Способ определения коэффициентаотражения

Способ определения коэффициентаотражения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ

<у807166 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 05. 06. 78 (21) 2623434/18-25 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 23.02.81. Бюллетень Н9 7

Дата опубликования описания 260281

Рз)М. К.

6 01 М 21/55

Государственный комитет

СССР по делан изобретеиий и открытий (53) УДК 535.242 (088.8) I !

) арЬКОВСКИй ГОСударСтВЕННЫй ОрдЕНа Труд ВОГО" М аСйОз ГО- (72) Авторы изобретения

О.Е.Закуренко, B.Ì.Êóçüìè÷åâ и И.А.Приз (71) Заявитель намени университет им. А.М. Горького (54) СПОСОБ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к измерению фотометрических свойств материалов и может быть использовано для определения коэффициентов отражения образцами с зеркальным или близким к нему характером отражения в широкой спектральной области.

Известен способ определения коэффициента отражения путем измерения падающего на образец и отраженного им потоков излучения. По этому способу луч света от источника излучения, например лазера, направляют вначале через систему зеркальных отражателей прямо на фотоприемник и измеряют падающий поток. Затем на пути луча помещают исследуемый образец а зеркальный отражатель поворачивают так, чтобы отраженный дважды от исследуемого образца луч попал 20 на фотоприемник, и измеряют отраженный поток. Коэффициент отражения исследуемой поверхности определяют как отношение измеренных сигналов (1).

Этот способ дает врзможность определить коэффициент отражения плоской полированной поверхности или покрытия на полированной поверхности в пучках ограниченного сечения, что является его недостатком. ЗО

Кроме того. он имеет узкую спект ральную область измерений, которая ограничена спектральной чувствительностью приемного фотоэлемента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения коэффициента отражения излучения от образцов с зеркальным или близким к нему характером отражения путем регистрации падающего и отраженного потока.

По этому способу свет от источника напранляют через входное окно н полый шар с белой матовой ннутренней поверхностью. Сквозь другое окно измеряют яркость стенки шара н заданной точке в 2-х случаях: когда на пути лучей помещают образец и без образца. По отношению полученных величин яркости определяют коэффициент отражения образца 52).

Недостатком известного способа является ограниченный спектральный диапазон используемого излучения, обусловленный тем, что коэффициент отражения покрытия шара должен быть близок к 1, что не позволяет применять его для измерения отраже". ния излучения с произвольным спектральным составом.

807166 =С зо « Р ), Кроме того, при измерениях отражения в пучках большого поперечного сечения он требует дорогостоящего и громоздкого оборудования и довольно сложных вспомогательных операций для учета систематической погрешности, вызванной потерями отраженного от образца потока излучения сквозь входное окно шарового фотометра.

Цель изобретения — расширение спектральной области измерения в пучках большого .поперечного сечения коэффициента отражения.

Указанная цель достигается тем, что измеряют сумму падающего и отраженного образцом потоков излучения с помощью болометрической решетки, полностью перекрывающей падающий и отраженный от образца потоки излучения, затем рассчитывают коэффициент отражения по формуле где N, М вЂ” сигналы, пропорциональные падающему и сумме падающего и отраженного потоков соответственно д5 коэффициент пропускания болометрической решетки.

При этом при измерении падающего на образец потока излучения обеспечивается однократное его прохождение через болометрическую решетку.

Использование данного способа измерений коэффициента отражения позволяет проводить измерения в широкой спектральной области, поскольку приемник, болометрическая решетка является неселективным.

Кроме того, этим способом с помощью болометрической проволочной решетки можно проводить измерения отражения пучков излучения 40 большого поперечного сечения, так как размеры ее можно менять в широких пределах.

Использование болометрической проволочной решетки позволяет проводить корректные измерения, поскольку она является измерителем проходного типа и не влияет заметным образом на пространственные характеристики проходящего сквозь нее 50 потока электромагнитного излучений (расходимость пучка излучения и распределение плотности мощности в поперечном сечении пучка) при выполнении условия а ъ Х >>А. где а

1 минимальный линейный размер, характеризующий неоднородности в распределении плотности потока мощности в поперечном сечении пучка электромагнитного излучения, в котором заключена заметная доля энергии, пе- dO реносимая всем пучком, Х вЂ” шаг решетки, A, — длина волны самой низко-, частотной компоненты в спектре пучка.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. И

Между источником излучения и исследуемым образцом помещают болометрическую решетку. Для сведения к минимуму влияния побочных эффектов, вызванных взаимодействием исследуемого образца и электромагнитного излучения (например выброс вещества или образование факела ионизации на по- верхности образца), а также передачи энергии от образца к измерительной решетке за счет конвекции иди ударной волны, расстояние между образцом и измерительной системой выбирают достаточно большим, учитывая при этом, чтобы отраженный пучок полностью пересекал измерительную систеМУ.

