Устройство для измерения спектральной поглощательной способности электропроводных материалов Советский патент 1986 года по МПК G01J5/32 

Изобретение относится к радиационной- пирометрии, конкретно к измерению спектральной поглощательной способности твердых тел, обладающих достаточной электропроводностью (металлы,сплавы,полупроводники), или тонких покрытий, используемых, например, в лазерной технике.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 монохроматического излучения, прерыватель 2 излучения, датчик 3 температуры, измеритель 4 температурных колебаний, источник 5 питания, фотоприемник 6, измеритель 7 мощ- вости. Выход фотоприемника 6 подключен к входу источника 5 питания, а измеритель 7 мощности - к выходу источника 5 питания. К выходу источника 5 питания подключен также испытуемый образец 8.

Измерение спектральной поглощательной способности проводится следующим образом.

Свет от источника 1 монохроматического излучения проходит через прерыватель 2 излучения и падает на поверхность образца 8. При этом в образце возникают температурные колебания, фиксируемые датчиком 3 температуры и измерителем 4 температурных колебаний. Прерываемый свет частично попадает на фотоприемник 6, выход которого подключен к входу источника 5 питания. На рзыходе источника 5 питания возникают импульсы напряжения, и по образцу протекают импульсы электрического тока. Фотоприемник подключен к источнику питания так, что импульсы тока сдвинуты по фазе па 180° по отнощению к импульсам поглощаемого образцом излучения, т. е. импульсы тока в образце создаются в промежутках между импульсами падающего на образец излучения. Амплитуда импульсов тока регулируется до полного прекращения темпера

0

5

0

0

турных колебаний в образце. При достижении полной компенсации мощность импульсов электрического тока в образце равна мощности поглощенного образцом излучения, а отношение ее к мощности падаюпхего излучения равно спектральной погло1цательной способности. В качестве источника монохроматического излучения может быть использован оптический квантовый генератор, в качестве датчика температуры - термопара, термометр сопротивления или фотоэлектрический датчик, причем градуировка датчика не требуется. Мощность надающего на образец излучения можно определить с помощью стандартных приборов, использующих модель абсолютно черного тела.

Для измерения спектральной поглощательной способности не нужно знать теплоемкость образца; измерения электрической мощности осуществляются весьма точно, что предопределяет высокую точность измерений.

В известном устройстве импульсы падающего на образец излучения дол.жны быть достаточно короткими, так как в противном случае амплитуда температурных колебаний зависит не только от теплоемкости, но и от теплоотдачи образца; из-за этого и колебания температуры получаются малыми.

В устройстве температурные колебания до компенсации могут быть большими, а это повышает точность компенсации и определения спектральной поглощательной способности.

Малая погрешность определения спектральной поглощательной способности позволяет повысить на.аежность расчетов различных устройств, в которых поглощение и отражение света является сущестзепным (зеркала, в частности, в лазерной технике, радиационный теплообмен, оптическая пирометрия) .