Pierwszenstwo: Opublikowano: 19.VIII.1966 (116 154) 31.14970 58234 KI. 42 h, 17/05 MKP G 01 flfV UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jerzy Maciej Nowak, mgr inz. Pa¬ wel Czyz Wlasciciel patentu: Instytut Badawczo Projektowy Przemyslu Farb i Lakierów, Gliwice (Polska) Sposób pomiaru polysku i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru polysku przy pomocy fotodiod lub fototranzysto¬ rów germanowych i krzemowych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu w praktyce.Sposób pomiaru polysku wedlug wynalazku po¬ lega na uzyciu do pomiaru zbieznego strumienia swiatla o bardzo malym kacie brylowym i ognis¬ kowaniu go przez mierzona powierzchnie na czu¬ lym fotoelemencie typu fotodiody lub fototran¬ zystora.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schema¬ tycznie zasade pomiaru wedlug wynalazku, fig. 2 przedstawia schematycznie znany sposób pomia¬ ru, fig. 3 przedstawia w przekroju podluznym aparat mierzacy, fig. 4 przedstawia urzadzenie w widoku aksonometrycznym.W budowanych i uzywanych dotychczas polys- komierzach fotoelekrycznych, opartych na foto¬ komórkach prózniowych lub ogniwach selenowych jako fotoczujnikach, do pomiaru stosuje sie rów¬ nolegly strumien swiatla, który jest rzutowany ze zródla 1 przy pomocy kondensora 2 na mie¬ rzona powierzchnie 3 i po odbiciu od niej jest skupiany odpowiednim ukladem soczewek na fo¬ toogniwie 7. Powstajacy w fotoogniwie prad, pro¬ porcjonalny do ilosci odbitego swiatla mierzony jest czulym galwanometrem lub miernikiem elek¬ tronowym 8.Dla zmniejszenia wplywu swiatla rozproszonego 10 15 0r na wynik pomiaru stosuje sie przeslony 6 w ognisku ukladu soczewek skupiajacych swiatlo od¬ bite. Otwór przeslony przy tym nie moze byc zbyt maly z uwagi na strate swiatla i zmniejszenie czu¬ losci aparatu. W wyniku tego oraz w wyniku wad soczewek duza czesc swiatla rozproszonego 0r prze¬ dostaje sie na powierzchnie fotoelementu 7 i jest rejestrowana na równi ze swiatlem odbitym zwierciadlanie 0ZW i podwyzsza wartosc mierzo¬ nego polysku. W znanych polyskomierzach do po¬ miaru uzywa sie strumienia swiatla o kacie bry¬ lowym wynoszacym kilka steradianów; powstajace stad bledy pomiaru polysku moga osiagnac nawet kilkanascie procent. Dazenie do zmniejszenia wply¬ wu swiatla rozproszonego spowodowalo znaczna rozbudowe systemu optycznego obecnych aparatów i zwiekszenie ich rozmiarów oraz ciezaru. Znaczne straty swiatla w ukladzie optycznym (soczewki, przeslony) oraz ograniczona czulosc fotoogniw i fotokomórek prózniowych obnizaja ogólna spraw¬ nosc ukladu fotoelektrycznego i zmuszaja do sto¬ sowania silnych zródel swiatla oraz bardzo czulych, wrazliwych na mechaniczne uszkodzenia mierni¬ ków jak galwanometry lub mierniki elektronowe, co powoduje zwiekszenie rozmiarów oraz ciezaru obecnie produkowanych polyskomierzy i ogranicza ich stosowanie glównie do stacjonarnych, labora¬ toryjnych warunków pracy.Przy przeprowadzeniu pomiaru polysku sposo¬ bem wedlug wynalazku, przy uzyciu strumienia 5823458234 3 zbieznego, nie zachodzi koniecznosc stosowania so¬ czewek ogniskujacych odbity strumien swiatla.Fotodiode lub fototranzystor umieszcza sie w ognisku powstalym w wyniku odbicia zbieznego strumienia swiatla od mierzonej powierzchni. Ze wzgledu na bardzo