CN217786884U - 透光率测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学检测技术领域，特别涉及一种透光率测量系统，包括光源装置、夹持装置、位移驱动装置、成像装置、光强检测装置和控制模块，其中，位移驱动装置与夹持装置固定连接，夹持装置用于夹持待测样品，位移驱动装置用于驱动夹持装置位移以改变待测样品的检测部位；位移驱动装置、成像装置及光强检测装置分别与控制模块电性连接；光源装置、夹持装置所夹持的待测样品与光强检测装置依次位于光源装置的光路上；成像装置用于拍摄待测样品的检测部位并将待测样品的位姿状态传输给控制模块，在需要拍摄时，成像装置位于光源装置与光强检测装置之间；光强检测装置用于测量成像装置所拍摄的检测部位的光强，并将测量数据传输给控制模块。

Description

透光率测量系统

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，特别是涉及一种透光率测量系统。

背景技术

近年来，随着医疗器械行业不断发展，医疗器械产品的创新也逐步增多，其中医疗器械中透明类的产品也层出不穷。透明类医疗器械可方便使用者观察其内部情况，为了保证观察的清晰和有效，通常对于该器械的透光率有一定要求。

目前市场上对于透光率的测试系统大多没有针对医疗器械的透光度测试进行适应性设计，这就导致现有的测试系统几乎不可例外地存在以下问题：其一，每次测量只能对单点进行测量，即每次测试仅能得到一个测试点的一个数据，如果需要对样品的不同位置进行测量，则需要手动调整样品的位置，这种测量方法的过程繁琐，成本高，耗时费力且误差较大；其二，检测点与测试样品的实际位置缺少直接对应关系，举例来说，当测量对象是不规则样品时，一旦测量部位较多，测试结束后进行数据整理时很难将测量部位与测试结果形成对应关系，操作人员很难准确认知每一测试结果所准确对应的不规则样品的部位，不利于后续分析工作的展开。

实用新型内容

基于此，本实用新型提出了一种透光率测量系统，通过增加设置成像装置和位移驱动装置，使得待测样品的测试部位可改变并对应形成记录，便于后续数据整理以及技术分析。

一种透光率测量系统，包括光源装置、夹持装置、位移驱动装置、成像装置、光强检测装置和控制模块，其中，所述位移驱动装置与所述夹持装置固定连接，所述夹持装置用于夹持待测样品，所述位移驱动装置用于驱动所述夹持装置位移以改变待测样品的检测部位；所述位移驱动装置、所述成像装置及所述光强检测装置分别与所述控制模块电性连接；所述光源装置、所述夹持装置所夹持的待测样品与所述光强检测装置依次位于所述光源装置的光路上；所述成像装置用于拍摄待测样品的检测部位并将待测样品的位姿状态传输给所述控制模块，在需要拍摄时，所述成像装置位于所述光源装置与所述光强检测装置之间；所述光强检测装置用于测量所述成像装置所拍摄的所述检测部位的光强，并将测量数据传输给所述控制模块。

在其中部分实施例中，所述透光率测量系统还包括滤光组件，所述滤光组件包括至少两种单色滤光片，所述滤光组件的其中一种单色滤光片位于所述光源装置和所述夹持装置所夹持的待测样品之间的光路上。

在其中部分实施例中，所述滤光组件包括滤光片切换器，其上安装有至少两种所述单色滤光片。

在其中部分实施例中，所述透光率测量系统还包括位于所述光源装置和所述夹持装置之间的光学结构，所述光学结构包括依次设置在光路上的第一光阑组件以及准直组件。

在其中部分实施例中，所述成像装置包括成像装置本体和成像驱动组件，所述成像驱动组件能够使所述成像装置本体移动至所述光路上并正对所述待测样品。

在其中部分实施例中，所述位移驱动装置为六轴调节台，所述夹持装置安装在所述六轴调节台上。

在其中部分实施例中，所述夹持装置包括第一夹持件和第二夹持件，所述位移驱动装置包括安装平台，所述安装平台上设置有直线导向结构和沿其运动的第一滑块结构和第二滑块结构，所述第一夹持件通过伸缩结构与所述第一滑块结构连接、所述第二夹持件通过伸缩结构与所述第二滑块结构连接。

