一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置与系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置与系统包括：紫外线氘灯光源，其特征在于，还包括：反射率检测部件、透射率检测部件、信号指示系统和吸收系数计算与显示系统；其中，所述反射率检测部件和所述透射率检测部件通过两个反射镜接收所述紫外线氘灯光源发射至薄膜样品反射的紫外光；所述反射率检测部件与所述透射率检测部件分布在两个独立的区域内。本实用新型专利技术提供的一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置，将反射率检测部件与透射率检测部件分开为两个工作区域，两者独立工作、互不干扰，提高了数据的准确性，且使用方便、计算高效，不会坏掉试样。

【技术实现步骤摘要】
一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置与系统
本技术涉及物理光学领域中的紫外线检测技术，更具体的说是涉及一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置。
技术介绍
紫外线是指频率介于可见光与X射线之间、波段范围在10～400nm内的电磁波，主要由真空紫外波段部件(10～200nm)、UVC段(200～280nm)、UVB段(280～320nm)和UVA段(320～400nm)组成，其中真空紫外线波段和UVC段的短波紫外线会被臭氧层吸收，无法到达地球表面，因此在实际科研工作中一般只考虑中波紫外线UVB与长波紫外线UVA的辐射效应。光线能量随频率的减小而下降，而波长与频率成反比关系，因此紫外线的UVB段比UVA段具有更高的光波能量。在紫外线遇到障碍物的传播过程中，由于高频波段的光子容易被电子吸收变成激发态，很难发生衍射现象，即绕过障碍继续传播的能力弱，因此中短波紫外线UVB主要在障碍物表面被吸收，而长波紫外线UVA则具有更强的穿透性(即光线的绕射能力)。以人体皮肤为例，皮肤组织能阻挡紫外线中大部分的UVB段而不能挡住UVA段，由于UVB段波长短、能量高，经该波段紫外线晒过的皮肤易引起即时的晒伤，使得皮肤脱皮、变红；而UVA段的能量虽相对不高，但由于其波长较长、对皮肤具有更强的穿透力，能直抵皮肤真皮层，造成皮肤晒黑、微血管、老化松弛等现象，甚至将诱发皮肤癌等疾病。目前，对防治紫外线辐射的研究主要集中在防晒霜与防紫外纺织品的研发工作上，其中防晒霜产品的化学成分复杂、涉及多种物化作用，不适宜进行紫外线辐射效应的基础性机理研究；而纺织品的防紫外线性能受制于纤维成分、颜色、厚度、密度、编制结构等多重参数的影响，难以通过单一变量的试验方法来测定材料的基本光学参数。为深入展开紫外线辐射机理的研究，建立用于紫外光线追踪的功能性仿真平台，选取薄膜材料作为试验对象，进行薄膜紫外吸收率等基础光学参数的相关探索。薄膜材料是一种厚度介于单原子到几毫米间的薄金属或有机物层结构，市场上常见的有尼龙薄膜(PA)、聚酰亚胺薄膜(PI)和聚酯薄膜(PET)等塑料薄膜，薄片通过干燥、熔融、挤出及拉出等工艺制成，因其分子排布均匀、整体厚度一致等结构性能，使之具备透明度高、耐摩擦、化学性质稳定等优异特性，被广泛应用于电子电器、食品包装、光学镜面、农业功能性薄膜等领域。在对紫外辐射的光线追踪研究中，相对纺织品而言，薄膜材料的匀质透明结构能消除纤维结构对其防紫外线性能的影响，通过厚度定量的试样设计可以有效确定适用于仿真计算模型中的材料光学参数。在光线传播理论中，紫外线照射物质表面时主要发生光线反射、透射与吸收三种效应，且三者的能量总和为100％。由于在物质对紫外线的吸收过程中涉及到复杂的物化反应，如基态电子被激发为激发态电子后通过辐射跃迁以发射荧光、内部转化释放振动能、通过能量转移的激发态猝灭等光物理过程，以及物质分子具有紫外线特征吸收光谱、光子能量大于化学键能时引起的分子内化学键断裂所产生的光化学反应等，因此难以通过直接的试验手段对材料的紫外吸收率进行测量。从目前的紫外检测手段来看，主要是先通过紫外分光光度计测试得到材料在紫外波段内的紫外反射率与透射率变化，进而由三者的关系式间接推算出紫外线的吸收情况，缺乏对材料紫外吸收率的装置研究。因此，针对紫外线测试领域的研究现状，如何提供一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置，将反射率检测部件与透射率检测部件分开为两个工作区域，两者独立工作、互不干扰，共用一个紫外光源，提高了数据的准确性，且使用方便、计算高效，不会坏掉试样，保证了在紫外线光学检测过程中提取出精准高效的紫外波长数据进行计算，保障了拟合函数的数据有效性，同时也进一步提高了光线检测的效率。