专利名称：一种用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及辐射测量技术领域，尤其涉及一种用于测量三波段光 固化机光辐射值的辐射计。
技术背景根据国际标准详细规定了关于光固化机的要求，其固化区波长从40Onm 到515nm范围，本标准参考了医用电气设备安全通用标准GB9706. 1 - 1995, 相应的。辐射计是一种用于检测光固化机的辐射值，由于光固化机的应用 越来越广，按照光源的不同可以分为如下几类 一是卣素灯，其发光源是 卣素灯泡；二是目前最新发展的LED光固化机，光源是发光二极管。而齿 科光固化机是一种利用光辐射原理使光固化树脂迅速有效聚合的产品，与 聚合反应有关的波长主要分布在400nm-540nm之间，峰值在470nm。而由于 现有的国际标准的规定，在检测固化机时最重要的技术指标要求是在紫夕卜、 近红外区范围，目前现有技术在光固化机测试辐射值中是测试固化区的辐 射值，测试波长一般在400nm 515nm范围，而不能检测光固化机的紫外、 红外区辐射值，常用光固化机照度计中的滤光片也因为在近红外区截止深 度不够而影响测量值。 实用新型内容本实用新型的目的在于解决现有技术中的难题，提供一种能准确高效 地用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计。 一种用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计，包括显示辐射度值的显示表头、用于探测紫外 区辐射度的紫外区辐射探头、用于探测固化区辐射度的固化区辐射探头、 用于探测红外区辐射度的红外区辐射探头、及用于转换探头的选择开关。该固化区辐射探头由上往下依次包括第一匀光片、带通滤光片、近红 外截止隔热玻璃、第二匀光片及第一光电接收器，第一匀光片上表面接收 固化区辐射，第一光电接收器连接至显示表头。该近红外截止隔热玻璃与 第二匀光片之间及第二匀光片与第 一光电接收器之间均设有间隙。该固化 区辐射探头的外侧包覆有金属保护层，且该金属保护层对应第 一匀光片上 表面的中央部分开设有接收固化区辐射的第 一 限光口 。该紫外区辐射探头由上往下依次包括第三匀光片、紫外带通滤光片、 第四勾光片及第二光电接收器，第三匀光片上表面接收紫外区辐射，第二 光电接收器连接至显示表头。该紫外区辐射探头的外侧包覆有金属保护层, 且该金属保护层对应第三匀光片上表面的中央部分开设有接收紫外区辐射 的第二限光口。该红外区辐射探头由上往下依次包括第五匀光片、长波通截止光学滤 光片、第六匀光片及第三光电接收器，第五匀光片上表面接收红外区辐射, 第三光电接收器连接至显示表头。该红外区辐射探头的外侧包覆有金属保 护层，且该金属保护层对应第三匀光片上表面的中央部分开设有接收红外 区辐射的第三限光口。本实用新型通过设置三探头式的辐射度计，可测试光固化机的紫外区、 固化区及近红外区域的照度，直接提高对测试的精度，避免在测试中由于近红外光的辐射而造成的误差；且三探头的选择只需通过选择开关状态的 转换就可实现；另外，本实用新型结构简单，仅由长波或短波滤光片、带 通滤光片、匀光片及光电接收器构成，有利于制作成本也较低，产品推广。

图la为辐射体的辐射通量按波长分布的特性曲线； 图lb为辐射体表面上任意一点A处的辐射强弱的示意图； 图2为本实用新型用于测量三波^:光固化机光辐射值的辐射计的结构 示意图；图3为本实用新型的固化区辐射探头的结构示意图； 图4为本实用新型的光电接收器与显示表头的电路连接原理图； 图5为本实用新型的紫外区辐射探头的结构示意图； 图6为本实用新型的红外区辐射探头的结构示意图； 图7a为带通滤光片的光谱谱线； 图7b为长波通截止光学滤光片的光谱曲线； 图7c为紫外带通有色滤光片的光谱曲线； 图7d为短波通滤光片的光谱曲线； 图8为本实用新型的辐射计的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图简单说明测量本实用新型辐射度的基本原理。一个辐射体辐射的强弱，可以用单位内该辐射体所辐射的总能量Oe表示，并釆用一般的功率单位瓦特作为辐射通量的计量单位。实际上，辐射 通量就是辐射体的辐射功率。大部分辐射体的电磁波辐射，都有一定的波长范围，通常用图la所示的光谱密集度d^曲线来表示辐射体的辐射通量按波长分布的特性。图la中纵坐标d^的意义如下A①义d①义 n)厶;U A/L d/L辐射体的辐射通量，也即辐射体的辐射功率为①e = f①Z (2) 辐射强度表示辐射体在不同方向上的辐射特性，但不能表示辐射体表面不同位置的辐射特性。为了表示辐射体表面上任意一点A处的辐射强弱，在 A点周围耳又微小的面积dS,不管其辐射方向，也不管在多大立体角内辐射， 假定dS微面辐射通量为d(^,如图lb所示，则A点的辐(射)出射度为Me=! (3)我们把^)。