Устройство для измерения коэффициента отражения поверхностей Советский патент 1990 года по МПК G01N21/55 

1

(21)Mt68556/25-25

(22)25.07.88

(46) 07.05.90. Бюл. N 17

(72) С.А. Марков и А.В. Колосанов

(53) 535.(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 107829(Ь кл. G 01 N 21Л7, 1982.

Авторское свидетельство СССР

№ 9605Й, кл. G 01 J /kk,

G 01 N 21А7. 1981.

(5k) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭЛЛИ- ЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

(57)Изобретение относится к техниВид А

ческой фотометрии, а точнее ic измерениям коэффициента отражения поверхностей. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости измерений отражающих поверхностей внутри образца. Устройство для измерения коэффициента отражения поверхностей состоит из вращающейся вокруг оси XX обоймы 1 с отличающимися на 180 фиксированными положениями, на которой консольно раскреплены четыре стержневых световода. Световоды разделены попарно таким образом, что одна

пара размещена симметрично другой относительно оси поворота обоймы 1. Каждая пара снабжена креплением для размещения образцов 6 и 7, один из которых 6 является контрольным, а покрытие внутри второго исследуется. В образцах имеются отверстия для размещения световодов. Световоды снабжены светонепроницаемыми экранами 8,9 с продольными прорезями, ширина которых, отнесенная к ширине у торцов со стороны источника 10 излучения, изменяется с расстоянием от этих торцов и

равна изменению величины, обратной коэффициенту пропускания излучения по длине световодов. Источник 10 излучения установлен напротив торцов двух асимметрично установленных относительно оси вращения поворотной обоймы 1 световодов различных пар, а фотоприемники 11, 12 установлены напротив двух

ДРУГИХ световодов со стороны источника 10 излучения и электрически связаны с устройством 13 обработки сигналов и индикации результатов измерений. 2 ил.

Изобретение относится к области технической фотометрии, а точнее - к области измерениям коэффициента отражения поверхностей. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости измерений отражающих поверхностей внутри образца. Устройство для измерения коэффициента отражения поверхностей состоит из вращающейся вокруг оси X-X обоймы 1 с отличающимися на 180° фиксированными положениями, на которой консольно раскреплены четыре стержневых световода. Световоды разделены попарно таким образом, что одна пара размещена симметрично другой относительно оси поворота обоймы 1. Каждая пара снабжена креплением для размещения образцов 6 и 7, один из которых 6 является контрольным, а покрытие внутри второго исследуется. В образцах имеются отверстия для размещения световодов. Световоды снабжены светонепроницаемыми экранами 8, 9 с продольными прорезями, ширина которых, отнесенная к ширине у торцов со стороны источника 10 излучения, изменяется с расстоянием от этих торцов и равна изменению величины, обратной коэффициенту пропускания излучения по длине световодов. Источник 10 излучения установлен напротив торцов двух асимметрично установленных относительно оси вращения поворотной обоймы 1 световодов различных пар, а фотоприемники 11, 12 установлены напротив двух других световодов со стороны источника 10 излучения и электрически связаны с устройством 13 обработки сигналов и индикации результатов измерений. 2 ил.

Изобретение относится к техничес- кой физике, точнее к измерению коэффициента отражения поверхностей, и может быть использовано при изучении поверхностей, отражающих внутри образца.

Цель изобретения - увеличение точности и снижение трудоемкости измерений отражающих поверхностей внутри образца.

На фиг. 1 показана схема устройст- ва с установленными образцами; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Устройство состоит из вращающейся вокруг оси XX обоймы 1 с возможностью фиксации положений 0 и 180 , на ко- торой консольно закреплены стержневые световоды 2-5, выполненные из матового стекла. Световоды разделены попарно таким образом, что одна пара световодов 2 и 3 размещена на вращаю- щейся обойме 1 симметрично другой k и 5 относительно оси поворота обоймы. Каждая пара снабжена креплением для размещения образцов 6 и 7, выполненных в виде цилиндров из оптически прозрачного материала, на образующие поверхности которых нанесены диффуз- но отражающие внутрь образцов покрытия. Один из образцов 6 является контрольным, а характеристики отража- ющего покрытия второго образца 7 исследуются. В образцах имеются отверстия для размещения световодов. Световоды снабжены светонепроницаемыми экранами 8 и 9 с продольными прорезя- ми, ширина которых, отнесенная к ширине у торцов со стороны источника 10 излучения, изменяется с расстоянием от этих торцов и равна изменению

