用于使用离轴检测器测量薄片材料或其他材料的混浊度的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于使用离轴检测器测量薄片材料或其他材料的混浊度的设备和方法，该方法包括用沿着光学路径的第一光照亮材料。方法还包括使用第一检测器来捕获透射通过材料的第二光的图像，其中第二光的第一部分遵循第一光的光学路径，并且第二光的第二部分从光学路径偏离。方法还包括使用第二检测器来捕获第三光的一个或多个测量结果。与第二光的第二部分相比，第三光从光学路径偏离更大的量，并且第二检测器与第一检测器分隔开。此外，该方法包括基于图像和一个或多个测量结果确定与材料相关联的一个或多个混浊度值；以及以下操作中的至少一个：存储和输出所述一个或多个混浊度值。

【技术实现步骤摘要】
用于使用离轴检测器测量薄片材料或其他材料的混浊度的设备和方法
本公开一般涉及测量系统。更具体地，本公开涉及用于使用离轴检测器测量薄片材料或其他材料的混浊度的设备和方法。
技术介绍
许多透明、半透明、或其他非不透明材料以长薄板条或薄片产生。这些类型的材料的一个特性是混浊度，其一般指代对穿过该材料的光的散射。混浊度通常降低通过材料观看的物体的对比度。例如，用在产品包装中的塑料薄片的混浊度可能降低通过塑料薄片观看的文字的清晰度。对于特定应用，诸如消费电子装置包装或医学装置包装，低混浊度可能是重要的或必要的。混浊度测量通常发生在实验室设置中。例如，材料的样本可以被定位为抵靠积分球的入口，积分球能够测量样本的混浊度。然而，用于测量混浊度的常规实验室仪器通常不适于用在制造或处理环境中。而且，用于测量混浊度的常规实验室仪器通常是接触型装置，这意味着该装置必须与材料物理接触地放置。
技术实现思路
本公开提供用于使用离轴检测器测量薄片材料或其他材料的混浊度的设备和方法。在第一实施例中，一种方法包括用沿着光学路径的第一光照亮材料。方法还包括使用第一检测器捕获透射通过材料的第二光的图像，其中第二光的第一部分遵循第一光的光学路径，并且第二光的第二部分从所述光学路径偏离。方法还包括使用第二检测器捕获第三光的一个或多个测量结果。与第二光的第二部分相比，第三光从所述光学路径偏离更大的量，并且第二检测器与第一检测器分隔开。此外，方法包括：基于所述图像和所述一个或多个测量结果确定与材料相关联的一个或多个混浊度值，以及以下操作中的至少一个：存储和输出所述一个或多个混浊度值。在第二实施例中，一种设备包括至少一个存储器，存储器配置为存储通过用沿着光学路径的第一光照亮材料来生成的图像。所述图像包括由第一检测器捕获的透射通过所述材料的第二光的图像，其中第二光的第一部分遵循第一光的光学路径，并且第二光的第二部分从所述光学路径偏离。设备还包括至少一个接口，接口配置为接收由第二检测器捕获的第三光的一个或多个测量结果，所述第二检测器与所述第一检测器分隔开。与第二光的第二部分相比，第三光从光学路径偏离更大的量。设备还包括至少一个处理器，处理器配置为基于所述图像和所述一个或多个测量结果确定与所述材料相关联的一个或多个混浊度值。在第三实施例中，一种系统包括光源，光源配置为用沿着光学路径的第一光照亮材料。系统还包括第一检测器，第一检测器配置为捕获透射通过材料的第二光的图像，其中第二光的第一部分遵循第一光的光学路径，并且第二光的第二部分从光学路径偏离。系统还包括第二检测器，第二检测器与第一检测器分隔开，并且配置为生成第三光的一个或多个测量结果，与第二光的第二部分相比，所述第三光从所述光学路径偏离更大的量。此外，系统包括分析器，分析器配置为基于所述图像和所述一个或多个测量结果确定与所述材料相关联的一个或多个混浊度值。在第四实施例中，一种非瞬态计算机可读介质包含计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器获得通过用沿着光学路径的第一光照亮材料来生成的图像。所述图像包括由第一检测器捕获的透射通过材料的第二光的图像，其中第二光的第一部分遵循第一光的光学路径，并且第二光的第二部分从所述光学路径偏离。所述介质还包含如下计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码在由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器获得由第二检测器捕获的第三光的一个或多个测量结果，所述第二检测器与第一检测器分隔开。