專利名稱：積分球及使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)裝置，具體涉及一種的積分球、及使用積分
球十分方便的實(shí)現(xiàn)測量時(shí)所需的兩種標(biāo)準(zhǔn)化幾何條件(0/D和D/0條 件)的光學(xué)測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在目前的光學(xué)測量領(lǐng)域，例如透射比、色度的測量，為了使得測 量結(jié)果具有較好的可比性，國際上規(guī)定了四種標(biāo)準(zhǔn)的測量幾何條件
45/0條件，0/45條件，D/0條件，0/D條件。以45/0為例，它代表入射 光45度入射到樣品表面，探測方向位于樣品法線的O度方向。0/45則 相反。D/0條件表示用來自各個(gè)方向漫射光(利用積分球產(chǎn)生)入射 到樣品表面，探測方向位于樣品法線的O度方向。0/D條件表示入射光 垂直入射到樣品的表面，收集各個(gè)方向(釆用積分球收集)上的光線 并探測。國際上通行的精密儀器只能實(shí)現(xiàn)上述四種條件中的一種測量 幾何條件，極個(gè)別的高檔儀器會(huì)通過采用安裝不同的測量附件來實(shí)現(xiàn) 不同幾何條件的切換，缺點(diǎn)是需要關(guān)閉主機(jī)，操作繁瑣，造價(jià)昂貴。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有一種測量條件需要一種附件的不足，本實(shí)用新型 提出 一種積分球及使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)，可以將D/0幾何條件、 0/D幾何務(wù)件結(jié)合在一個(gè)積分球上實(shí)現(xiàn)，可以在不用關(guān)閉主機(jī)的前提 下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)幾何條件的轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單有效，搡作方便。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型釆用如下技術(shù)方案 一種積分球，包括具有球形內(nèi)壁的中空積分球球體，在過所述球 形內(nèi)壁圍成球形空間的球心的平面上，以所述球心為圓心，間隔90 度在所述球形內(nèi)壁上開有四個(gè)通孔，在其中三個(gè)通孔處分別具有三個(gè)外部球壁檔板，所述外部球壁檔板均具有拆卸和安裝兩種狀態(tài)，在球
形內(nèi)壁上位于另外一個(gè)通孔的一側(cè)設(shè)置有內(nèi)壁檔板。 其中，所述四個(gè)通孔的開口面積形狀均一致。 其中，所述外部球壁檔板的面積大于所述通孔的開口面積。 其中，所述外部球壁檔板表面和球形內(nèi)壁表面具有使用相同的工
藝噴涂的相同材料。
其中，所述內(nèi)壁檔板材料與表面屬性同球形內(nèi)壁材料及表面屬性相同。
其中，在球形內(nèi)壁的所述其中三個(gè)通孔的外側(cè)均安裝有彈簧壓片 及固定螺絲來安裝或者拆除所述外部球壁檔板。
本使用新型還提供了一種使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn) 0/D幾何條件下的測量，該系統(tǒng)包括入射光源、積分球、探測器和樣
品，其中
所述積分球包括具有球形內(nèi)壁的中空積分球球體，在過球形內(nèi)壁
圍成球形空間的球心的平面上，以所述球心為圓心，間隔90度在所 述球形內(nèi)壁上開有四個(gè)通孔a、 b、 c、 d，在其中三個(gè)通孔b、 c、 d 處分別具有三個(gè)外部球壁檔板，在球形內(nèi)壁上位于另 一個(gè)通孔a的一 側(cè)設(shè)置有內(nèi)壁檔板，通孔a與通孔d相對(duì)； 所述探測器設(shè)置在積分球中的通孔a處；
所述樣品設(shè)置在與通孔a相鄰且靠近所述內(nèi)壁檔板的通孔b處； 所述通孔b處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)； 所述入射光源發(fā)射的入射光與相鄰于通孔a的另 一通孔c相對(duì)； 所述通孔c處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)； 與所述通孔a相對(duì)的通孔d處的外部球壁檔板處于安裝狀態(tài)。 本實(shí)用新型還提供了另 一種使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)，用于實(shí)
