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色差仪原理之光电光学系统

点击:         发布日期:2016-01-08
我们知道在颜色检测行业色差仪是最典型的光电光学系统产品,这种仪器内部结构就是标准发光光源、积分球(折射、反射、散射)、光接收器、二极管感应器、电子微处理器、信息输出设备等。可以说一种典型的光电光学系统仪器,那么什么是光电光学系统,这种系统又有什么特点

我们知道在颜色检测行业色差仪是最典型的光电光学系统产品,这种仪器内部结构就是标准发光光源、积分球(折射、反射、散射)、光接收器、二极管感应器、电子微处理器、信息输出设备等。可以说一种典型的光电光学系统仪器,那么什么是光电光学系统,这种系统又有什么特点呢,一起来了解一下吧。
光电检测系统原理  
首先在光电检测系统中要有一个固定的照明光源,这个光源发出的光经照明系统均匀的照射在被检测的物体上,被检测物体在经过物镜成像在CCD元件处理,CCD输出反映物体大小或位置的脉冲信号,然后这个信号经过放大以及二值化处理送入微型处理器中,在有微型处理器进行数据的采集和处理,最终有显示或打印系统接收测量结果。

现光电检测系统原理框图

CCD传感器工作是一个复杂的信号与数据的转换过程,这里参数选择与被检测物体的成像放大率和测量精度有关。我们假设成像系统的放大率为只有在视轴周围6~8度范围内的物体才能成清晰像,从而清晰的观察到物体。 
要想保证CCD传感器上的精度为δ’,δ’至少应为两个CCD像素元大小,即δ´=2σ   δ=2σ/β下图为光电检测系统的光学系统原理图,L3为成像物镜,被检测物体经L3以一准确的放大率成像在CCD光敏元件上。 
色差仪在使用过程中为了保证系统的测量精度,成像系统方法率和CCD传感器的使用时有非常严格的控制的。

光电检测系统的光学系统
系统采用柯拉照明形式:如图,L1为照明系统的聚光镜,L2为照明系统的场镜。 
光源经L1成像在L2的物方焦面处,再经L2成像在无穷远,与成像物镜L3的入射光瞳重合。 
表征照明系统传递光能量大小的拉赫不变量J1为:J1=n1u1y1式中,n1为光源一侧的介质折射率;u1为聚光镜的孔径角;y1为光源灯丝的半高度。
表征成像物镜传递光能量大小的拉赫不变量J2为:J2=n2u2y2式中n2为被检测物方的介质折射率;u2为物镜L3的数值孔径角;y2为被检测物体的半高度。 
为使照明系统均匀照射物镜L3,使光线充满物镜L3的孔径角,照明的拉赫不变量应大于成像系统的拉赫不变量,即J1>J2在保证J1>J2的条件下,应兼顾被照明视唱大小和物镜数值孔径角的匹配关系。
我们看见现在市场上流通的色差仪种类繁多价格不同,为什么色差仪价格会有这么大的差异,其实主要的原因就在于内部光电光学系统的不同,色差仪价格高的产品光路系统更严谨使用感应器和处理都更严格,同时内部会设置光栅、积分球等一些列提高仪器测量精度测元器件。这样目的就是根据光电光学系统原理保证产品检测精度的提高。
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