Фотометр Советский патент 1982 года по МПК G01J1/58 

(54) ФОТОМЕТР

1

Изобретение относится к визуальным люминесцентным приборам для фотометрирования преимущественно в коротковолновом участке невидимой области электромагнитного излучения и может применяться, например, для измерения уровня излучения при ультрафиолетовой инсоляции в медицине.

Известен прибор для визуального фотометрирования, основанный на методе сравнения двух световых потоков: исследуемого и эталонного. Указанный прибор содержит вращающийся диск, покрытый окисью магния, с приводом вращения, который имеет, два выреза под 90°, лампу сравнения, призму полного внутреннего отражения и отражающую пластинку, покрытую окисью магния. Свет испытуемого источника падает на призму полного внутреннего отражения и освещает пластинку. При вращении диска глаз поочередно видит в окуляре то освещенную испытуемым источником поверхность пластинки, то освещенный лампой сравнения диск 1.

К недостаткам указанного устройства следует отнести сложность конструкции, обусловленную наличием больщого количества деталей и невозможность фотометрирования в коротковолновой области спектра, например, в ультрафиолетовой из-за слабой чувствительности глаза в этой области спектра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фосфоресцентный фотометр для визуального измерения интенсивности света, содержащий фосфоресцентный экран, обращенный к изме ряемому световому потоку, и нейтральный светофильтр, расположенный между измеряемым потоком и фосфоресцентным экраном. Нейтральный светофильтр ослабляет измеряемое излучение, падающее на одну половину фосфоресцентного экрана. За второй половиной фосфоресцентного экрана

15 установлен такой же фильтр и фотометрический клин для измерения отношений яркостей свечения двух половин фосфоресцирующего экрана 2.

В известном фотометре измерение интенсивности света производится путем сравнения отнощения яркостей двух частей фосфоресцентного экрана по затуханию свечения после выключения исследуемого источника. Для этого он снабжен нейтральным светофильтром, установленным с обратной стороны фосфоресцентного экрана (со стороны наблюдателя). Отсчет показаний осуществляется перемещением клина до выравнивания свечения обеих половин фосфоресцентного экрана. Необходимость перемещения клина (что должно осуществляться с помощью специального механизма) усложняет измерения, кроме того, за время настройки клина свечение фосфоресцентного экрана уменьщается, что усложняет процесс измерений и приводит к снижению точности измерений. Наличие оптического клина с механизмом его настройки и дополнительного нейтрального светофильтра, установленных с обратной стороны фосфоресцентного экрана, усложняет конструкцию прибора. Цель изобретения - упрощение и повышение точности измерений. С этой целью в фотометре, содержащем фосфоресцентный экран, обращенный к измеряемому световому потоку, и нейтральный светофильтр, расположенный между измеряемым световым потоком и фосфоресцентным экраном, на фосфоресцентный экран нанесена шкала из светопоглощающего материала, отградуированная в светотехнических единицах освещенности для различных температур окружающей среды, а нейтральный светофильтр выполнен съемным, и его коэффициент поглощения плавно увеличивается вдоль шкалы. На чертеже изображен фотометр, обш.ий вид. Фотометр содержит фосфоресцентный экран, состоящий из подложки I с нанесенным на ее поверхность фосфоресцентным слоем 2, шкалу 3, отградуированную в светотехнических единицах, например, освещенности или яркости, и выполненную из светопоглощающего материала, нанесенного поверх фосфоресцентного слоя, нейтральный светофильтр 4, выполненный с изменяющимся коэффициентом поглощения, плавно увеличивающимся вдоль шкалы, и измеряемый световой поток 5, проходящий сквозь фильтр. Фотометр работает следующим образом. Измеряемый световой поток 5, пройдя сквозь поглощающий нейтральный светофильтр 4, возбуждает в течение определенного времени, которое задается, например, с помощью фотозатвора (не показан), фосфоресцентный слой 2 фосфоресцентного экрана. При этом фосфоресцентный слой, выполненный из люминофора с послесвечением, запасает светосумму, пропорциональную мощности падающего на него светового потока, времени облучения и обратно пропорциональную коэффициенту поглощения нейтрального светофильтра 4 в данном месте шкалы 3. Перейдя в возбужденное состояние, фосфоресцентный слой 2 начинает высвечивать запасенную световую энергию. Свечение наблюдается только в той части фосфоресцентного экрана, которая запасла достаточную для возбуждения светосумму. Предварительно фотометр градуируют по эталонному источнику излучения. Благодаря тому, что люминофор экрана обладает послесвечением, по окончании облучения показания считывают, предварительно удалив нейтральный светофильтр 4 для уменьщения погрещностей отсчета. Отсчет производится по щкале в месте пересечения ее с образующейся линией обрыва послесвечения фосфоресцентного экрана. Свойство люминофора фосфоресцентного слоя 2 высвечиваться в более длинноволновой области спектра, по сравнению с длиной возбуждаемого излучения, позволяет использовать фотометр для измерений в невидимой части спектра излучения, например, в ультрафиолетовом участке. Для уменьшения погрешностей измерений, связанных с зависимостью чувствительности фосфоресцентного слоя 2 фосфоресцентного экрана от температуры, щкала 3 отградуирована в светотехнических единицах для различных температур окружающей среды. Нейтральный светофильтр выполнен в форме трехгранной призмы. Материалом нейтрального светофильтра для ультрафиолетовой области спектра служит стекло с необходимым коэффициентом поглощения. Для получения лучшей линейности шкалы фотометра, фильтр может быть изготовлен более сложной формы, например, ступенчатым, где число ступенек определяется необходимой точностью отсчета, а их высота вдоль шкалы изменяется с учетом нелинейной зависимости между интенсивностью возбуждающего света и уровнем послесвечения данного фосфоресцирующего слоя. Устранение оптического клина с механизмом его перемещения и второго нейтрального светофильтра упрощает конструкцию фотометра и удешевляет его производство. Исключение операции настройки клина, в связи с его устранением, и уменьшение дополнительного затухания фосфоресцентного экрана позволяет упростить эксплуатацию фотометра и повысить точность измерений. Формула изобретения Фотометр, содержащий фосфоресцентный экран, обращенный к измеряемому световому потоку и нейтральный светофильтр, расположенный между измеряемым световым потоком и фосфоресцентным экраном, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерений, на фосфоресцентный экран нанесена шкала из светопоглощающего материала, отградуированная в светотехнических единицах освещенности для различных температур окружающей среды, а нейтральный светофильтр выполнен

съемным, и его коэффициент поглощения плавно увеличивается вдоль шкалы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 61666, кл. G 01 J 1/58, 1941 (прототип).