Установка для исследования радиационного окрашивания материалов и покрытий Советский патент 1988 года по МПК G01N21/55 

СлЭ О5 4 СО Од

Изобретение, относится к приборостроению и предназначено для исследований радиационного окрашивания материалов и покрытий.

Целью изобретения является повышение точности измерений коэффициента отражения исследуемых материалов, сокращение длительности и трудоемкости проведения измерений и обработки результатов.

На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 - структурная схема блока управпения и обработки сигналов

трических сигналов, регистрирующее устройство 14.

Световой луч от источника 12 проходит через монохроматор 11 и вводится в вакуумную камеру 1. С помощью сканирующего зеркала монохроматический луч последовательно направляется на внутреннюю поверхность интегрирующей сферы или измеряемый образец.

Блок управления и обработки электрических сигналов работает следующим образом.

Электрический сигнал, полученный

Изобретение относится к области пpибopocVpoeния и предназначено для исследования радиационного окрашивания. Целью изобретения является повышение точности измерений козффици- ента отражения исследуемых материалов, а также сокращение длительности и трудоемкости проведения измерений и обработки результатов. Это достигается за счет введения в состав установки автоматического однолучевого записывающего спектрофотометра с временной модуляцией луча. Бл .годаря тому, что оптический луч от источника излучения до входа в интегрирующую сферу проходит по одному и тому же оптическому пути и усиление электрических сигналов происходит в одном и том же электрическом тракте, а луч с помощью зеркала последовательно посылается на поверхность интегрирующей сферы и исследуемого образца, изменение пропускания оптического тракта и усиления в электрическом тракте будут одинаково сказываться на показаниях фотоприемного устройства, снятых в момент нахождения луча на измеряемом образце или на поверхности интегрирующей сферы, и компенсироваться при определении величй - ны коэффициента отражения. 2 ил. (Л

Установка содержит вакуумною каме- 15 нз фотоприемном устройстве 8, прохору 1 с оптически прозрачными окнами 2 и откачную систему 3, обеспечивающую требуемое разрежение над поверхностью испытуемых образцов 4, источники 5 ионизирующего излучения, закрепленные на фланцах корпуса, обеспечивающие требуемое программой радиационное воздействие, подвижный термостатируемый столик 6 с испытуемыми образцами, интегрирующую сферу 7 с закрепленным на ней фотоприемным устройством 8, сканирующее зеркало 9, датчик 10 положения светового луча, монохроматор 11, источник 12, монохроматический блок 13 излучения управления и обработки электрических сигналов и регистрирующее устройство 14. Указанные блоки в. совокупности представляют собой однолучевой автоматический самопишущий спектрофотометр с временной модуляцией луча, обеспечивающий измерение полусферического спектрального коэффициента отражения исследуемого образца.

Установка работает следующим образом.

Производится установка исследуемых образцов 4 на термостатируемый столик 6, затем откачка вакуумного объема с помощью откачной системы 3. В соответствии с программой включаются источники 5 ионизирующего излучения и производится набор необходимой дозы. Исследуемые образцы, закрепленные на термостатируемом столике, подводятся к измерительному окну интегрирующей сферы 7.

Включается источник монохрома20

30

дит через управляемый делитель 15 напряжения и усиливается в линейном усилителе 16. Усиленный сигнал поступает в коммутатор 17, который направляет сигналы либо в канал сравнения, либо в измерительный канал. Управление коммутатором осуществляется сигналами с датчика 10 положения светового луча, совмещенного со сканирую25 щим зеркалом. Датчик расположен таким образом, что включение коммутатора осуществляется после окончания переходного процесса, вызванного конечными размерами входной щели сферы. Импульсы, выделяющиеся на первом выходе коммутатора, заряжают запоминающий конденсатор, установленный на первом входе схемы 18 сравнения до напряжения, действующего в момент нахождения светового луча на поверхности интегрирующей сферы. По окончании действия импульса, сформированного датчиком положения светового луча, ключевой каскад коммутатора закрывается, на запоминающем конденсаторе продолжает сохраняться постоянное напряжение. Схема сравнения сравнивает это напряжение с опорным, поступающим из источника 19 опорного на4g пряжения. Разность этих напряжений поступает на вход интеграторов 20 и 21. При наличии разностного сигнала интеграторы вырабатывают напряжение, которое управляет коэффициентом переgQ дачи управляемого делителя и напря35

