專利名稱：一種用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及輻射測量技術領域，尤其涉及一種用于測量三波段光 固化機光輻射值的輻射計。
技術背景根據(jù)國際標準詳細規(guī)定了關于光固化機的要求，其固化區(qū)波長從40Onm 到515nm范圍，本標準參考了醫(yī)用電氣設備安全通用標準GB9706. 1 - 1995, 相應的。輻射計是一種用于檢測光固化機的輻射值，由于光固化機的應用 越來越廣，按照光源的不同可以分為如下幾類 一是卣素燈，其發(fā)光源是 卣素燈泡；二是目前最新發(fā)展的LED光固化機，光源是發(fā)光二極管。而齒 科光固化機是一種利用光輻射原理使光固化樹脂迅速有效聚合的產品，與 聚合反應有關的波長主要分布在400nm-540nm之間，峰值在470nm。而由于 現(xiàn)有的國際標準的規(guī)定，在檢測固化機時最重要的技術指標要求是在紫夕卜、 近紅外區(qū)范圍，目前現(xiàn)有技術在光固化機測試輻射值中是測試固化區(qū)的輻 射值，測試波長一般在400nm 515nm范圍，而不能檢測光固化機的紫外、 紅外區(qū)輻射值，常用光固化機照度計中的濾光片也因為在近紅外區(qū)截止深 度不夠而影響測量值。 實用新型內容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術中的難題，提供一種能準確高效 地用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計。 一種用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計，包括顯示輻射度值的顯示表頭、用于探測紫外 區(qū)輻射度的紫外區(qū)輻射探頭、用于探測固化區(qū)輻射度的固化區(qū)輻射探頭、 用于探測紅外區(qū)輻射度的紅外區(qū)輻射探頭、及用于轉換探頭的選擇開關。該固化區(qū)輻射探頭由上往下依次包括第一勻光片、帶通濾光片、近紅 外截止隔熱玻璃、第二勻光片及第一光電接收器，第一勻光片上表面接收 固化區(qū)輻射，第一光電接收器連接至顯示表頭。該近紅外截止隔熱玻璃與 第二勻光片之間及第二勻光片與第 一光電接收器之間均設有間隙。該固化 區(qū)輻射探頭的外側包覆有金屬保護層，且該金屬保護層對應第 一勻光片上 表面的中央部分開設有接收固化區(qū)輻射的第 一 限光口 。該紫外區(qū)輻射探頭由上往下依次包括第三勻光片、紫外帶通濾光片、 第四勾光片及第二光電接收器，第三勻光片上表面接收紫外區(qū)輻射，第二 光電接收器連接至顯示表頭。該紫外區(qū)輻射探頭的外側包覆有金屬保護層, 且該金屬保護層對應第三勻光片上表面的中央部分開設有接收紫外區(qū)輻射 的第二限光口。該紅外區(qū)輻射探頭由上往下依次包括第五勻光片、長波通截止光學濾 光片、第六勻光片及第三光電接收器，第五勻光片上表面接收紅外區(qū)輻射, 第三光電接收器連接至顯示表頭。該紅外區(qū)輻射探頭的外側包覆有金屬保 護層，且該金屬保護層對應第三勻光片上表面的中央部分開設有接收紅外 區(qū)輻射的第三限光口。本實用新型通過設置三探頭式的輻射度計，可測試光固化機的紫外區(qū)、 固化區(qū)及近紅外區(qū)域的照度，直接提高對測試的精度，避免在測試中由于近紅外光的輻射而造成的誤差；且三探頭的選擇只需通過選擇開關狀態(tài)的 轉換就可實現(xiàn)；另外，本實用新型結構簡單，僅由長波或短波濾光片、帶 通濾光片、勻光片及光電接收器構成，有利于制作成本也較低，產品推廣。
