Рефлексометр Советский патент 1953 года по МПК G01N21/55 G01J1/16 

Предметом настоящего изобретения является рефлексометр для измерений зеркальной и рассеянной составляющих в световом потоке, отраженном зеркальной поверхностью, состоящий из двух светомерных шаров и из системы линз, направляющих пучок света во входное световое отверстие одного из светомериых щаров.

Известные рефлексометры не дают возможности измерять раздельно зеркальную и рассеянную составляющие, поскольку они, как правило, измеряют зеркальную составляющую и более или менее значительную часть рассеянной составляющей, в результате чего измеряемая этими приборами величина имеет не вполне опреаеяенное физическое содержание.

В предлагаемом рефлексометре достигается возможность раздельного измерения зеркальной и рассеянной составляющей в световэм потоке, отраженном зеркальной поверхностью произвольной формы с поверхностным зеркальным покрытием.

Для достижения этой цели один из щаров, а именно, неподвижный, снабжается, помимо входного и выходного световых отверстий, двумя дополнительными отверстиями. В одном из этих отверстий устанавливается исследуемая поверхность, на которую направляется пучок света. Второй щар можно передвигать вокруг первого так, чтобы совмещать световое отверстие подвижного шара с дополнительными отверстиями неподвижного. В случае измерений зеркально отраженной составляющей в качестве светоприемника используется подвижный щар, а при измерении рассеянно отраженной составляющей-неподвижный

щар.

На чертеже схематически представлено устройство предлагаемого рефлексометра. Цифрой / здесь обозначен источник для освещения исследуемой поверхности; 2 и 5-линзы с увеличением, равным единице; - -диафрагма; о -неподвин ный светомерный (светоприемный) щар; -подвижный светомерннй uiap; 7-фотоэлемент; 5, 8,

9 и /L -отверстия в неподвижном шаре; 11 и /2-отверстия в подвижном шаре.

Линза 2 создает изображение нити источника света / в отверстии диафрагмы 4, диаметр которого равен 3 мм. Эта диафрагма необходима для устранения рассеянного света и бликои от вьпиеукпзанного источника.

... Линза 3 создает изображение , отверстия 6 в отверстии 9, вырез нном в стенке шара 5 и имеющем хЧиаметр, равный 4 мм.

Так как диаметр изображения диафрагмы 4 на мм меньше диаметра отверстия 9, то при открытом отверстии 9 весь пучок света выходит из шара 5 наружу.

С отверстием 9 совмещается отверстие Л подвижного шара 6, который MOHiHo рукою поворачивать вокруг оси Л, перпендикулярной плоскости чертежа, и устанавливать в положениях / и //. Оба вышеупомянутых шара покрываются внутри белой диффузной краской.

В положении / весь поток, прошедший через отверстие 9, попадает в шар 6 и измеряется фотоэлементом 7, присоединенным к соответствующему электроизмерительному прибору.

Произведя по последнему отсчет По в положении /, поворачивают шар 6 в положение //, а к отверстию 9 прижимают зеркальную поверхность, коэффициент отражения которой необходимо измерить. Если образец плоский, то пучок света без изменения своего телесного угла отразится вдоль оси, соединяющей отверстия 9 и 10 и, пройдя через отверстия 10, и /7, опять попадет в шар 6,

Произведя отсчет п в положении //, определяют коэффициент зеркального отражения как отношение

о - ()

-щ

Если образец вогнутый или выпуклый, то структура пучка света после отражения изменяется и телесный, угол, либо „поджимается (вогнутый образец), либо увеличивается (выпуклый образец). Если

диаметры отверстий 19 и // больше возможных диаметров сечения пучка в плоскости этих отверстий, то изменение телесного угла, не влинюп ее на величину отраженного светового потока, на отсчете не скажется и формула (1) будет справедлива и для нсплоских образцов.

Контроль размеров светового пучка, проходящего через отверстия 10 и П, можно осуществлять простейшим образом-с помощью матового стекла, прижимаемого к отверсгию П) при отодвинутом шаре 6. Так как угол, в котором свет падает и отражается от образца, очень мал, то поправка на величину рассеянного в этом направлении света также незначительна.

При измерении величины рассеянной составляюп;ей светового потока исходят из того, что весь свет, рассеянный исследуемой поверхностью, расположенной у отверстия Я остается внутри шара 5. После многократных отражений эта доля света создает некоторую освещенность внутренней поверхности шара, которую можно изме(ить через отверстие 5 и которая пропорциональпа величине рассеянного во всех направлениях при отражении or измеряемого образца света.

Измерение величины рассеянной составляющей производится следующим образом.

Шар 6 помеи;ается в положение, промежуточное между положениями / и // таким образом, чтобы отверстия 9 и 10 оставались открытыми.

Через отверстие 8 производится измерение яркости стенки шара 5 при отсутствии образца. Это необходимо для оценки количественной величины имеющегося в шаре постороннего рассеянного света, в частности света, рассеянного линзой 5.

Затем устанавливают исследуемый образец в отверстии 9 и производят вторично измерение той же яркости. Величина рассеянной составляющей светового потока моет быть найдена по формуле:

(N-No),

световой поток, рассеянный отражающей поверхностью во всех направлениях,за исключением направлений,достаточно близких к направлению зеркального отражения;

а -градуировочная постоянная рефлексометра и связанного с ним фотометра;

NO-отсчет по фотометру, пропорциональный яркости стенки шара 5 при отсутствии образца у отверстия 9;

N-отсчет по фотометру, пропорциональный яркости стенки шара 5 при установленном в отверстии 9 исследуемом образце.

Предмет изобретения

Рефлексометр для измерений зеральной и рассеянной составляюих светового потока, отраженноо исследуемой поверхностью, сотоящий из двух светомериых шаров и из системы линз направляющих пучок света во входное световое отверстие одного из светомерных шаров, отличающийся тем, что, с целью раздельного определения указанных составляющих, один из шаров (неподвижный) имеет, помимо входного и выходного световых отверстий, два дополнительных отверстия для установки в одном из них исследуемой поверхности, на которую и направляется из входного отверстия упомянутый пучок света, а второй шар выполнен новоротным вокруг неподвижного шара так, что может совмещаться своим световым отверстием с дополнительными отверстиями неподвижного шара для определения: обп;его светового потока путем установки подвижного шара против одного дополнительного отверстия (при отсутствии в последнем исследуемой поверхности), зеркально-отраженной составляющей потока путем установки подвижного шара против второго дополнительного отверстия, а исследуемой поверхности -в первом дополнительном отверстии и рассеянно-отраженной составляю щей потока путем использования неподвижного шара в качестве светоприемника.