积分球及使用积分球的光学测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及积分球及使用积分球的光学测量系统，该积分球包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过球形内壁围成球形空间的球心的平面上，以球心为圆心，间隔９０度在球形内壁上开有四个通孔，在其中三个通孔处分别具有三个外部球壁挡板，外部球壁挡板均具有拆卸和安装两种状态，在球形内壁上位于另外一个通孔的一侧设置有内壁挡板，使用积分球的光学测量系统包括入射光源、积分球、探测器和样品，探测器置于一侧设有挡板的通孔处，与设置探测器的通孔相邻的一个作为入射孔，选择另外两个通孔是放置样品还是挡住。本新型将Ｄ／０、０／Ｄ两种几何条件在一个积分球上实现，在不关闭主机的前提下进行几何条件的转换，设计结构简单有效，操作方便。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学装置，具体涉及一种的积分球、及使用积分球十分方便的实现测量时所需的两种标准化几何条件(0/D和D/0条 件)的光学测量系统。
技术介绍
在目前的光学测量领域，例如透射比、色度的测量，为了使得测 量结果具有较好的可比性，国际上规定了四种标准的测量几何条件45/0条件，0/45条件，D/0条件，0/D条件。以45/0为例，它代表入射 光45度入射到样品表面，探测方向位于样品法线的O度方向。0/45则 相反。D/0条件表示用来自各个方向漫射光(利用积分球产生)入射 到样品表面，探测方向位于样品法线的O度方向。0/D条件表示入射光 垂直入射到样品的表面，收集各个方向(釆用积分球收集)上的光线 并探测。国际上通行的精密仪器只能实现上述四种条件中的一种测量 几何条件，极个别的高档仪器会通过采用安装不同的测量附件来实现 不同几何条件的切换，缺点是需要关闭主机，操作繁瑣，造价昂贵。
技术实现思路
为了克服现有一种测量条件需要一种附件的不足，本技术 提出 一种积分球及使用积分球的光学测量系统，可以将D/0几何条件、 0/D几何务件结合在一个积分球上实现，可以在不用关闭主机的前提 下进行标准几何条件的转换，设计结构简单有效，搡作方便。 为实现上述目的，本技术釆用如下技术方案 一种积分球，包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过所述球 形内壁围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90 度在所述球形内壁上开有四个通孔，在其中三个通孔处分别具有三个外部球壁档板，所述外部球壁档板均具有拆卸和安装两种状态，在球形内壁上位于另外一个通孔的一侧设置有内壁档板。 其中，所述四个通孔的开口面积形状均一致。 其中，所述外部球壁档板的面积大于所述通孔的开口面积。 其中，所述外部球壁档板表面和球形内壁表面具有使用相同的工艺喷涂的相同材料。其中，所述内壁档板材料与表面属性同球形内壁材料及表面属性相同。其中，在球形内壁的所述其中三个通孔的外侧均安装有弹簧压片 及固定螺丝来安装或者拆除所述外部球壁档板。本使用新型还提供了一种使用积分球的光学测量系统，用于实现 0/D几何条件下的测量，该系统包括入射光源、积分球、探测器和样品，其中所述积分球包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过球形内壁围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90度在所 述球形内壁上开有四个通孔a、 b、 c、 d，在其中三个通孔b、 c、 d 处分别具有三个外部球壁档板，在球形内壁上位于另 一个通孔a的一 侧设置有内壁档板，通孔a与通孔d相对； 所述探测器设置在积分球中的通孔a处；所述样品设置在与通孔a相邻且靠近所述内壁档板的通孔b处； 所述通孔b处的外部球壁档板处于拆除状态； 所述入射光源发射的入射光与相邻于通孔a的另 一通孔c相对； 所述通孔c处的外部球壁档板处于拆除状态； 与所述通孔a相对的通孔d处的外部球壁档板处于安装状态。 