圖la為輻射體的輻射通量按波長分布的特性曲線； 圖lb為輻射體表面上任意一點A處的輻射強弱的示意圖； 圖2為本實用新型用于測量三波^:光固化機光輻射值的輻射計的結構 示意圖；圖3為本實用新型的固化區(qū)輻射探頭的結構示意圖； 圖4為本實用新型的光電接收器與顯示表頭的電路連接原理圖； 圖5為本實用新型的紫外區(qū)輻射探頭的結構示意圖； 圖6為本實用新型的紅外區(qū)輻射探頭的結構示意圖； 圖7a為帶通濾光片的光譜譜線； 圖7b為長波通截止光學濾光片的光譜曲線； 圖7c為紫外帶通有色濾光片的光譜曲線； 圖7d為短波通濾光片的光譜曲線； 圖8為本實用新型的輻射計的工作原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖簡單說明測量本實用新型輻射度的基本原理。一個輻射體輻射的強弱，可以用單位內該輻射體所輻射的總能量Oe表示，并釆用一般的功率單位瓦特作為輻射通量的計量單位。實際上，輻射 通量就是輻射體的輻射功率。大部分輻射體的電磁波輻射，都有一定的波長范圍，通常用圖la所示的光譜密集度d^曲線來表示輻射體的輻射通量按波長分布的特性。圖la中縱坐標d^的意義如下A①義d①義 n)厶;U A/L d/L輻射體的輻射通量，也即輻射體的輻射功率為①e = f①Z (2) 輻射強度表示輻射體在不同方向上的輻射特性，但不能表示輻射體表面不同位置的輻射特性。為了表示輻射體表面上任意一點A處的輻射強弱，在 A點周圍耳又微小的面積dS,不管其輻射方向，也不管在多大立體角內輻射， 假定dS微面輻射通量為d(^,如圖lb所示，則A點的輻(射)出射度為Me=! (3)我們把^)。與ds之比為輻(射)出射度即輻射值，單位為瓦每平方米(w/m2) 或毫瓦每平方厘米(mw/cm2)。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。如圖2所示，本實用新型提供了一種用于測量三波段光固化機光輻射 值的輻射計，包括顯示輻射度值的顯示表頭1、用于探測波長范圍在400nm 到515nm之間的固化區(qū)輻射度的固化區(qū)輻射探頭2、用于探測波長范圍在 320nm到400nm之間的紫外區(qū)輻射度的紫外區(qū)輻射探頭3、用于探測波長范 圍在515nm到1100nm之間的紅外區(qū)輻射度的紅外區(qū)輻射探頭4、及用于選 擇探頭的選擇開關5。本實用新型輻射計采用了三探頭式一體化設計，通過 選擇開關5選擇不同的探頭就可以直接檢測到紫外區(qū)、固化區(qū)和紅外區(qū)的輻射值。如圖3及圖4所示，該固化區(qū)輻射探頭2由上往下依次包括第一勻光 片6、帶通濾光片7、近紅外截止隔熱玻璃8、第二勻光片9及光電接收器 10,第一勻光片6上表面接收固化區(qū)輻射，光電接收器IO還通過可調電阻 連接至顯示表頭1。該近紅外截止隔熱玻璃8與第二勻光片9之間及第二勻 光片9與第一光電接收器IO之間均設有間隙16。該間隙16起到勻光作用。 另外，為了保護及固定固化區(qū)輻射探頭2的結構，該固化區(qū)輻射探頭2的 外側包覆有金屬保護層，且該金屬保護層對應第一勻光片6上表面的中央 部分開設有接收固化區(qū)輻射的第一限光口 。近紅外截止隔熱玻璃8與帶通濾光片7均為若干高低折射率材料構成 的復合介質膜。近紅外截止隔熱玻璃8的截止波長在720nm,在370nm到 600nm帶寬內透射，平均透射率平均大于90. 0%，在1 OOOnm到2500腿帶寬 內反射，平均反射率小于0. 5%。帶通濾光片6在400nm到515nm的帶寬內 透射，平均透射率平均大于90. 0%,在300nm到385nm帶寬與520nm到1100nm 帶寬內透射率小于0. 5%,如圖7a所示。本實用新型中的勻光片6、 9在可 見光和近紅外波長范圍內都起到均勻輻射分布的作用。光電接收器10的響 應范圍為400nm到700nm,響應峰值位于550nm波長位置。如圖5所示，該紫外區(qū)輻射探頭3由上往下依次包括第三勻光片11、 紫外帶通濾光片13、第四勻光片14及光電接收器15,第三勻光片11上表 面接收紫外區(qū)輻射，光電接收器15還通過可調電阻連接至顯示表頭1。