轴中心线与第二电机的动力输出轴中心线的交叉点重合，第一电机、第二电机的控制端通过电缆与控制器连接。上述技术方案一和技术方案二中，密封罩盖外侧连接有电机罩壳，所述第二电机位于电机罩壳内。本实用新型与背景技术相比，本装置包含二个电机以及一个使光源发出的光变成窄角度光的准直器，控制电机的运转使窄角度光对积分球的各方向进行照射，读取照度探头的数据，从而可以对积分球内各个方向的反射特性进行准确测量。
图1是可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置结构示意图之一。图2是可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置结构示意图之二。图3是可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置结构示意图之三。图4是A放大图。
具体实施方式
实施例1 参照图1。可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体1、显示仪表3，积分球本体1的球壁上设有第一开孔la，照度探头5与第一开孔Ia 连接，显示仪表3通过信号线4与照度探头5光学连接，积分球本体1的中心与第一开孔Ia 之间设有遮光板2，积分球本体1的球壁上还设有第二开孔lb，积分球本体1的球心处设有位于准直器13内的稳定工作光源9，该准直器13的光路中心通过积分球本体1的球心，积分球本体1内准直器13 —侧设有第一电机12，第一电机12的动力输出轴14与准直器13 的机壳固定连接，第二开孔Ib外侧设有第二电机6，第二电机6与积分球本体1之间设有密封罩盖8，该密封罩盖8上连接有轴承10，第二电机6的动力输出轴11穿过轴承10以及第二开孔Ib伸入积分球本体1内，且通过连接臂Ila与第一电机12的机壳固定连接，所述第二电机6的动力输出轴11的中心线穿过积分球本体1的球心，第一电机12的动力输出轴 14中心线与第二电机6的动力输出轴11中心线相交于球心且相互垂直，准直器13的光路中心线通过球心且与第一电机12的动力输出轴14垂直，第一电机12、第二电机6的控制端通过电缆17与控制器16连接。密封罩盖8外侧连接有电机罩壳7，所述第二电机6位于电机罩壳7内。显示仪表3不必严格定标，只要显示球壁照度的相对值的即可。在积分球本体1上第二开孔可以位于积分球本体1的球壁上任何位置。控制器16通过电缆17与第二电机6、 第一电机12连接，从而由第二电机6带动其动力输出轴11以及由第一电机12带动其动力输出轴14运转，同时控制器16也负责给光源9供电。控制器16控制而第二电机6、第一电机12的运转，使第二电机6的动力输出轴11能360°转动，第一电机12的动力输出轴14 能180°转动(或者第二电机6的动力输出轴11能180°转动，第一电机12的动力输出轴 14能360°转动)，从而使准直器13的射出窄角度光15能覆盖积分球空间内的所有角度， 也就是说，窄角度光15能直接照射到积分球1内壁的所有位置(除遮光挡板2后部位置不能照到，只能直接照到遮光挡板2)。例如，我们可以套用灯具的C-Y坐标系统来描述积分球内的角度，那么测量范围应涵盖所有等间隔C平面(从C0°平面至C360°平面)内的所有等间隔角度Y (从至γ 180° )。需指出的是，在这里套用C-γ坐标系统以表述积分球内的角度，还应有所规定，比如，我们可以规定坐标系统的第一根轴垂直向地，CO0平面经过照度探头5的中心。在通常情况下，为保证测量精度，C平面的间隔与γ角度的间隔应足够小，相对应的，设计准直器13使射出的窄角度光15的扩散角也应足够小。具体测量方法是，点亮光源9并使之稳定发光，转动准直器13使窄角度光15以某个平面C内的某个γ角度射出，然后记录显示仪表3的照度数据与角度值，然后转动准直器13到下个γ角度，再记录显示仪表3的照度数据与角度值，依次类推，把该C平面内的所有角度Y全部测量一遍。然后转动准直器13到下一个C平面进行类似的测量，把所有的C平面都测试完成后，即得出一组与角度相关的照度数据。我们就可以使用这组基础数据分析积分球的各向异性；也可以通过其它方法，使用这组基础数据对用该积分球1进行测量光通量时的测量数据进行修正。实施例2 参照图2。可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体1、显示仪表3，积分球本体1的球壁上设有第一开孔la，照度探头5与第一开孔Ia 连接，显示仪表3通过信号线4与照度探头5光学连接，积分球本体1的中心与第一开孔Ia 之间设有遮光板2，积分球本体1的球壁上还设有第二开孔lb，积分球本体1的中心设有位于准直器13内的稳定工作光源9，积分球本体1内准直器13—侧设有第一电机12，第一电机12的动力输出轴14与准直器13的机壳固定连接，第二开孔Ib外侧与积分球本体1之间设有密封罩盖8，积分球本体1内设有第二电机6，第二电机6的机壳端通过固定棒18与密封罩盖8连接，第二电机6的动力输出轴11通过连接臂Ila与第一电机12的机壳固定连接，所述第二电机6的动力输出轴11的中心线穿过积分球本体1的球心，第一电机12的动力输出轴14中心线与第二电机6的动力输出轴11中心线相交于球心且相互垂直，准直器13的光路中心线通过球心且与第一电机12的动力输出轴14垂直，第一电机12、第二电机6的控制端通过电缆17与控制器16连接。