величины, обратной коэффициенту пропускания излучения по длине световодов. Источник 10 излучения установлен напротив торцов двух асимметрично установленных относительно оси вращения поворотной обоймы 1 световодов различных пар, например напротив торцов световодов 2 и 5, а фотоприемники 11 и 12 установлены напротив торцов двух других световодов 3 и k со стороны источника 10 излучения. Управление устройством, обработка сигналов, поступающих с фотоприемников, и индикация результатов измерений производится блоком 13 управления и обработки сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Поворотная обойма 1 устанавливается в положение О. Световоды и 5 располагаются внутри исследуемого образца 7, а световоды 2 и 3 внутри контрольного образца 6. При нажатии кнопки на блоке 13 обработки сигнала источник излучения производит световой импульс. Световой поток попадает на торцы расположенных напротив осветителя световодов 2 и 5 и распространяется по материалу световодов, при этом свет эффективно рассеивается и через прорези в светонепроницаемых экранах 8 и 9 попадает внутрь образцов. Величины световых потоков dF, и dFg с- участков прорези dl вблизи торцов со стороны источника излучения и на расстоянии 1 от этих торцов связаны с величинами световых потоков F0, входящих в торцы, и Fg , прошед- ыих расстояние 1 вдоль световодов, соотношениями

df dF,

- KF0dl AS0;

где К

t KFe dl Д5е , - линейный коэффициент ослабления излучения в материале световодов; &S0, US- площади окон прорези вблизи торцов световодов со стороны источника излучения и на расстоянии 1 от этого торца соответственно.

Из этих соотношений следует, что в предположении неизменности величины светового потока, выходящего внутрь образцов, по длине световодов имеет место равенство

USe. Не лUSn

н

де Н0 и Н F./Fn ширина прорезей вблизи торцов со стороны источника излучения и на расстоянии 1 от этих торцов соответственно; коэффициент пропускания излучения световодами со стороны источника излучения.

Таким образом, световоды k и 5 по всей длине равномерно облучают диффуз но отражающие покрытия внутри образцов. Отраженное излучение через прорези в светонепроницаемых экранах световодов 3 и k, выполненных идентично прорезям в светонепроницаемых экранах 8 и 9 световодов k и 5, по световодам 3 и k попадает на фотоприемники 11 и 12, где преобразуется в электрические сигналы, которые по линии электрической связи передаются в блок 13 обработки сигналов, усиливаются в нем и обрабатываются. Результат измерения представляется на индикаторе, где в цифровом виде высвечивается величина коэффициента отражения покрытия в исследуемом образце, отнесенная к величине коэффициента отражения покрытия в контрольном образце. Затем обойму 1 поворачивают на 180° и фиксируют. При этом световоды 2 и 3 меняются местами со световодами Ц и 5 соответственно относительно источника 10 излучения и фотоприемников 11 и 12, не связанных механически с поворотной обоймой 1, и процесс из- . мерения повторяется.

S6279)6

Повторение измерений при повороте обоймы на 180 обеспечивает повышение точности измерений исследуемого образца за счет исключения просчетов в одном из положений обоймы, связанных с вероятностью образования повреждений покрытия в теневой части, собирающего излучение световода относительно излучающего световода. Более того, одновременное облучение отражающих покрытий в исследуемом и контрольном образцах одним источником исключает погрешности измерения, обус- 15 лов-ленные колебаниями мощности источника излучения, и упрощает процедуру градуировки блока регистрации и обработки сигнала до периодической поверки.

10

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента отражения поверхностей, содержащее источник излучения, расположенную по ходу излучения оптическую систему и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и снижения трудоемкости измерений отражающих поверхностей внутри образца, оно дополнительно содержит второй фотоприемник и поворотную обойму с фиксированными положениями, отличающимися на 180 , а опти

ческая система выполнена в виде кон- сольно закрепленных на поворотной обойме четырех стержневых световодов в светонепроницаемых экранах с продольными прорезями, ширина которых, отнесенная к ширине у торцов со стороны источника излучения, изменяется с расстоянием от этих торцов и равна изменению величины, обратной коэффициенту пропускания излучения по длине световодов, при этом одна пара световодов имеет крепление для размещения внутри исследуемого образца, а другая, установленная симметрично относительно оси поворотной обоймы , - крепление для размещения контрольного образца, источник излучения установлен напротив торцов двух асимметрично установленных относительно оси вращения поворотной обоймы световодов из различных пар, а фотоприемники - напротив торцов каждого из двух других световодов со стороны источника излучения.

gv w

№г7