【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动化测量系统，尤其涉及一种用于各向异性材料表面光反射系数的测量装置及方法。
技术介绍
1、通常许多建筑材料、装修材料、家具所用材料光反射特征呈现显著的各向异性，反射特性较为复杂，不能单纯地归为定向反射或者均匀扩散反射。各向异性材料的光反射特征与光源的入射角度和人眼的观测角度均有关，测量较为复杂。材料的光反射特性决定了照明质量、成本、照明功效和安全性能，光反射系数是指光投向物体时，其表面反射光的强度与入射光的强度之比，仅仅测量材料表面的光反射系数是不够的，还需要了解材料对光反射的空间分布情况，即系统了解材料在不同入射/观测角度下的光反射特征，进而根据材料的光反射特征合理地配置灯具，提高灯具的使用效率，节约能耗，另外所测量的材料反射系数可以用于软件照明仿真模拟和数值计算。目前，针对材料的光反射系数，其测量方法可以分为直接法和间接法两种。直接法使用反射系数样板与待测表面进行直接比较，或用反射系数仪直接测出材料表面的反射系数；间接法则是通过测定待测表面的亮度或照度，从而推算出该材料表面的光反射系数。但无论是直接法还是间接法，均无法得到光反射的空间分布情况，目前，对于材料在空间中的光反射特征还缺少相应的测量仪器和方法。
2、目前对材料亮度空间光反射特征的测量有一种实验室所用结构0：利用重叠刻度转盘上方的刻度转盘用来控制光源入射角度、下方转盘用来控制人眼观测角度，进而实现对建筑表面材料光反射空间分布情况的测定，该装置可以测量入射角度(0～180°)、不同观测角度(0～180°)的光反射系数。但该测量装置结构复杂、
3、参考文献
4、[1]梁树英,杨春宇,张青文.材料光反射特性测定装置的研制与应用[j].实验室研究与探索,2018,37(10):76-79+84.
技术实现思路
1、针对现有技术，本专利技术提出一种新型的各向异性材料光反射系数快速测量方法，用于快速准确地测量材料在不同入射/观测角度下的光反射系数，进而快速得出各向异性材料的光反射特征。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种各向异性材料光反射系数快速测量装置，包括标准光源、遮光外壳、照相机和计算机；所述遮光外壳包括壁板和连接底板；所述壁板由1/4球面板s1、半圆柱弧形板s2和半圆形平板s3依次相接围合而成，所述1/4球面板s1的球心为o点，所述半圆柱弧形板s2的半径及半圆形平板s3的半径均与所述1/4球面板s1的半径相同；所述连接底板包括连接在底部的弧形平板和设置在所述半圆柱弧形板s2底部两端之间的矩形板s4；所述壁板的内表面中，其中，所述1/4球面板s1的区域是由哑光白色涂层构成的受光屏，其余区域设有哑光黑色涂层；所述受光屏符合朗伯余弦反射特征，反射特性为各向同性；所述受光屏上设有突出于所述受光屏表面为h的网格状布局的遮光板；
3、所述1/4球面板s1与所述半圆柱弧形板s2之间设有滑轨，所述标准光源设置有与所述滑轨配合的底座，所述标准光源通过所述底座与所述滑轨嵌装，所述标准光源的轴线o1过o点，轴线o1与水平面投影的夹角为θ，0°＜θ≤90°；所述照相机设置在所述遮光外壳内、且位于所述矩形板s4上，所述照相机的布置满足照相机的取景范围能够拍摄到所述受光屏的全部范围，所述照相机拍摄所述受光屏上的图像，并将其传输至所述计算机；被测各向异性材料包括乳胶漆、瓷砖、釉面砖、玻化砖、铝塑板和沥青；所述计算机中安装有应用程序，采用该应用程序获得所述标准光源在0°＜θ≤90°下沿轴线o1投射至所述各向异性材料表面的光反射系数，用于照明设计；所述光反射系数包括标准白光各方向的光反射系数和红、绿、蓝三种单色光各方向的光反射系数。
4、进一步讲，本专利技术所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其中：
5、所述遮光外壳由不透光材料构成。
6、所述1/4球面板s1由位于所在球体的上部、且由均分别通过球心的水平面和铅垂面截取获得；在1/4球面的内表面上作20条均通过所述o点的平面p与所述1/4球面的截交线，所述平面p为铅锤面，位于两端的截交线在同一铅垂面p0上，每条截交线所在平面与平面p0的夹角为β；每条截交线上、自顶点而下依次设有15至29个定位点，所有截交线顶点处的定位点汇集为a点，除a点之外的其他定位点记为b点；每个定位点与所述o点的连线为直线段r，针对同一个定位点，直线段r与铅垂线的夹角为γ；每个定位点由夹角β和对应的tanγ确定。
7、所述h数值的确定是以可以阻挡相邻区域之间散射光的相互影响为准；所有遮光板将所述1/4球面板s1的内表面划分出377个以点(β，tanγ)为中心的区域，区域编号为1、2、3、……、376、377。
8、20条截交线所在平面与平面p0的夹角依次为0、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、60、75、90、105、120、135、150、165、180度；根据β角的取值不同，该条截交线上自a点而下依次确定的定位点的个数及对应的tanγ值如下：
9、a)当β角为0、2、5、10、15度时，5条截交线上自a点而下均分别确定29个定位点，与各定位点对应的tanγ值分别为0、0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12；
10、b)当β角为20度时，该条截交线上自a点而下确定27个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前27个数据；