在其中部分实施例中，所述光强检测装置包括积分球和设置在所述积分球内壁上的光强检测计，所述积分球的入口窗位于所述光路上并朝向所述光源装置。

在其中部分实施例中，所述积分球的入口窗为可变孔径结构。

在其中部分实施例中，所述光强检测装置还包括安装在所述积分球内的标准反射板和光陷阱，所述标准反射板设置在所述积分球的中心后侧壁，其相对所述光路向下滑动的角度为1～10度，所述光陷阱紧挨所述积分球的后侧外壁并设置在所述光路上，其内部涂有漫反射材料。

有益效果

本实用新型的透光率测量系统相比现有技术，在控制模块的帮助下相比传统技术中的手动操作大幅提高了透过率测量的自动化程度，测量过程更为简单，测量结果更加准确；通过增设成像装置，可以使测量结果与待测样品的测量部位形成一一对应关系，有助于后续开展数据整理和进一步分析，可以良好地满足医疗器械领域对于器械多部位的透过率测量的需要。

附图说明

图1为部分实施例中本实用新型的透光率测量系统的示意图；

图2为部分实施例中本实用新型的透光率测量系统的夹持装置与位移驱动装置的示意图；

图3为图2中夹持装置与位移驱动装置的侧面示意图；

其中，1为光源装置，2为成像装置，3为夹持装置，4为位移驱动装置，5为光强检测装置，6为控制模块，7为滤光组件，8为光学结构，10为待测样品，31为第一夹持件，32为第二夹持件，310为第一夹持部，320为第二夹持部，40为安装平台，41为直线导向结构，42为第一滑块结构，43为第二滑块结构，44为伸缩结构，51为积分球，52为光强检测计，53为光陷阱，54为标准反射板，510为入口窗，81为第一光阑组件，82为准直组件。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本实用新型一实施例中的透光率测量系统的示意图，本实用新型一实施例提供一种透光率测量系统，包括光源装置1、成像装置2、夹持装置3、位移驱动装置4、光强检测装置5和控制模块6，其中，所述位移驱动装置4与所述夹持装置3固定连接，所述夹持装置3用于夹持待测样品10，所述位移驱动装置4用于驱动所述夹持装置3位移以改变所述待测样品10的检测部位；所述位移驱动装置4、所述成像装置2及所述光强检测装置5分别与所述控制模块6电性连接，所述光源装置1、所述夹持装置3所夹持的待测样品10与所述光强检测装置5依次设置在同一水平轴线(亦即所述光源装置1的光路)上。

具体来说，所述光源装置1用于输出满足目标测试要求的测试光；所述位移驱动装置4用于带动夹持装置3位移，进而改变所夹持的待测样品10与光强检测装置5的相对位置关系，从而使待测样品10的检测部位发生改变；所述成像装置2用于拍摄待测样品10的检测部位并将待测样品的位姿状态传输给所述控制模块6。在需要拍摄时，所述成像装置位于所述光源与所述光强检测装置之间；所述光强检测装置5用于测量成像装置2所拍摄的检测部位的光强并将测量数据传输给所述控制模块6。

本实用新型的透光率测量系统，通过将所述夹持装置3和所述位移驱动装置4固定连接，可以通过驱动所述位移驱动装置4使所述夹持装置3发生位移，进而带动所述夹持装置3上的待测样品10能够相对所述光强检测装置5发生位置变化，例如，发生旋转或者平移，这就使得待测样品10中位于光路上的部位将会发生改变，换言之，使得待测样品10上进行透光率检测的检测部位发生了改变，充分满足医疗器械需要进行多部位的透过率测量的特点。

相比现有技术中较为常见的手动调节方式，本实用新型的透光率测量系统可以通过控制模块6精确地通过所述位移驱动装置4调整所述夹持装置3的动作，以使所述待测样品10的位姿达到预期状态，从而可以连续而准确地对所述待测样品10的多个检测部位进行透光率测量，所述光强检测装置5测量得到的结果可以实时传输回控制模块。相比现有技术，本实用新型的透光率测量系统能够连续且实时地获得所述待测样品10的多个检测部位的透过率测量结果，并且测量方法更加简单、经济、高效，节约了手动测量所花费的大量时间，提高了测试准确度与精度，非常适用于实验测量。

