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色差儀原理之光電光學系統

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色差儀原理之光電光學系統

發布時間:2016-01-08 瀏覽:1036 次

我們知道在顏色檢測行業色差儀是最典型的光電光學系統產品,這種儀器內部結構就是標準發光光源、積分球(折射、反射、散射)、光接收器、二極管感應器、電子微處理器、信息輸出設備等。可以說一種典型的光電光學系統儀器,那么什么是光電光學系統,這種系統又有什么特點呢,一起來了解一下吧。
光電檢測系統原理  
首先在光電檢測系統中要有一個固定的照明光源,這個光源發出的光經照明系統均勻的照射在被檢測的物體上,被檢測物體在經過物鏡成像在CCD元件處理,CCD輸出反映物體大小或位置的脈沖信號,然后這個信號經過放大以及二值化處理送入微型處理器中,在有微型處理器進行數據的采集和處理,最終有顯示或打印系統接收測量結果。

現光電檢測系統原理框圖

CCD傳感器工作是一個復雜的信號與數據的轉換過程,這里參數選擇與被檢測物體的成像放大率和測量精度有關。我們假設成像系統的放大率為只有在視軸周圍6~8度范圍內的物體才能成清晰像,從而清晰的觀察到物體。 
要想保證CCD傳感器上的精度為δ’,δ’至少應為兩個CCD像素元大小,即δ´=2σ   δ=2σ/β下圖為光電檢測系統的光學系統原理圖,L3為成像物鏡,被檢測物體經L3以一準確的放大率成像在CCD光敏元件上。 
色差儀在使用過程中為了保證系統的測量精度,成像系統方法率和CCD傳感器的使用時有非常嚴格的控制的。

光電檢測系統的光學系統
系統采用柯拉照明形式:如圖,L1為照明系統的聚光鏡,L2為照明系統的場鏡。 
光源經L1成像在L2的物方焦面處,再經L2成像在無窮遠,與成像物鏡L3的入射光瞳重合。 
表征照明系統傳遞光能量大小的拉赫不變量J1為:J1=n1u1y1式中,n1為光源一側的介質折射率;u1為聚光鏡的孔徑角;y1為光源燈絲的半高度。
表征成像物鏡傳遞光能量大小的拉赫不變量J2為:J2=n2u2y2式中n2為被檢測物方的介質折射率;u2為物鏡L3的數值孔徑角;y2為被檢測物體的半高度。 
為使照明系統均勻照射物鏡L3,使光線充滿物鏡L3的孔徑角,照明的拉赫不變量應大于成像系統的拉赫不變量,即J1>J2在保證J1>J2的條件下,應兼顧被照明視唱大小和物鏡數值孔徑角的匹配關系。
我們看見現在市場上流通的色差儀種類繁多價格不同,為什么色差儀價格會有這么大的差異,其實主要的原因就在于內部光電光學系統的不同,色差儀價格高的產品光路系統更嚴謹使用感應器和處理都更嚴格,同時內部會設置光柵、積分球等一些列提高儀器測量精度測元器件。這樣目的就是根據光電光學系統原理保證產品檢測精度的提高。
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