本发明专利技术公开的一种积分球式光源色温校准装置，包括积分球式光源色温源、直流稳压电源、光度计、光谱仪、光纤和计算机。积分球式光源色温源包括标准光源、可调节入射光量光阑、漫反射积分球和升色温滤光片，标准光源与直流稳压电源连接；漫反射积分球包括进光口、出光口、第一出光监测端口和第二出光监测端口，可调节入射光量的光阑设置在标准光源和漫反射积分球的进光口之间，光度计与第一出光监测端口连接；光谱仪通过光纤与第二出光监测端口连接，计算机与光谱仪连接。还提供了基于该校准装置的色温表校准方法。本发明专利技术能实现光源标准色温在2000K~9500K之间随意调节输出、出光口的标准色温值实时显示、同时能调节出光口的照度值。值。值。
【技术实现步骤摘要】
一种积分球式光源色温校准装置及色温表校准方法
[0001]本专利技术属于光源色温表的计量校准领域，尤其涉及积分球式光源色温校准装置及基于积分球式光源色温校准装置的色温表计量校准方法。
技术介绍
[0002]色温，又称色温度或光源色温。如果一个光源发射光的颜色(即光色，又称色品)与某一温度下的黑体发射光的颜色相同，那么，此时黑体的绝对温度值就叫做该光源的颜色温度(简称色温)。黑体发射光的相对光谱功率分布由普朗克定律式(2)给出：
[0003][0004]其中：T
‑‑‑‑
黑体温度(K)；λ
‑‑‑‑
波长(nm)；c1‑‑‑‑
第一辐射常数，c1＝3.7417749
×
10
‑
16
W/m2；c2‑‑‑‑
第二辐射常数，c2＝1.4388
×
10
‑2m
·
K。
[0005]当光源发射光的光谱功率分布和黑体不相同时，常用“相关色温”的概念来描述光源的颜色。相关色温的定义是：在某一确定的均匀色度图中，如果一个光源与某一温度下的黑体具有最接近相同的光色，此时黑体的绝对温度值就叫做光源的相关色温。
[0006]色温表是测量光源相关色温的仪器，是通过测量光源颜色特性，并以相关色温度表征的仪器。它广泛用于测量摄影、摄像用照明光源及其他现代光源的相关色温度。按照现行有效的JJG212
‑
2003《色温表》国家计量检定规程的技术要求，传统色温表的计量校准方法是在大于(2～3)米长的导轨上，在2000K～3400K时直接使用不同类型的颜色温度标准灯对色温表的色温量值进行计量；在3400K～9500K时采用颜色温度标准灯加升色温滤光片的方法对色温表的色温量值进行计量，从而满足色温表在2000K～9500K范围内的校准需求。首先该装置及校准方法占用房间面积大，要求一定面积的地方放置高精度的(2～3)米平直光轨及对准装置；其次，校准过程繁琐、耗时长，不同的色温范围需要更换颜色温度标准灯，更换后要重新校准光路。更重要的是，按照JJG212
‑
2003《色温表》国家计量检定规程要求的颜色温度标准灯寿命有限，生产制作和调试工艺又比较复杂，价格不菲，国内长期处于缺货的状态，难以获取。尤其对很多校准机构或者有自校准需求的企事业计量单位而言，购置传统色温标准装置所需的颜色温度标准灯非常难得，同时每年都要对颜色温度标准灯手提送检(颜色温度标准灯属精密仪器，极怕各种震动)尤为不易，有必要研究更易实现量值传递的替代方案。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，专利技术了能实现2000K～9500K的色温随意调节、能通过光谱仪监测系统实时显示出光口的色温、同时能调节出光口的照度值的积分球式光源色温校准装置及基于该装置的色温表校准方法。
[0008]为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的一种积分球式光源色温校准装置，包括积分球式光源色温源、用于点亮标准光源的直流稳压电源、光度计、光谱仪和用于接收测量积分
球内混合出光的光谱仪光谱测试数据的计算机，
[0009]积分球式光源色温源包括标准光源、可调节入射光量光阑、漫反射积分球和可替换的升色温滤光片，
[0010]标准光源与直流稳压电源连接，且标准光源上设置有反光罩；
[0011]漫反射积分球包括进光口、出光口、第一出光监测端口和第二出光监测端口，可调节入射光量光阑设置在标准光源和漫反射积分球的进光口之间，当漫反射积分球的出光色温在3000K～9500K时，在出光口处还设置有升色温滤光片；
[0012]光度计与第一出光监测端口连接，用于测量积分球内混合出光照度；
[0013]光谱仪通过光纤与第二出光监测端口连接，用于测量积分球内混合出光光谱；
[0014]计算机与光谱仪连接。
[0015]其中，标准光源用于调节发光色温值，通过反光罩将光源反射进入漫反射积分球中，调节光阑通过旋钮可调节光阑大小，从而调节进光量的多少。在出光色温在2000K～3000K范围内，不需要放置升色温滤光片，将所需校准的色温表放置在积分球出光口处，测量出光色温值；在出光色温在3000K～9500K范围内，放置升色温滤光片，将所需校准的色温表放置在积分球出光口处，测量出光色温值。出光色温值由计算机系统实时显示。
[0016]进一步地，标准光源为卤素灯。卤素灯通过直流电源输入电流，调节发光色温值。卤素灯的发光光谱是连续光谱，与黑体及JJG212
