应用LED照明光源的棉花色泽仪

摘要

本发明提供了一种应用LED照明光源的棉花色泽仪，其功耗底、稳定性高、寿命长、成本较低、保持长期测量精确。它设有棉样反射光信号探测器、快门及其驱动电机、杂散光光拦、LED照明光源、梯形孔光拦、测试窗；梯形孔光拦的形状使经过它的LED照明光源发射的光束正好覆盖测试窗；棉样反射光信号探测器处在柱形通道的底部，快门和杂散光光拦处在柱形通道中，棉花色泽仪在柱形通道之上具有用于形成棉花色泽仪上部倒锥台形内部空间的墙板，LED照明光源组件安装在墙板上；测试窗设置在仪器盖板上并处在柱形通道的正上方；它还设有LED光源的辅助探测器，LED光源的光束投射通道的出口端连在所述墙板上。

权利要求

1.应用LED照明光源的棉花色泽仪，其特征在于它设有棉样反射光信号探测器、快门及快门的驱动电机、杂散光光阑、LED照明光源、杂散光光阑、测试窗；LED照明光源发出的光束经过梯形孔光阑以45°的入射角照射测试窗；所述棉样反射光信号探测器处在0°角位置，处在测试窗外的棉样的反射光信号经杂散光光阑由棉样反射光信号探测器接收；快门设置在棉样反射光信号探测器前，所述测试窗的形状为矩形，所述梯形孔光阑的形状使经过它的LED照明光源发射的光束正好覆盖测试窗；

棉花色泽仪的下部有柱形通道，棉样反射光信号探测器处在柱形通道的底部，快门和杂散光光阑处在柱形通道中，棉花色泽仪在柱形通道之上具有用于形成棉花色泽仪上部倒锥台形内部空间的墙板，LED照明光源组件安装在所述墙板上，倾斜照射测试窗；倒锥台形内部空间的上方有仪器盖板，测试窗设置在仪器盖板上并处在柱形通道的正上方；

所述LED照明光源组件由LED供电线、LED散热底座、作为LED光源的LED发光芯片、辅助探测器、辅助探测器信号线及光束投射通道组成；光束投射通道的出口端连在所述墙板上。

2.如权利要求1所述的应用LED照明光源的棉花色泽仪，其特征在于所述测试窗包括窗扇框及与光学玻璃，所述测试窗被可拆式安装。

3.如权利要求1所述的应用LED照明光源的棉花色泽仪，其特征在于所述LED照明光源组件中的所述辅助探测器处在LED照明光源的侧面，用于长期监测LED光源的稳定性，当LED光源发生漂移时，通过实时采样辅助探测器信号，可以修正棉样反射光信号探测器的信号值，补偿LED光源漂移的影响，提高仪器的测试重复精度。

4.如权利要求1所述的应用LED照明光源的棉花色泽仪，其特征在于所述LED照明光源组件中的所述LED照明光源由1颗或多颗小功率LED光源芯片组成。

5.如权利要求1所述的应用LED照明光源的棉花色泽仪，其特征在于所述LED光源芯片的发光角度大于等于60度。

说明书

应用LED照明光源的棉花色泽仪

技术领域

[0001] 本发明涉及一种棉花色泽仪，尤其涉及一种应用LED照明光源的棉花色泽仪。

背景技术

[0002] 我国的棉花种植大约有2000年的历史。对于棉花质量检验一般是根据棉花的成熟程度、色泽特征、轧工质量等条件把棉花分为不同等级，其中棉花的色泽检验是棉花分级的一个重要依据。早期的棉花色泽检验主要是通过分级员的眼睛来确定的，但是人眼目视的主观测试包含着人为因素，只能初略地评价棉花的色差，而不能对色泽进行绝对测试。因此其后，以人眼视觉特性为基础的色度测试仪器逐步代替了目测。棉花色泽测试仪器是以光源照明棉样，以多个探测器接收棉样反射光信号，通过多路信号放大并采样获得棉花的色度信号并计算棉花的反射率Rd和黄度+b，最终实现对棉花分级的测试。在上述棉花色泽仪中，所应用的照明光源为卤素灯或者是脉冲氙灯。这两种照明光源均为点光源，由于其发光角度为360°，因此其照明系统设计比较简单，一般仅设置普通反光器就可满足把光束照射到测试棉花样品的要求。卤素灯虽然稳定性高，但是寿命较短，且功耗较大；而脉冲氙灯虽然使用次数较长，但是驱动电路系统复杂，稳定性较差，且价格昂贵。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种功耗低、稳定性高、寿命长、成本较低、保持长期测量精确的应用LED照明光源的棉花色泽仪。为此，本发明采用以下技术方案：

[0004] 应用LED照明光源的棉花色泽仪，其特征在于它设有棉样反射光信号探测器、快门及快门的驱动电机、杂散光光阑、LED照明光源、梯形孔光阑、测试窗；LED照明光源发出的光束经过所述梯形孔光阑以45°的入射角照射测试窗；所述棉样反射光信号探测器处在0°角位置，处在测试窗外的棉样的反射光信号经杂散光光阑由棉样反射光信号探测器接收；快门设置在棉样反射光信号探测器前，所述测试窗的形状为矩形，所述梯形孔光阑的形状使经过它的LED照明光源发射的光束正好覆盖测试窗；

[0005] 棉花色泽仪的下部有柱形通道，棉样反射光信号探测器处在柱形通道的底部，快门和杂散光光阑处在柱形通道中，棉花色泽仪在柱形通道之上具有用于形成棉花色泽仪上部倒锥台形内部空间的墙板，LED照明光源组件安装在所述墙板上，倾斜照射测试窗；倒锥台形内部空间的上方有仪器盖板，测试窗设置在仪器盖板上并处在柱形通道的正上方；