40

жением, поступаюощм из блока 22 питания на фотоприемник. Коэффициент передачи и напряжение питания фотоприемника изменяются таким образом, тического излучения 12, привод скани- 55 разностный сигнал на выходе уст- рующего зеркала 9, датчик 10 положа- ройства сравнения становится равным ния светового луча, питание фотопри- нулю, что будет только при равенстве емного устройства 8, блок автомати- уровней сигнала и опорного напряже- ческого управления и обработки элек- ния. В результате процесса регулиро0

0

дит через управляемый делитель 15 напряжения и усиливается в линейном усилителе 16. Усиленный сигнал поступает в коммутатор 17, который направляет сигналы либо в канал сравнения, либо в измерительный канал. Управление коммутатором осуществляется сигналами с датчика 10 положения светового луча, совмещенного со сканирую5 щим зеркалом. Датчик расположен таким образом, что включение коммутатора осуществляется после окончания переходного процесса, вызванного конечными размерами входной щели сферы. Импульсы, выделяющиеся на первом выходе коммутатора, заряжают запоминающий конденсатор, установленный на первом входе схемы 18 сравнения до напряжения, действующего в момент нахождения светового луча на поверхности интегрирующей сферы. По окончании действия импульса, сформированного датчиком положения светового луча, ключевой каскад коммутатора закрывается, на запоминающем конденсаторе продолжает сохраняться постоянное напряжение. Схема сравнения сравнивает это напряжение с опорным, поступающим из источника 19 опорного наg пряжения. Разность этих напряжений поступает на вход интеграторов 20 и 21. При наличии разностного сигнала интеграторы вырабатывают напряжение, которое управляет коэффициентом переQ дачи управляемого делителя и напря5

0

жением, поступаюощм из блока 22 питания на фотоприемник. Коэффициент передачи и напряжение питания фотоприемника изменяются таким образом, 5 разностный сигнал на выходе уст- ройства сравнения становится равным нулю, что будет только при равенстве уровней сигнала и опорного напряже- ния. В результате процесса регулирования интегратор переходит в режим хранения и его выходное напряжение остается постоянным до следующего изменения входного сигнала.

Таким образом, величина сигнала, снимаемого с фотоприемника в момент нахождения луча на поверхности сферы поддерживается на постоянном уровне и соответствует 100% отражению.

Электрические импульсы, снимаемые с фотоприемника в момент нахождения луча на поверхности образца, с второго выхода коммутатора поступают на первьЕй вход регистрирующего устройст- ва 14. На второй вход которого поступает напряжение с датчика устройства сканирования монохроматора по длинам волн. В результате регистрируется зависимость коэффициента отра- женин исследуемого материала от длины волны.

Формула изобретения

Установка для исследования радиационного окрашивания материалов и покрытий, состоящая из вакуумной камеры с оптически прозрачными окнами, откачной системы, источников ионизирующего излучения, терМостатируемого столика для закрепления исследуемых образцов, интегрирующей сферы с закрепленным на ней фотоприемным устройством, источника монохроматического излучения с датчиком сканирования по длинам волн, блока обработки и регистрации электрических сигналов.

(-dh

п

5 0

5

0

5

с целью повышения точности и снижения трудоемкости измерений, внутри вакуумной камеры установлены сканирующее зеркало с автоматическим приводом и датчик положения светового луча, при этом блок обработки и регистрации электрических сигналов включает в себя управляемый делитель, линейный усилитель, коммутатор, схему сравнения, источник опорного напряжения, два интегратора, управляемый источник питания и регистрирующее устройство, причем выход фотоприемного устройства подключен к первому входу управляемого делителя, подключенного к входу линейного усилителя, выход усилителя подключен к коммутй- тору, управляющий вход которого подключен к датчику положения светового луча, первый выход коммутатора подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к источнику опорного напряжения, выход схемы сравнения подключен к входам первого и второго интеграторов, выход первого интегратора подключен к второму входу управляемого делителя, выход второго интегратора подключен к управляющему входу управляемого источника питания, второй выход коммутатора подключен к первому входу регистриующего устройства, второй вход которого подключен к датчику устройства сканирования источника монохроматического излучения по дли - нам волн. 5

5

17

22

qpuz.2