显示仪表3不必严格定标，只要显示球壁照度的相对值的即可。在积分球本体1上的第二开孔Ib可以位于积分球本体1的球壁上任何位置。控制器16通过电缆17与第二电机6、第一电机12连接，从而由第二电机6带动其动力输出轴11以及由第一电机12带动其动力输出轴14运转，同时控制器16也负责给光源9供电。按要求控制第一电机12、第二电机6的运转，使第二电机6带动其动力输出轴11能在360°范围内转动，第一电机12带动其动力输出轴14在180°范围内转动(或第二电机6带动其动力输出轴11能在180°范围内转动，第一电机12带动其动力输出轴14在360°范围内转动)，从而使准直器13的射出窄角度光15能覆盖积分球空间内的所有角度，也就是说，窄角度光15能直接照射到积分球 1内壁的所有位置(遮光挡板2后部位置不能照到，只能直接照到遮光挡板幻。例如，我们可以套用灯具的C-Y坐标系统来描述积分球内的角度，那么测量范围应涵盖所有等间隔C 平面(从C0°平面至C360°平面)内的所有等间隔角度Y (从至γ 180° )。需指出的是，在这里套用C-Y坐标系统以表述积分球内的角度，还应有所规定，比如，我们可以规定坐标系统的第一根轴垂直向地，C0°平面经过照度探头5的中心。通常情况下，为保证测量精度，C平面的间隔与γ角度的间隔应足够小，相对应的，设计准直器13使射出的窄角度光15的扩散角也应足够小。具体测量方法是，点亮光源9并使之稳定发光，转动准直器13使窄角度光15以某个平面C内的某个γ角度射出，然后记录显示仪表3的照度数据与角度值，然后转动准直器13到下个γ角度，再记录显示仪表3的照度数据与角度值，依次类推，把该C平面内的所有角度Y全部测量一遍。然后转动准直器13到下一个C平面进行类似的测量，把所有的C平面都测试完成后，即得出一组与角度相关的照度数据。我们就可以使用这组基础数据分析积分球的各向异性；也可以通过其它方法，使用这组基础数据对用该积分球1进行测量光通量时的测量数据进行修正。实施例3 参照图3和4。可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体1、显示仪表3，积分球本体1的球壁上设有第一开孔la，照度探头5与第一开孔Ia连接，显示仪表3通过信号线4与照度探头5光学连接，积分球本体1的中心与第一开孔Ia之间设有遮光板2，积分球本体1的球壁上还设有第二开孔lb，第二开孔Ib外侧与积分球本体1之间设有密封罩盖8，密封罩盖8内设有内罩19，内罩19中部设有槽19a，槽 19a内设有位于准直器13内的稳定工作光源9，所述内罩19内的槽19a —侧设有与内罩19 固定连接的第一电机12，第一电机12的动力输出轴14与准直器13的机壳连接，所述密封罩盖8上端设有第二电机6，密封罩盖8上设有轴承10，第二电机6的动力输出轴11与轴承10连接并伸入密封罩盖8内与内罩19顶部中心连接，所述第二电机6的动力输出轴11 的中心线穿过积分球本体1的球心，第一电机12的动力输出轴14与第二电机6的动力输出轴11相互垂直，第一电机12的动力输出轴14与准直器13的光路中心线垂直，所述准直器1的光路中心和第一电机12的动力输出轴14中心线与第二电机6的动力输出轴11中心线的交叉点重合，第一电机12、第二电机6的控制端通过电缆17与控制器16连接。密封罩盖8外侧连接有电机罩壳7，所述第二电机6位于电机罩壳7内。[0022]显示仪表3不必严格定标，只要显示球壁照度的相对值的即可。内罩19上开有一道槽19a以使窄角度光15能通过。内罩19的另一个作用是挡住积分球本体1内的光向外发射，也挡住外部光进入积分球本体1内。所述第二开孔Ib可以开设在积分球本体1的位于球壁上的任何位置。控制器16通过电缆17控制第二电机6、第一电机12的运转，从而带动动力输出轴11、动力输出轴14运转。控制器16也负责给稳定工作光源9供电。按要求控制第二电机6、第一电机12的运转，使动力输出轴11能在360°范围内转动，转轴14在90°范围内转动(或者转轴11能在180°范围内转动，转轴14在180°范围内转动)，从而使准直器13的射出窄角度光15能覆盖积分球空间内的所有角度，也就是说，窄角度光15能直接照射到积分球1内壁的所有位置(遮光挡板2后部位置不能照到， 只能直接照到遮光挡板幻。例如，我们可以套用灯具的C-γ坐标系统来描述积分球内的角度，那么测量范围应涵盖所有等间隔C平面(从C0°平面至C360°平面)内的等间隔角度 Y (从至γ90° )。需指出的是，在这里套用C-γ坐标系统以表述积分球内的角度， 还应有所规定，比如，我们可以规定坐标系统的第一根轴通过球心，CO0平面经过照度探头 5的中心。