[发明专利]一种测量玻璃反射比的方法和装置

说明书

技术领域

本发明设计一种测量玻璃反射比的方法和装置。

背景技术

玻璃反射比是表示玻璃技术性能的一个重要指标。例如低辐射玻璃的反射比就决定了玻璃本身的颜色及性能。玻璃是一种具有光泽表面的反射体，它的反射是按照几何光学定律进行的反射，它的反射比是一种规则反射比。

规则反射比：在入射辐射的光谱组成、偏振状态和几何分布给定条件下，规则反射的辐射(光)通量与入射的辐射(光)通量之比，即为规则反射比，符号为ρ。当反射比为波长的函数时，光谱反射比：

式中Ф_反是反射的光谱辐射通量；Ф_入是入射的光谱辐射通量。

有许多具体的测量方法，从结构上看，反射比测量系统主要由光源、测量主体及光电探测器三部分组成。其中测量主体是用来实现测量原理的光路装置，它由待测样品和其它辅助光学镜片构成。

在现有的测量玻璃反射比的技术中，测量方法有很多种，下面介绍几种常用方法：

1、直接测量法

依据反射比公式式1，应首先测算平行入射源1光通量的值，此时探测器2应先放在入射平行光处接收入射平行光，测量入射光通量Ф_入(如图1)，当放入待测样品3后，探测器2再放置在入射光的正反射光处，测量反射光通量Ф_反(如图1、图2)。

2、比较测量法

反射比的值也可以根据与标准样本的反射率的值得比较来确定，比较用的标准样品4使用的是基准镜面反射体或根据与其比较确定了反射率的镜面反射体。基准镜面反射体为根据绝对反射率测定法确定了反射比的镜面反射体。

式中：

ρ_样——待测样品反射比；

ρ_标——标准样品反射比；

Ф_反样——待测样品反射光通量；

Ф_反标——标准样品的反射光通量

如下面的三种方法

1)方法一：

入射平行光束以与玻璃法线成15°以下的入射角，向背面安装了陷光器的样本面射入接近平行的光线束，用探测器(非积分球)接收正反射光，如图3、图4所示：

首先测得标准样品4的Ф_反标，然后测得待测样品3的Ф_反样，反射率的值根据与标准样本的反射率的值的比较来确定，见式2。

缺点：光源利用率低，由于探测器接收面积比较小，从玻璃第二表面反射的光到达不了探测器上，所以此方法只可测量玻璃上表面的反射比。

2)方法二：

一般是用15°以下的入射角，向背面安装了陷光器的玻璃表面射入接近于平行光的光束，用积分球5接收正反射光，测量分光反射率(JIS_R3106-1998_中文版_平板玻璃的透射率、反射率、放射率及日光辐射热取得率试验方法)。如图5、图6：

方法二同方法一，也首先测得标准样品4的Ф_反标，然后测得待测样品3的Ф_反样，反射率的值根据与标准样本的反射率的值的比较来确定，见式2。

优点：

1、在积分球开口尺寸合适的情况下，积分球口可以接收玻璃上下表面的反射光，因此这种方法能测量玻璃上下表面的反射比；

2、样品距离积分球探测器有一定的距离，这样样品的放入就不会影响积分球内部的光辐射通量。

缺点：

1、光源通过平行光管后入射至样品表面，这种照明方式导致了光源利用率低；

2、积分球开口需要能接收玻璃上下表面的反射光，当玻璃厚度比较厚时，从下表面反射的光距离上表面反射的光的就比较远，要求积分球开口足够大才能接收全部的反射光。而相关测量标准要求积分球开口面积总和不能超过积分球内表面积的5％，这就要求积分球的直径要足够大。因此这种方法不适合测量比较厚的玻璃。

3)方法三：

如图7、图8所示：光源6发出的光在积分球5内部多次反射形成朗伯体光源，待测样品3紧贴积分球5口，探测器2与待测样品3表面法线成一定角度。

优点：光源利用率高；

缺点：样品紧贴积分球口，这样样品放入时就会影响积分球内部的光辐射通量，从而造成测量误差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以有效提高光源利用率、提高接收器信噪比、可以解决不同厚度玻璃反射比测量的方法，本发明的另一目的是提供一种实施上述方法的装置。