Устройство для определения индикатрисСпЕКТРАльНОгО КОэффициЕНТА ОТРАжЕНияпОлупРОзРАчНыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N21/55 

(54) УСТРОЙСТВО-ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДИКАТРИС

СПЕКТРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ

ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

I

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано при излучении оптических свойств полупрозрачных материалов и их индикатрис рассеяния при высоких температурах.

Известно устройство для определения индикатрис отражения материалов, содержащее источник излучения, образец, приемник излучения и модулятор 1.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения индикатрис спектрального коэффициента отражения полупрозрачных материалов, содержащее оптическую систему, эталон, источник излучения, водоохлаждаемый экран с расположенным в нем нагревателем и модулятор. Конструкция известного устройства позволяет определять индикатрис спектрального коэффициента отражения диффузнорассеивающих полупрозрачных материалов в широком интервале температур с обзором поверхности образца под углом ±90° 2.

Недостатками указанного устройства являются небольщая скорость сканирования спектра длин волн и нестабильность светового потока от источника излучения.

Цель изобретения - стабилизация светового потока, увеличение скорости сканирования спектра длин волн и повыщение точности измерения.

JПоставленная цель достигается тем, что

в устройстве для определения индикатрис спектрального коэффициента отражения полупрозрачных материалов, включающем оптическую систему, источник излучения, водоохлаждаемый экран с расположенным в

10 нем нагревателем и модулятор, последний вьшолнен в виде стакана с отверстиями в стенке с возможностью вращения вокруг источника излучения, внутри модулятора неподвижно закреплены две диафрагмы, служащие для ограничения светового потока

15 на зеркало оптической системы, и световод с датчиком опорного сигнала, причем центры отверстий модулятора, источник излучения, диафрагмы и световод с датчиком опорного сигнала расположены на одной оптической оси.

20

При этом модулятор помещен в защитный экран, в котором выполнены отверстия, расположенные на оптической оси. На фиг. 1 схематически представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство содержит источник I излучения, диафрагмы 2, зеркала 3 и 4, линзу 5, зеркало 6, образец 7, нагреватель 8, линзу 9, окно 10, щель 11 монохроматора, модулятор 12, световод 13, датчик 14 опорного сигнала, защитный экран 15 с отверстием. Устройство работает следующим обраВ вакуумной камере (не показана) расположен источник 1 излучения - лампа накаливания. От лампы накаливания модулированный с помощью модулятора 12 световой поток через диафрагмы 2 и отверстия защитного экрана 15 попадает на зеркало 3 и световод 13. Затем часть светового потока с помощью зеркал 3, 4 и 6 и линзы 5 попадает на образец 7, который закреплен на нагревателе 8, и далее через линзу 9 и выходное окно 10 проецируется на щель И монохроматора. Другая часть светового потока через диафрагму 2 и световод 13 попадает на датчик 14 опорного сигнала. Так как образец 7 с нагревателем 8, осветительная система 1, 2, 12, 13, 14, 15 и оптическая система 3, 4, 5, 6 жестко связаны между собой, то измерение индикатрис отражения производится путем поворота образца 7 вокруг своей оси вместе с осветительной и оптической системами относительно линзы 9. Модулятор 12 изготовлен в виде цилиндрического стакана с отверстиями в стенках, вращающегося вокруг лампы 1 накаливания. Частота модуляции светового потока при этом составляет 400 Гц. Внутри модулятора 12 расположены две диафрагмы 2, с помощью которых исключается возможность несоосности центров отверстий модулятора с оптической осью. Одновременно диафрагмы служат для предотвращения попадания излучения от внутренних стенок модулятора на оптическую систему. С противоположной стороны от зеркала 3 расположен световод 13, на конце которого укреплен датчик 14 опорного сигнала, в качестве которого может быть установлен, например, фотодиод ФД-2. Модулятор 12 с источником 1 излучения и диафрагмами 2 помещены в защитный экран 15, в котором имеются два отверстия для прохождения светового потока. Защитный экран 15 служит для защиты от загрязнения стекла источника 1 излучения продуктами деструкции неметаллических материалов, а также исключает возможность прямого попадания излучения от лампы 1 на оптическую систему устройства или поверхность образца 7. Отверстия стенок модулятора, защитного экрана, источник излучения, диафрагмы и световод с датчиком опорного сигнала расположены на одной оптической оси. Использование осветительного узла предлагаемой конструкции позволяет стабилизировать световой поток от источника излучения, увеличить скорость сканирования по спектру длин волн и повысить точность измерения. При этом погрещность определения спектрального коэффициента отражения по углам при высоких температурах для окиси алюминия составляет ±2Vo (в известных устройствах ±4-5%). Формула изобретения 1.Устройство для определения индикатрис спектрального коэффициента отражения полупрозрачных материалов, включающее оптическую систему, источник излучения, образец, водоохлаждаемый экран с расположенным в нем нагревателем и модулятор, отличающееся тем, что, с целью стабилизации светового потока, увеличения скорости сканирования спектра длин волн н повыщения точности измерения, модулятор излучения выполнен в виде стакана с отверстиями в стенке с возможностью вращения вокруг источника излучения, внутри модулятора неподвижно закреплены две диафрагмы, служащие для ограничения светового потока на зеркало оптической системы, и световод с датчиком опорного сигнала, причем центры отверстий модулятора, источник излучения, диафрагмы и световод с датчиком опорного сигнала расположены на одной оптической оси. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модулятор помещен в защитный экран, в котором выполнены отверстия, расположенные на оптической оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Топорец А. С. Устройство для определения индикатрисе спектрального коэффициента отражения. - «Оптико-механическая промышленность, 1961, № 4, с. 20. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2616112/18-25, кл. G 01 N 21/48, 1978 (прототип). L -fr: 4frг