[发明专利]一种利用积分球测量材料透射比的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用积分球测量材料透射比的方法，以及实施该方法的装置。

背景技术

目前，在光学领域中人们测量材料透射比时普遍使用积分球来收集光束，被收集的光束可用作漫射光源或被测源。无论是作为漫射光源还是作为被测源，积分球的结构基本相同：一个完整的中空球壳，内壁上涂白色漫反射层，其特点是球内壁各点漫射均匀。在《GB/T3978-2008标准照明体和几何条件》中公开了两种分别将积分球用作漫射光源和被测源来测量材料光通量的方法，一种是漫射/垂直(d/0)方法，一种是垂直/漫射(0/d)方法。漫射/垂直(d/0)方法如图1所示，积分球1侧壁上开设一个工作开口11，待测样品3设置在工作开口11上，积分球1侧壁上还设置有入射光源，入射光源的光束在积分球1内漫射，漫射至工作开口11的光束透过待测样品3被探测器2作为实测值采集，探测器2将撤去待测样品3后采集的光通量作为空测值，实测值与空测值之比，即为待测样品的透射比，其中的实测值为光束在透过待测样品后由探测器测得的光通量，空测值为光束通过未经待测样品遮挡的工作开口后由探测器测得的光通量。垂直/漫射(0/d)方法如图2所示，积分球1侧壁上开设一个工作开口11，待测样品3设置在工作开口11上，光源发出的光束垂直入射有待测样品3遮挡的工作开口11，通过工作开口11的光束在积分球1内漫射，积分球1侧壁上设置有用于采集积分球1侧壁上一定范围内光通量的探测器2，探测器2在有待测样品3遮挡工作开口11时采集的光通量作为实测值，撤去待测样品3遮挡后，探测器2采集的光通量为空测值，实测值与空测值之比，即为待测样品的透射比。

上述两种测量方法中，存在一个相同的问题，即在测量实测值与空测值时，随着工作开口上待测样品的设置和撤除，积分球内的漫反射条件发生了改变：测量空测值时，工作开口上无待测样品，此时开孔区域不参与积分球内的漫反射，而在测量实测值时，工作开口上设置了待测样品，开孔区域就以待测样品的反射率参与积分球内的漫反射，由此改变了两次测量时积分球内光的强度，影响了积分球的积分效率，也由此给材料透射比的测量带来误差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用积分球测量材料透射比的方法及装置，本发明通过使积分球在两次测量时的内部漫反射条件一致，克服了现有测量方法存在的缺陷，提高了测量精度。

为实现上述目的，本发明利用积分球测量材料透射比的方法为：通过在积分球上设置补偿开口，使在测取空测值和实测值时的积分球内的漫反射条件一致，并最终通过计算得到精确的材料透射比。

进一步，所述方法具体步骤如下：

1)通过在积分球上设置两个开口率相同，位置尽可能靠近，并且均不与积分球侧壁上设置的探测器或光源直对的工作开口；

2)在其中一个开口上放置有待测样品的状态下，测取实测值与空测值；

3)通过公式：透射比＝实测值/空测值，计算得到待测样品的透射比。

进一步，所述方法为漫射/垂直(d/0)测量方法。

进一步，所述方法为垂直/漫射(0/d)测量方法。

一种利用积分球测量材料透射比的装置，该装置包括探测器、光源、积分球，探测器或光源设置在积分球侧壁上，积分球上设置有两个开口率相同，位置尽可能靠近，并且均不与积分球侧壁上设置的探测器或光源直对的工作开口；该装置在其中一个开口上放置有待测样品的状态下，测取实测值与空测值。

进一步，所述装置为漫射/垂直(d/0)测量装置。

进一步，所述装置为垂直/漫射(0/d)测量装置。

一种利用积分球测量材料透射比的装置，该装置包括探测器、光源、积分球，探测器或光源设置在积分球侧壁上，积分球上设置有一个工作开口和若干个补偿开口，补偿开口的总开口率与工作开口的开口率相同，补偿开口的位置尽可能靠近工作开口并且不与积分球侧壁上设置的探测器或光源直对；该装置在补偿开口上放置有待测样品或与待测样品相同材料的状态下，由工作开口测取空测值，并在撤除补偿开口上的待测样品或与待测样品相同材料后，由工作开口测取实测值。

本发明通过在积分球上设置补偿开口，使积分球在两次测量时其内部漫反射条件的一致，因而提高了材料透射比的测量精度。

附图说明

图1为漫射/垂直(0/d)测量方法光路示意图；

图2为垂直/漫射(d/0)测量方法光路示意图；

图3为本发明实施例一中测量实测值时的光路示意图；

图4为本发明实施例一中测量空测值时的光路示意图；