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试方法的装置，包括：紫外线氘灯光源，其特征在于，还包括：反射率检测部件、透射率检测部件、信号指示系统和吸收系数计算与显示系统；其中，所述反射率检测部件和所述透射率检测部件通过两个反射镜接收所述紫外线氘灯光源发射至薄膜样品反射的紫外光；所述反射率检测部件与所述透射率检测部件分布在两个独立的区域内；所述反射率检测部件和所述透射率检测部件分别与所述信号指示系统连接；所述信号指示系统用于选择紫外特征波长与输入厚度信息；所述信号指示系统与所述吸收系数计算与显示系统连接；所述吸收系数计算与显示系统用于对紫外光线数据的直接输出显示。采用上述技术方案的技术效果是：所述紫外线氘灯光源用于提供连续稳定且具有足够强度的紫外线，位于反射率检测部件内用于收集紫外反射光线的积分器系统；位于透射率检测部件内用于采集紫外透射光线的紫外接收器；反射率检测部件与透射率检测部件在装置内分区域分布，光线互不干扰；用于选择紫外特征波长与输入厚度信息的信号指示系统；紫外吸收率的吸收系数计算与显示系统用于对薄膜材料光线基本参数的直接输出显示。优选地，所述反射率检测部件包括漫反射积分球和反射光检测器；所述紫外线氘灯光源通过反光镜向漫反射积分球发射紫外线；所述漫反射积分球用于收集紫外线在薄膜样品表面的全反射光线；所述反射光检测器设置在所述漫反射积分球的底部，且用于采集经漫反射积分球全方位反射的紫外线；所述反射光检测器与所述信号指示系统连接。采用上述技术方案的技术效果：通过采用漫反射积分球可以收集镜面反射和漫反射全部在内的全放射，进而使最终得到紫外反射率更精确。优选地，所述漫反射积分球是个中空的球体，其内壁涂有高反射率的物质，内径为50-80mm。优选地，所述高反射率的物质为硫酸钡。优选地，所述透射率检测部件包括：透射光检测器；所述透射光检测器与所述信号指示系统连接，所述透射光检测器位于薄膜样品的背面，用于采集穿透过薄膜样品的紫外线。本技术可应用于现有的紫外光学检测系统，比如现有的光学薄膜材料的光学参数测试，紫外线防护物质的紫外吸收率探究等。本技术的理论依据：根据光线传播机理，当紫外线照射到物质表面时，将同时发生光线反射、透射与吸收现象，由能量守恒原理有紫外反射率、紫外透射率、紫外吸收率三者之和为100％，以R％、T％、A％分别代表材料的紫外反射率、紫外透射率、紫外吸收率，满足下式：R％+T％+A％＝100％在封闭式的检测装置内，分为反射率检测部件与透射率检测部件两个分开的工作部件域，两者独立工作、互不干扰，共用一个紫外光源。紫外线氘灯光源能产生一束具有足够辐射强度和良好稳定性的、波段在280～400nm部件间的紫外线(根据我国国家技术标准的规定将紫外波段限定在280～400nm范围内)。在反射率检测部件中，将紫外光垂直投射于试样表面，依据试样表面的粗糙情况将出现包括镜面反射与漫反射在内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置，包括：紫外线氘灯光源，其特征在于，还包括：反射率检测部件、透射率检测部件、信号指示系统和吸收系数计算与显示系统；/n其中，所述反射率检测部件和所述透射率检测部件通过两个反射镜接收所述紫外线氘灯光源发射至薄膜样品反射的紫外光；/n所述反射率检测部件与所述透射率检测部件分布在两个独立的区域内；/n所述反射率检测部件和所述透射率检测部件分别与所述信号指示系统连接；/n所述信号指示系统用于选择紫外特征波长与输入厚度信息；/n所述信号指示系统与所述吸收系数计算与显示系统连接；/n所述吸收系数计算与显示系统用于对紫外光线数据的直接输出显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置，包括：紫外线氘灯光源，其特征在于，还包括：反射率检测部件、透射率检测部件、信号指示系统和吸收系数计算与显示系统；
其中，所述反射率检测部件和所述透射率检测部件通过两个反射镜接收所述紫外线氘灯光源发射至薄膜样品反射的紫外光；
所述反射率检测部件与所述透射率检测部件分布在两个独立的区域内；
所述反射率检测部件和所述透射率检测部件分别与所述信号指示系统连接；
所述信号指示系统用于选择紫外特征波长与输入厚度信息；
所述信号指示系统与所述吸收系数计算与显示系统连接；
所述吸收系数计算与显示系统用于对紫外光线数据的直接输出显示。


2.根据权利要求1所述的一种用于紫外光线追踪仿真的薄膜吸收率测试装置，其特征在于，所述反射率检测部件包括漫反射积分球和反射光检测器；
所述紫外线氘灯光源通过反光镜向漫反射积分球发射紫外线；
所述漫反射积分球用于收集紫外线在薄膜样品表面的全反射光线；
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣静，温馨，吕晶，徐嘉，段冀渊，严波，何秀玲，
申请(专利权)人：上海海关机电产品检测技术中心，上海交通大学，中华人民共和国虹口海关，
类型：新型
国别省市：上海;31