[发明专利]一种变角度玻璃反射测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变角度玻璃反射测量装置及方法。

背景技术

随着人们对建筑物美观、节能意识的不断增强，镀膜玻璃作为新兴的建筑玻璃材料，以其通透、亮丽和节能的特点深受建筑设计师和用户的喜爱。然而，在建造大面积玻璃幕墙时经常会出现颜色不均匀的问题，即色差，它直接影响玻璃幕墙的外观质量和美观效果，因此镀膜玻璃的色差问题越来越引起人们的重视。

镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。它对反射光的作用较普通玻璃发生了更复杂的变化，光在薄膜与薄膜之间以及玻璃、薄膜和空气相对之间发生着入射、反射、透射、吸收、折射等复杂的光学作用，玻璃和薄膜的成分、结构以及厚度影响镀膜玻璃的光谱透射比和光谱反射比，也就决定了镀膜玻璃的透射颜色和反射颜色，任一因素的变化都将导致镀膜玻璃的色差。从不同角度观察玻璃，其反射颜色会随着观察角度的改变而发生变化，尤其是双银和三银镀膜玻璃由于膜层较厚，大角度观察玻璃色差会很明显。

透明玻璃有上下两个表面。当光线入射到玻璃上表面时会同时出现折射和反射现象，沿着折射光进入玻璃内部会射到玻璃的下表面，在下表面会出现反射和透射，透射光穿出玻璃；而经下表面反射后的光又从玻璃内部射向玻璃的上表面，在此处又会发生反射和透射，透射光就穿出玻璃。如此会有许多反射光和透射光同时存在，而所有的反射光构成了玻璃表面的总反射。

镀膜玻璃主要用于建筑玻璃幕墙以及室外装饰，人们大多是在室外光照条件下观看玻璃，是玻璃的总反射，所以总反射色差的检测更重要。尤其是在光线好的条件下观察，玻璃颜色变化会很明显。 

为了比较在不同角度下玻璃的总反射颜色，确保玻璃在不同的观察角度下色差满足相关标准要求，就需要多角度反射光谱测量，进而计算出不同角度下的颜色及色差。

传统的仪器一般只能测量样品的上表面的反射光束，下表面的反射光不被收集或只收集一部分，如图1，这类仪器不对测量样品的总反射提供精确的测量。

目前现有大多数反射光谱测量仪器仅仅是在固定的入射角下（通常在接近法线的入射角15°以下）测量反射比的，被测样品的反射比是和反射标准板的已知反射比通过对比来确定的，是一种相对测量（比对测量）。测量时先放上反射标准板进行校准，然后再放上样品，两者的光强进行比对，便得出样品的反射比。

目前现有变角度反射光谱测量仪主要是光谱椭偏仪，它是一种可以进行连续光谱扫描的变入射角的光谱椭偏成像测量系统，该仪器更注重于对样品表面尤其是纳米薄膜样品表面形貌及物理厚度进行定量测量。它也是只能测量样品上表面的反射光学特性，不能测量有一定厚度样品的反射比，也不能做绝对测量。

目前大多数反射测量方法有如下几方面不足：a）被测样品的反射比要和反射标准板的已知反射比进行比较来确定，这就要求反射标准板要进行严格的标定和周期检定。b）只能在固定入射角度下测量反射比，不能对玻璃实施多角度反射光谱的检测。c）局限于测量上表面单一表面的反射比，不能直接测量玻璃尤其是厚玻璃和多片玻璃的总反射比。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可测量不同角度玻璃总反射比、并实现反射比绝对测量的变角度玻璃反射测量装置，本发明的另一目的是提供一种变角度玻璃反射测量方法。

为实现上述目的，本发明一种变角度玻璃反射测量方法，具体为：在无样品时，测得入射光通量，进行绝对校准；在有样品时，改变照射样品的入射光角度，根据反射光相应角度的变化，收集来自不同角度的样品上反射表面和下反射表面的总反射光通量；计算总反射光通量与入射光通量的比值，得出样品的总反射比。

进一步，将所述反射光的波长分解为色谱，分析作为波长的函数的色谱的强度。

进一步，所述入射光的角度在8—85度之间进行变化；所述样品厚度大于30mm时，所述入射光的角度在15度以内；所述样品厚度小于20mm时，所述入射光的角度在8—85度之间。

一种实施上述方法的变角度玻璃反射测量装置，包括光源单元、接收单元和用于承载样品的样品台，光源单元和接收单元旋转后能够相互相对设置，使得光源单元发出的入射光直接射入接收单元，以测得入射光通量，来进行绝对校准；光源单元和接收单元旋转相应的角度，入射光射向样品表面，样品上下表面的反射光均被接收单元接收，以测得总反射通量。

进一步，所述光源单元包括光源臂电控旋转台、光源臂和光源，光源臂一端与光源臂电控旋转台连接，光源臂的另一端上连接有光源，光源臂电控旋转台通过光源臂来带动光源转动。