專利名稱：高分辨率激光黑度計的制作方法
技術領域：
本實用新型主要用于測試膠片和干板的黑度，涉及光學儀器。
黑度計是用來檢測透光性能的儀器，主要用于膠片和干板等的黑度測量。物質的某些信息，可以通過物理方法以黑度變化方式記錄在膠片或干板上，通過測量黑度值，可以獲得被測物質或物體的質量、含量等數據，這種儀器廣泛地應用于壓力容器的質量檢測，雜質含量的分析等。目前，市售的黑度計都采用白熾燈或鹵鎢燈這樣一類的光源，經過聚光后，用小孔限制通光面積，光透過被測的膠片后，經過光電接收和數據處理，顯示出黑度值。由于這種傳統(tǒng)的測黑手段，分辨率低，靈敏度低，且測量范圍小，(黑度值一般只能測到3)，從而大大地限制了黑度計的使用范圍。
本實用新型的目的在于，克服已有黑度計存在的分辨率低、靈敏度低，測量范圍小的缺點，設計一種高亮度，方向性好，空間分辨率高，測量范圍寬，省電的高分辨率激光黑度計。
以下結合附圖，對本實用新型說明之。
附圖1是本實用新型的結構圖；附圖2是本實用新型的電源圖；附圖3是本實用新型的信號處理系統(tǒng)電路圖。
本實用新型的結構在Γ形的測試臂(3)中，開有形通光孔道(15)，在通光孔道(15)的頂端部，安有激光二極管(1)與準直透鏡(2)，其間有間隔圈(14)將激光二極管(1)與準直透鏡(2)隔開，在激光二極管(1)的后部裝有壓圈(13)，將激光二極管(1)與準直透鏡(2)固定緊；通光孔道(15)上開有方槽(18)，方槽(18)內可安裝不同的衰減片(4)；在通光孔道(15)垂直拐彎處，安有全反鏡(5)，其上用螺紋蓋板(16)將其固定在測試臂(3)上，全反鏡(5)與水平面成45°角；在通光孔(5)垂直的下部安有聚焦透鏡(6)，聚焦透鏡(6)外圈有螺紋壓環(huán)(17)，將其固定在測試臂(3)上；與測試臂(3)一頭連接的底座(9)上，安有平臺(8)，平臺(8)上可安放待測的膠片或干板(7)；底座(9)的下面安放硅光電池(10)，電源盒(11)以及信號處理系統(tǒng)(12)。
本實用新型的電源圖如附圖2所示，是常規(guī)的橋式整流和穩(wěn)壓電路，輸出電壓為±15V，±5V和+9V，該電路分別給激光器和信號處理系統(tǒng)供電。
本實用新型的信號處理系統(tǒng)電路如附圖3所示，前置放大器A1、跟隨器A2、基維電壓產生器A3、對數放大器A4、加法器A5以及量程擴展標準電壓產生器A6均為集成塊，數字顯示器DPM為數字電壓表。前置放大器A1對測量精度和靈敏度都至關重要，應采用高增益、高輸入阻抗、極低的失調電壓和溫漂的組件。A2、A3和A5可采用一般放大器，為簡單起見，本實用新型采用與A1相同的型號ICL7650。
本實用新型工作時，先接通電源(11)，二極管激光器(1)發(fā)射的激光經過準直透鏡(2)，變成平行光再經45°全反鏡(5)轉向至聚焦透鏡(6)上，由聚焦透鏡(6)將光匯聚到膠片(7)上，形成小于0.1mm的光斑，衰減片(4)可以將光強降低到便于測量的值。透射過膠片(7)的光，經過硅光電池(10)接收將光信號變?yōu)殡娦盘?，送至前置放大器A1，放大的信號再經跟隨器A2在對數放大器A4中與A3的基準信號比較，并進行對數變換，便把測得的光透過率變換成黑度值，最后由顯示器直接讀出黑度值。當黑度超過3時，打開量程擴展開關，A6的標準電壓將在A5中與A4的信號進行迭加，從而達到擴展測量范圍的目的。
本實用新型的特點在于，用二極管激光器取代了傳統(tǒng)光源，這便充分利用了激光的高亮度和方向性好的特點，使黑度計的性能大為提高，其主要優(yōu)點是1.空間分辨率高；＜0.1mm，這比已有黑度計的分辨率提高了一個數量級。
2.測量范圍寬；已有黑度計的黑度值只能測到3，而且精度低，而本實用新型對那些很黑的膠片也能接收到一點透射光，黑度值可以測到5。
3.省電；由于本實用新型采用二極管激光器，因此效率高，光能集中，所以耗電量低。
4.穩(wěn)定性好；由于激光有穩(wěn)流系統(tǒng)，因此穩(wěn)定性好，測量精度高。
5.待測件可以作一維運動，可以記錄下線型或黑度分布，(這一優(yōu)點在光譜線型的分析中很有應用前景)。
6.本實用新型體積小，重量輕。
總之，在生產和科學研究中，人們常把物體的物理性能變換成光強分布，然后用照相法將其記錄在膠片或干板上，以黑度的形式存儲下來，然后經過黑度測試來分析物體的性能。本實用新型就是用來測試黑度用的高分辨率激光黑度計，可以廣泛應用于壓力容器的無損檢測，物質含量的分析，光譜分析；以及激光模式分析等領域。


1.激光二極管；2.準直透鏡；3.測試臂；4.衰減片；5.全反鏡；6.聚焦透鏡；7.膠片；8平臺；9.底座；10.硅光電池；11.電源盒；12.信號處理系統(tǒng)；13.壓圈；14.間隔圈；15.通光孔道；16.螺紋蓋板；17.螺紋壓環(huán)；18，方槽；19.外殼；A1、前置放大器；A2、跟隨器；A3、基準電壓產生器；A4、對數放大器；A5、加法器；A6、量程擴展標準電壓產生器；DPM、數字顯示器。
權利要求1.一種高分辨率激光黑度計，其特征在于，在測試臂中開有形通光孔道，在通光孔道的頂端部，安有激光二極管與準直透鏡，其間有間隔圈將激光二極管與準直透鏡隔開，在激光二極管的后部裝有壓圈；通光孔上開有方槽，方槽內裝有衰減片，在通光孔道垂直拐彎處，安有與水平面成45°角的全反鏡，其上有螺紋蓋板；在通光孔垂直的下部安有聚焦透鏡，其外有螺紋壓環(huán)；與測試臂一頭連接的底座上，有一平臺，其上可安放膠片或干板；底座下安有硅光電池，電源盒及信號處理系統(tǒng)。
專利摘要一種高分辨率激光黑度計在測試臂中有通光孔道，其內安有激光二極管與準直透鏡和衰減片，在通光孔通的垂直拐彎處，安有全反鏡，通光孔道下方安有聚焦透鏡；與測試臂連接的底座上安有平臺，其上可放待測膠片和干板；底座下接硅光電池，電源盒及信號處理系統(tǒng)，空間分辨率高，測量范圍寬，穩(wěn)定性好，省電、體積小，重量輕，可廣泛用于壓力容器的無損檢測，物質含量的分析，光譜分析，以及激光模式分析等領域。
文檔編號G01N21/25GK2239624SQ9521267
公開日1996年11月6日 申請日期1995年6月6日 優(yōu)先權日1995年6月6日
發(fā)明者吳路生, 王愛華, 朱桂霞 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所