CS246967B1 - Reflektometr - Google Patents

Abstract

Beflektoaetr je určen pro měření činitele odrazu světla ploch, zejména interiérových, osvětlených světelným tokem při rovno ­ měrném dopadu světla, přičemž je měřen veěkerý odražený světelný tok. Integrační polokoule (2) a difúzně odrazným vnitřním povrchem (6) je opatřena průsvitným okrajo ­ vým pásem (7). Uvnitř integrační polo ­ koule (2) je uspořádán měřicí otvor (3) s fotoelektrikem (11). obklopený prstenco ­vou pásovou clonou (9).

Description

246967 2

Vynález se týká reflektometru pro měření činitele odrazu světla, zejména velkýchosvětlovaných ploch v objektech.

Dosavadní zařízení pro měřeni činitele odrazu osvětlovaných ploch nejsou vhodná prorychlé provozní měření anebo neposkytují hodnověrná hodnoty. Znalost činitelů odrazusvětla je věak velmi nutné pro správné projektování a hospodárný provoz umělého osvětle-ní. Správná volba činitelů odrazu světelně činných ploch umožňuje racionální využitíelektrické energie při současném optimálním osvětlení pro zrak osob, žijících a pra-cujících v osvětlovaných objektech. Pro hodnocení reflexe je prakticky nejvhodnějěívyužiti činitele odrazu v případě difúzního dopadu světla a měření veškerého odraženéhosvětelného toku. K tomuto měření je používáno zařízení založené na principu integračních koulí.

Toto zařízení, založené na principu tzv. Taylorovy metody, používá integrační koulise třemi malými otvory, jejichž osy svírají vzájemně pravý úhel, a a jedním většímotvorem, ležícím proti jednomu z malých otvorů. Měření se provádí v několika etapách.Nejprve se při osvětlování vnitřního povrchu koule malým otvorem zakrývá velký otvornereflexním pokryvem, poté se tento otvor zakrývá plochou se standardním činitelem \ odrazu rovným činiteli odrazu vnitřního povrchu koule a nakonec se na velký otvorpřikládá měřený vzorek. Hodnota jasu vnitřního povrchu koule se odečítá pomocí fotoelek-trického prvku, např. fotočlánku, umístěného v jednom z malých otvorů. Ze zjištěnýchhodnot jasu vnitřního povrchu koule se pak vypočítá činitel odrazu měřeného vzorku.

Tato metoda a toto měřící zařízení je určeno spíše pro laboratorní podmínky, propraktické provozní měření se nehodí. Je sice známo zařízení na měření optických vlastnostípovrchu, např. barvy, jasu nebo lesku, avšak to je založeno na principu přímého dopa-du vyzařovaných paprsků, například elektromagnetického záření, na měřenou plochu. V polo-kruhovém prostoru je pak umístěn kolektor na sběr odražených paprsků a změření jejichsumární hodnoty, která se porovnává s hodnotou vyzářenou. Takové zařízení je sice vhodnépro měřeni některých vybraných vlastností některých povrchů, např. při výrobě materiálůkde záleží na optických vlastnostech jejich povrchu, avšak není použitelné pro měřeníčinitele odrazu osvětlovaných ploch v objektech, protože neprovádí měření na základědifúzního světla, tedy světelného toku, dopadajícího na osvětlovanou plochu z polo-prostoru s konstantním jasem. Pouze takovéto měřeni nejvíce odpovídá situaci při osvětlo-vání objektů. Takovéto zařízení pro měřeni činitele odrazu, které by bylo provozně snadnopoužitelné, není dosud známo. V provozu se používá nejčastěji měření osvětlenostiluxmetry a měření jasu v kandelách na jednotku plochy, z čehož se pak opět musí čini-tel odrazu vypočítat. Toto měření je však značně nepřesné a neodpovídající reálu,nebol měřené plochy nejsou ve většině případů ideálně rozptylné.

Používá se též hodnocení činitele odrazu porovnáváním barvy povrchu hodnocenéplochy s barevnými vzorovými porovnávacími plochami kolem měřících otvorů na speciálníchsrovnávacích papírech, což je však poměrně zdlouhavé a jeho přesnost je závislá nasdhadu, který je subjektivně ovlivnitelný.

Tyto nevýhody a nedostatky odstraňuje reflektoraetr podle vynálezu, jehož podstataspočívá v tom, že reflektometr, opatřený půllculovou vnitřní světelně odraznou plochou,sdrojem vyzařovaných paprsků a měřicím otvorem pod půlkulovou plochou pro průchod>aprsků k měřené ploše, je tvořen integrační polokoulí s difúzně odrazným vnitřním po-vrchem, opatřenou průsvitným okrajovým pásem, uvnitř níž je uspořádán měřicí otvori fotoelektrikem, obklopený prstencovou pásovou clonou.

