[发明专利]一种便携光电式测色仪

权利要求书

1.一种便携光电式测色仪，其特征在于：它包括用于测试被测样品的测头，以及对所述测头进行控制并进行测试结果显示的主机，所述测头通过线缆与所述主机连接；所述主机内存储有对所述便携光电式测色仪的预先标定值；

所述测头包括钨灯光源、光感单元、信号调理及模数转换单元和用于容置所述钨灯光源、光感单位、信号调理及模数转换单元的壳体；所述光感单元包括聚光导光筒、积分球、三个颜色传感器和辅助硅光电池；所述光源发出的光信号经所述聚光导光筒后转变为平行光，照射在所述被测样品上；所述被测样品的反射光信号进入所述积分球内进行漫反射，漫反射后的反射光信号经设置在所述积分球球腔壁面上的所述三个颜色传感器转换为电流信号，并传输至所述信号调理及模数转换单元内；所述辅助硅光电池设置在所述积分球和壳体之间，采集工作时产生的暗电流，并将采集到的暗电流发送至所述信号调理及模数转换单元内；所述信号调理及模数转换单元将接收到的电流信号放大、并转换为数字信号后，经所述线缆传输至所述主机内，与所述主机内存储的预先标定值进行计算得到所述被测样品的三刺激数值。

2.如权利要求1所述的一种便携光电式测色仪，其特征在于：所述聚光导光筒由隔热玻璃、胶合透镜和导光筒构成，所述导光筒中安装用于滤除红外光的隔热玻璃，所述胶合透镜由正、负透镜组合而成。

3.如权利要求1所述的一种便携光电式测色仪，其特征在于：所述三个颜色传感器均由滤色片和硅光电池组成，所述三个滤色片分别接收经所述积分球漫反射后的红、绿、蓝三种颜色光信号，由所述硅光电池将光信号转换为电流信号。

4.如权利要求2所述的一种便携光电式测色仪，其特征在于：所述三个颜色传感器均由滤色片和硅光电池组成，所述三个滤色片分别接收经所述积分球漫反射后的红、绿、蓝三种颜色光信号，由所述硅光电池将光信号转换为电流信号。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种便携光电式测色仪，其特征在于：所述信号调理及模数转换单元包括4路均由两级运算放大器和模数转换器构成的电路，所述4路电路分别用于接收所述三个颜色传感器和辅助硅光电池传输至的电流信号，并且所述4路电路并联连接到所述线缆上；每一路电路的第一级运所述算放大器将接收到的电流信号转换为电压信号，第二级所述运算放大器将前一级所述运算放大器输出的电压信号放大后输入所述模数转换器内，转换为数字信号，并输入所述主机内进行计算。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种便携光电式测色仪，其特征在于：所述主机包括系统电源、钨灯供电电源、控制电路和用于显示结果及操作的触摸液晶屏；所述系统电源采用15W、6.5V开关电源，为所述便携光电式测色仪供电；所述钨灯供电电源由所述系统电源供电，为所述钨灯光源稳定工作提供横流电源；所述控制电路连接所述测头中的信号调理及模数转换单元，控制其工作；所述控制电路中的单片机采用型号为STM32F103RBT6的单片机，所述单片机采用GPIO模拟IIC连接所述测头，通过UART串行口连接所述触摸液晶屏。

7.如权利要求6所述的一种便携光电式测色仪，其特征在于：所述控制电路中的单片机接收所述信号调理及模数转换单元发送至的4路数字信号，与所述主机内预先存储的便携光电式测色仪标定值进行计算，得到所述被测样品的三刺激数值。

8.如权利要求6述的一种便携光电式测色仪，其特征在于：所述钨灯供电电源包括C8051F410单片机和恒流控制电路，所述C8051F410单片机控制所述恒流控制电路向所述钨灯光源提供稳定的恒流源。

9.如权利要求1或2或3或4述的一种便携光电式测色仪，其特征在于：所述主机内根据标定值及测量值得到所述被测样品三刺激数值X、Y、Z的公式为：

X=Xm-Cm+CXw-XbXn,]]>

Y=Ym-Cm+CYw-YbYn,]]>

Z=Zm-Cm+CZw-ZbZn,]]>

式中，Cm为测量时所述辅助硅光电池的模数转换值；X_m、Y_m、Z_m分别为所述三个颜色传感器测量时得到的红色、绿色、蓝色模数转换值；C为标定时所述辅助硅光电池测量黑筒及标准白板时得到的模数转换值的平均值；X_b、Y_b、Z_b为测量黑筒时所述三个颜色传感器中的三个硅光电池测得的模数转换值；X_w、Y_w、Z_w测量标准白板时所述三个颜色传感器中的三个硅光电池测得的模数转换值。