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2003《色温表》国家计量检定规程规定使用的颜色温度标准灯的发射光谱近似；而且大多数的卤素灯的发光色温能满足2000K～3200K的范围，在经过积分球多次漫反射后出光色温能满足2000K～3000K的要求。
[0017]进一步地，漫反射积分球的进光口和可调节入射光量光阑之间还设置有进光口挡光板。进光口挡光板可快速完全屏蔽入射光，使积分球式光源色温校准装置出射光源为零。
[0018]进一步地，漫反射积分球的两个半球之间设置有积分球内挡光板。积分球内挡光板主要用于直接遮挡入射至积分球内的入射光，阻止入射光未经漫反射直接经出光口出射，目的在于使出射光都经过积分球内多次漫反射混合后均匀出光。
[0019]进一步地，漫反射积分球内壁涂覆有漫反射涂料。
[0020]进一步地，还包括升色温滤光片托架，升色温滤光片托架设置在漫反射积分球的出光口的外侧，当设置升色温滤光片时，升色温滤光片固定设置在升色温滤光片托架上。
[0021]进一步地，升色温滤光片托架固定设置在漫反射积分球上，升色温滤光片托架上设置有插槽，升色温滤光片插设在插槽内。升色温滤光片以插设方式设置在升色温滤光片托架上，在不需要设置升色温滤光片时，可以方便地将升色温滤光片取出，当需要设置升色温滤光片时，可以便捷地插入升色温滤光片。
[0022]进一步地，第一出光监测端口和第二出光监测端口与装置的发光法线呈对称夹角，对称夹角角度范围为30
°
～60
°
。两个监测端口中心法线交汇于积分球内的挡光板中心，有利于收集出射光。
[0023]本专利技术还提供了采用前述装置进行校准的色温表校准方法，包括以下步骤：
[0024]使用直流稳压电源点燃标准光源，待输出电流值稳定后，通过可调节入射光量光阑控制漫反射积分球的进光量，使光度计的照度控制在100～1500lx范围内；
[0025]漫反射积分球出光色温在2000K～3000K范围内时，不设置放置升色温滤光片，将所需校准的色温表设置在积分球出光口处，使用经过光谱辐照度标准灯标定的光谱仪通过
第二出光监测端口实时测量漫反射积分球的出光光谱，并实时在计算机中计算显示其色温值，该色温值为校准所需的标准色温值；
[0026]漫反射积分球的出光色温在3000K～9500K范围内时，在漫反射积分球的出光口处设置升色温滤光片，将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种积分球式光源色温校准装置，其特征在于，包括积分球式光源色温源(1)、光度计(2)、直流稳压电源(3)、光谱仪(4)、计算机(5)和光纤(6)，积分球式光源色温源(1)包括标准光源(7)、可调节入射光量光阑(8)、漫反射积分球(9)和可替换的升色温滤光片(13)，标准光源(7)与直流稳压电源(3)连接，且标准光源(7)上设置有反光罩；漫反射积分球(9)包括进光口、出光口、第一出光监测端口(12)和第二出光监测端口(11)，可调节入射光量光阑(8)设置在标准光源(7)和漫反射积分球(9)的进光口之间，当漫反射积分球(9)的出光色温在3000K～9500K时，在出光口处还设置有升色温滤光片(13)；光度计(2)与第一出光监测端口(12)连接，用于测量积分球内混合出光照度；光谱仪(4)通过光纤(6)与第二出光监测端口(11)连接，用于测量积分球内混合出光光谱；计算机(5)与光谱仪(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种积分球式光源色温校准装置，其特征在于，标准光源(7)为卤素灯。3.根据权利要求1所述的一种积分球式光源色温校准装置，其特征在于，漫反射积分球(9)的进光口和可调节入射光量光阑(8)之间还设置有可抽插的进光口挡光板(15)。4.根据权利要求1所述的一种积分球式光源色温校准装置，其特征在于，漫反射积分球(9)的两个半球之间设置有积分球内挡光板(10)。5.根据权利要求1所述的一种积分球式光源色温校准装置，其特征在于，漫反射积分球(9)内壁涂覆有漫反射涂料。6.根据权利要求1所述的一种积分球式光源色温校准装置，其特征在于，还包括升色温滤光片托架(14)，升色温滤光片托架(14)设置在漫反射积分球(9)的出光口的外侧，当设置升色温滤光片(13)时，升色温滤光片(13)固定设置在升色温滤光片托架(14)上。7.根据权利要求6所述的一种积分球式光源色温校准装置，其特征在于，升色温滤光片托架(14)固定设置在漫反射积分球(9)上，且升色温滤光片托架(14)上设置有插槽，升色温滤光片(13)插设在插槽内。8.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢德润，谭翠媚，杨亦，朱启乐，刘瑜，宋贻武，李小菁，
申请(专利权)人：广东省计量科学研究院华南国家计量测试中心，
类型：发明
国别省市：
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