現(xiàn)D/0幾何條件下的測量，該系統(tǒng)包括入射光源、積分球、探測器和
樣品，其中所述積分球包括具有球形內(nèi)壁的中空積分球球體，在過球形內(nèi)壁 圍成球形空間的球心的平面上，以所述球心為圓心，間隔90度在所
述球形內(nèi)壁上開有四個(gè)通孔a、 b、 c、 d,在其中三個(gè)通孔b、 c、 d 處分別具有三個(gè)外部球壁檔板，在球形內(nèi)壁上位于另 一個(gè)通孔a的一 側(cè)設(shè)置有內(nèi)壁檔板，通孔a與通孔d相對(duì)； 所述探測器設(shè)置在積分球中的通孔a處；
與通孔a相鄰且靠近所述內(nèi)壁檔板的通孔b處的外部球壁檔板處 于安裝狀態(tài)；
所述入射光源發(fā)射的入射光與相鄰于通孔a的另 一通孔c相對(duì)； 所述通孔c處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)； 所述樣品設(shè)置在與所述通孔a相對(duì)的通孔d處； 所述通孔d處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)。 利用本實(shí)用新型提供的積分球及是使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)， 具有以下有益效果
1) 可以在同一個(gè)積分球上實(shí)現(xiàn)D/0、 0/D兩種幾何條件，相互轉(zhuǎn)
換便捷，結(jié)構(gòu)簡單；
2) 每次更換測量幾何條件，由于無需移動(dòng)積分球球體，可以避 免光路對(duì)準(zhǔn)；
3) 更換過程中不牽涉任何電器元件，也免除了高精度測量所需
要的較長的開機(jī)預(yù)熱時(shí)間。

圖i為本實(shí)用新型積分球的結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本實(shí)用新型使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本實(shí)用新型另一種使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 圖中1、球形內(nèi)壁；2、外部球壁檔板；3、內(nèi)壁檔板；4、入射 光源；5、探測器；6、樣品。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的積分球及使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)，結(jié)合附 圖和實(shí)施例說明如下。
如圖l所示為本實(shí)用新型積分球的結(jié)構(gòu)圖，該積分球包括具有球 形內(nèi)壁1的中空積分球球體，在過球形內(nèi)壁1圍成球形空間的球心的平
面上，以上述球心為圓心，間隔90度在球形內(nèi)壁l上開有四個(gè)通孔a、 b、 c、 d,在其中三個(gè)通孔b、 c、 d處分別具有三個(gè)外部球壁檔板2， 外部球壁檔板2均具有拆卸和安裝兩種狀態(tài)，在球形內(nèi)壁l上位于另外 一個(gè)通孔a的一側(cè)設(shè)置有內(nèi)壁檔板3，通孔a與通孔d相對(duì)，通孔c與通 孔b相對(duì)，且通孔b靠近內(nèi)壁檔板3。
優(yōu)選地，四個(gè)通孔a、 b、 c、 d的開口面積形狀均一致，當(dāng)然本 發(fā)明通孔的形狀和面積不局限于設(shè)置成一致的一種情形，可以根據(jù)需 要作出適當(dāng)修改；外部球壁檔板2的面積大于通孔的開口面積；外部 球壁檔板2表面和球形內(nèi)壁1表面具有使用相同的工藝噴涂的相同材 料，以保證它們具有相同的光學(xué)屬性；積分球內(nèi)部的內(nèi)壁檔板3的材 料及其表面屬性同積分球內(nèi)壁1的材料及其屬性；在球形內(nèi)壁1的其 中三個(gè)通孔b、 c、 d的外側(cè)均安裝有彈簧壓片及固定螺絲，便于安裝 或者拆除上述外部球壁檔板2，當(dāng)然，拆除或安裝外部球壁檔板2的 方式不局限于該種形式。
