Устройство для измерения коэффициента поглощения

Устройство для измерения коэффициента поглощения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

Ю, i

А, А. Либерман и Е. И. Янкевич

) / э

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ПОПЮЦЕНИЯ

Изобретение относится к фотометрии, в частности к созданию аппарату" ры. для измерения коэффициента поглощения приемного элемента, непрерывного оптического излучения.

Известно устройство для измерения . коэффициента поглощения приемного элемента оптического излучения, со" держащее источник излучения, интегрирующую сферу с входными и выходtQ ными отверстиями, в выходном отверстии которой попеременно размещены исследуемый приемный элемент или заглушка, имеющая покрытие, аналогичное покрытию сферы и регистратор, свя-.

15 занный одним из входов с интегрирующей сферой (1j.

Недостатком, известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная неоднородностью изме" рения падающего и отраженного потоков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения коэффициента поглощения, содержащее источник излучения, установленные по ходу излуче ния модулятор, интегрирующую сферу с фотоприемником на выходе, который подсоединен к двухканальному регистратору, каждый из каналов которого соединен с соответствующим датчиком опорного сигнала оптического модулятора, при этом датчики опорного сигнала модулятора выполнены таким образом, что их сигналы сдвинуты относительно друг друга по фазе на

QQ 2, ь

Однако устройство имеет низкую точность измерений коэффициента поглощения, обусловленную неравномерностью распределения мощности излучения по сечению пучка.

Цель изобретения - повышение точности измерения коэффициента поглощения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения

3 922598 4 коэффициента поглощения, содержащее имеющая покрытие, аналогичное покрыистоиник излучения, установленные тию дополнительных сфер 13 и 16. по ходу излучения модулятор, интегри- Сферы 13 и 16 идентичны по оптирующую сферу с фотоприемником на вы- ческим параметрам. Оптически и мехаходе, который подсоединен к двухка- g нически дополнительные сферы 13 и 16 нальному регистратору, каждый из ка- жестко сочленены с основной сферой налов которого соединен с соответст- 2, т.е. в точках сочленения 20 и 21 вующим датчиком опорного сигнала on- выходные отверстия дополнительных тического модулятора, при этом дат- сфер совмещены с входными отверстиячики опорного сигнала модулятора вы- 1о ми основной сферы 2. полнены таким образом, что их сиг- Устройство работает следующим обналы сдвинуты относительно друг дру- разом. га по Фазе на 90О, снабжено двумя До проведения измерения проводят дополнительными интегрирующими сфе- калибровку устройства и убеждаются рами, имеющими идентичные покрытия 15 в идентичности сфер 13 и 16. на внутренних поверхностях, и зер- Калибровка каждого канала проиэкалом, при этом дополнительные сфе- водится поочередно. Так как датчики

Ры жестко механически и оптически соч- опорного напряжения сдвинуты по фазе ленены с основной сферой первая до- на 90, то и полезный сигнал в каж-.

Э о0 полнительная сфера расположена по хо- щ дом канале должен отличаться на 90 ду излучения за модулятором, а вто- Поэтому при подаче мощности в перрая дополнительная сфера расгюложена вый канал производят подстройку по ходу излучения за зеркалом, уста- сдвига фазы так, чтобы в первом канале сигнал соответствовал своему. новленным по ходу излучения за модулятором, в выходном отверстии первой 25 . у у. Ро а во вто ом канале в дополнительной сферы установлено этом случае сигнал дол е р этом сл чае сигнал должен равняться средство для крепления образца, а. в нулю. Затем такую же р ц н лю. Затем такую же операцию невыходном отверстии второй допоинитель» обходимо проделать со р обхо имо и о елать со вторым каналом. осле подстройки фазового сдвиыой сФеры установлена заглушка е лом. После подстроик ф д га в сфе е 13 первого канала убирающая покрытие, идентичное покрытию 36 га в сфере 13 первого ка а у ри, таким образом, подаваемая мощНа чеРтеже представлена схема уст- ность проходит сферу 13. насквозь, ройства. и сигнал, регистрируемый первым каУстРойство соДержи™CTo tH K 1 s налом регистратора 5,соответствует лУчениЯ, интегриРУющУю сфеРУ 2 с фо- нулевому значению. Затем на место

3$ топриемником 3 на выходе, который исследуемого приемного элемента 15 берез предваРительный Усилитель 4 устанавливается заглушка 19 с покподсоединен к двухканальному регист- рытием, аналогичным покрытию дополратору 5. Каждый из каналов регист- нительных сфер. В таком положении ре46 ратора соответственно содержит уси- гистрируется сигнал, пропорциональлитель 6 или 7 и синхРонный детектоР ныл подаваемой мощности, после чего

