Устройство для определения коэффициента отражения диффузно отражающих объектов Советский патент 1988 года по МПК G01N21/55 

Изобретение относится к оптическому аналитическому приборостроению и может быть использовано в приборах для измерения характеристик отражения диффузно отражающих объектов, например бумаги, тканей, листьев растений, листовых и сыпучих материалов .

Цель изобретения - повьппение про- изводительности определения коэффициента отражения образцов материала диффузно отражающих объектов.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - оптическая схема с оптическим ослабителем.

Устройство содержит фотометрическую головку, состоящую из источника 1 излучения, оптической системы 2 . для формирования параллельного пучка излучения при помощи коллиматора 3 и светофильтра 4 с равномерным распределением освещенности на оптическом ослабителе 5 с координатно-зави- симым коэффициентом пропускания. Входное окно фотометрической головки закрыто плоской прозрачной пластиной 6, над которой установлен фотопряем- ник 7 с защитной блендой 8. Корпус 9 фотометрической головки имеет рукоятку 10 и кабель 11 для соединения с измерительным блоком 12, включаю- пщм последовательно соединенные усилитель 13 фототока схему 14 усреднения результатов измерения и показывающее устройство 15. Оптический ослабитель 5 имеет координатно-зави- симый коэффициент пропускания t (z) вида

г-(г)

15 е

5- R co6- c 5infpp-p l|u- (i-yPj

де Z - координата поверхности ослабителя на прямой, перпенди- g кулярной оси падающего пучка излучения и лежащей в j плоскости, проходящей через ось этого пучка и центр фотоприемника, мм; - коэффициент пропускания ослабителя в сечении , через которое проходит крайний луч падающего пучка; R - расстояние от центра входного окна до центра фотопри- емника, мм;

0 - угол освещения (угол между нормалью к плоскости образца и падающим пучком излучения) , град;

(Ч- безразмерный параметр, численно равный углу наблюдения |1 С р - угол между нормалью к поверхности образца и осью, проведенной из его центра к центру фотоприемника), град,е - основание натурального логарифма.

Устройство работает следующим обазом.

Параллельный пучок излучения fot. иаметром D с равномерным распреде5

0 5 О 0

5

g

лением интенсивности по сечению соо

здает на оптическом ослабителе, установленном перпендикулярно падающему излучению, равномерную освещенность. Ослабитель, представляющий собой плоско-параллельную пластину - состоит из клиновых светофильтров 16 и 17 с углом , соединенных на оптическом контакте. Прошедшее через ослабитель излучение падает под углом о к нормали п (п - нормаль к поверхности) на образец 18 диаметром D f; D,, который наблюдается фотоприемником 7, установленным на расстоянии R от центра образца под углом р к нормали п. Координатные оси OZ и ОХ определяют положение точек поверхности соответственно ослабителя и образца относительно края светового пучка Рд, .

Освещенность, создаваемая элементарным участком поверхности образца на фотоприемнике, зависит от условий освещен11Я обр азца, положения фотоприемника, характеристик отражения го элементарного участка и его координат и может быть выражена функциональной зависимостью от указанных параметров.

Сущность изобретения состоит в решении обратной задачи - создании такого распределения освещенности Е (х,у) на образце, при котором для заданных условий освещения (oi ) и наблюдения (R,ft) изменение координатного положения (х,у) элементарного участка на поверхности образца не приводит к существенному изменению освещенности, создаваемой им на фотоприемнике.

Предлагаемое устройство обеспечивает заданную точность измерения коэффициента отражения неоднородно отражающего образца или группы об3

разцов при проведении меньшего числа замеров.

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента отражения диффузно отражающих объектов, содержащее фотометрическую головку, включающую источник излучения, оптическую систему дня формирования параллельного и равномерного пучка излучения и расположенные по ходу излучения входное окно, закрытое плоской прозрачной пластиной, и фотоприемник, а также соединенный с фотометрической головкой измерительный блок, включающий последовательно соединенные усилитель фототока, схему усреднения результатов измерения и показывающее устройство, отличающееся тем, что, с целью повьппения производительности определения коэффициента отражения, между оптической системой и входным

а

я

14272494

окном установлен нерассеивающий оптический ослабитель с координатно- зависимым коэффициентом пропускания ), имеющим вид

;(z)

12,5 Z-R co5 ot 5 n(i(-( (U (1-3)

где z - координата поверхности ослабителя; . Од - коэффициент пропускания

..ослабителя в сечение oi- - угол между нормалью к плоскости входного окна и падающим пучком излучения; |И - безразмерный параметр, численно равный углу б между нормалью к поверхности входного окна и осью, проведенной из его центра к центру фотопрнемника;

R - расстояние от центра входного окна до центра фотоприемника.

Изобретение относится к оптическому аналитическому приборостроению и может быть использовано в приборах для измерения характеристик отражения диффузно отражающих веществ, материалов и покрытий. Целью изобретения является повышение производительности определения коэффициента отражения образцов материала с неоднородно отражающей поверхностью. Устройство для определения коэффициента отражения диффуэно отражающих объектов состоит из фотометрической головки, включающей источник излучения , оптическую систему 2, входное окно 6 и фотоприемник 7, и соединенного с ней измерительного блока 12 с усилителем фототока 13, схемой усреднения результатов измерения 14 и показывающим устройством 15. Это достигается за счет установки между оптической системой 2, создающей параллельный и равномерный пучок излучения, и входным окном 6 фотометрической головки нерассеивающего ослабителя 5 с коор- динатно-зависимым коэффициентом пропускания (2) вида (z) I,5Z-R- -cos oi.(l-3 Ol ч где 2 - координата поверхности ослабителя; tg - коэффициент пропускания в сечении е - основание натурального логарифма; ei , / , u ,R - величины, постоянные для выбранной геометрии освещения и наблюдения. 2 ил. сг ю „„ Фае.1