Фотометр Советский патент 1985 года по МПК G01N21/47 

Изобретение относится к технике фотометрических измерений и может быть использовано для измерения коэффициентов отражения и пропускания света различными объектами.

Известен фотометрический прибор, предназначенный преимущественно для измерения коэффициента отражения и яркости, вьтолненный в виде накладного фотоэлектрического фотометра, содержащего интегрирующий шар, осветитель, фотоприемник и устройство для крепления образцов (1 j,

Однако данное устройство сложно и имеет низкую точность, что обуславливается снижением уровня регистрируемого сигнала из-за многократного отражения от внутренней поверхности фотометрического шара.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является фотометр, содержащий источник света и последовательно расположенные по ходу излучения светофильтры, приемники излучения, концентратор и регистрирующий прибор 2 .

Недостатком известного устройства является низкая точность. Это обусловлено тем, что измерение проводится методом прямого отсчета, а усеченный конус, применяемый в качестве концентратора диффузного излучения, в совокупности с источником света, расположенным в непосредственной близости от объекта измерения, создает высокую неравномерность освещенности образца, что приводит к нарушению ламбертовского распределения отражения света и вносит дополнительные погрешности, излучение попадает на приемник под разными,углами, а часть светового потока в коническом фоконе претерпевает отражение несколько раз что влечет за собой снижение уровня регистрируемого фотоприемником сигнала и изменение его спектральной характеристики.

Кроме того, известное устройство не позволяет измерять коэффициент пропускания прозрачных материалов. I

Цель изобретения - повышение точности и оперативности поочередных измерений коэффициентов отражения и пропускания.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник света и последовательно расположенные по ходу излучения светофильтры, приемники излучения, концентратор и регистрирующий прибор, введен коммутиРУЮ1ЦИЙ блок, концентратор вьтолнен в виде параболоторического ,

а приемники излучения имеют кольцеобразную форму, причем источник света помещен вне концентратора, перед его большим окном, на котором соосно расположены приемники излучения, при

этом чувствительная поверхность одного приемника излучения обращена к источнику света, а другого - к малому окну параболоторического фокона,. за которым установлена полусферическая кассета для крепления образцов, диаметр которой равен диаметру малого окна параболоторического фокона, а на срезе, обращенном к малому окну параболоторического фокона,установлена сменная поглощающая пластина, при этом приемники излучения подсоединены по дифференциальной схеме к входу коммутирующего блока, выход которого связан с входом регистрирующего прибора.

На фиг. 1 показан предлагаемый фотометр, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Фотометр содержит источник 1 света, отражатель 2, набор светофильтров 3, параболоторический фокон 4, в малом окне которого для крепления образца 5 установлена кассета 6. Для измерения коэффициента пропускания кассета выполнена в виде полусферы диаметром,равным диаметру малого окна параболоторического фокона. На срезе полусферы при измерении коэффициента отражения устанавливается

сменная поглощающая пластина 7,

поглощающая проходящий через образец 5 свет.

В большом отверстии параболоторического фокона на непрозрачной подложке 8 закреплены два приемника излучения кольцевой формы с центральными отверстиями, измерительный 9 и контрольный 10, причем оба приемника соосны и отверстия для герметизации в них закрыты прозрачным материалом 11. Измерительный приемник 9 излучения обращен чувствительной поверхностью к образцу 5, а контрольный 10 - к источнику 1 света.

Приемники 9 и 10 излучения соединены между собой по дифференциальной схеме и через коммутирующий блок 12 с регистрирующим прибором 13.

3 .

Светофильтры 3 заключены в обойму 14, закрепленную с возможностью поворота вокруг оси 15.

Параметры оптической системы, в частности диаметры центральных отверстий приемников 9 и 10 излучения, расстояние от приемников до источника 1 излучения и кривизна отражателя 2, по законам геометрической оптики paccчит roaютcя такими чтобы до попадания на образец 5 световой поток не претерпевал отра жений от внутренней поверхности параболоторического фокона 4.

Фотометр работает следующим образом.

При измерении коэффициента отражения световой поток от источника 1 света проходит через светофильтр 3 и через отверстия приемников 9 и 10 излучения попадает на испытываемый образец 5. Отразившись от него, диффузный световой поток образуется параболоторическим фоконом 4 в направленный, который регистрируется измерительным приемником 9 излучения,

Для измерения коэффициентов пропускания образцов из кассеты 6 вынимается сменная поглощающая пластинка 7. Тогда световой поток проходит через образец 5 и попадает на полусферу кассеты 6. Отразившись от нее световой поток снова проходит через образец и направляется параболоторическим фоконом 4 на измерительный приемник 9 излучения.

935414

Одновременно, при измерении коэффициентов пропускания и отражения, часть светового потока от источника 1 света попадает на контрольный приJ емник 10 излучения. Сигналы с контрольного и измерительного приемников излучения, соединенных по дифференциальной схеме, поступают в коммутирующий блок 12 и регистрируfQ ются регистрирующим прибором 13.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность и оперативность поочередных измере5ний коэффициентов пропускания и отражения, так как дает возможность исключить влияние колебаний светового потока от источника света на точность измерений благодаря наличию

0 контрольного приемника -излучения; повысить точность регистрации измерительным приемником полезного сигнал а вследствие освещения его потоком с незначительной угловой расходи5мостью, определяемой параметрическим углом фокона; снизить потери и изменение спектральных характеристик светового потока в оптической системе за счет не более однократного

0 отражения внутри параболоторического фокона; равномерно освещать испытуемые образцы световым потоком с незначительной угловой расходимостью и исключить фоновые засветки, что обеспе5чивается параметрами оптической системы.

Фиъ.1

К-К

15 П

ФОТОМЕТР, включающий источник света, последовательно расположенные по ходу излучения светофильтры, приемники излучения, концентратор и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности поочередных измерений коэффициентов пропускания и отражения, в него введен коммутирующий блок,кон-, центратор вьтолнен в виде параболоторического фокона, а приемники излучения имеют кольцеобразную форму, причем источник света помещен вне концентратора, перед его большим окном, на котором соосно расположены приемники излучения, при этом чувствительная поверхность одного приемника излучения обращена к источнику света, а другого - к малому окну параболоторического фокона, за которым установлена полусферическая кассета для крепления образцов, диас S метр которой равен диаметру малого (Л окна параболоторического фокона, а на ее срезе, обращенном к малому окну параболоторического фокона установлена сменная поглощающая пластина, при этом приемники излучения подсоединены по дифференциальной схеме к входу коммутирующего блока, выход которого связан с входом рео со ел тистрирующего прибора. ij