Устройство для измеренияКОэффициЕНТОВ ОТРАжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01N21/55 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ

I

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в исследованиях и анализе материалов путем измерения коэффициентов отражения.

Известно устройство для измерения коэффициентов отражения полированной поверхности, выполненное в виде источника излучения, измеряемой детали и пр.иемника излучения, при этом измеряемая деталь вводится и выводится из пучка света. При измерении за эталон принимается весь падающий поток света 1.

Недостаток известного устройства состоит в том, что в нем происходит переворачивание пучка света после отражения от исследуемого зеркала. В связи с тем, что приемники излучения обладают неравномерной чувствительностью по приемной площадке, переворачивание пучка приводит к появлению систематической ощибки измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее оптически соединенныемежду собой источник и приемник излучения, периодически вводимый в пучок эталон. В качестве эталона в этом устройстве использоОТРАЖЕНИЯ

вана диэлектрическая пластина, коэффициент отражения которой рассчитывается по формулам Френеля, или стеклянная пластина с алюминиевым покрытием, коэффициент отражения которой составляет около 0,90 2.

Однако коэффициент отражения алюминиевого покрытия определяется с низкой точностью (±1%), покрытие стареет и в связи с этим изменяется коэффициент отражения. Все это ограничивает точность изfg мерений больших, близких к единице, коэффициентов отражения.

Цель изобретения - повышение точности при измерении коэффициентов отражения, близких к единице.

Указанная цель достигается тем, что в

15 устройстве, содержащем оптически соединенные между собой источник и приемник излучения, периодически вводимый в пучок эталон, последний выполнен в виде оптической системы однократного полного внутреннего отражения с гранью полного внутреннего отражения, параллельной оптической оси устройства, а по обе стороны от исследуемого образца установлены две одинаковые симметричные трехгранные призмы, соетавляющие вместе с исследуемым образцом симметричную оптическую систему типа схемы Водсворта.

При этом оптическая система однократного полного врутреннего отражения выполнена в виде призмы Дове, составленной из 5 трехгранной призмы полного внутреннего отражения и четырехгранной призмы с гранями, параллельными выходной грани трехгранной призмы, при этом призмы разделены воздушным промежутком.

На фиг. 1 представлена схема устройст- ° ва, при работе с эталоном; на фиг. 2 - то же, при работе с исследуемым образцом.

Устройство включает источник 1 излучения, приемник 2 излучения, исследуемый образец 3, симметричные трехгранные приз- 5 мы 4 и 5, трехгранную призму 6 полного внутреннего отражения, четырехгранную призму 7.

Эталон представляет собой призму полного внутреннего отражения типа призмы Дове, отражающая грань которой параллель- 20 на оптической оси устройства. Для исключения разницы в потерях излучения на преломляющих гранях призм в эталонном и рабочем каналах эталон выполнен в виде сочетания двух призм 6 и 7, разделенных воздушным промежутком. Призма 6 - трехгранная полного внутреннего отражения, с тремя рабочими гранями, отражающая грань которой параллельна оптической оси устройства. Призма 7 - четырехгранная, с двумя рабочими гранями, которые зо параллельны между собой и параллельны выходной грани призмы 6. Призмы 6 и 7 дополняют друг друга до призмы Дове.

Для создания одинаковых условий работы призмы 4-7 выполнены из одного и того же материала.35

Устройство работает следующим образом.

В рабочий пучок вводят эталон - систему призм 6 и 7. Свет от источника 1 излучения проходит параллельным пучком через призмы 6 и 7, претерпевая полное внутреннее отражение в призме 6, и попадает на приемник 2 излучения. Сигнал, снятый с приемника излучения, принимается за J о . и соответствует эталонному отражению.

Затем призмы 6 и 7 выводятся из пучка, 45 а на их место устанавливаются призмы 4 и 5 с исследуемым образцом 3 между ними. Свет от источника 1 излучения проходит через призму 4, попадает на исследуемый образец 3, отражается от него и, пройдя

через призму 5, попадает на приемник 2 излучения. Сигнал J ,, снятый с приемника излучения, характеризует отражение от исследуемого образца. Коэффициент отражения определяется по формуле

R Сравнительные испытания предлагаемого устройства показывают, что точность измерений коэффициентов отражения, близких к единице, повышается на порядок. Кроме того, исключается систематическая погрешность измерений за счет неравномерной чувствительности по приемной площадке фотоприемника, из-за того, что и эталонный и исследуемый каналы имеют одинаковое количество отражений.

Формула изобретения

1.Устройство для из.мерения коэффициентов отражения, содержащее оптически соединенные между собой источник и приемник излучения, периодически вводимый в пучок эталон, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений коэффициентов отражения, близких к единице, эталон выполнен в виде оптической системы однократного полного внутреннего отражения с гранью полного внутреннего отражения, параллельной оптической оси устройства, а по обе стороны от исследуемого образца установлены две одинаковые симметричные трехгранные призмы, составляющие вместе с исследуемым образцом симметричную оптическую систему типа схемы Водсворта.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оптическая система однократного полного внутреннего отражения выполнена в виде призмы Дове, составленной из трехгранной призмы полного внутреннего отражения и четырехгранной призмы с гранями, параллельными выходной грани трехгранной призмы, при этом призмы разделены воздушным промежутком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мотовилов О. А. Об измерениях абсолютных значений коэффициентов отражения. - ОМП, 1968, № 2, с. 19.

2.Кудрявцева А. Г., Федотова Г. С. Приставка к спектрофотометру для измерения отражения света от поверхности образцов диаметром до 300 мм. - ОМП, 1976, № 2, с. 73.