Reflektometr podle vynálezu je velmi přesný, což přímo vyplývá z technického řešení ptického polokulového systému s měřicím fotoelektrikem ve středu polokoule, je poho- ový, snadno přenosný a prakticky neomezeně provozně použitelný. Měření se provádí elmi rychle po přiložení na měřenou plochu. Reflektometr je použitelný pro plochy jak difúzním, tak i zrcadlovým odrazem. 3 246967

Instalace měřícího fotoelektrika spolu s použitým difúzním osvětlením vnitřníhopovrchu polokulového integračního prostoru zaručuje vysokou rovnoměrnost jasu v polo-prostoru nad měřenou plochou a přesné určení střední hodnoty výsledného jasu.

Vynálezeckým uspořádáním je dosaženo i vysoké citlivosti reflektometru v širokémrozsahu hodnot. Vyhodnocení fotoproudu fotoelektrika, např. přes zesilovač a kompenzačnízařízení měřícím přístrojem umožňuje po přiložení reflektometru na měřený povrch příméodečtení měřené veličiny. Příklady provedení reflektometru podle vynálezu jsou schematicky znázorněny napřipojených výkresech, kde obr. 1 představuje řez jedním provedením reflektometru,na obr. 2 je řez jiným provedením reflektometru s jeho blokovým schématem zapojení aobr. 3 znázorňuje řez dalším z možných provedeni samotného reflektometru podle vynálezu.

Na měřené ploše 2 spočívá, resp. je nad ní uspořádána integrační polokoule 2,opatřená měřicím otvorem 2, který je s výhodou proveden v rovině diametrálního řezuteoretickou koulí, z níž je integrační polokoule 2 vytvořena. Na své vnitřní ploše £ jeintegrační polokoule 2 pokryta vrstvou 2 s difúzně odrazným vnitřním povrchem 6, s vý-hodou s vysokým činitelem odrazu světla. U okraje integrační; polokoule 2 je její stěna provedena jako průsvitný okrajový pás2, popřípadě v tento průsvitný okrajový pás 2 přechází. Průsvitný okrajový pás 2 můžebýt proveden přímo jako pokračování kulové stěny integrační polokoule 2, anebo můžebýt proveden jako válcový, kdy na kulovou stěnu integrační polokoule 2 navazuje válcovýprůsvitný okrajový pás 2, případně může být proveden i jako kuželová plocha.

Vně integrační polokoule 2 je uspořádán alespoň jeden světelný zdroj 8, provedenýnapř. kolem průsvitného okrajového pásu 2 jako kruhová zářivka nebo ve vzdálenosti odokrajového pásu 2 jako jiné světelné zdroje 8, např. žárovkové, případně může býtumístěn i jinde, např. nad integrační polokoulí 2. Uvnitř integrační polokoule 2 jekolem průsvitného okrajového pásu 2 uspořádána prstencová pásová clona 2 tedy průsvitnýokrajový pás 2 de vlastně uspořádán kolem prstencové clony 2· S výhodou je výška prstencové pásové clony 2 stejná nebo mírně větší, případněmírně menší než je výška průsvitného okrajového pásu 2-výhodné, aby integrační polo-koule 2 s průsvitným okrajovým pásem 2 a prstencovou pásovou clonou 2 byly uspořádány naspolečném nosném rámu 22· S výhodou ve středu integrační polokoule 2 je upravenoalespoň jedno fotoelektrikum 21, případně může být více fotoelektrik 11 uspořádáno kolemstředu integrační polokoule 2 (neznázorněno).

Fotoelektrikum 11 je tvořeno fotoelektrickým článkem, fotobuňkou, fotoodporea,fotodiodou, fototranzistorem apod., jehož aktivní plocha 18 je obrácena dovnitř integrač-ní polokoule 2. S výhodou je fotoelektrikum 11 uchyceno rovněž k nosnému rámu 22, např.jedním nebo více neznézorněnými dráty, žebry nebo jinými nosnými prvky, pokud možnoco nejtenčími, případně je takto uchyceno fotoelektrikum 22 integrační polokouli 2, nebok prstencové pásové cloně 2· průsvitný okrajový pás 2 může vně integrační polokoule2 přiléhat světlovodná vrstva 22, např. plexisklo, případně může být s výhodou průsvitnýokrajový pás 2 vytvořen jako zmatněný vnitřní okraj světlovodné vrstvy 22, takže mástejnou výšku.

Mezi světlovodnou vrstvou 12 a světelným zdrojem 8, který může být uspořádán přímove světlovodné vrstvě 12 nebo nad ní, je proveden optický filtr 13. s výhodou vyjímatel-ný a vyměnitelný spektrální optický filtr 22, např. prstencový, vkládaný do štěrbiny 21ve světlovodné vrstvě 22· Neznázorněným dalším spektrálním filtrem je pak obvykle opatřenoi fotoelektrikum 21, resp. jeho aktivní plocha 18.

