CN112268863B - 一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱及校准方法，属于林格曼黑度仪校准技术领域，光照箱包括：箱体，具有容纳林格曼黑度仪的采集腔的内腔，箱体的两个相对的侧壁上均设置有光照强度可调的光源，其中一个设置有光源的侧壁上开设有供具有预设黑度的林格曼黑度板伸入至采集腔内的孔隙；检测组件，设置于箱体，用于检测箱体内的光照强度。通过设置光源和检测组件，能够调整箱体内的光照强度来模拟林格曼黑度仪的测试环境的光照强度，且林格曼黑度板能够通过孔隙进入内腔并伸入至采集腔内，从而能够通过将林格曼黑度仪检测的黑度与林格曼黑度板的预设黑度进行比对而得到林格曼黑度仪的示值误差，进而实现对林格曼黑度仪的校准。

Description

一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱及校准方法

技术领域

本发明涉及校准工装技术领域，尤其涉及一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱。

背景技术

目前，随着国家对机动车排气污染物质量的重视程度越来越高，林格曼黑度仪常用于黑烟车筛查、环境监测等，但是林格曼黑度仪在使用过程中容易出现测量误差，影响检测结果的准确性。

因此，亟需一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱及校准方法，能够模拟林格曼黑度仪的使用环境，实现对林格曼黑度仪的校准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱及校准方法，能够模拟林格曼黑度仪的使用环境，实现对林格曼黑度仪的校准。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱，包括：

箱体，具有容纳林格曼黑度仪的采集腔的内腔，所述箱体的两个相对的侧壁上均设置有光照强度可调的光源，其中一个设置有所述光源的所述侧壁上开设有供具有预设黑度的林格曼黑度板伸入至所述采集腔内的孔隙；

检测组件，设置于所述箱体，用于检测所述箱体内的光照强度。

进一步地，所述检测组件包括相连接的光强检测器和光强显示器，所述光强检测器设置于所述箱体内，所述光强显示器安装于所述箱体。

进一步地，还包括隔热防护罩，所述隔热防护罩设置于所述箱体内且与所述箱体之间形成防护腔，所述光强检测器位于所述防护腔内，所述隔热防护罩与所述光强检测器对应的位置开设有检测孔。

进一步地，还包括散热结构，所述箱体的设置有所述光源的侧壁上均设置有所述散热结构，所述散热结构位于所述箱体外部。

进一步地，所述散热结构包括安装板和多个间隔设置于所述安装板的散热片，所述安装板连接于对应的所述侧壁。

进一步地，还包括设置于箱体内的支撑组件，所述支撑组件包括支撑架和支撑台，所述支撑架用于支撑所述采集腔，所述支撑台上开设有滑槽，所述林格曼黑度板能够沿所述滑槽滑动。

进一步地，所述箱体包括底板、顶板、连接于所述底板和所述顶板之间且相对设置的两个第一侧壁及连接于所述顶板和所述底板之间且连接于两个所述第一侧壁之间的第二侧壁，所述底板、所述顶板、两个所述第一侧壁及所述第二侧壁围设形成所述内腔，每个所述第一侧壁上均设置有所述光源。

为实现上述目的，本发明还提供一种用于校准林格曼黑度仪的校准方法，采用上述任一方案中的光照箱，所述校准方法包括静态校准，所述静态校准包括：

S11、将被校准的林格曼黑度仪的采集腔置于箱体的内腔内，并将箱体内的光照强度调整至第一预设光照强度；

S12、驱动具有预设黑度的林格曼黑度板由孔隙伸入至内腔并静置于采集腔内；

S13、被校准的林格曼黑度仪重复测量N次林格曼黑度板的黑度，并取N次测量的林格曼黑度板的黑度的平均值与林格曼黑度板的黑度进行比较，计算示值误差，N≥3，且为整数。

