CN101261218A - 基于双积分球的纺织品光学性能参数测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双积分球的纺织品光学性能参数测试仪。能发出连续宽光谱光波的光源，经分光镜后分为二路，一路反射光入射到参考光测试积分球出射，入射至第一线性渐变滤光片和第一阵列光电探测器后为电信号；另一路透射光通过反射光测试积分球照射到被测纺织品样品上，经反射的光由反射光测试积分球的出射口出射，入射至第二线性渐变滤光片和第二阵列光电探测器后为电信号；透过纺织品样品的光经透射光测试积分球出射，入射至第三线性渐变滤光片和第三阵列光电探测器后为电信号；三路电信号分别接单片机信号处理系统经采集和处理后，得出被测纺织品的光学性能参数。本发明适用于不同类型的纺织品材料的测试，具有适用范围广的特点。

Description

基于双积分球的纺织品光学性能参数测试仪

技术领域

本发明涉及基于双积分球的纺织品光学性能参数测试仪。

背景技术

纺织品光学性能参数是纺织品性能的重要技术指标。现在基于光学原理的理化分析仪器被应用到纺织品行业来，为定性甚至定量分析纺织品对不同光谱波长光的反射、吸收和透射特性提供了分析依据。目前常用的测试方法主要有直观法、分光光度计法、辐射强度累积法、照度计法等。以上方法对纺织品光学性能的测试存在以下不足：(1)只是对纺织品光学性能某一方面的研究，如仅对紫外光、可见光或者红外光谱的单一作用的测试和表征；或仅限于一般应用的光反射、光吸收和光透射性质的研究。而纺织品使用中是各种光谱的综合作用。因此有必要研究纺织品对宽光谱波段光(包括紫外光、可见光以及红外光)的吸收、透射、反射等共同作用结果，以得到正确评价。(2)测试仪器多采用商用的分光光度计或者辐射强度计，由于它们并非专为针对纺织品的光学性能测试而设计，所以带来诸如同一样品不同仪器测试结果的不一致、测试速度慢等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双积分球的纺织品光学性能参数测试仪器，采用双积分球作为对纺织品光学性能参数测试的测量光收集器件，实现纺织品光学性能参数的快速、多通道、宽光谱波段的测试，包括反射特性、透射特性以及吸收特性等测试。

本发明采用的技术方案如下：

能发出连续宽光谱光波的光源，入射到分光镜后分为二路，一路作为参考光的反射光入射到参考光测试积分球，从参考光测试积分球的出射口出射，入射至第一线性渐变滤光片和第一阵列光电探测器后转化为第一路电信号；另一路作为测量光的透射光通过反射光测试积分球的开孔照射到被测纺织品样品上，经纺织品样品反射的光由反射光测试积分球的出射口出射，入射至第二线性渐变滤光片和第二阵列光电探测器后转化为第二路电信号；透过纺织品样品的光经透射光测试积分球的出射口出射，入射至第三线性渐变滤光片和第三阵列光电探测器后转化为第三路电信号；三路电信号分别接单片机信号处理系统。

上述三路电信号经单片机信号处理系统采集和处理后，得出被测纺织品的光学性能参数。

本发明具有的有益效果是：

本发明可适用于不同类型的纺织品材料的测试，具有适用范围广的特点，并且利用积分球内壁各处照度相同的优点，形成三路均匀、照度相等的测试光路，能够有效地反映纺织品对紫外光、可见光和红外光的反射、透射以及吸收等光学性能。

说明书附图

附图是基于双积分球的纺织品光学性能参数测试仪的结构示意图

图中：1.光源，2.分光镜，3.反射光测试积分球，4.纺织品样品，5.透射光测试积分球，6.参考光测试积分球，7.第一线性渐变滤光片，8.第一阵列光电探测器，9.第二线性渐变滤光片，10.第二阵列光电探测器，11.第三线性渐变滤光片，12.第三阵列光电探测器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如附图所示，本发明能发出连续宽光谱光波的光源1，入射到分光镜2后分为二路，一路作为参考光的反射光入射到参考光测试积分球6，从参考光测试积分球6的出射口出射，入射至第一线性渐变滤光片7和第一阵列光电探测器8后转化为第一路电信号；另一路作为测量光的透射光通过反射光测试积分球3的开孔照射到被测纺织品样品4上，经纺织品样品4反射的光由反射光测试积分球3的出射口出射，入射至第二线性渐变滤光片9和第二阵列光电探测器10后转化为第二路电信号；透过纺织品样品4的光经透射光测试积分球5的出射口出射，入射至第三线性渐变滤光片11和第三阵列光电探测器12后转化为第三路电信号；三路电信号分别接单片机信号处理系统。所述的两个积分球作为测量光的收集器件。

