Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной для обнаружения тонких слоев конденсата (10-1000 А) и измерения его толщины, и может быть использовано в метеорологии в гигрометрах точки росы, в авиации для обнаружения ранних стадий обледенения летательных аппаратов,в нефтехимической и газовой промышленности для обнаружения поверхиостной высокомолекулярной полимеризации, в лакокрасочной промьппленности для контроля адгезии на поверх ности металлов. Известны оптические способы индикации конденсата, основанные на изменении отражения света от поверхнос ти конденсационного зеркала при образовании конденсата. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является способ индикации конденсата на зеркальных металлических поверхностях с помощью пучка излучения оптического диапазона частот, основанный на появлении рассеяния света конденсационным зеркалом при образовании, конденсата. Однако известный способ не позволяет заметить тонкие (толщиной менее 1000 л) пленки конденсата в начальный момент его образования. Кроме того, измерения невозможны при отрицательных температурах, когда конден сат на зеркале образует тонкую пленк стекловидного льда, не рассеивающую свет. Целью изобретения является повьщге ние чувствительности индикации в широком диапазоне температур. Поставленная цель достигается тем что согласно предлагаемому способу индикации конденсата на зеркальных металлических поверхностях с помощь пучка излучения оптического диапазо частот, излучение оптического диапа зона частот преобразуют в поверхнос ную электромагнитную волну, пропуск ют ее по зеркальной металлической п верхности и измеряют интенсивность излучения пучка, по изменению котор определяют наличие на толщину слоя конденсата. , На чертеже представлена принципиальная схема устройства для реал зации предложенного способа. Устройство содержит зеркальную металлическую поверхность,I, элемен 2 возбуждения поверхностной электромагнитной волны электромагнитным излучением, элемент 3 преобразования поверхностной электромагнитной волны в объемное электромагнитное и злучение. Способ реализуют следующим образом. Параллельный пучок инфракрасного излучения (наиболее удобный для измерения данным способом диапазон) падает на элемент 2 возбуждения. Угол падения луча, величину зазора между элементом 2 возбуждения и зеркальной металлической поверхностью 1 выбирают таким образом, чтобы обеспечить наиболее эффективное возбуждение поверхностной электромагнитной волны. В качестве элемента 2 возбув дения может использоваться, например, призма из прозрачного, в рабочем диапазоне частот материала. В этом случае угол падения луча близок к критическому arcsin l/n, где п - показатель преломления призмы, а величина зазора составляет величину в несколько десятков микрон. Элементом 2 возбуждения может служить также щель, образованная металлической диафрагмой и зеркальной металлической поверхностью 1, Угол падения луча в этом случае должен быть скользящим, зазор - несколько десятков микрон. Возбужденная поверхностная электромагнитная волна распространяется вдоль зеркальной металлической поверхности, затухая по экспонеп- циальному закону. Напряженность поля поверхностной электромагнитной волны максимальна.на поверхности зеркала, что приводит к высокой чувствительности предлагаемого способа к состоянию поверхности зеркала. Наличие на зеркале тонкой пленки конденсата, независимо от того, вода это или лед, увеличивает затухание поверхностной электромагнитной волны. На расстоянии R от элемента 2 воз-, буждения располают элемент 3 преобразования, который осуществляет преобразование поверхностной электромагнитной волны в объемное электромагнитное излучение с целью измерения интенсивности поверхностной электромагнитной волны. Элементом 3 преобразования может служить край металлического зеркала или призма из прозрачного в рабочем диапазоне частот материала.
3
Если интенсивность излучения, выходящего из элемента преобразования, до начала конденсации - , то пленка конденсата толщиной d приводит к уменьшению интенсивности до
1
-)
-RdS-u l C
-CM
oetf
где - частота излучения; f и f - диэлектрические постоянные металла и конденсата соответственно;1 - мнимая часть выражения в
круглых скобках. В таблице приведены результаты . расчета влияния толщины пленки конденсата на поверхности медного зеркала на изменение интенсивности поверхностной электромагнитной волны при реальных размерах зеркал, ограничи-, вающих величину R.
Применение предлагаемого способа позволяет повысить чувствительность индикации конденсата на I-2 порядка в широком диапазоне температур, что дает возможность обнаружить и исследовать начальные стадии роста пленки конденсата, начиная с мономолекулярных слоев, а также измерять толщину слоя конденсата. Кроме того, использование инфракрасного излучения позволяет проводить все измерения в темноте.
СПОСОБ ИНДИКАЦИИ КОНДЕНСАТА НА ЗЕРКАЛЬНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ с помощью пучка излучения оптического диапазона частот, отличающийся тем, что, с -целью повышения чувствительности в широком диапазоне температур, излучение оптического диапазона частот преобразуют в поверхностную электромагнитную волну, пропускают ее по зеркальной металлической поверхности и измеряют интенсивность излучения пучка, по изменению которой определяют наличие и толщину слоя конденсата. NJ со