另 外，為了保護及固定紫外區(qū)輻射探頭3的結構，該紫外區(qū)輻射探頭3的外 側包覆有金屬保護層，且該金屬保護層對應第三勻光片ll上表面的中央部分開設有接收紫外區(qū)輻射的第二限光口。紫外帶通濾光片13與第四勻光片14之間及第四勻光片14與光電接收器15之間均設有間隙17。紫外帶通濾光片13,其由紫外帶通濾光片與短波通濾光片構成，均為 若干高低折射率材料構成的復合介質膜。短波通濾光片的截止波長為 600nm,在330nm到560nm的波長范圍內透過率大于90%,在650nm到1100nm 的波長范圍內透過率小于0. 5%,如圖7d所示。光電接收器15的響應范圍 在320nm到400nm，響應峰值位于360nm波長位置。如圖6所示，該紅外區(qū)輻射探頭4由上往下依次包括第五勻光片18、 長波通截止光學濾光片19、第六勻光片20及光電接收器21,第五勻光片 18上表面接收紅外區(qū)輻射，光電接收器15還通過可調電阻連接至顯示表頭 1。另外，為了保護及固定紅外區(qū)輻射探頭4的結構，該紅外區(qū)輻射探頭4 的外側包覆有金屬保護層，且該金屬保護層對應第五勾光片18上表面的中 央部分開設有接收紅外區(qū)輻射的第三限光口。長波通截止光學濾光片19與 第六勻光片20之間及第六勻光片20與光電接收器21之間均設有間隙22。長波通截止光學濾光片19為的截止波長為515nm,在190nm到505nm 的波長范圍內透過率小于0. 5%,在520nm到1100nm的波長范圍內透過率大 于90. 0%,如圖7b所示。光電4妄收器15的響應范圍在500nm到1200nm, 響應峰^f直位于96Gnm波長位置。如圖8所示，當檢測固化區(qū)4 0Onm到51 Onm波長范圍的輻射度時，選 用固化區(qū)輻射探頭2。固化區(qū)輻射正入射到固化區(qū)輻射探頭2,先經過第一 勻光片6,使輻射均勻分布在帶通濾光片7的入射平面。帶通濾光片7與近 紅外截止隔熱玻璃8配合使用，透過固化區(qū)波長范圍的輻射，濾去其他波長范圍的干擾輻射。然后，經第一限光口及第二勻光片9后，固化區(qū)輻射 由光電接收器IO接收并轉換成電信號輸出，并由電路控制最后在顯示表頭 1顯示出所檢測到的輻射度值。當斗企測紫外區(qū)330nm到380nm波長范圍的輻射度時，選用紫外區(qū)輻射 探頭3。紫外區(qū)輻射正入射到固化區(qū)輻射探頭3，先經過第三勻光片11,使 輻射均勻分布在紫外帶通濾光片13的入射平面。透過紫外區(qū)波長范圍的輻 射，濾去其他波長范圍的干擾輻射。然后，經第二限光口及第四勻光片14 后，紫外區(qū)輻射由光電接收器15接收并轉換成電信號輸出，并由電路控制 最后在顯示表頭1顯示出所檢測到的輻射度值。當才企測紅外區(qū)515nm到1100nm波長范圍的輻射度時，選用紅外區(qū)輻射 探頭4。紅外區(qū)輻射正入射到紅外區(qū)輻射探頭4,先經過第五勻光片18,使 輻射均勻分布在長波通截止光學濾光片19的入射平面，透過紅外區(qū)波長范 圍的輻射，濾去其他波長范圍的干擾輻射。然后，經第三限光口及第六勻 光片20后，紅外區(qū)輻射由光電接收器21接收并轉換成電信號輸出，并由 電路控制最后在顯示表頭1顯示出所;險測到的輻射度值。本實施例中，該第一光電接收器IO、第二光電接收器15及第三光電接 收器21為一體成型。
權利要求1、一種用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計，其特征在于包括顯示輻射度的顯示表頭(1)、用于探測固化區(qū)輻射度的固化區(qū)輻射探頭(2)、用于探測紫外區(qū)輻射度的紫外區(qū)輻射探頭(3)、用于探測紅外區(qū)輻射度的紅外區(qū)輻射探頭(4)及用于選擇三個探頭其中一個連接至顯示表頭(1)的選擇開關(5)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計， 其特征在于該固化區(qū)輻射探頭(2)由上往下依次包括第一勻光片(6)、 帶通濾光片(7)、近紅外截止隔熱玻璃(8)、第二勻光片(9)及第一光電 接收器(IO),第一勻光片(6)上表面接收固化區(qū)輻射，第一光電接收器(10)連接至顯示表頭(1)。
