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色差儀光電檢測系統(tǒng)原理

我們知道在顏色檢測行業(yè)色差儀是最典型的光電光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品,這種儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光光源、積分球(折射、反射、散射)、光接收器、二極管感應(yīng)器、電子微處理器、信息輸出設(shè)備等??梢哉f一種典型的光電光學(xué)系統(tǒng)儀器,那么什么是光電光學(xué)系統(tǒng),這種系統(tǒng)又有什么特點(diǎn)呢,一起來了解一下吧。

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色差儀光電檢測系統(tǒng)原理??

首先在光電檢測系統(tǒng)中要有一個(gè)固定的照明光源,這個(gè)光源發(fā)出的光經(jīng)照明系統(tǒng)均勻的照射在被檢測的物體上,被檢測物體在經(jīng)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(gè)信號經(jīng)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(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理,最終有顯示或打印系統(tǒng)接收測量結(jié)果。

現(xiàn)光電檢測系統(tǒng)原理框圖

CCD傳感器工作是一個(gè)復(fù)雜的信號與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過程,這里參數(shù)選擇與被檢測物體的成像放大率和測量精度有關(guān)。我們假設(shè)成像系統(tǒng)的放大率為只有在視軸周圍6~8度范圍內(nèi)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(yīng)為兩個(gè)CCD像素元大小,即δ′=2σ?? δ=2σ/β下圖為光電檢測系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)原理圖,L3為成像物鏡,被檢測物體經(jīng)L3以一準(zhǔn)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(tǒng)的測量精度,成像系統(tǒng)方法率和CCD傳感器的使用時(shí)有非常嚴(yán)格的控制的。

光電檢測系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)

系統(tǒng)采用柯拉照明形式:如圖,L1為照明系統(tǒng)的聚光鏡,L2為照明系統(tǒng)的場鏡。?
光源經(jīng)L1成像在L2的物方焦面處,再經(jīng)L2成像在無窮遠(yuǎn),與成像物鏡L3的入射光瞳重合。?
表征照明系統(tǒng)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(cè)的介質(zhì)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(zhì)折射率;u2為物鏡L3的數(shù)值孔徑角;y2為被檢測物體的半高度。?
為使照明系統(tǒng)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(yīng)大于成像系統(tǒng)的拉赫不變量,即J1>J2在保證J1>J2的條件下,應(yīng)兼顧被照明視唱大小和物鏡數(shù)值孔徑角的匹配關(guān)系。
我們看見現(xiàn)在市場上流通的色差儀種類繁多價(jià)格不同,為什么色差儀價(jià)格會(huì)有這么大的差異,其實(shí)主要的原因就在于內(nèi)部光電光學(xué)系統(tǒng)的不同,色差儀價(jià)格高的產(chǎn)品光路系統(tǒng)更嚴(yán)謹(jǐn)使用感應(yīng)器和處理都更嚴(yán)格,同時(shí)內(nèi)部會(huì)設(shè)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(jù)光電光學(xué)系統(tǒng)原理保證產(chǎn)品檢測精度的提高。


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