具体实施步骤如下：

1、光源1采用氙灯，发出紫外光(200nm-400nm)/可见光(400nm-780nm)/红外光(780nm-2500nm)的连续宽光谱的光波，入射到分光镜2，经分光镜2分光后的反射光作为参考光、透射光作为测量光；

2、参考光入射到参考光测试积分球6(积分球型号：CJQ型，直径280mm，下同)，从参考光测试积分球6的出射口出射，入射至第一线性渐变滤光片7(型号：LVF-HL，下同)和第一阵列光电探测器8(型号：S8378-512Q，下同)，第一线性渐变虑光片将该参考平行光中的紫外光(200nm-400nm)/可见光(400nm-780nm)/红外光(780nm-2500nm)的连续光谱分解成间隔5nm的离散光谱，第一阵列光电探测器将该离散光谱的光转化为相应波长的电信号，计为V_Ref ^λi；

3、测量光通过反射光测试积分球3的开孔照射到被测纺织品样品4上，经纺织品样品反射的光由反射光测试积分球3的出射口出射后，入射至第二线性渐变滤光片9和第二阵列光电探测器10，第二线性渐变滤光片9将该反射平行光中的紫外光(200nm-400nm)/可见光(400nm-780nm)/红外光(780nm-2500nm)的连续光谱分解成间隔5nm的离散光谱，第二阵列光电探测器10将该离散光谱的光转化为相应波长的电信号，计为V_R ^λi；

4、透过纺织品样品的光经透射光测试积分球5的出射口出射，入射至第三线性渐变滤光片11和第三阵列光电探测器12，第三线性渐变滤光片11将该透射平行光中的紫外光(200nm-400nm)/可见光(400nm-780nm)/红外光(780nm-2500nm)的连续光谱分解成间隔5nm的离散光谱，第三阵列光电探测器12将该离散光谱的光转化为相应波长的电信号，计为V_T ^λi；

5、上述参考、反射和透射的三路电信号经由ADG211型电子开关、AD574型模数转换器和AT89C51型单片机等组成的单片机信号处理系统采集至单片机，按以下公式计算处理：

被测纺织品的反射率： ${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{\λi}}=\frac{V_R^{\mathrm{\λi}}}{V_{\mathrm{Ref}}^{\mathrm{\λi}}}$

被测纺织品的透射率： ${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\λi}}=\frac{V_T^{\mathrm{\λi}}}{V_{\mathrm{Ref}}^{\mathrm{\λi}}}$

被测纺织品的吸收率：α_i＝1-ρ_λi-τ_λi

即可得出被测纺织品对紫外光(200nm-400nm)/可见光(400nm-780nm)/红外光(780nm-2500nm)宽光谱范围的反射、透射和吸收的光学性能参数。

Claims (2)

1、一种基于双积分球的纺织品光学性能参数测试仪，其特征在于：能发出连续宽光谱光波的光源(1)，入射到分光镜(2)后分为二路，一路作为参考光的反射光入射到参考光测试积分球(6)，从参考光测试积分球(6)的出射口出射，入射至第一线性渐变滤光片(7)和第一阵列光电探测器(8)后转化为第一路电信号；另一路作为测量光的透射光通过反射光测试积分球(3)的开孔照射到被测纺织品样品(4)上，经纺织品样品(4)反射的光由反射光测试积分球(3)的出射口出射，入射至第二线性渐变滤光片(9)和第二阵列光电探测器(10)后转化为第二路电信号；透过纺织品样品(4)的光经透射光测试积分球(5)的出射口出射，入射至第三线性渐变滤光片(11)和第三阵列光电探测器(12)后转化为第三路电信号；三路电信号分别接单片机信号处理系统。

2、根据权利要求1所述的一种基于双积分球的纺织品光学性能参数测试仪，其特征在于：所述的两个积分球作为测量光的收集器件。

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