与第二光的第二部分相比，第三光从光学路径偏离更大的量。该介质还包含如下计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码在由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器基于所述图像和所述一个或多个测量结果确定与所述材料相关联的一个或多个混浊度值。根据下面的图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人员来说可能是容易显而易见的。附图说明为了更完全理解本公开，现在参考结合附图理解的下面的描述，在所述附图中：图1-3图示根据本公开的用于测量薄片材料或其他材料的混浊度的示例系统；图4A-4C图示根据本公开的用于测量薄片材料或其他材料的混浊度的示例图像；图5-8图示根据本公开的用于测量薄片材料或其他材料的混浊度的示例变型；以及图9图示根据本公开的用于测量薄片材料或其他材料的混浊度的示例方法。具体实施方式在本专利文献中，下面讨论的图1-9和用于描述本专利技术的原理的各种实施例仅作为说明，并且不应当以任何方式解释为限制本专利技术的范围。本领域技术人员将理解本专利技术的原理可以以任何类型的合适布置的装置或系统来实现。图1-3图示根据本公开的用于测量薄片材料或其他材料的混浊度的示例系统。如图1中所示，系统100用于测量材料102的混浊度。材料102在这里表示非不透明材料（诸如塑料）的移动薄板条或薄片。然而，材料102可以表示任何合适的（一个或多个）形式的任何其他（一个或多个）材料，诸如玻璃。在该示例中，系统100包括光源104和用于产生准直束108的光学器件106。光源104表示任何合适的照明源。例如，光源104可以包括一个或多个单色或窄带源，诸如一个或多个发光二极管（LED）或激光器。光源104也可以包括一个或多个多色源或多个窄带源，诸如多个LED或激光器。光源104还可以包括在频谱上丰富的源，诸如氙或其他气体放电源、白炽源、黑体源、或宽带LED。光源104可以可选地包括滤波器或用于频谱整形的其他部件。光源104可以具有连续或脉动的操作，并且任何脉动在其定时方面可以是规则或不规则的。光学器件106使用由光源104提供的照明来创建准直束108。可以使用任何合适的光学器件106，诸如掩模、透镜、反射镜、或棱镜。准直束108表示光的任何合适的准直束。准直束108可以例如表示具有直径为至少1mm的圆形横截面的光束。准直束108可以具有径向对称强度分布以及小的扩张角（诸如小于1°）。准直束108可以以任何合适的角度（诸如90°）撞击材料102。陷光器110帮助确保环境光基本上从材料102的测量位置被排除。陷光器110可以表示例如挡板或环形陷光器的合适布置，挡板或环形陷光器在为准直束108提供不受妨碍的路径的同时排除环境光。外壳112可以支持用于产生准直束108的部件，并且还可以阻挡环境光。来自准直束108的光撞击材料102并且透射通过材料102，从而显现为透射光。透射光包括沿着与准直束108相同的一般路径行进的光114，这意味着该光基本上不被材料102散射。透射光还包括沿着偏离离开准直束108的路径的正则路径行进的光116，这意味着该光被材料102散射达更显著程度。正则路径可以具有在其顶点处至少10°的包角（subtendingangle），并且与准直束108相比，正则路径可以在更大的区域上交叉材料102。注意到的是，光114的量和光116的量取决于材料102的混浊度而变化。光114和116撞击图像检测器118，图像检测器118捕获光114和116的图像。图像检测器118可以例如测量直接入射在检测器118的每一个像素上的光的强度。图像检测器118可以包括：直接与准直束118成一直线的像素，用于测量光114；以及附加的像素，用于测量光116。