Способ измерения абсолютного коэффициента отражения зеркала и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01N21/55 

Изобретение относится к спект ро- фотометрии и может быть использовано для измерения зеркал с высоким коэффициентом отражения.

Цель изобретения - повышение точности измерений абсолютных коэффициентов отражения в фотометрическом интервале от 0,9 до 1,0.

На чертеже изображена принципиальная оптическая схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, объектив 2, светоделитель 3, прерыватель 4 излучения,измеряемое зеркало 5, первое 6 и второе 7 некалиброванные зеркала, двигатель 8, фотоприемник 9, электронную регистрирующую систему 10, коммутатор 11.

Устройство работает следующим образом.

Вначале излучение от источника 1, сформированное объективом 2, попадает на светоделитель 3, работающий на пропускание и отражение и образующий канал сравнения и измерительный канал. Прошедший через светоделитель пучок проходит через прерыватель 4, падает на зеркало 7,установленное перпендикулярно оптической оси, возвращается на светоделитель 3, отражается им и попадает на фотоприемник 9, образуя канал сравнения и вызывая на фотоприемнике сигнал канала сравнения ICD .

Первоначально отраженный светоделителем 3 пучок излучения проходит через прерьшатель 4, попадает на измеряемый образец 5, отражаясь от ко- торогОуПадает на зеркало 6, установленное перпендикулярно оптической оси, возвращается на измеряемый образец, вторично отражаясь от него проходит светоделитель 3 и попадает на фотоприемник 9, образуя измерительный канал, вызывая на .фотоприемнике сигнал измерительного канала 1. Дпя выделения темнового сигнала с приемника с целью последующего ег вычитания прерьшатель может занимат положение, когда оба канала перекрыты. Тогда с приемника излучения регистрирующей системой 10 снимается темновой сигнал 1.. После этого зеркала 6 и 7 меняются местами в кана- лах и устанавливаются таким образом что используемые участки этих зеркал в обоих каналах остаются одними и теми же и при этом отсутствует

5

0

5

о

переворот и ловорот изображения рабочего пучка относительно отражающих участков зеркал.

Поскольку длины оптических путей в обоих каналах одинаковы и, следовательно, одинаковы по форме и размерам изображения рабочего пучка на зеркалах 6 и 7 и при этом отсутствует переворачивание изображения на зеркалах, то величина коэффициента отражения каждого из зеркал при работе в обоих канал 1х остается постоянной. После перемены местами в каналах зеркал 6 и 7, т.е. установки зеркала 6 в канал сравнения, а зеркала 7 в измерительный канал, проводят регистрацию величины фотосигналов IM ICP и ll

Пусть падающий на светоделитель 3 пучок излучения обладает энергией, способной вызывать на приемнике излучения фотосигнал 1.

Тогда

т -и

Ч

IO-R

1„-т

можно написать

2

с&

се

R RT

R.

се

Тсе

+ I

+ I,

T

1и

Rpa- R

. I c,

где R

CB

-Cft

R,

R, R

CB

Гс. t

+ IT

I

CB

CB

5

0

коэффициент отражения светоделителя ;,

коэффициент пропускания светоделителя;

Rg - коэффициент отражения зеркала 6;

R - коэффициент отражения зеркала 7;

R - коэффициент отражения измеряемого зеркала. Вычитая из записанных вьфажений темновой сигнал приемника излучения, получаем отношения

2

1и - I

т

R

R.

срll IT I г

R7

R

RT

cpI

Перемножив левые и правые части записанных выражений, получим форму- лу, определяющую абсолютный коэффициент отражения измеряемого зеркала.

R

j и IT IH IT

N Icp- IT Цр - I r

Величина R не зависит от величины коэффициентов отражения R, и R. зеркал 6 и 7. Следовательно, в качестве зеркал 6 и 7 при измерениях мож31

но использовать некалиброзанные зеркала с неизвестным коэффициентом отражения.

При измерениях предлагаемым способом устраняется погрешность, получающаяся за счет переворачивания изображения пучка излучения на приемной площадке приемника излучения, которая может достигать нескольких процентов.