使用上述積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)0/D幾何條件下的 測量，也可以實(shí)現(xiàn)D/0幾何條件的測量。
如圖2所示為本實(shí)用新型使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，用 于實(shí)現(xiàn)0/D幾何條件下的測量，該系統(tǒng)包括入射光源4、積分球、探 測器5和樣品6，積分球釆用圖l所示結(jié)構(gòu)的積分球，其中
探測器5設(shè)置在積分球中的通孔a處；樣品6設(shè)置在與通孔a相鄰且 靠近內(nèi)壁檔板3的通孔b處；通孔b處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)； 選擇相鄰于通孔a的另 一通孔c作為光源入射孔，入射光源發(fā)射的入射 光與相鄰于通孔a的另一通孔c相對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)O度入射；通孔c處的外部球壁檔板2處于拆除狀態(tài)；所述通孔a相對(duì)的通孔d處的外部球壁檔 板處于安裝狀態(tài)，避免光從此通孔泄露。這樣，光從通孔c以入射角 度0度入射到樣品6表面，反射光在球形內(nèi)壁l多次反射勻化后被安置 在通孔a處的探測器5接收，從而實(shí)現(xiàn)了0/D幾何條件的測量。安裝內(nèi) 壁檔板3的目的是為了使得通孔b處樣品材料表面的一次反射光直接 入射到探測器5。
如圖3所示為本新型另一種使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖， 用于實(shí)現(xiàn)D/0幾何條件下的測量，該系統(tǒng)包括入射光源4、積分球、 探測器5和樣品6，積分球釆用圖l所示結(jié)構(gòu)的積分球，其中
探測器5設(shè)置在積分球中的通孔a處；與通孔a相鄰且靠近內(nèi)壁 檔板3的通孔b處的外部球壁檔板2處于安裝狀態(tài)，避免光從此開孔 泄露；選擇相鄰于通孔a的另一通孔c作為光源入射孔，入射光源4 發(fā)射的入射光與相鄰于通孔a的另 一通孔c相對(duì)；通孔c處的外部球 壁檔板處于拆除狀態(tài)；樣品6設(shè)置在與通孔a相對(duì)的通孔d處；通孔 d處的外部球壁檔板2處于拆除狀態(tài)。這樣，光從開孔c入射到積分 球內(nèi)壁，反射光在球形內(nèi)壁1多次反射勻化后照射到樣品上6，樣品 6反射光被安置在開孔a處的探測器5接收，從而實(shí)現(xiàn)了 D/0幾何條 件的測量。
如上所述，為兩種幾何條件的轉(zhuǎn)化十分便捷，開孔4處安置樣品， 開孔5處安置球壁擋板即為0/D,反之則為D/0，每次更換測量幾何條 件，由于無需移動(dòng)積分球球體，也不牽涉任何電器元件，避免光路對(duì) 準(zhǔn)以及開機(jī)預(yù)熱時(shí)間。
在本附件不使用時(shí)，可以釆用3塊球壁擋板將除探測器開口外的 其余3個(gè)開口堵上，防止外部灰塵落入，影響測量精度。
以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限 制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范 圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求 限定。
權(quán)利要求1、一種積分球，包括具有球形內(nèi)壁的中空積分球球體，其特征在于，在過所述球形內(nèi)壁圍成球形空間的球心的平面上，以所述球心為圓心，間隔90度在所述球形內(nèi)壁上開有四個(gè)通孔，在其中三個(gè)通孔處分別具有三個(gè)外部球壁檔板，所述外部球壁檔板均具有拆卸和安裝兩種狀態(tài)，在球形內(nèi)壁上位于另外一個(gè)通孔的一側(cè)設(shè)置有內(nèi)壁檔板。
2、 如權(quán)利要求1所述的積分球，其特征在于，所述四個(gè)通孔的 開口面積形狀均一致。
3、 如權(quán)利要求1所述的積分球，其特征在于，所述外部球壁檔 板的面積大于所述通孔的開口面積。
4、 如權(quán)利要求1所述的積分球，其特征在于，所述外部球壁檔 板表面和球形內(nèi)壁表面具有使用相同的工藝噴涂的相同材料。