与ds之比为辐(射)出射度即辐射值，单位为瓦每平方米(w/m2) 或毫瓦每平方厘米(mw/cm2)。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。如图2所示，本实用新型提供了一种用于测量三波段光固化机光辐射 值的辐射计，包括显示辐射度值的显示表头1、用于探测波长范围在400nm 到515nm之间的固化区辐射度的固化区辐射探头2、用于探测波长范围在 320nm到400nm之间的紫外区辐射度的紫外区辐射探头3、用于探测波长范 围在515nm到1100nm之间的红外区辐射度的红外区辐射探头4、及用于选 择探头的选择开关5。本实用新型辐射计采用了三探头式一体化设计，通过 选择开关5选择不同的探头就可以直接检测到紫外区、固化区和红外区的辐射值。如图3及图4所示，该固化区辐射探头2由上往下依次包括第一匀光 片6、带通滤光片7、近红外截止隔热玻璃8、第二匀光片9及光电接收器 10,第一匀光片6上表面接收固化区辐射，光电接收器IO还通过可调电阻 连接至显示表头1。该近红外截止隔热玻璃8与第二匀光片9之间及第二匀 光片9与第一光电接收器IO之间均设有间隙16。该间隙16起到勻光作用。 另外，为了保护及固定固化区辐射探头2的结构，该固化区辐射探头2的 外侧包覆有金属保护层，且该金属保护层对应第一匀光片6上表面的中央 部分开设有接收固化区辐射的第一限光口 。近红外截止隔热玻璃8与带通滤光片7均为若干高低折射率材料构成 的复合介质膜。近红外截止隔热玻璃8的截止波长在720nm,在370nm到 600nm带宽内透射，平均透射率平均大于90. 0%，在1 OOOnm到2500腿带宽 内反射，平均反射率小于0. 5%。带通滤光片6在400nm到515nm的带宽内 透射，平均透射率平均大于90. 0%,在300nm到385nm带宽与520nm到1100nm 带宽内透射率小于0. 5%,如图7a所示。本实用新型中的匀光片6、 9在可 见光和近红外波长范围内都起到均匀辐射分布的作用。光电接收器10的响 应范围为400nm到700nm,响应峰值位于550nm波长位置。如图5所示，该紫外区辐射探头3由上往下依次包括第三匀光片11、 紫外带通滤光片13、第四匀光片14及光电接收器15,第三匀光片11上表 面接收紫外区辐射，光电接收器15还通过可调电阻连接至显示表头1。另 外，为了保护及固定紫外区辐射探头3的结构，该紫外区辐射探头3的外 侧包覆有金属保护层，且该金属保护层对应第三匀光片ll上表面的中央部分开设有接收紫外区辐射的第二限光口。紫外带通滤光片13与第四勻光片14之间及第四匀光片14与光电接收器15之间均设有间隙17。紫外带通滤光片13,其由紫外带通滤光片与短波通滤光片构成，均为 若干高低折射率材料构成的复合介质膜。短波通滤光片的截止波长为 600nm,在330nm到560nm的波长范围内透过率大于90%,在650nm到1100nm 的波长范围内透过率小于0. 5%,如图7d所示。光电接收器15的响应范围 在320nm到400nm，响应峰值位于360nm波长位置。如图6所示，该红外区辐射探头4由上往下依次包括第五匀光片18、 长波通截止光学滤光片19、第六匀光片20及光电接收器21,第五匀光片 18上表面接收红外区辐射，光电接收器15还通过可调电阻连接至显示表头 1。另外，为了保护及固定红外区辐射探头4的结构，该红外区辐射探头4 的外侧包覆有金属保护层，且该金属保护层对应第五勾光片18上表面的中 央部分开设有接收红外区辐射的第三限光口。长波通截止光学滤光片19与 第六匀光片20之间及第六匀光片20与光电接收器21之间均设有间隙22。长波通截止光学滤光片19为的截止波长为515nm,在190nm到505nm 的波长范围内透过率小于0. 5%,在520nm到1100nm的波长范围内透过率大 于90. 0%,如图7b所示。光电4妄收器15的响应范围在500nm到1200nm, 响应峰^f直位于96Gnm波长位置。如图8所示，当检测固化区4 0Onm到51 Onm波长范围的辐射度时，选 用固化区辐射探头2。固化区辐射正入射到固化区辐射探头2,先经过第一 匀光片6,使辐射均匀分布在带通滤光片7的入射平面。带通滤光片7与近 红外截止隔热玻璃8配合使用，透过固化区波长范围的辐射，滤去其他波长范围的干扰辐射。然后，经第一限光口及第二匀光片9后，固化区辐射 由光电接收器IO接收并转换成电信号输出，并由电路控制最后在显示表头 1显示出所检测到的辐射度值。当斗企测紫外区330nm到380nm波长范围的辐射度时，选用紫外区辐射 探头3。紫外区辐射正入射到固化区辐射探头3，先经过第三匀光片11,使 辐射均匀分布在紫外带通滤光片13的入射平面。透过紫外区波长范围的辐 射，滤去其他波长范围的干扰辐射。