[0006] 所述LED照明光源组件由LED供电线、作为LED光源的LED发光芯片、LED散热底座、辅助探测器、辅助探测器信号线及光束投射通道组成；光束投射通道的出口端连在所述墙板上。

[0007] 在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

[0008] 所述测试窗包括窗扇框及与光学玻璃，所述测试窗被可拆式安装。

[0009] 所述LED照明光源组件中的所述辅助探测器处在LED照明光源的侧面，用于长期监测LED光源的稳定性，当LED光源发生漂移时，通过实时采样辅助探测器信号，可以修正棉样反射光信号探测器的信号值，补偿LED光源漂移的影响，提高仪器的测试重复精度。

[0010] 所述LED照明光源组件中的所述LED照明光源可以由1颗或多颗小功率LED光源芯片组成。

[0011] 所述LED光源芯片的发光角度大于等于60度。

[0012] 由于采用本发明的技术方案，本发明所提供的棉花色泽仪结构适应LED照明光源的发光特点，能够使光源采用LED照明光源，充分发挥LED光源的发光特点。

[0013] 商品化的LED光源发光效率可达100lm/W以上,是卤素灯光效的6倍。LED光源光束角度可选，如果选用光束角为60°的LED光源，相对于360°发光角度的卤素灯，又能提高5-6倍效率，因此，1W功率的LED光源就可以替代20W的卤素灯，而且寿命是卤素灯的10倍。同时相比于脉冲氙灯，LED光源采用直流驱动，其驱动电路稳定性更高，且脉冲氙灯也是360°发光角度，其本身光效也不如LED，因此，本发明具有功耗低、稳定性高、寿命长、成本较低的优点，具有良好的应用前景。进一步地，本发明的结构和功能装置的布置能够保障应用LED照明光源的棉花色泽仪的测量更加精确，且能保证长期测量精确。

附图说明

[0014] 图1为本发明的示意图。

[0015] 图2为梯形孔光阑的示意图。

[0016] 图3为LED照明光源组件的结构示意图。

[0017] 图4为上盖板总成的剖视图。

[0018] 图5为上盖板总成的俯视图。

具体实施方式

[0019] 参照附图。本发明所提供的应用LED照明光源的棉花色泽仪设有棉样反射光信号探测器1、快门2及快门的驱动电机20、杂散光光阑3、LED照明光源40、梯形孔光阑5、测试窗7，在测试窗7外放置棉样8，并用压板9压住。

[0020] LED照明光源40发出的光束经过所述梯形孔光阑5以45°的入射角照射测试窗7；所述棉样反射光信号探测器1处在0°角位置，处在测试窗7外的棉样的反射光信号经杂散光光阑3由棉样反射光信号探测器1接收，快门2设置在棉样反射光信号探测器1前；
杂散光光阑3用于消除反射杂散光，快门2用于提供棉样反射光信号探测器1的暗信号。

[0021] LED光源为定向照明，其发光角度可以自行设计，所述测试窗7的形状为矩形，所述梯形孔光阑5的形状使经过它的LED照明光源发射的光束正好覆盖测试窗，梯形孔光阑对光束截面形状作进一步控制，可以防止光源照射测试窗口外部区域，减小杂散光造成的测试误差。

[0022] 目前国产大容量棉花测试仪(HVI)中采用的卤素灯照明光源，360度发光，光源光通量约为260lm，同时照明系统并未采用反光器结构，可利用的光束角度小于40度，在测试窗上实际应用的光通量低于30lm；LED的发光效率达100lm/W以上，如采用45度光束的LED光源，在测试窗上的光通量优于60lm，如采用较常规的120度低色温LED光源，在测试窗上的光通量和现有的国产HVI基本相当。

[0023] 在LED照明光源的侧面设有辅助探测器41，用于长期监测LED光源40的稳定性，当LED光源发生漂移时，通过实时采样辅助探测器信号，可以修正棉样反射光信号探测器1的信号值，补偿LED光源漂移的影响，提高仪器的测试重复精度。

[0024] LED照明光源组件由LED供电线42、LED散热底座43、作为LED光源40的LED发光芯片、辅助探测器41、辅助探测器信号线44及光束投射通道45组成，光束投射通道45用于在LED光源发射的光束经过梯形孔光阑前对光束起引导和预成型的作用，减少杂散光，提高测量精度。

[0025] 棉花色泽仪的下部有柱形通道10，棉样反射光信号探测器处在柱形通道的底部，快门2和杂散光光阑3处在柱形通道10中，减少杂散光，棉花色泽仪在柱形通道之上具有用于形成棉花色泽仪上部倒锥台形内部空间600的墙板60，以便于LED照明光源组件的安装和光路设计安排，LED照明光源组件4安装在所述墙板60上，倾斜照射测试窗7；倒锥台形内部空间600的正上方有仪器盖板6，测试窗7设置在仪器盖板6上并处在柱形通道10的正上方。

[0026] 在长期的棉花测试中，其测试窗口需保持清洁以保证棉花测试的准确性，因此为便于对测试窗进行清洁，上盖板总成设计成可拆卸式结构如图4和5所示，所述测试窗7包括窗扇框71及与光学玻璃72，所述窗扇框71和仪器盖板6可拆式连接。这样不仅可以清洁测试窗7，在打开测测试窗7后，也可以对棉花仪内部进行清洁。