5、 如權(quán)利要求1所述的積分球，其特征在于，所述內(nèi)壁檔板材 料與表面屬性同球形內(nèi)壁材料及表面屬性相同。
6、 如權(quán)利要求1所述的積分球，其特征在于，在球形內(nèi)壁的所 述其中三個(gè)通孔的外側(cè)均安裝有彈簧壓片及固定螺絲來安裝或者拆 除所述外部球壁檔板。
7、 一種使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)0/D幾何條件下 的測量，其特征在于，該系統(tǒng)包括入射光源、積分球、探測器和樣品， 其中所述積分球包括具有球形內(nèi)壁的中空積分球球體，在過球形內(nèi)壁 圍成球形空間的球心的平面上，以所述球心為圓心，間隔90度在所 述球形內(nèi)壁上開有四個(gè)通孔a、 b、 c、 d,在其中三個(gè)通孔b、 c、 d 處分別具有三個(gè)外部球壁檔板，在球形內(nèi)壁上位于另一個(gè)通孔a的一 側(cè)設(shè)置有內(nèi)壁檔板，通孔a與通孔d相對(duì)；所述探測器設(shè)置在積分球中的通孔a處；所述樣品設(shè)置在與通孔a相鄰且靠近所述內(nèi)壁檔板的通孔b處；所述通孔b處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)；所述入射光源發(fā)射的入射光與相鄰于通孔a的另 一通孔c相對(duì)； 所述通孔c處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)； 與所述通孔a相對(duì)的通孔d處的外部球壁檔板處于安裝狀態(tài)。
8、 一種使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)D/0幾何條件下的測量，其特征在于，該系統(tǒng)包括入射光源、積分球、探測器和樣品，其中所述積分球包括具有球形內(nèi)壁的中空積分球球體，在過球形內(nèi)壁 圍成球形空間的球心的平面上，以所述球心為圓心，間隔90度在所 述球形內(nèi)壁上開有四個(gè)通孔a、 b、 c、 d,在其中三個(gè)通孔b、 c、 d 處分別具有三個(gè)外部球壁檔板，在球形內(nèi)壁上位于另 一個(gè)通孔a的一側(cè)設(shè)置有內(nèi)壁檔板，通孔a與通孔d相對(duì)； 所述探測器設(shè)置在積分球中的通孔a處；與通孔a相鄰且靠近所述內(nèi)壁檔板的通孔b處的外部球壁檔板處 于安裝狀態(tài)；所述入射光源發(fā)射的入射光與相鄰于通孔a的另 一通孔c相對(duì)； 所述通孔c處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)； 所述樣品設(shè)置在與所述通孔a相對(duì)的通孔d處； 所述通孔d處的外部球壁檔板處于拆除狀態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及積分球及使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)，該積分球包括具有球形內(nèi)壁的中空積分球球體，在過球形內(nèi)壁圍成球形空間的球心的平面上，以球心為圓心，間隔90度在球形內(nèi)壁上開有四個(gè)通孔，在其中三個(gè)通孔處分別具有三個(gè)外部球壁擋板，外部球壁擋板均具有拆卸和安裝兩種狀態(tài)，在球形內(nèi)壁上位于另外一個(gè)通孔的一側(cè)設(shè)置有內(nèi)壁擋板，使用積分球的光學(xué)測量系統(tǒng)包括入射光源、積分球、探測器和樣品，探測器置于一側(cè)設(shè)有擋板的通孔處，與設(shè)置探測器的通孔相鄰的一個(gè)作為入射孔，選擇另外兩個(gè)通孔是放置樣品還是擋住。本新型將D/0、0/D兩種幾何條件在一個(gè)積分球上實(shí)現(xiàn)，在不關(guān)閉主機(jī)的前提下進(jìn)行幾何條件的轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單有效，操作方便。
文檔編號(hào)G01J3/02GK201311325SQ20082012383
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者馮國進(jìn), 平 李, 煜 王 申請(qǐng)人:中國計(jì)量科學(xué)研究院