Устройство для определения индикатрисс спектрального коэффициента отражения полупрозрачных материалов Советский патент 1980 года по МПК G01J5/12 

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано при изучении оптических свойств полупрозрачных матери-5 алов и их индикатрисе рассеяния при высоких температурах.

При определении индикатрисе отражения материалов используется обычно ю способ сравнения с эталоном.

Примерами устройств для определения индикатрисе спектрального отражения являются устройства, включающие источник излучения, образец, эталон j и вращающийся столик, на котором крепятся эталон и образец. Все известные устройства подобного типа предназначены, как правило, для решения частных задач: измерения индикатрисе 20 отражения, индикатрисе рассеяния в малых углах, в воздушной среде при комнатной температуре l .

Ближайшим техническим решением к предлагаемому является устройство 25 для определения индикатрисе спектрального коэффициента отражения полупрозрачного образца,, включающее в себя оптическую систему, эталон, иеточник кзлученияС2 jf.30

Конструкция приставки позволяет использовать ее со спектрометром ИКС-12 и др. и производить запись отражения под разными углс1ми (от 10 до во)- при определенном угле падения светового потока, при этом столик с образцом (эталоном) и кронштейн с источником излучения должны поворачиваться с одинаковой скоростью.

Однако в этом устройстве измерения, индикатрисе отражения возможны в. малых углах от 10 до 80° и их можно проводить только на воздухе. Кроме того, отеутствует возможность снятия индикатрисе отражения при выеоких температурах.

Целью изобретения является распда-. рение температурного интервгша измерений.

Поставленная цель достигается тем, что уетройетво енабжено водоохлаждаемым замкнутым экраном прямоугольной формы, внутри которого закреплен нагреватель е отверстием под образец, причем по контуру экрана выполнена прорезь,, обеспечивающая обзор поверх-, ности образца под углом ±90, при этом нагреватель и эталон размещены на приводном устройстве е возможноетью поочередно устанавливать их на оптической оси и поворачивать на угол 90 от среднего положения. Кроме того, с целью упрощения про цесса замены образца и нагревателя, водоохлаждаемый замкнутый экран выполнен из двух частей,- входящих одна в другую. Экран в собранном виде имити1)ует черное тело и улучшает изотермичноств образца. На фиг. 1 схематично изображено устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 схематично показана конструкци экрана по сечению А-А (см. фиг. 3); на фиг. 3 - расположение эталона и нагревателя с отверстием под образец на фиг. .4 - расположение зеркала и образца (эталона), В вакуумной камере 1 (см.фиг. 1) через уплотнение крепится вращающаяся плата 2, на которой устанавливается каретка 3, имеющая возвратно-посту пательное движение. На каретке 3 крепится прямоугольный замкнутый водоохлаждаемый экран 4, внутри которого находится нагреватель 5 с отверстием под образец 6. Для удобства эксплуатации, т.е. смены образца или нагревателя, водоохлаждаемый экран 4 выполнен из двух частей, входящих одна в другую (см. фиг. 2). На одной половине водоохлаждаемого экрана (см. фиг. 3) в верхней центральной части через изоляторы 7 крепится нагреватель 5с токоподводами 8, а сбоку - эталон сравнения 9. Эталон 9 и образе б находятся на одной оси и поочередно с помощью каретки 3, устанавливаются на оптической оси перед выходным окном вакуумной камеры 1. ДЛЯ обеспечения возможности снятия индикатрисе отрс1жения от образца и эталона в пределах от О до вторая половина водоохлаждаемого экрана имеет по контуру прорезь, которая по сво им размерам не гчревышает . рабочей поверхности исследуемого образца. Такая конструкция экрана позволяет расширит температурный диапазон исследования, защитить эталон от нагрева и уменьшить запыление зеркал и линз оптической системы, находящейся в вакуумной камере. Световой поток от источника 10, прсцлаваеАООй Модулятором 11, с помсицью оптической системы проецируется на поверхность образца (эталона). Отраженный от образца (эталона) световой поток с помощью линзы 12 собирается на входную цель монохроматора 13. Угловое разраиение установки при ширине щели 0,5-1,0 мм составляет . Так как зеркало 14 и 12 имеют определенные линейные размеры. то угол 2 составляет примерно 14. Таким образом, угол падения света на рассеивающий образец 4 не превышает 7 . Оптическая система и нагреватель с образцом и водоохлаждаемым экраном жестко связаны между собой, что позволяет производить снятие индикатрисе отражения путем поворота платы 2 от-, носительно входной щели монохроматора. Как показали результаты измерений, погрешность определения спектрального коэффициента отражения по углам при высоких те1мпературах для полупрозрачных материалов, например окиси алюминия, составляет i4-5%. Ввиду отсутствия экспериментальных данных по индикатриссам отражения полупрозрачных материалов, была произведена оценка погрешности измерений при комнатной температуре на известном и предлагаемом устройствах. В качестве образца служил этсШонГОИ - молочное С1;екло МС-14, индикатрисса отражения которого известна. Погрешность определения индикатриссы отражения на устройстве составила , а на устройстве, являнедемся прототипом,5%. Формула изобретения 1.Устройство для определения индикатрисе спектрального коэффициента отражения полупрозрачного образца, включающее в себя оптическую систему, эталон, источник излучения, о т личающее.ся тем, что, с целью расширения температурного диапазона, оно снабжено водоохлаждаемым замкнутым экраном прямоугольной формы внутри которого закреплен нагреватель с отверстием под образец, причем по контуру экрана выполнена прорезь, обеспечивающая обзор поверхности образца под углом +90, при этом нагреватель и эталон размещены на пpиводном устройстве, с возможностью поочередно устанавливать их на опической оси и поворачивать на угол +90 от среднего положения. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса замены образца и нагревателя, водоохлгикдаемый замкнутый экран выполнен из двух частей, входящих одна в другую. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Топорец А. С. Оптико-механическая промышленность, 4, 1961, с. 20. 2-. Приставка для измерения отраже-г ния ИПО-12. Инструкция к пользованию ЛОМО. 1968.

L