同时，通过设置所述成像装置2，当所述位移驱动装置4驱动所述夹持装置3改变待测样品10的检测部位后，在所述控制模块6的控制下，所述成像装置2可以对所述待测样品10的检测部位进行拍摄并记录。由此，针对每个检测部位，所述成像装置2记录了该检测部位下的待测样品10的位姿状态，所述光强检测装置5记录下该检测部位的光强测量结果，这就使得所述光强检测装置5得到的测量结果会与所述成像装置2所记录的待测样品10的位姿状态形成一一对应关系，在后续进行数据整理时，技术人员可以通过拍摄记录快速而准确地了解到每一组透光率检测结果所对应着的待测样品10的检测部位，避免测试结果发生混淆。

综上所述，本实用新型的透光率测量系统相比现有技术，在所述控制模块6的帮助下相比传统技术中的手动操作大幅提高了透过率测量的自动化程度，测量过程更为简单，测量结果更加准确；通过增设所述成像装置2，可以使测量结果与所述待测样品10的测量部位形成一一对应关系，有助于后续开展数据整理和进一步分析，可以良好地满足医疗器械领域对于器械多部位的透过率测量的需要。

可以理解的，对于所述成像装置2的具体实现形式，本实用新型的透光率测量系统对此并不加以限定。在部分实施例中，所述成像装置2可以为安装位置固定的自动变焦相机，所述控制模块6只需要控制所述位移驱动装置4使所述夹持装置3带着所述待测样品10达到预定位置，再启动所述成像装置2对所述待测样品10的检测部位进行拍摄记录即可。

在部分优选的实施例中，所述成像装置2相对所述夹持装置3所夹持的待测样品10的位置可变，通过改变所述成像装置2的位置，可以获得特征更为鲜明的待测样品10的位姿拍摄记录。具体来说，所述成像装置2包括成像装置本体以及成像驱动组件，所述成像驱动组件能够使所述成像装置本体移动至前文所述的光路上并正对所述待测样品10。如此设置，所述成像装置本体可以正对着所述待测样品10的检测部位进行拍摄记录，从而技术人员根据拍摄记录可以最准确地确定所述待测样品10的检测部位。作为具体可实现的示例，所述成像驱动组件可以为多节万向支架，又或者，在另一部分实施例中，所述成像驱动组件也可以为机械臂等。

在部分实施例中，如图1所示，本实用新型的透光率测量系统还包括滤光组件7，所述滤光组件7包括至少两种单色滤光片，所述滤光组件7的其中一种单色滤光片位于所述光源装置1和所述夹持装置3所夹持的待测样品10之间的光路上。光线从光源装置1发出后，通过单色滤光片形成目标波长的测试光后通过待测样品10。通过增设所述滤光组件7，按照待测样品10的测试要求确认需要的波长光源，并据此选定合适的单色滤光片放至光源装置1前，从而调整所述光源装置1输出所需的波长的测试光。容易理解的，对于所述滤光组件7如何设置多种单色滤光片并且根据需要切换不同的单色滤光片，作为一种具体可实现的示例，所述滤光组件7包括滤光片切换器，多种单色滤光片安装在所述滤光片切换器上。进一步具体的，所述滤光片切换器可以为轮盘式的，多种单色滤光片安装在所述轮盘周向上的不同位置，通过切换所述轮盘的周向位置，从而使选定的单色滤光片位于光路上。

在部分优选实施例中，如图1所示，本实用新型的透光率测量系统还包括位于所述光源装置1和所述夹持装置3之间的光学结构8，所述光学结构8包括依次设置在光路上的第一光阑组件81以及准直组件82，所述第一光阑组件81与所述准直组件82均位于所述水平轴线(亦即所述光源装置1的光路)上。需要说明的是，所述第一光阑组件81是限制光轴上所述光源装置1成像的仪器，通过设置所述第一光阑组件81，以限制所述光线的出光直径，减少光线中的杂散光，使得自所述第一光阑组件81的光孔射出的光线的成像清晰、明亮适中。通过设置所述准直组件82，光源装置1的点光源发出的光可以被准直形成与光轴夹角不大于3°的平行光，从而确保对所述待测样品10的透过率测量效果。在部分实施例中，所述第一光阑组件81优选为可变孔径光阑，如此便可以调节光线的出光直径，从而使其更加适合不同面积的所述待测样品10的检测部位的透过率测量。可以理解的，在部分实施例中，所述准直组件82可以为单个聚焦透镜，而在另一些实施例中，所述准直组件82也可以为多个透镜组合，本领域技术人员可以根据实际需要自行选择。