进一步地，所述校准方法还包括动态校准，所述动态校准包括：

S21、将被校准的林格曼黑度仪的采集腔置于箱体的内腔内，并将箱体内的光照强度调整至第二预设光照强度；

S22、驱动具有预设黑度的林格曼黑度板由孔隙伸入至内腔并以预设速度在采集腔内匀速运动；

S23、被校准的林格曼黑度仪重复测量M次林格曼黑度板的黑度，并取M次测量的林格曼黑度板的黑度的平均值与林格曼黑度板的黑度进行比较，计算示值误差，M≥3，且为整数。

进一步地，所述校准方法还包括更换具有不同预设黑度的林格曼黑度板，并重复进行所述动态校准和/或所述静态校准。

本发明的有益效果为：

本发明提出的用于校准林格曼黑度仪的光照箱及校准方法，光照箱通过设置光源和检测组件，能够调整箱体内的光照强度来模拟林格曼黑度仪的测试环境的光照强度，且具有预设黑度的林格曼黑度板能够通过孔隙进入内腔并伸入至采集腔内，从而能够通过将林格曼黑度仪检测的黑度与林格曼黑度板的预设黑度进行比对而得到林格曼黑度仪的示值误差，进而实现对林格曼黑度仪的校准。

附图说明

图1是本发明提供的用于校准林格曼黑度仪的光照箱的结构示意图一；

图2是本发明提供的用于校准林格曼黑度仪的光照箱的结构示意图二；

图3是本发明提供的用于校准林格曼黑度仪的光照箱的局部结构示意图一；

图4是本发明提供的用于校准林格曼黑度仪的光照箱的局部结构示意图二。

图中：

1、箱体；11、底板；12、顶板；121、提手；13、第一侧壁；131、孔隙；14、第二侧壁；141、安装孔；10、内腔；

2、光源；

31、采集腔；32、黑度仪连接杆；

4、林格曼黑度板；

5、光强检测器；

6、隔热防护罩；61、检测孔；

7、散热结构；

81、第一支撑架；82、第二支撑架；83、支撑台；831、滑槽；

9、直流稳压电源。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图4所示，本实施例提供一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱，该光照箱包括箱体1和检测组件。其中，箱体1具有容纳林格曼黑度仪的采集腔31的内腔10，箱体1的两个相对的侧壁上均设置有光照强度可调的光源2，其中一个设置有光源2的侧壁上开设有供具有预设黑度的林格曼黑度板4伸入至采集腔31内的孔隙131。检测组件设置于箱体1，用于检测箱体1内的光照强度。在本实施例中，上述孔隙131为长方形孔，长方形孔的宽度为10mm，长度为100mm。当然在其他实施例中，长方形孔的宽度和长度均可根据实际需要进行设置。

可以理解的是，通过设置光源2和检测组件，能够调整箱体1内的光照强度来模拟林格曼黑度仪的测试环境的光照强度，且林格曼黑度板4能够通过孔隙131进入内腔10并伸入至采集腔31内，此时林格曼黑度仪通过采集腔检测林格曼黑度板4的黑度，随后将林格曼黑度仪检测的黑度与林格曼黑度板4的预设黑度进行比较，从而能够得到林格曼黑度仪的示值误差，进而实现对林格曼黑度仪的校准。

如图1和图2所示，上述箱体1包括底板11、顶板12、连接于底板11和顶板12之间且相对设置的两个第一侧壁13及连接于顶板12和底板11之间且连接于两个第一侧壁13之间的第二侧壁14，底板11、顶板12、两个第一侧壁13及第二侧壁14围设形成上述内腔10，每个第一侧壁13上均设置有上述光源2。进一步地，两个光源2关于位于两个第一侧壁13之间且与第一侧壁13平行的平面对称设置。

