透光率均勻性測試儀的核心是通過多點采集樣本不同區(qū)域的透光率數(shù)據(jù),再通過計算分析差異來判定均勻性,其工作原理可拆解為光源控制、光路傳導(dǎo)、信號檢測和數(shù)據(jù)處理四個關(guān)鍵環(huán)節(jié),具體如下:
一、光源:提供穩(wěn)定可控的入射光
測試儀的光源系統(tǒng)需滿足光譜穩(wěn)定、強度恒定的要求,以確保入射光參數(shù)一致,避免因光源波動影響測量精度。
常用光源包括白光LED、氙燈或鹵鎢燈,部分高端儀器會配備單色儀,可輸出特定波長(如可見光550nm、紫外365nm)的單色光,適應(yīng)不同材料(如玻璃、薄膜)的測試需求。
光源經(jīng)透鏡或積分球進行勻光處理,使入射到樣本表面的光線強度分布均勻,減少光源本身的不均勻性對測量的干擾。
二、光路:精準傳導(dǎo)光線并定位測量點
光路設(shè)計的核心是讓光線垂直入射到樣本的不同區(qū)域,并確保反射光、雜散光被有效排除。
機械定位系統(tǒng):樣本臺通??赏ㄟ^電機驅(qū)動實現(xiàn)X/Y軸移動,或采用陣列式探頭分布,按預(yù)設(shè)間距(如5mm×5mm、10mm×10mm)自動定位測量點(常見點數(shù)為9點、16點或自定義網(wǎng)格)。
遮光與準直:光路中會加入遮光罩和準直透鏡,使入射光成為平行光束,避免光線發(fā)散導(dǎo)致的測量區(qū)域重疊,確保每個測點的光線僅來自樣本的特定微小區(qū)域(通常直徑1-3mm)。
三、檢測:捕捉透射光并轉(zhuǎn)化為電信號
光線穿過樣本后,由光電探測器接收并轉(zhuǎn)化為可量化的電信號,這是測量的核心環(huán)節(jié)。
探測器類型:常用硅光電二極管或光電倍增管,其靈敏度與光源光譜匹配(如硅探測器對可見光響應(yīng)良好),能將透射光的光強轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的電流或電壓信號。
信號放大與濾波:微弱的電信號經(jīng)放大器放大后,通過濾波電路去除環(huán)境光、電路噪聲等干擾,確保信號的穩(wěn)定性和準確性。
四、數(shù)據(jù)處理:計算透光率并分析均勻性
通過對比入射光與透射光的強度,計算各點透光率,再通過統(tǒng)計分析得出均勻性指標。
透光率計算:某點透光率T=(透射光強I?/入射光強I?)×100%,其中I?需在無樣本時預(yù)先校準(即“調(diào)零”或“基線校準”)。
均勻性分析:
計算所有測點透光率的最大值(Tmax)、最小值(Tmin)、平均值(Tavg)。
常用均勻性指標包括:
偏差率:(Tmax-Tmin)/Tavg×100%(反映最大差異);
標準差:反映所有測點與平均值的離散程度,數(shù)值越小則均勻性越好。
結(jié)果輸出:儀器通過顯示屏或軟件輸出各點透光率數(shù)值、分布熱力圖或均勻性等級(如合格/不合格),直觀呈現(xiàn)樣本的均勻性狀況。