镜片防雾功能测试装置设计

　　引言

　　较热的气体遇较冷的材料会产生液化现象，在材料表面凝结水雾。带着眼镜喝开水，或者进入温暖的室内时，镜片上通常会凝结一层雾气，阻挡视线，给生活带来不便，甚至产生危险。防雾眼镜应运而生，目前普遍采用的方法是在镜片上镀一层亲水物质，得到稳定均匀的防雾膜。防雾镜片还广泛用于游泳、滑雪、登山、潜水、医护、劳保、科研生化、头盔、宇航服、光学仪器仪表等，大部分眼镜商场都有防雾镜片销售。而目前国内尚无商用化的镜片防雾功能测试设备，也没有测试规程和方法，导致镜片防雾功能测试处于空白状态。

　　借鉴欧洲光学设备标准EN168∶2002对防雾镜片的测试方法要求，提出一种全自动防雾测试装置的设计方案，为国内防雾眼镜标准的修订和防雾眼镜市场的规范提供测试依据。

　　1　镜片防雾测试装置测试规范

　　欧洲标准EN　168∶2002对镜片防雾测试装置规范如图1所示，测试样品8经过预处理后摆放在水浴槽10上方的安置环2上，安置环内有软橡皮垫圈3以防水气外泄。测试过程中环境温度要求保持在23±5℃，水浴槽的温度保持在50±0.5℃，水浴槽上方使用循环风扇9使水浴槽上方为饱和的水蒸气。

　　初始化时用玻璃片盖上测试口，在测试前循环风扇关掉，测试样品要求在测试口开放后2s内放入。激光光源4经过透镜、半透半反镜5、测试样品，经反射镜1反射后，再经过测试样品、半透半反镜5，投射至光阑6、光接受器7，通过测试样品起雾前后光通量的变化，计算散射光传导率τ，τ与光通量的

式(1)中，Φb为测试样在起雾前的光通量数值，Φu为测试物体在起雾后的光通量数值[1]。EN　168∶2002规定Φb为刚放入时的光通量值，Φu为样品放入8s后的光通量。通过测量8s后光通量的变化可判定镜片是否具有防雾功能。EN　168规定：如果8s后光传导率τ2大于80%，则认为佩带者在起雾状态下能保持清晰的视线[2]，判定该产品具有防雾功能;反之，如果光传导率τ2小于80%，则认为佩带者在起雾状态下不能保持清晰的视线，判定该产品不具有防雾功能。图1为镜片防雾测试装置示意图。

　　2　各组件规格及设计原理

　　图2为镜片防雾测试装置实体图，主要包括激光源，透镜组，水浴槽，照度及相关固定支架和控制电路。下面将说明该装置的设计原理及各项组件功能。

　　2.1　光学组件

　　2.1.1　激光光源及光束放大器

　　EN　168∶2002规范中规定光源需为激光光源，波长(600±70)nm。市售氦氖激光光源在规格上有四种波长，其波长分别为543nm(绿光)、594nm(黄光)、612nm(橘光)以及632nm(红光)四种。图2中9、10两透镜的目的是放大激光光束，将光束放大器外加在光束输出口，可将光源输出光束直径放大20倍[3]。