进一步地，该光照箱还包括散热结构7，箱体1设置有光源2的侧壁，也即两个第一侧壁13上均设置有散热结构7，散热结构7位于箱体1外部。具体地，每个第一侧壁13上开设有散热孔，每个光源2安装于对应的第一侧壁13且正对于散热孔，每个第一侧壁13上的散热结构7同样正对于对应的散热孔。进一步优选地，如此设置，能够使得每个光源2产生的热量快速通过对应的散热结构7向外散失。

在本实施例中，上述散热结构7包括安装板和多个间隔设置于安装板的散热片，安装板连接于对应的第一侧壁13。通过安装板将光源2产生的热量传递至散热片向外散失。进一步地，散热结构7还包括散热风扇(图中未示出)，散热风扇安装于安装板。通过散热风扇来加快散热片周围空气的流动速度，进一步提高热量向外散失的速度，从而提高对光源2的散热速度。为了减少零部件的数量及组装难度，在本实施例中，安装板和散热片一体加工成型，当然在其他实施例中，安装板和散热片还可分体设置。

如图1和图2所示，该光照箱还包括直流稳压电源9和控制器，光源2连接于直流稳压电源9和控制器。在本实施例中，直流电源稳压电源9和控制器集成设置，通过控制器的光强调节旋钮来对光源2的光照强度进行调整。具体地，直流稳压电源9设置于顶板12上，且位于箱体1外部。其中，在本实施例中，控制器可以是集中式或分布式的控制器，比如，控制器可以是一个单独的单片机，也可以是分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制直流稳压电源9和光源2实现其功能。

如图3所示，在本实施例中，检测组件包括相连接的光强检测器5和光强显示器，光强检测器5设置于箱体1内，光强显示器安装于箱体1。具体地，第二侧壁14上设置有安装孔141，光强显示器安装于安装孔141内，光强显示器的屏幕朝向箱体1外部，从而使得操作人员能够通过光强显示器得知箱体1内的光照强度。进一步地，在本实施例中，光强检测器5为光强传感器，检测组件还包括光强控制器，光强控制器连接于光强传感器和光强显示器，光强控制器接收光强传感器的检测信号并控制光强显示器对光照强度进行显示。在本实施例中，光强控制器可以是集中式或分布式的控制器，比如，光强控制器可以是一个单独的单片机，也可以是分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制光强传感器和光强显示器实现其功能。

进一步地，该光照箱还包括隔热防护罩6，隔热防护罩6设置于箱体1内且与箱体1之间形成防护腔，光强检测器5位于防护腔内，隔热防护罩6与光强检测器5对应的位置开设有检测孔61。光源2在工作时产生热量，导致箱体1内温度升高，通过隔热防护罩6能够避免对光强检测器5的连接线等产生影响，对光强检测器5进行保护。此外，上述光强控制器同样位于防护腔内，而安装光强显示器的安装孔141连通防护腔。

如图1和图4所示，该光照箱还包括设置于箱体1内的支撑组件，支撑组件包括支撑架和支撑台83，支撑架用于支撑采集腔31，支撑台83上开设有滑槽831，林格曼黑度板4能够沿滑槽831滑动。具体地，支撑架包括第一支撑架81和第二支撑架82，其中第一支撑架81用于支撑采集腔31，第二支撑架82用于支撑与采集腔31相连接的黑度仪连接杆32。上述第一支撑架81、第二支撑架82和支撑台83均安装于底板11上。上述林格曼黑度仪的结构和工作原理均为成熟的现有技术，在此不再赘述。

进一步地，该光照箱还包括设置于箱体1上的提手121。具体地，提手121设置于顶板12上，便于操作人员取放该光照箱。

综上，本实施例提供的用于校准林格曼黑度仪的光照箱，通过设置箱体1、光源2和检测组件，能够调整箱体1内的光照强度来模拟林格曼黑度仪的测试环境的光照强度，林格曼黑度板4能够通过孔隙131进入内腔10并伸入至采集腔31内，从而能够通过将林格曼黑度仪的测试结果与林格曼黑度板4进行比对而得到林格曼黑度仪的示值误差，进而实现对林格曼黑度仪的校准。