mala powierzchnie czynna, fo¬ todioda „zbiera" niewielka czesc swiatla rozpro¬ szonego pochodzacego z malego kata brylowego, rzedu 0,5 steradiana.Przy pomiarze polysku sposobem wedlug wyna¬ lazku zbiezny strumien swiatla jest rzutowany przez kondensor 2 na mierzona powierzchnie 3 pod katem padania a, odbijany i ogniskowany przez nia na fotodiodzie lub fototranzystorze 4 pod katem odbicia |3 = a. Przeplywajacy przez fotodiode 4 prad jest proporcjonalny do wielkosci odbitego strumienia swiatla, czyli do polysku i jest mierzo¬ ny mikroamperomierzem 5. Zródlem swiatla jest zarówka 1 zasilana ze stabilizowanego zródla pradu elektrycznego.Aparat sklada sie z dwóch czesci: czujnika foto- tranzystorowego oraz czesci B zawierajacej mikro- amperomierz, zródlo nasilania oraz elementy do regulacji danego miernika. Obie czesci aparatu sa polaczone kablem elektrycznym 11.Czujnik fototranzystorowy, fig. 3 sklada sie z naswietlacza (zarówka z kondensorem) 9 rzucaja¬ cego zbiezny strumien swiatla na badana powierz¬ chnie 3 oraz fototranzystora lub fotodiody 10 mie¬ rzacych strumien odbity. Naswietlacz i fototranzy¬ stor zamocowane sa w ten sposób, aby zachowany byl warunek: kat padania równa sie katowi od¬ bioru (odbicia) strumienia swiatla. Czujnik posiada swiatloszczelna obudowe 12 zaopatrzona w szczeli¬ ne pomiarowa 13, przez która wydostaje sie stru¬ mien swiatla padajacy na badana powierzchnie 3 i powraca strumien odbity. Druga czesc aparatu B znajduje sie w przenosnej obudowie i zawiera mikroamperomierz 14, zródlo zasilania oraz ele¬ menty 15, 16, 17 do wlaczania i regulacji miernika.Do zasilania polyskomierza sluzy maly akumulator lub bateria sucha. Jako miernik fotopradu zostal uzyty mikroamperomierz. Fotodioda moze pracowac w ukladzie mostkowym lub szeregowym przy ujemnym napieciu polaryzacji rzedu kilku woltów.Przy pracy w ukladzie mostkowym uzyskuje sie wieksza stabilnosc pracy polyskomierza, czulosc jednak jest mniejsza.Obsluga aparatu jest prosta i obejmuje wlaczenie 5 elektrycznego zródla zasilania, cechowanie mierni¬ ka pradu oraz dokonywanie wlasciwych pomiarów polysku. Cechowanie miernika przeprowadza sie po ustawieniu czujnika fototranzystorowego na po¬ wierzchni wzorcowej; polega ono na sprowadzeniu io wskazówki mikroamperomierza 14 przy pomocy elementów 15 i 16 w pozycje „0" przy wylaczonym naswietlaczu oraz w pozycje „100" przy wlaczonym naswietlaczu.Po dokonaniu cechowania aparatu przeprowadza 15 sie wlasciwe pomiary. Przeprowadzenie wlasciwego pomiaru polega na ustawieniu czujnika na mierzo¬ nej powierzchni i dokonaniu odczytu wartosci po¬ lysku na mikroamperomierzu w procentach wzgle¬ dem polysku powierzchni wzorcowej, który przyj- 20 muje sie za 100%.Obudowa czesci B aparatu posiada pojemniki 18 i 19 do przechowywania czujnika, kabla laczacego i wzorców polysku.Polyskomierz fototranzystorowy w porównaniu 25 z klasycznymi polyskomierzami fotoelektrycznymi odznacza sie szeregiem zalet, a przede wszystkim malymi wymiarami i ciezarem, duza czuloscia oraz malym zuzyciem energii elektrycznej. Miesci sie w niewielkim futerale i moze sluzyc jako aparat pod- 30 reczny, przenosny do pomiarów róznych powierz¬ chni, a przede wszystkim powlok lakierowych, tworzyw sztucznych, ceramicznych oraz metalo¬ wych. 35 PL