О П И САНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01J3/32 

1

Изобретение относится к физической оптике и может быть применено для исследования сред, HaaipHMep плазменных, с однородными свойствами и заметным лотлощением электромагнитного излучения.

Известен способ измерения коэффициента поглощения, по которому регистрируют интенсивности излучения однородного излучающего слоя и слоя удвоенной с помощью зеркала толщины, и по отнощению интеисивности находят коэффициент поглощения. Однако практическое ярименение этого способа наталкивается на ряд принципиальных трудностей.

Во-первых, коэффициент поглощения реальных газовых смесей, как правило, резко изменяется по длинам ВОлн от умеренных до весьма значительных в отдельных полосах или линиях. Для малых значений оптических толщин применение зеркала может дать положительный эффект, а при больщих оптических толщинах (излучение среды приближается к излучению абсолютно черного тела )применение этого способа ие обеспечит приемлемую точность.

Во-вторых, при использовании зеркала необходимо учитывать значение коэффициента отражения, зависящего от длины волны, что требует соответствующих измерений, а для вакуумной ультрафиолетовой и далекой инф.ракрасной „областей спектра представляет весьма сложную задачу.

В-третьих, измерение коэффициента поглощения плазменной среды в вакуумной ультрафиолетовой или далекой инфракрасной областях спектра потребовало бы применения зеркал наружного покрытия и непосредственного их контакта с исследуемой средой, поскольку существующие оптические материалы значительно поглощают излучение в указанных апектральных областях. Стабильность коэффициента отражения зеркала наружного покрытия при контакте его с высоконагретой средой не может быть обеспечена.

Цель изобретения - разработка такого способа измерения коэффициента поглощения, с помощью которого удалось бы провести измерение iB оптически плотных средах и избежать трудностей, связанных с применением зеркала.

Это достигается тем, что из исследуемой среды выделяют слои, имеющие различную протяженность .по направлению наблюдения. Если плазменный объем однороден, то отношение интенсивности излучения двух слоев можно записать как

l -

Л

. ( Л

где di и 2 - протяженности слоев по линии

наблюдения;

/С - спектральный коэффициент поглощения;

/-интенсивность излучения.

Выражение (1) можно рассматривать как уравнение для нахождения коэффициентов поглощения (левая часть уравнения определяется экспериментальным путем). Протяженности слоев di и 2 выбирают с таким расчетом, чтобы получить возможно меньшую ногрешность в .величине /Сх. Так, например, в случае больших значений /Сх Выгоднее выбрать di и da, так что чем , так как в последнем случае отношение экспериментально измер&нных интенсивностей стремится к единице и перестает зависеть от ЛлСлои выделяют непрозрачными перегородками, которые устанавливают внутри исследуемой среды. К перегородкам предъявляют следующие требования: они должны вносить малые возмущения, не приводящие к нарушению однородности среды; коэффициент отражения излучения от иерегородки должен быть мал.

Указанные требования были удовлетворены при онрОбовании предлагаемого способа, когда исследовали плазменную среду, образующуюся за отраженной ударной волной в ударной трубе.°

.Излучение измеряли в направлении, перпендикулярном оси трубы от слоя, протяженностью равной диаметру трубы, и слоя, ограниченного перегородкой (зачерненное лезвие безопасной бритвы). Наличие возмущений, вносимых перегородкой, проверялись определением отношения интенсивностей в спектральных участках, в которых газ оптически прозрачен. Если возмущения отсутствуют, то по формуле (1)

А -h.

Предмет изобретения

1.Способ измерения коэффициента поглощения оптически однородной среды путем измерения интенсивности излучения слоев различной оптической толщины, отличающийся тем, что, с целью, расщирения диапазона оптической плотности излучаемых сред, слои различной оптической толщины получают путем выделения слоев, имеющих различную протяженность по направлению наблюдения.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение слоев, имеющих различную протяженность, осуществляют путем помещения в исследуемую среду непрозрачной перегородки.