Формула изобретени

1. Способ измерения абсолютного коэффициента отражения зеркала,, заключающийся в том, что пучок излучения источника делят на два пучка, образующих канал сравнения и измерительный канал, измеряют величину сигнала 1(, перекрывая канал сравнения, измеряют величину сигнала 1, , перекрывая измерительный канал, и рассчитывают абсолютный коэффициент отражения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений абсолютных коэффициентов отражения в фотометрическом интервале и 0,9 до, 1,0, измерения величин 1ц и ICP проводят, установив не- подвижно и перпендикулярно оптической оси канала сравнения первое некалиброванное зеркало, а также уста,новив в измерительном канале за измеряемым зеркалом по ходу излучения второе некалиброванное зеркало неподвижно и перпендикулярно оптической оси измерительного канала,при этом длины оптических путей каналов выбирают одинаковыми, затем перекры- вают оба канала и регистрируют вели- ,чину сигнала 1, после чего меняют первое и второе некалиброванные зеркала местами, перекрывают канал сравнения и регистрируют величину сигнала I перекрьшают измеритель- ный канал и регистрируют величину сигнала Ij,- , перекрывают оба канала и регистрируют величину сигнала 1, а величину абсолютного коэффициента отражения вычисляют по фор- муле

:у I.-I..

N 1.0 - IT

1и i;

т

J-pp

i;.

2. Устройство для измерения абсолютного коэффициента отражения зеркала, содержащее последовательно расположенные на оптической оси источник излучения, светоделитель и фотоприемник, соединенный с электрон ной регистрирующей системой, а также прерьшатель излучения, о т л и- ч щ е е с я тем, что, с целью повьшения точности измерений абсолютных коэффициентов отражения в фотометрическом интервале от 0,9 до 1,0, оно дополнительно содержит два некалиброванных зеркала, первое

некалиброванное зеркало оптически связано со светоделителем и образует с ним канал сравнения, второе нека- либрованное зеркало оптически связано со светоделителем через измеряемое зеркало и образует с этими элементами измерительный канал, причем длины оптических путей в каналах одинаковы, а оба некалиброванных зеркала установлены перпендикулярно оптическим осям каналов с возможностью взаимной перемены их местоположения в каналах и при этом указанные зеркала ориентированы в плоскости, перпендикулярной рптическим осям каналов таким образом, чтобы рабочие отражающие участки этих зеркал как в измерительном канале, так и в канале сравнения совпадали, а прерыватель излучения выполненв виде

диска ющего

ральным углом непрозрачного сектора, равным 240 ,

с центральным углом пропуска- сектора, равным 120 и центпричем ось вращения диска прерьшателя параллельна ис- сектрисе угла, образованного оптическими

и

осями канала сравнения

измерительного каналами, расположена

в плоскости, проходящей через биссектрису этого угла и перпендикулярную плоскости, проходящей через оптические оси каналов, причем точка пересечения оси вращения с плоскостью диска прерывателя и точки пересечения оптических осей каналов с диском прерьшателя являются вершинами равнобедренного треугольника с углом при вершине, находящейся на оси вращения диска прерьшателя, равным 120 .

Составитель В.Калечиц Редактор Е.Копча Техред Л.Олейник Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7706/43 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к спек- трофотометрии и может использоваться при измерениях коэффициентов отражения зеркал с высокими отражающими свойствами. Цель изобретения - повышение точности измерений абсолютных коэффициентов отражения в фотометрическом интервале от 0,9 до 1,0. В устройство для.измере-; НИИ дополнительно введены два зеркала, причем их коэффициенты Отражения могут быть неизвестны. Одно из зеркал вводится в канал сравнения, другое - в измерительный канал. После измерений величин си1 налов .в каждом канапе и темнового сигнала (при перекрытых каналах) зеркала меняют местами так, чтобы их рабочие отражающие площадки совпал и были одинаково ориентиро ваны в пространстве. После этого все измерения повторяются. В формуле изобретения приводится математическое выражение для расчета абсолютного коэффициента отражения зеркала. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.