8 или 9. аналогичная операция проделывается

На синхронные детекторы 8 и 9 пос- со второй дополнительной сферой 16. тупают сигналы с соответствующих При убранной заглушке 19 регистридатчиков 10 и 11 опорных сигналов, 45 руется сигнал нулевого уровня и ручсдвину™х друг относительно друга кой установки нуля на синхронном депо Фазе на 90 и Расположенных на мо- текторе 9 устанавливается отсчет нудУлЯторе 12. МодУлЯтоР 12 выполнен, ля аналогичный отсчету нуля в пернапример, в виде пластины с прорезя- вом канале. После этого устанавливами и находится по ходу излучения пе- 3В ется заглушка 19 и в таком положении ред:входом первой дополнительной регистрируется сигнал, пропорциональсферы 13, в выходном отверстии 14 ко- ный подаваемой мощности во втором каторой установлен исследуемый прием- нале. Регулировкой коэффициента усиленый элемент 15. Перед входом второй ния второго канала добиваются того, дополнительной сферы 16 по ходу из- 33 чтобы уровень записываемого сигнала лучения за модулятором 12 расположе- во втором канале соответствовал уров; но зеркало 17. В выходном отверстии ню сигнала первого канала, после чего

18 сферы 16 установлена заглушка 19, установка готова к работе.

U отр.

TlO+

5 9225

Измерения осуществляют так. Поток излучения от источника 1 направляют на оптический модулятор 12, от которого он отражается и через входное отверстие дополнительной сферы 13 попа- 5 дает на исследуемый приемный элемент

15, установленный в выходном отверстии 1ч этой сферы. Отраженный от приемного элемента 15 поток интегрируется в сфере 13 и через отверстие 10

20, общее для сфер 2 и 13, проходит в сферу 2.

Падающий поток излучения, прошедший модулятор 12,отражается от зеркала 17 и попадает через входное отверстие, 15 дополнительной сферы на заглушку 19, имеющую покрытие, аналогичное покры" тию сферы, интегрируется в этой сфере и через отверстие, общее для сфер 2 и 16, проходит в сферу 2. 20

Падающий и отраженный потоки, диффузионно-рассеянные в сфере 2, фиксируются фотоприемником 3, установленным в данной сфере 2 и соединенным с. двухканальным регистратором 5. Р5

Для измерения величин этих потоков их разделяют с помощью синхронных де-текторов 8 и 9, установленных в каждом канале регистратора 5, на которые подается напряжение с датчиков 30 опорного сигнала модулятора, сдвинутых относительно друг друга по фазе на 90 .

Измерив одновременно падающий и отраженный потоки определяют коэффи1

35 циент поглощения исследуемого приемного элемента по закону Кирхгофа

Таким образом, одновременное -из" мерение падающего и отраженного потоков при помощи двух дополнительно

Введенных интегрирующих сфеР дает, 45 возможность исключить влияние нестабильностей источника излучения (интегральной и по пучку) и снизить влияние геометрических и фотометрических неоднородностей в параметрах

98 6 сфер, что позволяет повысить точность определения коэффициента поглощения при непрерывном излучении. формула изобретения

Устройство .для измерения коэффициента поглощения, содержащее источник излучения установленные по

"ходу излучения модулятор, интегрирующую сферу с фотоприемником на выходе, который подсоединен к двухканальному регистратору, каждый из каналов которого соединен с соответствующим датчиком опорного сигнала оптического модулятора, при этом датчики опорного сигнала модулятора выполнены таким образом, что их сигна" лы сдвинуты относительно друг друга по фазе на 90, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, устройство снабжено двумя дополнительными интегрирующими сферами, имеющими идентичные -покрытия на Внутренних поверхностях, и зеркалом, при этом дополнительные сферы жестко механически и оптически сочленены с основной сферой, первая дополнительная сфера расположена по ходу излучения за модулятором, а вторая дополнительная сфера расположена по ходу излучения эа зеркалом, установленным по ходу излучения за мо" дулятором, в выходном отверстии первой дополнительной сферы установлено средство для крепления образца, а в выходном отверстии второй дополнительной сферы установлена заглушка, имеющая покрытие, идентичное покрытию дополнительных сфер.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, А.Н.Taylor "The tleasurement of

0iffuse Reflection Pactors and йеи

absolute Reflectometer" J.0pt.Soc.

of Americe 1920; чо1.4; N0>t:оо 9.

2, Патент Японий ll 52-10032,, кл. 111 F 5, опублик. 1969 (прото тип).

922598

1 г

Составитель А. А. Шуров

Редактор Н. Бобкова Техред Л. Пекарь Корректор О. Билак

Яакаэ 2571/57 . Тираж 883 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,оул. Проектная, 4