В этом случае сигнал от болометрической решетки можно представить в виде где С вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от чувствительности измерительной системы и свойств системы индикации;

Оэо- падающий поток излучения.

Если удалить образец, то сигнал с решетки будет пропорционален потоку падающего излучения н,-cco

Отсюда коэффициент отражения у 0 - -

Коэффициент пропускания болометрической решетки должен быть измерен.

Пример. Предлагаемым способом определяют коэффициент отражения поглотителя ледяного калориметра, представляющего собой набор медных никелированных коаксиальных цилиндров, заостренных со стороны попадания света, с отрезком калориметрического колодца@60 мм, на импульсном излучении лазера ГОС 10014.=1,06 мкм, при диаметре пучка 50 мм. В качестве измерительной системы применяется проволочный болометр в виде соединенных последовательно скрещенных решеток, выполненных из никелевого провода950 мкм с шагом 2 мм. Диаметр окна корпуса решетчатого болометра составляет 68 мм. Болометр включают в мостовую схему, сигнал с которой регистрируется по отбросу индикатора гальванометра M 136/а. Для контроля уровня энергии лазерных импульсов применяется конусный калориметр, на который стеклянной пластиной от- . ветвляется часть пучка. Коэффициент пропускания болометрической решетки

7 измеряют при помощи конусного калориметра, он равен 0,945.

Результаты измерений представлены в таблице.

При измерениях без образца за болометром на расстоянии 2 м устанавливается конический поглотитель, который разворачивается в сторону на

807166 о

3-5 для того, чтобы отраженный от него пучок не попадал на решетку.

По показаниям контрольного кало- . риметра отсчеты с болометрической решетки приводятся к одному и тому же уровню энергии лазерного импульса.

Коэффициент отражения, вьтчисленный по ранее приведенному соотношению, удовлетворительно согласуется с величиной, полученной с помощью шарового фотометра при диаметре пучка 8 мм.

Отсчет с болометри ческой шетки

C.4,yen зания

М

ОСА 3 ролькаиметра ре

,>мЬ

8,2 10,87

8,2 10,48

8,4 10,74

8,4 10,98

8,3

10,66

90

8,3

87,5

10,23

8,13

8,5

91

8,4

9,66

9,49

9,63

8,2

9,88

8,4

10,39 86

8,3

8,4

8,5 10,75

89

9,64

9,94

8,3

8,4

8,06

8,2

8,3 10,24

79

9,51

8,2

8,4

10, 36

10,73

Среднее,8,3

90

8,4

8,1

8,4

8,3

8,3 ния, затем рассчитывают коэффициент отражения по формуле

ыь!N 1 р

t где N< hl> — сигналы, пропорциональные падающему и сумме падающего и отраженного потоков, соответственно;

dO à — коэффициент пропускания болометрической решетки.

2.Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при измерении

d5 падающего на образец потока излучеИзмерения с образцом, Ъ

Формула изобретения

1.Способ определения коэффициента отражения от образцов с зеркальным или близким к нему характером отражения путем регистрации падающего и отраженного потоков, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения спектральной области измерения в пучках большого поперечного сечения, измеряют сумму падающего и отраженного образцом потоков излучения с помощью болометрической решетки, полностью перекрывающей падающий и отраженный от образца потоки излуче .

Сравнительные испытания, таким образом, показывают, что с помощью предлагаемого способа возможно проводить измерения коэффициента отражения в широкой спектральной области с высокой точностью.

Предлагаемый способ позволяет снизить стоимость и габариты применяемого оборудования при измерениях коэффициентов отражения образцов больших размеров. Измерение без образца

10,72

10,31

10,32

10,00

Среднее

807166

Составитель О.Филиппов

Редактор Н.Лазаренко ТехредМ.Голинка ХорректорН.Григорук

Заказ 274/67 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП"Патент", r.ужгород,ул.Проектная,4 ния обеспечивают однократное его прохождение через болометрическую решетку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

Р 411356, кл. G 01 N 21/48,1971.

2.Тиходеев Г.М. Световые измерения в светотехнике. М-Л., Госэнергоиздат, 1962, с.361 (прототип).