图像检测器118可以包括成像区域，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：用沿着光学路径的第一光（108、208、308、504、604、802）照亮（902）材料（102、202、302）；使用第一检测器（118、218、318、806、812、820、826、830）来捕获（904）透射通过所述材料的第二光（114‑116、214‑216、314‑316、804、808、814、816、822）的图像（400、450、480、700、750），第二光的第一部分遵循第一光的所述光学路径，并且第二光的第二部分从所述光学路径偏离；使用第二检测器（124、224、324、821）来捕获（906）第三光（126、226、326）的一个或多个测量结果，与第二光的第二部分相比，第三光从所述光学路径偏离更大的量，第二检测器与第一检测器分隔开；基于所述图像和所述一个或多个测量结果确定（912）与所述材料相关联的一个或多个混浊度值；以及以下操作中的至少一个：存储和输出（912）所述一个或多个混浊度值。

【技术特征摘要】
2015.10.19 US 14/8870571.一种方法，包括：用沿着光学路径的第一光（108、208、308、504、604、802）照亮（902）材料（102、202、302）；使用第一检测器（118、218、318、806、812、820、826、830）来捕获（904）透射通过所述材料的第二光（114-116、214-216、314-316、804、808、814、816、822）的图像（400、450、480、700、750），第二光的第一部分遵循第一光的所述光学路径，并且第二光的第二部分从所述光学路径偏离；使用第二检测器（124、224、324、821）来捕获（906）第三光（126、226、326）的一个或多个测量结果，与第二光的第二部分相比，第三光从所述光学路径偏离更大的量，第二检测器与第一检测器分隔开；基于所述图像和所述一个或多个测量结果确定（912）与所述材料相关联的一个或多个混浊度值；以及以下操作中的至少一个：存储和输出（912）所述一个或多个混浊度值。2.如权利要求1所述的方法，其中第二检测器被设置在平面中，所述平面与所述光学路径垂直。3.如权利要求1所述的方法，还包括：使用所述一个或多个测量结果识别（912）一个或多个辅助值，所述一个或多个辅助值识别以下中的至少一个：所述材料中内含物的典型尺寸、由所述材料对光进行的分散的量、以及由所述材料对光进行的散射的强度。4.如权利要求1所述的方法，其中确定所述一个或多个混浊度值包括：识别（908）所述图像的多个区（402-406、452-456、482-486、702、752）；对所述图像的每一个区中的像素值求和以产生针对所述区的总像素值；以及使用针对所述区的总像素值来确定所述一个或多个混浊度值。5.如权利要求4所述的方法，其中所述图像的所述多个区包括：第一区（402），包括第一盘；第二区（404），包括：（i）围绕第一区的第一环形区；或者（ii）第二盘，其大于第一盘且包括第一盘；以及第三区（406），包括：（i）围绕第二区的第二环形区；或者（ii）第三盘，其大于第一和第二盘且包括第一和第二盘。6.如权利要求4所述的方法，其中所述图像的所述多个区包括：第一区（482）；以及第二区（484、486），其到第一区的一侧比到第一区的相对侧延伸得更远，使得第二区是关于第一区非对称的。7.如权利要求4所述的方法，其中所述图像的所述多个区包括：第一区（452）；以及第二区（454、465），其沿着所述图像的一个轴比沿着所述图像的正交轴延伸得更远，第二区相对于第一区两侧对称。8.如权利要求1所述的方法，其中确定所述一个或多个混浊度值包括：确定多个定向混浊度值，每一个定向混浊度值表示沿着特定方向的所述材料的混浊度的量，不同定向混浊度值与不同方向相关联。9.一种设备，包括：至少一个存储器（134），其配置为存储通过用沿着光学路径的第一光（108、208、308、504、604、802）照亮材料（102、202、302）所生成的图像（400、450、480、700、750），所述图像包括由第一检测器（118、218、318、806、812、820、826、830）捕获的透射通过所述材料的第二光（114-116、214-216、314-316、804、808、814、816、822）的图像，第二光的第一部分遵循第一光的所述光学路径，并且第二光的第二部分从所述光学路径偏离；至少一个接口（136），其配置为接收由...

【专利技术属性】
技术研发人员：JF莎士比亚，TT莎士比亚，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US