3、 根據(jù)權利要求2所述的用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計， 其特征在于該近紅外截止隔熱玻璃(8)與第二勻光片(9)之間及第二 勻光片(9)與第一光電接收器(10)之間均設有間隙(16)。
4、 根據(jù)權利要求3所述的用于測量三波^:光固化機光輻射值的輻射計， 其特征在于該固化區(qū)輻射探頭(2)的外側包覆有金屬保護層，且該金屬 保護層對應第一勻光片(6)上表面的中央部分開設有接收固化區(qū)輻射的第 一限光口。
5、 根據(jù)權利要求2所述的用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計， 其特征在于該紫外區(qū)輻射探頭(3)由上往下依次包括第三勻光片(11)、 紫外帶通濾光片(13)、第四勻光片(14)及第二光電接收器(15)，第三 勻光片(11)上表面接收紫外區(qū)輻射，第二光電接收器(15)連接至顯示表頭(1 )。
6、 根據(jù)權利要求5所述的用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計， 其特征在于該紫外區(qū)輻射探頭(3)的外側包覆有金屬保護層，且該金屬 保護層對應第三勻光片(11)上表面的中央部分開設有接收紫外區(qū)輻射的 第二限光口。
7、 根據(jù)權利要求5所述的用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計， 其特征在于該紅外區(qū)輻射探頭(4)由上往下依次包括第五勻光片(18)、 長波通截止光學濾光片(19)、第六勻光片(20)及第三光電接收器(21)， 第五勻光片(18)上表面接收紅外區(qū)輻射，第三光電接收器(21)連接至 顯示表頭(1 )。
8、 根據(jù)權利要求7所述的用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計， 其特征在于該紅外區(qū)輻射探頭(4)的外側包覆有金屬保護層，且該金屬 保護層對應第五勻光片(18)上表面的中央部分開設有接收紅外區(qū)輻射的 第三限光口。
9、 根據(jù)權利要求7所述的用于測量三波段光固化機光輻射值的輻射計， 其特征在于該第一光電接收器(10)、第二光電接收器(15)及第三光電 接收器(21)為一體成型。
專利摘要本實用新型涉及一種用于測量三波段光固化機光輻射的輻射計，包括顯示輻射度值的顯示表頭、用于探測紫外區(qū)輻射度的紫外區(qū)輻射探頭、用于探測固化區(qū)輻射度的固化區(qū)輻射探頭、用于探測紅外區(qū)輻射度的紅外區(qū)輻射探頭、及用于轉換探頭的選擇開關。三個探頭包括勻光片、帶通濾光片、長波通截止光學濾光片或近紅外截止隔熱玻璃及光電接收器，本實用新型能準確高效地測量出光固化機的輻射值，且本實用新型具有設計方法新穎、測量快速穩(wěn)定、操作方便、體積小、便于攜帶等優(yōu)點。
文檔編號G01J1/42GK201378078SQ20092005600
公開日2010年1月6日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權日2009年5月5日
發(fā)明者李丹榮, 李偉松, 江紹基, 鐘金池 申請人:中山大學;廣東省醫(yī)療器械質量監(jiān)督檢驗所