本实施例还提供一种用于校准林格曼黑度仪的校准方法，采用上述光照箱，具体地，该校准方法包括静态校准，静态校准包括：

S11、将被校准的林格曼黑度仪的采集腔31置于箱体1的内腔10内，并将箱体1内的光照强度调整至第一预设光照强度；

S12、驱动具有预设黑度的林格曼黑度板4由孔隙131伸入至内腔10并静置于采集腔31内。可以理解的是，林格曼黑度板4由孔隙131进入箱体1的内腔10，并且沿着支撑台83的滑槽831滑动至采集腔31内。

S13、被校准的林格曼黑度仪重复测量N次林格曼黑度板4的黑度，并取N次测量的林格曼黑度板4的黑度的平均值与林格曼黑度板4的预设黑度进行比较，计算示值误差，N≥3，且为整数。

可以理解的是，被校准的林格曼黑度仪在第一预设光照强度下对静止的林格曼黑度板4进行测量，通过取N次测量的黑度的平均值与林格曼黑度板4的预设黑度进行比较，从而能够计算出示值误差。具体地，在本实施例中，N＝3，当然在其他实施例中，N的取值还可根据实际需要来选择。此外，上述第一预设光照强度可以为1000lux，以模拟在阴天环境。还可以为8000lux，以模拟晴天且光照较好的环境，当然还可以根据实际需要设置为其他光照度。

进一步地，该校准方法还包括动态校准，动态校准包括：

S21、将被校准的林格曼黑度仪的采集腔31置于箱体1的内腔10内，并将箱体1内的光照强度调整至第二预设光照强度；

S22、驱动具有预设黑度的林格曼黑度板4由孔隙131伸入至内腔10并以预设速度在采集腔31内匀速运动；

S23、被校准的林格曼黑度仪重复测量N次林格曼黑度板4的黑度，并取N次测量的林格曼黑度板4的黑度的平均值与林格曼黑度板4的预设黑度进行比较，计算示值误差，M≥3，且为整数。

可以理解的是，被校准的林格曼黑度仪在第二预设光照强度下对以预设速度匀速移动的林格曼黑度板4进行测量，通过取M次测量的黑度的平均值与林格曼黑度板4的预设黑度进行比较，从而能够计算出示值误差。具体地，在本实施例中，M＝3，当然在其他实施例中，M的取值还可根据实际需要来选择。此外，上述第二预设光照强度可以为1000lux，以模拟在阴天环境。还可以为8000lux，以模拟晴天且光照较好的环境，当然还可以根据实际需要设置为其他光照度。

进一步地，该校准方法还包括更换具有不同预设黑度的林格曼黑度板4，并重复进行上述动态校准和静态校准。具体地，林格曼黑度板4的预设黑度有0.00级、0.75级、1.00级、1.25级、1.50级、1.75级、2.00级、3.00级、4.00级、5.00级，U＝0.10级(k＝2)。

本实施例提供的用于校准林格曼黑度仪的校准方法，能够通过光照箱和林格曼黑度板4对林格曼黑度仪进行校准，可操作性强、成本低，充分考虑了不同品牌型号的设备测试性能差异和执法允许的测试性能要求。该校准方法填补了林格曼黑度仪缺乏校准方法的空白，为环境监管部门的环境监测、行政执法提供了校准技术支撑，具有较大的现实意义。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种用于校准林格曼黑度仪的光照箱，其特征在于，包括：

箱体（1），具有容纳林格曼黑度仪的采集腔（31）的内腔（10），所述箱体（1）的两个相对的侧壁上均设置有光照强度可调的光源（2），其中一个设置有所述光源（2）的所述侧壁上开设有供具有预设黑度的林格曼黑度板（4）伸入至所述采集腔（31）内的孔隙（131）；

