专利名称：一种光辐射安全光谱测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光谱辐射测试领域，具体涉及ー种与光生物安全測量相关的光谱
測量装置。
背景技术：
波长范围在200nm至3000nm的光辐射会给人眼或皮肤带来危害，危害种类有光化学紫外危害(200-400nm)、蓝光小光源危害(300-700nm)、眼睛的近紫外危害(315-400nm)、眼睛的红外辐射危害(780_3000nm)、皮肤热危害(380_3000nm)、视网膜蓝光危害(300-700nm)、视网膜热危害(380_1400nm)和视网膜热微弱危害(780_1400nm)共8种
可能的危害。
为了评估光辐射的光生物安全性，现有技术是采用一台光谱辐射计实现200-3000nm波段的光谱测量。为达到如此宽波段的測量，所用的光谱辐射计必须采用双单色仪结构的光谱仪，两个単色仪串联，安装3个机械切換的探測器，每个单色仪包括3个机械转动光栅，光谱仪通过转动光栅和切换探测器完成全光谱的测量。光栅的转动在单色仪内利用软件控制完成，机械扫描需要较长测量时间，不能适应脉冲光源和有变化的光源的測量；探測器的切換在单色仪外完成，探測器切換需要足够的间隙，间隙容易造成漏光和对准的重复性误差；两个单色仪的光栅必须同步转动，由于エ艺上的限制，同步转动也会引入误差。

实用新型内容为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型将200至3000nm波长范围的光谱分波段进行测量，大大減少了光栅的使用，避免了探測器的切換和光栅的频繁转动，提高了光谱测量的精度和可靠性。本实用新型的技术问题主要通过以下方案解決。一种光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，包括并行排列的光采样机构和分波段辐射度探头，光采样机构将所采集的光信号传输到光谱辐射计，分波段辐射度探头与辐照度计相连。在本实用新型中，200至3000nm的波长范围分波段进行测量，其中紫外、可见以及近红外波段通过光谱辐射计測量光谱，得到光谱辐照度和光谱辐亮度值，红外波段通过辐照度计测量得到光谱辐照度值。对于光辐射安全测量而言，只在200nm-1400nm间的波段范围需要光谱信息来获得危害加权辐亮度或辐照度值，而对于1400nm-3000nm波段范围的红外辐射，辐射危害对光谱无选择性，因此只要采用辐照度计和红外辐射度探头检测即可。因此本实用新型利用这ー特点，使得测量过程只需切换对准被测对象的光采样机构和辐射度探头即可实现测量波段的切換，无需切换探测器和频繁地转动光栅，测量的可靠性强，精度较闻。本实用新型可以通过以下技术特征作进ー步的限定和完善上述的光采样机构和辐射度探头安装于位置切换机构上，位置切换机构沿光采样机构和分波段辐射度探头的排列方向发生移动。通过调控位置切换机构切换对准被测对象的光采样机构和分波段辐射度探头，以切换测量參数和波段。相比现有技术中切换光栅和探測器，本实用新型的切换机构对机械精密度要求要小得多。上述的光谱辐射计为两台或两台以上具有不同波长测量范围的光谱辐射计，每台光谱辐射计都通过光纤与光采样机构相连，并且同时对采集的光信号进行处理。两台光谱辐射计分别測量紫外至可见和可见至近红外波段范围的光谱，结合辐亮度值，得到用于计算光化学紫外危害(200-400nm)、蓝光小光源(300-700nm)、眼睛的近紫外危害(315-400nm)、视网膜蓝光危害(300_700nm)、视网膜热危害(380_1400nm)和视网膜热微弱危害(780-1400nm)6种危害參量的光谱辐亮度和光谱辐照度值。上述的分波段辐射度探头包括两个具有不同測量波段范围的辐射度探头，两个辐射度探头分别与两个辐照度计相连，測量用于计算眼睛的红外辐射危害(780-3000nm)和皮肤热危害(380-3000nm)的光谱辐照度值。上述的光谱辐射计是采用双单色仪多探測器结构的机械扫描式光谱仪，两个単色仪并联，測量紫外至可见光范围的光谱，解决了光栅的同步性问题。上述的光谱辐射计还可以是采用ニ维阵列探測器的光谱辐射计，測量可见至近红外波段范围内的光谱，通过同步触发功能可实现快速測量，作为优选，上述的ニ维阵列探測器可为致冷型阵列探測器，可提高信噪比。上述的两台或两台以上光谱辐射计均为采用阵列探測器的快速光谱辐射计，或者均为机械扫描式光谱辐射计，或者至少各有一台快速光谱辐射计和机械扫描式光谱辐射计，将200-1400nm的波长范围分波段进行测量，避免了光栅的频繁转动和探測器的切換。上述的光谱辐射计的测量波长范围覆盖200nm-1400nm ;分波段辐射度探头的测量波长范围覆盖380nm-3000nm。将二者结合可覆盖光生物危害所有參量的测量波长范围，实现光生物危害參量计算所需的光谱辐照度和光谱辐亮度值的测量。上述的光辐射安全光谱测量装置包括光谱辐亮度定标装置，光谱辐亮度定标装置由稳定光源和积分球组成，所述的光谱辐亮度定标装置具有均匀的光谱辐亮度，可用于定 标所述的光谱辐射计和辐照度计，该光谱辐亮度定标装置便于安装，误差小于传统的由标准灯源和标准白板组合引起的校正误差。上述的光采样机构与测量紫外波段的光谱辐射计通过石英光纤连接，光采样机构与其他光谱辐射计通过普通光纤连接。根据以上所述，本实用新型的有益效果是本实用新型将200_3000nm波段的光谱分波段进行测量，在测量过程中，只需切换位置切換机构即可对测量的波段进行切換。本实用新型不仅減少了光栅的使用，而且避免了因切换探测器和频繁转动光栅所造成的漏光、測量不稳定和光栅同步的问题，提高了測量精度和可靠性。

图I为本实用新型的实施例I的示意图。