本技术还提供了另 一种使用积分球的光学测量系统，用于实现D/0几何条件下的测量，该系统包括入射光源、积分球、探测器和样品，其中所述积分球包括具有球形内壁的中空积分球球体，在过球形内壁 围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔90度在所述球形内壁上开有四个通孔a、 b、 c、 d,在其中三个通孔b、 c、 d 处分别具有三个外部球壁档板，在球形内壁上位于另 一个通孔a的一 侧设置有内壁档板，通孔a与通孔d相对； 所述探测器设置在积分球中的通孔a处；与通孔a相邻且靠近所述内壁档板的通孔b处的外部球壁档板处 于安装状态；所述入射光源发射的入射光与相邻于通孔a的另 一通孔c相对； 所述通孔c处的外部球壁档板处于拆除状态； 所述样品设置在与所述通孔a相对的通孔d处； 所述通孔d处的外部球壁档板处于拆除状态。 利用本技术提供的积分球及是使用积分球的光学测量系统， 具有以下有益效果1) 可以在同一个积分球上实现D/0、 0/D两种几何条件，相互转换便捷，结构简单；2) 每次更换测量几何条件，由于无需移动积分球球体，可以避 免光路对准；3) 更换过程中不牵涉任何电器元件，也免除了高精度测量所需要的较长的开机预热时间。附图说明图i为本技术积分球的结构图； 图2为本技术使用积分球的光学测量系统结构图； 图3为本技术另一种使用积分球的光学测量系统结构图。 图中1、球形内壁；2、外部球壁档板；3、内壁档板；4、入射 光源；5、探测器；6、样品。具体实施方式本技术提出的积分球及使用积分球的光学测量系统，结合附 图和实施例说明如下。如图l所示为本技术积分球的结构图，该积分球包括具有球 形内壁1的中空积分球球体，在过球形内壁1围成球形空间的球心的平面上，以上述球心为圆心，间隔90度在球形内壁l上开有四个通孔a、 b、 c、 d,在其中三个通孔b、 c、 d处分别具有三个外部球壁档板2， 外部球壁档板2均具有拆卸和安装两种状态，在球形内壁l上位于另外 一个通孔a的一侧设置有内壁档板3，通孔a与通孔d相对，通孔c与通 孔b相对，且通孔b靠近内壁档板3。优选地，四个通孔a、 b、 c、 d的开口面积形状均一致，当然本 专利技术通孔的形状和面积不局限于设置成一致的一种情形，可以根据需 要作出适当修改；外部球壁档板2的面积大于通孔的开口面积；外部 球壁档板2表面和球形内壁1表面具有使用相同的工艺喷涂的相同材 料，以保证它们具有相同的光学属性；积分球内部的内壁档板3的材 料及其表面属性同积分球内壁1的材料及其属性；在球形内壁1的其 中三个通孔b、 c、 d的外侧均安装有弹簧压片及固定螺丝，便于安装 或者拆除上述外部球壁档板2，当然，拆除或安装外部球壁档板2的 方式不局限于该种形式。使用上述积分球的光学测量系统，既可以实现0/D几何条件下的 测量，也可以实现D/0几何条件的测量。如图2所示为本技术使用积分球的光学测量系统结构图，用 于实现0/D几何条件下的测量，该系统包括入射光源4、积分球、探 测器5和样品6，积分球釆用图l所示结构的积分球，其中探测器5设置在积分球中的通孔a处；样品6设置在与通孔a相邻且 靠近内壁档板3的通孔b处；通孔b处的外部球壁档板处于拆除状态； 选择相邻于通孔a的另 一通孔c作为光源入射孔，入射光源发射的入射 光与相邻于通孔a的另一通孔c相对，从而实现O度入射；通孔c处的外部球壁档板2处于拆除状态；所述通孔a相对的通孔d处的外部球壁档 板处于安装状态，避免光从此通孔泄露。这样，光从通孔c以入射角 度0度入射到样品6表面，反射光在球形内壁l多次反射匀化后被安置 在通孔a处的探测器5接收，从而实现了0/D几何条件的测量。安装内 壁档板3的目的是为了使得通孔b处样品材料表面的一次反射光直接 入射到探测器5。如图3所示为本新型另一种使用积分球的光学测量系统结构图， 用于实现D/0几何条件下的测量，该系统包括入射光源4、积分球、 探测器5和样品6，积分球釆用图l所示结构的积分球，其中探测器5设置在积分球中的通孔a处；与通孔a相邻且靠近内壁 档板3的通孔b处的外部球壁档板2处于安装状态，避免光从此开孔 泄露；选择相邻于通孔a的另一通孔c作为光源入射孔，入射光源4 发射的入射光与相邻于通孔a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种积分球，包括具有球形内壁的中空积分球球体，其特征在于，在过所述球形内壁围成球形空间的球心的平面上，以所述球心为圆心，间隔９０度在所述球形内壁上开有四个通孔，在其中三个通孔处分别具有三个外部球壁档板，所述外部球壁档板均具有拆卸和安装两种状态，在球形内壁上位于另外一个通孔的一侧设置有内壁档板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王煜，冯国进，李平，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]