Claims (20)

1. 246967 4 Fotoelektrikum 11 je zapojeno např. přes zesilovač 16 na vhodný měřici přístroj 25nebo neznázorněný vyhodnocovací obvod, což je v daném případě použit fotoodpor jakofotoelektriko 11. Je-li světelný zdroj 8 umístěn vzdáleně od průsvitného okrajovéhopásu I a nad světlovodnou vrstvou 12. je např. uchycen k nosnému rámu 10 konzolami 22(obr. 3). Reflektometr podle vynálezu funguje při měření takto: Měřícím otvorem J se přiložíreflektometr na měřenou plochu 2> přičemž fotoelektrikum 21 spočívá rovněž na měřenéploše 2· Rozsvítí se světelný zdroj 8 a světlo, případně spektrálně filtrované optickýmfiltrem 13. prosvěcuje průsvitný okrajový pás 2> což se případně děje přes světlovodnouvrstvu 12. ® vniká dovnitř integrační polokoule 2. Prstencová pásová clona 2 zabránípřímému osvitu fotoelektrika 11 a měřené plochy 2 světlem z průsvitného okrajovéhopásu 2. takže difúzně vyzářené světelné paprsky dopadají na difúzně odrazný vnitřnípovrch 6 integrační polokoule 2, odrážejí se od něj, dopadají na měřenou plochu 2> odra-zí se od ní, dopadnou opět na difúzně odrazný vnitřní povrch 6 a po mnohonásobnýchodrazech pak dopadají na aktivní plochu 18 fotoelektrika 22· Tím vznikne anebo se změní elektrický proud, procházející fotoelektrikem 11.případně napětí na něm. Po vhodné úpravě, např. zesilovačem 16. je proudové nebo napěío-vá hodnota změřena měřícím přístrojem 1 5. cejchovaným s výhodou přímo v jednotkáchčinitele odrazu světla. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Reflektometr, opatřený půlkulovou vnitřní světelně odraznou plochou, zdrojemvyzařovaných paprsků a měřícím otvorem pod půlkulovou plochou pro průchod paprsků k mě-řené ploše, vyznačený tím, že je tvořen integrační polokouli (2) s difúzně odraznýmvnitřním povrchem (6), opatřenou průsvitným okrajovým pásem (7), uvnitř níž je uspořádánměřicí otvor (3) s fotoelektrikem (11), obklopený prstencovou pásovou clonou (9).
2. 2. Reflektometr podle bodu 1, vyznačenýve středu integrační polokoule (2).
3. 3. Reflektometr podle bodu 1, vyznačenýuspořádán alespoň jeden světelný zdroj (8).
4. 4. Reflektometr podle bodu 3, vyznačenývně za průsvitným okrajovým pásem (7).
5. 5. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený(7) je uspořádána ploché světlovodná vrstva tím, že fotoelektrikum (11) je Uspořádáno tím, že vně integrační polokoule (2) je tím, že světelný zdroj (8) je uspořádán tím, že vně průsvitného okrajového pásu12).
6. 6. Reflektometr podle bodu 5, vyznačený tím, že světlovodná vrstva (12) je nasvém vnitřním okraji opatřena průsvitným okrajovým pásem (7), vytvořeným jejím zmatněním
7. 7. Reflektometr podle bodu 3, vyznačený tím, že mezi průsvitným okrajovým pásem(7) a světelným zdrojem (8) je uspořádán optický filtr (13).
8. 8. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že průsvitný okrajový pás (7) jevytvořen kulovým tělesem.
9. 9. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že průsvitný okrajový pás (7) jevytvořen válcovým tělesem.
10. 10. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že průsvitný okrajový pás (7) jevytvořen kuželovým tělesem . 5 246967
11. 11. Reflektometr podle bodu 3, vyznačený tím, že světelný zdroj (8) je uložen vesvětlovodné vrstvě (12).
12. 12. Reflektometr podle bodu 3, vyznačený tím, že světelný zdroj (8) je uložennad světlovodnou vrstvou (12).
13. 13. Reflektometr podle bodu 3, vyznačený tím, že světelný zdroj (8) je uložennad Integrační polokoulí (2).
14. 14. Reflektometr podle bodu 3, vyznačený tím, že integrační polokoule (2) s průsvit-ným okrajovým pésem (7) a fotoelektrikem (11) jsou s prstencovou pásovou clonou (9) a světelným zdrojem (8) uloženy na společném nosném rámu (10).
15. 15. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že měřicí otvor (3) je provedenv diametrální rovině integrační polokoule (2).
16. 16. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že integrační polokoule (2) je uvnitřopatřena vrstvou (5) s difúzně odrazným vnitřním povrchem (6).
17. 17. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že průsvitný okrajový pás (7) přímonavazuje na stěnu integrační polokoule (2).
18. 18. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že průsvitný okrajový pás (7) jeaooučástí stěny integrační polokoule (2).
19. 19. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že stěna integrační polokoule (2)přechází do průsvitného okrajového pásu (7).
20. 20. Reflektometr podle bodu 1, vyznačený tím, že fotoelektrikum (11) je napojenopřes zesilovač (16) na měřicí přístroj (15). 3 výkresy