需要说明的是，本实用新型的透光率测量系统对于所述位移驱动装置4、所述夹持装置3的具体形式并不加以严格限定。在部分实施例中，所述位移驱动装置4为六轴调节台，所述夹持装置3安装在六轴调节台上，通过所述六轴调节台的位置改变，使所述夹持装置3实现上下、左右、前后、旋转等动作，以使待测样品10的目标检测部位位于光路上。

在另一些实施例中，如图2、图3所示，所述夹持装置3包括第一夹持件31和第二夹持件32，所述位移驱动装置4包括安装平台40，所述安装平台40上设置有直线导向结构41和沿其运动的第一滑块结构42、第二滑块结构43，所述第一夹持件31通过所述伸缩结构44与所述第一滑块结构42连接，所述第二夹持件32通过所述伸缩结构44与所述第二滑块结构43连接。如此，通过使所述第一滑块结构42和所述第二滑块结构43沿着所述直线导向结构41相向运动，所述第一夹持件31上的第一夹持部310、所述第二夹持件32上的第二夹持部320相互配合便可以将所述待测样品10夹住。在此基础上，保持所述第一夹持件31、所述第二夹持件32的相对位置，换言之，保持所述第一滑块结构42和所述第二滑块结构43的相对位置，使二者同时沿着所述直线导向结构41向同一侧移动，便可以实现所述待测样品10的水平方向位移。类似地，保持所述第一滑块结构42和所述第二滑块结构43的相对位置，驱动所述伸缩结构44伸长或收缩，可以使所述第一夹持件31、所述第二夹持件32构成的所述夹持装置3整体上下运动，便可以带动所述待测样品10的竖直方向运动。该部分实施例中，所述夹持装置3和所述位移驱动装置4的整体结构较为简单，组装容易并且能够实现预期效果，可以使本实用新型的透光率测量系统整体更为简洁。

作为一种具体可实现的实例，如图3所示，所述直线导向结构41可以为直线滑轨，所述第一滑块结构42和所述第二滑块结构43能够沿着所述直线滑轨滑动，所述伸缩结构44可以为伸缩杆，所述第一夹持件31、所述第二夹持件32可以设置为L型构件，其中，所述第一夹持部310、所述第二夹持部320可以为所述L型构件的竖向部分，即所述第一夹持部310、所述第二夹持部320垂直于所述直线滑轨，而所述第一夹持件31、所述第二夹持件32的L型构件中平行于所述直线滑轨的水平部分则可以相互穿插实现导向功能，确保所述第一夹持件31、所述第二夹持件32能够相向运动，确保对所述待测样品10的夹合效果。

可以理解的，本实用新型的透光率测量系统对于所述光强检测装置5的具体形式同样不加约束。在部分实施例中，如图1所示，所述光强检测装置5包括积分球51和光强检测计52，所述光强检测计52的检测部位设置在所述积分球51的内壁上，所述积分球51的入口窗510位于所述光路上并朝向所述光源装置1。

为了便于理解，以下将简单地对积分球进行介绍。积分球又称光通球、光度球，是一个完整的空心球壳。积分球多由金属材料制成，内壁上涂有白色的高漫反射层(通常为氧化镁或硫酸钡)，并且球内壁上的点散射均匀。光线在从积分球的入口窗510进入后会发生多次漫反射，因此到达光强检测计的光通量非常均匀，几乎与光在空间或者偏振的特性无关，探测光功率只与总的入射光功率有关。如此，所述光源装置1发出的测试光在通过透明的所述待测样品10后从所述积分球51的所述入口窗510进入所述积分球51内后发生多次漫反射，到达所述光强检测计52的检测部位的光通量非常均匀，并且探测光功率仅与从所述入口窗510入射光功率有关，因此这种光强检测装置5可以准确地对待测样品10的透过率进行准确测量。