然后，经第二限光口及第四匀光片14 后，紫外区辐射由光电接收器15接收并转换成电信号输出，并由电路控制 最后在显示表头1显示出所检测到的辐射度值。当才企测红外区515nm到1100nm波长范围的辐射度时，选用红外区辐射 探头4。红外区辐射正入射到红外区辐射探头4,先经过第五匀光片18,使 辐射均匀分布在长波通截止光学滤光片19的入射平面，透过红外区波长范 围的辐射，滤去其他波长范围的干扰辐射。然后，经第三限光口及第六匀 光片20后，红外区辐射由光电接收器21接收并转换成电信号输出，并由 电路控制最后在显示表头1显示出所;险测到的辐射度值。本实施例中，该第一光电接收器IO、第二光电接收器15及第三光电接 收器21为一体成型。
权利要求1、一种用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计，其特征在于包括显示辐射度的显示表头(1)、用于探测固化区辐射度的固化区辐射探头(2)、用于探测紫外区辐射度的紫外区辐射探头(3)、用于探测红外区辐射度的红外区辐射探头(4)及用于选择三个探头其中一个连接至显示表头(1)的选择开关(5)。
2、 根据权利要求1所述的用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计， 其特征在于该固化区辐射探头(2)由上往下依次包括第一匀光片(6)、 带通滤光片(7)、近红外截止隔热玻璃(8)、第二匀光片(9)及第一光电 接收器(IO),第一匀光片(6)上表面接收固化区辐射，第一光电接收器(10)连接至显示表头(1)。
3、 根据权利要求2所述的用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计， 其特征在于该近红外截止隔热玻璃(8)与第二匀光片(9)之间及第二 匀光片(9)与第一光电接收器(10)之间均设有间隙(16)。
4、 根据权利要求3所述的用于测量三波^:光固化机光辐射值的辐射计， 其特征在于该固化区辐射探头(2)的外侧包覆有金属保护层，且该金属 保护层对应第一匀光片(6)上表面的中央部分开设有接收固化区辐射的第 一限光口。
5、 根据权利要求2所述的用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计， 其特征在于该紫外区辐射探头(3)由上往下依次包括第三匀光片(11)、 紫外带通滤光片(13)、第四匀光片(14)及第二光电接收器(15)，第三 匀光片(11)上表面接收紫外区辐射，第二光电接收器(15)连接至显示表头(1 )。
6、 根据权利要求5所述的用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计， 其特征在于该紫外区辐射探头(3)的外侧包覆有金属保护层，且该金属 保护层对应第三匀光片(11)上表面的中央部分开设有接收紫外区辐射的 第二限光口。
7、 根据权利要求5所述的用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计， 其特征在于该红外区辐射探头(4)由上往下依次包括第五匀光片(18)、 长波通截止光学滤光片(19)、第六匀光片(20)及第三光电接收器(21)， 第五匀光片(18)上表面接收红外区辐射，第三光电接收器(21)连接至 显示表头(1 )。
8、 根据权利要求7所述的用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计， 其特征在于该红外区辐射探头(4)的外侧包覆有金属保护层，且该金属 保护层对应第五匀光片(18)上表面的中央部分开设有接收红外区辐射的 第三限光口。
9、 根据权利要求7所述的用于测量三波段光固化机光辐射值的辐射计， 其特征在于该第一光电接收器(10)、第二光电接收器(15)及第三光电 接收器(21)为一体成型。
专利摘要本实用新型涉及一种用于测量三波段光固化机光辐射的辐射计，包括显示辐射度值的显示表头、用于探测紫外区辐射度的紫外区辐射探头、用于探测固化区辐射度的固化区辐射探头、用于探测红外区辐射度的红外区辐射探头、及用于转换探头的选择开关。三个探头包括匀光片、带通滤光片、长波通截止光学滤光片或近红外截止隔热玻璃及光电接收器，本实用新型能准确高效地测量出光固化机的辐射值，且本实用新型具有设计方法新颖、测量快速稳定、操作方便、体积小、便于携带等优点。
文档编号G01J1/42GK201378078SQ20092005600
公开日2010年1月6日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者李丹荣, 李伟松, 江绍基, 钟金池 申请人:中山大学;广东省医疗器械质量监督检验所