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反射/透射比是各种光学材料(如机动车风挡玻璃、后视镜、幕墙玻璃、各种光学薄膜等)的重要光学参数。以往这类反射/透射比测量仪器都是实验室专用,智能化、一体化程度不高,而随着汽车、建筑、材料工业迅速发展,越来越需要能达到稳定快速在线测量材料反射/透射比的仪器。单片机及计算机技术的迅速发展和广泛应用实现了具有方便快捷的标定方式、读数直观准确、操作方便、可快速准确测量的工业现场控制。
针对目前工业生产和检测的需要,本文依据国家相关标准要求,设计了一种基于积分球和单片机89C51处理的反射/透射比的智能化检测系统。该系统能够对可见光(波长为380nm~780nm)范围光谱实现反射/透射比的自动精确测量。
首先,本文针对国家标准(《摩托车和轻便摩托车后视镜及其安装要求》、《汽车安全玻璃光学性能试验方法》等),从理论上研究、总结了基于积分球的反射/透射比测量原理及系统设计。
其次,以该方法为基础,论文详细介绍了光学系统、光电转换和控制系统、软件编程和数据处理、标定程序。光学系统设计部分分别阐述了光源、准直光路和积分球的设计要求和性能及其各参数产生的误差;光电转换部分提出了基于硒光电池的光电转换传感器及相应信号放大滤波电路设计;控制系统给出了基于单片机的控制流程、数据处理、标定程序以实现整个系统的准确、稳定工作。同时,本文还利用已设计的透反比测量系统装置,就杂散光、积分球结构、光电接收器暗电流等做了实验研究,分析讨论了测量系统的误差,并提出了相应的解决方法,为系统的实际设计、应用提供了理论保证。
前面所述的测量装置均基于积分球原理的分析及应用,但对于测量空间受限或被测镜面曲率半径较大时它很难进行正常测量。利用光纤传光束具有柔软、可绕曲的重要优点设计和分析基于半积分球原理的带有导光束的反射/透射比的测量系统。其系统大大提高测量的灵活性和适应性,也是反射/透射比系列测量系统研究的完善。
最后,对反射/透射比一系列测量系统设计进行总结、展望。实践表明已设计的摩托车后视镜反射比测量仪完全达到相关测量标准要求。