具体实施方式
实施例I[0020]如图I所示，本实用新型的光谱测量装置包括并行排列的光采样机构I和分波段辐射度探头2，光采样机构I将采集的光信号传输到光谱辐射计4，分波段辐射度探头2与辐照度计5相连。光谱测量装置包括ー个位置切换机构6，位置切换机构6是由导轨6-1和导轨上通过电动方式移动的滑动模块6-2构成，光采样机构I和分波段辐射度探头2安装在滑动模块上。光谱辐射计4包括第一光谱辐射计4-1和第二光谱辐射计4-2，第一光谱辐射计4-1与光采样机构I通过石英光纤3-1连接，是采用双单色仪多探測器结构的机械扫描式光谱仪，測量200-800nm波段的光谱。第二光谱辐射计4_2与光采样机构I通过普通光纤3-2连接，是采用ニ维致冷型阵列探測器的快速扫描式的光谱仪，測量780-1650nm波段的光谱。分波段辐射度探头2包括辐射度探头2-1和2-2，分别与两个辐照度计5_1和5_2相连，第一辐射度探头2-1的測量波长范围为780-3000nm，第二辐射度探头2_2的測量波长范围为 380-3000nm。光谱辐射计4和分波段辐射度探头2相结合可覆盖200_3000nm的测量范围，在测量过程中，将光采样机构I对准被测对象，采集光信号，第一光谱辐射计4-1和第二光谱辐射计4-2同时测量200-800nm和780nm_1650nm波段范围的光谱，结合辐亮度值得到光谱辐亮度值和光谱辐照度值，根据标准，与各危害对应的光谱加权函数积分计算得到光化学紫外危害、蓝光小光源、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光危害、视网膜热危害和视网膜热微弱危害6种危害參量的曝辐限值。通过软件自动切換位置切换机构，使第一分波段辐射度探头2-1对准被测对象，通过第一辐照度计5-1的測量780-3000nm波段的光谱辐照度值，井在780-3000nm范围内积分计算得到眼睛红外辐射危害的曝辐限值；再使第二分波段辐射度探头2-2对准被测对象，通过第二辐照度计5-2測量380-3000nm波段的光谱辐照度值，并在380-3000nm范围内积分计算得到皮肤热危害的曝辐限值。
权利要求1.一种光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，包括并行排列的光采样机构(I)和分波段辐射度探头(2)，所述的光采样机构(I)将采集的光信号传输至光谱辐射计(4)，所述的分波段辐射度探头(2)与辐照度计(5-1)相连接。
2.如权利要求I所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，所述的光采样机构(I)和分波段辐射度探头(2)安装于位置切换机构(6)上，所述的位置切换机构(6)沿光采样机构(I)和分波段辐射度探头(2)的排列方向发生移动。
3.如权利要求I所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，所述的光谱辐射计(4)为两台或两台以上具有不同测量波长范围的光谱辐射计(4)，每台光谱辐射计(4)均通过光纤(3)与光米样机构(I)相连接。
4.如权利要求I所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，所述的分波段辐射度探头(2)包括具有不同测量波段范围的第一辐射度探头(2-1)和第二辐射度探头(2-2)。
5.如权利要求I或3所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，所述的光谱辐射计(4)是采用多探测器结构的机械扫描式光谱辐射计；或者所述的光谱辐射计(4)是采用阵列探测器的快速光谱辐射计。
6.如权利要求3所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，所述的两台或两台以上光谱辐射计(4)均为采用阵列探测器的快速光谱辐射计，或者均为机械扫描式光谱辐射计，或者至少各有一台快速光谱福射计和机械扫描式光谱福射计。
7.如权利要求I或3所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，所述的光谱辐射计(4)的测量波长范围覆盖200nm-1400nm。
8.如权利要求I或4所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，所述分波段辐射度探头(2)的测量波长范围覆盖380nm-3000nm。
9.如权利要求I或3或4所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于包括光谱辐亮度定标装置，所述的光谱辐亮度定标装置由稳定光源和积分球组成。
10.如权利要求3所述的光辐射安全光谱测量装置，其特征在于，所述的光纤(3)为石英光纤。
专利摘要本实用新型公开了一种光辐射光谱测量装置，包括并行排列的光采样机构和分波段辐射度探头，光采样机构连接光谱辐射计，分波段辐射度探头连接辐照度计，光采样机构和分波段辐射度探头安装在位置切换机构上。在测量过程中，本实用新型将200至3000nm波长范围分为多个波段进行测量，通过切换位置切换机构，使被测对象对准光采样机构和分波段辐射度探头实现测量波段的切换，测量过程中无需切换探测器，避免了光栅的频繁转动和光栅同步问题，提高了测量精度和测量的可靠性。
文档编号G01J3/28GK202393499SQ201120555009
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者李倩, 潘建根 申请人:杭州远方光电信息股份有限公司