在部分优选实施例中，所述光强检测装置5还包括设置在所述积分球51内的标准反射板54和光陷阱53。所述标准反射板54的表面涂层材料与所述积分球51内部反射涂层相同，都可采用氧化镁涂层，作用是使部分光线达到标准反射板54后会发生全发射。所述标准反射板54可设置在积分球51中心后侧壁位置，相对于所述光路向下滑动角度为1～10度。所述光陷阱53紧挨积分球51后侧外壁，且所述光陷阱53位于通过积分球51的入口窗510的水平线，即光路上。所述光陷阱53内部涂有氧化镁或其他漫反射材料。探测光线在通过透明或半透明的待测样品后会产生杂散光，通过将所述光陷阱53设置在光路上可以将这些杂散光吸收，提高检测的准确性。当所述积分球51的所述入口窗510没有光线进入时，所述标准反射板54和所述光陷阱53可以吸收所述积分球51内全部的光，以便为下次透光率测试做准备。

如图1所示，在部分优选实施例中，所述积分球51的所述入口窗510为可变孔径结构。如此，所述入口窗510的尺寸可以被控制以与所述待测样品10的检测部位的尺寸大小相适应，从而获得最佳透过率测量效果。作为一种具体可实现的示例，所述入口窗510的可变孔径结构可以参考相机光圈的结构，例如包括多个周向布置的不透光弧片，每个弧片底端是一个转动副，中间有一个弧形轨道，弧片底端有一圆柱销可带动弧片沿着弧形轨道运动并改变弧片开合。多个弧片的交叠中心可看作透光孔径，其中最小的孔径可达0.1mm。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种透光率测量系统，其特征在于，包括光源装置、夹持装置、位移驱动装置、成像装置、光强检测装置和控制模块，其中，

所述位移驱动装置与所述夹持装置固定连接，所述夹持装置用于夹持待测样品，所述位移驱动装置用于驱动所述夹持装置位移以改变待测样品的检测部位；

所述位移驱动装置、所述成像装置及所述光强检测装置分别与所述控制模块电性连接；所述光源装置、所述夹持装置所夹持的待测样品与所述光强检测装置依次位于所述光源装置的光路上；

所述成像装置用于拍摄待测样品的检测部位并将待测样品的位姿状态传输给所述控制模块；在需要拍摄时，所述成像装置位于所述光源与所述光强检测装置之间；

所述光强检测装置用于测量所述成像装置所拍摄的所述检测部位的光强，并将测量数据传输给所述控制模块。

2.根据权利要求1所述的透光率测量系统，其特征在于，所述透光率测量系统还包括滤光组件，所述滤光组件包括至少两种单色滤光片，所述滤光组件的其中一种单色滤光片位于所述光源装置和所述夹持装置所夹持的待测样品之间的光路上。

3.根据权利要求2所述的透光率测量系统，其特征在于，所述滤光组件包括滤光片切换器，其上安装有至少两种所述单色滤光片。

4.根据权利要求1所述的透光率测量系统，其特征在于，所述透光率测量系统还包括位于所述光源装置和所述夹持装置之间的光学结构，所述光学结构包括依次设置在光路上的第一光阑组件以及准直组件。

5.根据权利要求1所述的透光率测量系统，其特征在于，所述成像装置包括成像装置本体和成像驱动组件，所述成像驱动组件能够使所述成像装置本体移动至所述光路上并正对所述待测样品。

6.根据权利要求1所述的透光率测量系统，其特征在于，所述位移驱动装置为六轴调节台，所述夹持装置安装在所述六轴调节台上。

7.根据权利要求1所述的透光率测量系统，其特征在于，所述夹持装置包括第一夹持件和第二夹持件，所述位移驱动装置包括安装平台，所述安装平台上设置有直线导向结构和沿其运动的第一滑块结构和第二滑块结构，所述第一夹持件通过伸缩结构与所述第一滑块结构连接，所述第二夹持件通过伸缩结构与所述第二滑块结构连接。

8.根据权利要求1所述的透光率测量系统，其特征在于，所述光强检测装置包括积分球和设置在所述积分球内壁上的光强检测计，所述积分球的入口窗位于所述光路上并朝向所述光源装置。

9.根据权利要求8所述的透光率测量系统，其特征在于，所述积分球的入口窗为可变孔径结构。

10.根据权利要求8所述的透光率测量系统，其特征在于，所述光强检测装置还包括安装在所述积分球内的标准反射板和光陷阱，所述标准反射板设置在所述积分球的中心后侧壁，其相对所述光路向下滑动的角度为1～10度，所述光陷阱紧挨所述积分球的后侧外壁并设置在所述光路上，其内部涂有漫反射材料。

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