[发明专利]一种透射率在线测试方法及装置

说明书

本发明提供了一种透射率在线测试方法及装置，旨在解决现有技术在高温状态下测量试样透射率不便的问题。该方法主要包括以下步骤：1)建立共轭反射面，将试样和探测组件分别放置于共轭反射面的焦点A和焦点B处；2)探测光以设定角度入射到试样，经试样透射后到达共轭反射面，再经共轭反射面反射、汇聚至焦点B，而后进入探测组件；3)测量透射光通量并与空白实验对比，得到试样的透射率；4)调整试样温度，实现不同温度/温升率条件；重复步骤3)，最终得到不同温度/温升率条件下该试样的透射率。

技术领域

本发明属于材料物性测试技术领域，涉及一种透射率在线测试方法及装置。

背景技术

材料对光的透射率是光与物质相互作用研究关注的重要参数之一。目前，材料的光透射率测量主要基于积分球原理。积分球原理测量光透射率时，为降低测量不确定度，试样应尽量贴紧测试口，尤其是对于存在内部反射致使透射光发散较严重的材料，例如蜂窝夹层等。此外，对处于高温状态下材料进行测量时，需解决传热引起的积分球升温问题；对烧蚀条件下材料测量时，需解决烧蚀物对积分球的污染问题。

中国专利ZL201210244377中报道了一种非积分球原理的透射率测定装置和方法，该方法基于旋转椭球反射镜远、近焦点的共轭特性，对透射光进行汇聚检测，抑制由于内部反射光而导致的误差。该装置方法，光路复杂，近焦点位于反射面与远焦点(探测系统)之间，限制了其在高温状态下透射率的测量应用。

发明内容

为了解决现有技术中在高温状态下测量试样透射率不便的问题，本发明提供了一种新的透射率在线测试方法及装置。

本发明的基本原理是：利用非旋转半椭球反射面(不限于半椭球)共轭汇聚特性，即从一个焦点发出的光经内壁反射后汇聚到另一个焦点上，焦点远离反射面且与椭球截面等距，光学系统(反射面、探测组件)能够远离热源(试样)，通过调整试样温度，实现不同温度/温升率条件，最终得到不同入射角度下不同温度/温升率条件下该试样的透射率。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种透射率在线测试方法，包括以下步骤：

1)建立共轭反射面，将试样和探测组件分别放置于共轭反射面的焦点A和焦点B处；

2)探测光以设定角度入射到试样，经试样透射后到达共轭反射面，再经共轭反射面反射、汇聚至焦点B，而后进入探测组件；

3)测量透射光通量并与空白实验对比，得到试样的透射率；

4)调整试样温度，实现不同温度/温升率条件；重复步骤3)，最终得到不同温度/温升率条件下该试样的透射率。

进一步的，还可通过调整探测光入射角度，重复步骤2)、3)，最终得到不同入射角度下该试样的透射率。

相应的，一种实现上述透射率在线测试方法的装置，包括非旋转椭球共轭反射器件、加热机构、测温仪、探测光源、探测组件和数据采集仪；所述加热机构用于对试样加热或降温，实现不同温度/温升率条件；所述测温仪用于测量试样当前温度；所述非旋转椭球共轭成像器件用于提供共轭反射面；试样和所述探测组件分别放置于共轭反射面的焦点A和焦点B处；所述探测光源输出的探测光以设定角度入射到试样，经试样透射后到达共轭反射面，再经共轭反射面反射、汇聚至焦点B，而后进入探测组件；所述探测组件包括积分球和探测器；所述焦点B即对应于积分球入射口，积分球内设置有积分球挡片，用于阻止一次反射光直接进入探测器；探测器设置于积分球探测口处，用以检测透射光信号；所述数据采集仪用于同步记录试样温度以及透射光信号的实时变化，对比空白实验，计算得到试样透射率实时变化。

进一步的，还可增加入射角度调节机构，用于调节探测光到试样的入射角度。