11、c)当β角度为25度时，该条截交线上自a点而下确定22个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前22个数据；
12、d)当β角度为30度时，该条截交线上自a点而下确定19个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前19个数据；
13、e)当β角度为35度时，该条截交线上自a点而下确定17个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前17个数据；
14、f)当β角度为40度时，该条截交线上自a点而下确定16个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前16个数据；
15、g)当β角度为45～180度时，10条截交线上自a点而下均分别确定15个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前15个数据。
16、所述照相机所拍画面包含受光屏内表面所有点位；所述照相机拍摄的受光屏内表面图像为高动态图像(hdr image)。
17、所述标准光源为标准的白光光源的led光源，具有四种发光方式，可发出窄光束的红、绿、蓝三种单色光和白色光。
18、同时，本专利技术中还提出了利用上述各向异性材料光反射系数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种各向异性材料光反射系数快速测量装置，包括标准光源(1)、遮光外壳(2)、照相机(5)和计算机；
2.根据权利要求1所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，所述遮光外壳由不透光材料构成。
3.根据权利要求1所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，所述1/4球面板S1由位于所在球体的上部、且由均分别通过球心的水平面和铅垂面截取获得；
4.根据权利要求3所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，所述h数值的确定是以可以阻挡相邻区域之间散射光的相互影响为准；所有遮光板将所述1/4球面板S1的内表面划分出377个以点(β，tanγ)为中心的区域，区域编号为1、2、3、……、376、377。
5.根据权利要求3所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，20条截交线所在平面与平面P0的夹角依次为0、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、60、75、90、105、120、135、150、165、180度；根据β角的取值不同，该条截交线上自A点而下依次确定的定位点的个数及对
6.根据权利要求1所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，所述照相机所拍画面包含受光屏(3)内表面所有点位；所述照相机拍摄的受光屏(3)内表面图像为高动态图像(HDR Image)。
7.根据权利要求1所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，所述标准光源为标准的白光光源的LED光源，具有四种发光方式，可发出窄光束的红、绿、蓝三种单色光和白色光。
8.一种各向异性材料光反射系数的快速测量方法，其特征在于，利用如权利要求1至7任一所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，并包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种各向异性材料光反射系数快速测量装置，包括标准光源(1)、遮光外壳(2)、照相机(5)和计算机；
2.根据权利要求1所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，所述遮光外壳由不透光材料构成。
3.根据权利要求1所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，所述1/4球面板s1由位于所在球体的上部、且由均分别通过球心的水平面和铅垂面截取获得；
4.根据权利要求3所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，所述h数值的确定是以可以阻挡相邻区域之间散射光的相互影响为准；所有遮光板将所述1/4球面板s1的内表面划分出377个以点(β，tanγ)为中心的区域，区域编号为1、2、3、……、376、377。
5.根据权利要求3所述的各向异性材料光反射系数快速测量装置，其特征在于，20条截交线所在平面与平面p...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志宏，闫春光，岳元锌，张津，何春艳，冯本栋，王玉鑫，王耆庚，张东升，
申请(专利权)人：天津光电星球科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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