所述箱体（1）包括底板（11）、顶板（12）、连接于所述底板（11）和所述顶板（12）之间且相对设置的两个第一侧壁（13）及连接于所述顶板（12）和所述底板（11）之间且连接于两个所述第一侧壁（13）之间的第二侧壁（14），所述底板（11）、所述顶板（12）、两个所述第一侧壁（13）及所述第二侧壁（14）围设形成所述内腔（10），每个所述第一侧壁（13）上均设置有所述光源（2）；

检测组件，设置于所述箱体（1），用于检测所述箱体（1）内的光照强度；

光源（2）和检测组件能够调整箱体（1）内的光照强度来模拟林格曼黑度仪的测试环境的光照强度；

所述检测组件包括相连接的光强检测器（5）和光强显示器，所述光强检测器（5）设置于所述箱体（1）内，所述光强显示器安装于所述箱体（1）；

所述第二侧壁（14）上设置有安装孔（141），所述光强显示器安装于所述安装孔（141）内，所述光强显示器的屏幕朝向所述箱体（1）外部；

还包括隔热防护罩（6），所述隔热防护罩（6）设置于所述箱体（1）内且与所述箱体（1）之间形成防护腔，所述光强检测器（5）位于所述防护腔内，所述隔热防护罩（6）与所述光强检测器（5）对应的位置开设有检测孔（61），所述隔热防护罩（6）能够避免对所述光强检测器（5）的连接线产生影响，对光强检测器（5）进行保护。

2.根据权利要求1所述的用于校准林格曼黑度仪的光照箱，其特征在于，还包括散热结构（7），所述箱体（1）的设置有所述光源（2）的侧壁上均设置有所述散热结构（7），所述散热结构（7）位于所述箱体（1）外部。

3.根据权利要求2所述的用于校准林格曼黑度仪的光照箱，其特征在于，所述散热结构（7）包括安装板和多个间隔设置于所述安装板的散热片，所述安装板连接于对应的所述侧壁。

4.根据权利要求1所述的用于校准林格曼黑度仪的光照箱，其特征在于，还包括设置于箱体（1）内的支撑组件，所述支撑组件包括支撑架和支撑台（83），所述支撑架用于支撑所述采集腔（31），所述支撑台（83）上开设有滑槽（831），所述林格曼黑度板（4）能够沿所述滑槽（831）滑动。

5.一种用于校准林格曼黑度仪的校准方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的光照箱，所述校准方法包括静态校准，所述静态校准包括：

S11、将被校准的林格曼黑度仪的采集腔置于箱体的内腔内，并将箱体内的光照强度调整至第一预设光照强度；

S12、驱动具有预设黑度的林格曼黑度板由孔隙伸入至内腔并静置于采集腔内；

S13、被校准的林格曼黑度仪重复测量N次林格曼黑度板的黑度，并取N次测量的林格曼黑度板的黑度的平均值与林格曼黑度板的预设黑度进行比较，计算示值误差，N≥3，且为整数。

6.根据权利要求5所述的用于校准林格曼黑度仪的校准方法，其特征在于，所述校准方法还包括动态校准，所述动态校准包括：

S21、将被校准的林格曼黑度仪的采集腔置于箱体的内腔内，并将箱体内的光照强度调整至第二预设光照强度；

S22、驱动具有预设黑度的林格曼黑度板由孔隙伸入至内腔并以预设速度在采集腔内匀速运动；

S23、被校准的林格曼黑度仪重复测量M次林格曼黑度板的黑度，并取M次测量的林格曼黑度板的黑度的平均值与林格曼黑度板的预设黑度进行比较，计算示值误差，M≥3，且为整数。

7.根据权利要求6所述的用于校准林格曼黑度仪的校准方法，其特征在于，所述校准方法还包括更换具有不同预设黑度的林格曼黑度板，并重复进行所述动态校准和/或所述静态校准。

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