通常情况下，为保证测量精度，C平面的间隔与γ角度的间隔应足够小，相对应的，设计准直器13使射出的窄角度光15的扩散角也应足够小。具体测量方法是，点亮光源9并使之稳定发光，转动准直器13使窄角度光15以某个平面C内的某个γ角度射出，然后记录显示仪表3的照度数据与角度值，然后转动准直器13到下个γ角度，再记录显示仪表3的照度数据与角度值，依次类推，把该C平面内的所有角度Y全部测量一遍。然后转动准直器13到下一个C平面进行类似的测量，把所有的C平面都测试完成后，即得出一组与角度相关的照度数据。我们就可以使用这组基础数据分析积分球的各向异性；也可以通过其它方法，使用这组基础数据对用该积分球1进行测量光通量时的测量数据进行修正。需要理解到的是上述实施例虽然对本实用新型的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本实用新型设计思路的简单文字描述，而不是对本实用新型思路的限制，任何不超出本实用新型设计思路的组合、增加或修改，均落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体、显示仪表， 积分球本体的球壁上设有第一开孔，照度探头与第一开孔连接，显示仪表通过信号线与照度探头光学连接，积分球本体的中心与第一开孔之间设有遮光板，其特征是积分球本体的球壁上还设有第二开孔，积分球本体的球心处设有位于准直器内的稳定工作光源，积分球本体内准直器一侧设有第一电机，第一电机的动力输出轴与准直器的机壳固定连接，第二开孔外侧设有第二电机，第二电机与积分球本体之间设有密封罩盖，该密封罩盖上连接有轴承，第二电机的动力输出轴穿过轴承以及第二开孔伸入积分球本体内，且通过连接臂与第一电机的机壳固定连接，所述第二电机的动力输出轴的中心线延长线穿过积分球本体的球心，第一电机的动力输出轴中心线与第二电机的动力输出轴中心线相交于球心且相互垂直，准直器的光路中心线通过积分球本体的球心且与第一电机动力输出轴垂直，第一电机、 第二电机的控制端通过电缆与控制器连接。
2.—种可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体、显示仪表， 积分球本体的球壁上设有第一开孔，照度探头与第一开孔连接，显示仪表通过信号线与照度探头光学连接，积分球本体的中心与第一开孔之间设有遮光板，其特征是积分球本体的球壁上还设有第二开孔，积分球本体的中心设有位于准直器内的稳定工作光源，积分球本体内准直器一侧设有第一电机，第一电机的动力输出轴与准直器的机壳固定连接，第二开孔外侧与积分球本体之间设有密封罩盖，积分球本体内设有第二电机，第二电机的机壳端通过固定棒与密封罩盖连接，第二电机的动力输出轴通过连接臂与第一电机的机壳固定连接，所述第二电机的动力输出轴的中心线延长线穿过积分球本体的球心，第一电机的动力输出轴的中心线与第二电机的动力输出轴的中心线相交于球心且相互垂直，准直器的光路中心线通过积分球本体的球心且与第一电机的动力输出轴垂直，第一电机、第二电机的控制端通过电缆与控制器连接。
3.—种可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包括积分球本体、显示仪表， 积分球本体的球壁上设有第一开孔，照度探头与第一开孔连接，显示仪表通过信号线与照度探头光学连接，积分球本体的中心与第一开孔之间设有遮光板，其特征是积分球本体的球壁上还设有第二开孔，第二开孔外侧与积分球本体之间设有密封罩盖，密封罩盖内设有内罩，内罩中部设有槽，槽内设有位于准直器内的稳定工作光源，所述内罩内槽一侧设有与内罩固定连接的第一电机，第一电机的动力输出轴与准直器的机壳连接，所述密封罩盖上端设有第二电机，密封罩盖上设有轴承，第二电机的动力输出轴与轴承连接并伸入密封罩盖内与内罩顶部中心连接，所述第二电机的动力输出轴的中心线通过积分球本体的球心， 第一电机的动力输出轴与第二电机的动力输出轴相互垂直，第一电机的动力输出轴与准直器的光路中心线相互垂直，所述准直器的光路中心线和第一电机的动力输出轴中心线与第二电机的动力输出轴中心线的交叉点重合，第一电机、第二电机的控制端通过电缆与控制器连接。
4.根据权利要求1或3所述可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，其特征是密封罩盖外侧连接有电机罩壳，所述第二电机位于电机罩壳内。
专利摘要本实用新型涉及一种积分球检测装置，具体是一种可测量积分球内各角度相对反射分布参数的装置，包含二个电机以及一个使光源发出的光变成窄角度光的准直器，通过控制电机的运转使窄角度光对积分球的各方向进行照射，读取照度探头的数据，从而可以对积分球内各个方向的反射特性进行准确测量。
文档编号H02K5/04GK202195926SQ20112029372
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日
发明者杨利民 申请人:杭州伏达光电技术有限公司