RU211394U1 - Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections - Google Patents

Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections Download PDF

Info

Publication number
RU211394U1
RU211394U1 RU2021126649U RU2021126649U RU211394U1 RU 211394 U1 RU211394 U1 RU 211394U1 RU 2021126649 U RU2021126649 U RU 2021126649U RU 2021126649 U RU2021126649 U RU 2021126649U RU 211394 U1 RU211394 U1 RU 211394U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diffuse
cylinder
coefficients
emitter
matrix
Prior art date
Application number
RU2021126649U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Копылов
Валерий Вячеславович Петухов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU211394U1 publication Critical patent/RU211394U1/en

Links

Images

Abstract

Настоящее устройство относится к области проверки и измерений оптических параметров и предназначено для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений от внутренней поверхности цилиндра. Задачей полезной модели является создание стенда, обеспечивающего расширение функциональных возможностей для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений для закрытых поверхностей цилиндра. Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является размещение излучателя и (i+1) фотоприемников на матрице внутри цилиндра. Стенд для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений содержит излучатель с коллиматором излучения и поворотным устройством, которые смонтированы на направляющей с соединительными проводами, соединенной с матрицей фотоприемников, размещенных на светопоглощающем экране по всей длине цилиндра, отличается тем, что излучатель и (i+1) фотоприемников на матрице размещаются внутри цилиндра, причем измеряется интенсивность пучка от отражения на каждом (i+1) фотоприемнике матрицы, а также измеряется коэффициент диффузного и зеркального отражений для разных углов падения пучка на зеркальную поверхность и для разных участков этой поверхности. 2 з.п. ф-лы.

Figure 00000001
This device belongs to the field of verification and measurement of optical parameters and is designed to measure the coefficients of diffuse and specular reflections from the inner surface of the cylinder. The objective of the utility model is to create a stand that provides an extension of the functionality for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections for closed surfaces of the cylinder. The technical result that allows solving this problem is the placement of the emitter and (i+1) photodetectors on a matrix inside the cylinder. The stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections contains an emitter with a radiation collimator and a rotary device, which are mounted on a guide with connecting wires connected to a matrix of photodetectors placed on a light-absorbing screen along the entire length of the cylinder, characterized in that the emitter and (i+1) photodetectors on the matrix are placed inside the cylinder, and the intensity of the beam from the reflection on each (i + 1) photodetector of the matrix is measured, and the coefficient of diffuse and specular reflections is measured for different angles of beam incidence on the mirror surface and for different parts of this surface. 2 w.p. f-ly.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области проверки и измерений оптических параметров и предназначена для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений от внутренней поверхности цилиндра. В основе данного устройства лежит метод сравнения интенсивности пучка от излучателя с интенсивностью пучка, отраженного диффузно (Ai) на фотоприемники 6 или отраженного зеркально (А0) на фотоприемник 9 в центре матрицы. Наличие матрицы фотоприемников и возможности линейного перемещения излучателя относительно матрицы позволяет достичь высокой точности получаемого результата. Для коэффициента диффузного отражения результат получается интегрированием по всей поверхности цилиндра с учетом результатов измерения Ai, полученных на i фотоприемниках 6. Результат получается как итог после измерений при разных углах падения пучка от излучателя и после сканирования поверхности цилиндра с последующим нахождением средней по всем этим измерениям величины.The utility model relates to the field of checking and measuring optical parameters and is designed to measure the coefficients of diffuse and specular reflections from the inner surface of a cylinder. This device is based on the method of comparing the intensity of the beam from the emitter with the intensity of the beam reflected diffusely (Ai) on the photodetectors 6 or reflected specularly (A0) on the photodetector 9 in the center of the matrix. The presence of a matrix of photodetectors and the possibility of linear displacement of the emitter relative to the matrix makes it possible to achieve high accuracy of the result. For the diffuse reflection coefficient, the result is obtained by integrating over the entire surface of the cylinder, taking into account the measurement results Ai, obtained on i photodetectors 6. The result is obtained as a result after measurements at different angles of incidence of the beam from the emitter and after scanning the surface of the cylinder, followed by finding the average value over all these measurements .

Известен способ измерения коэффициента отражения зеркал (см. патент № RU 2665594 С1). Способ заключается в измерении интенсивности падающего (А) и отраженного (А1) пучков излучения с помощью приемника, вращаемого вокруг оси, проходящей через центр участка измеряемой поверхности зеркала и перпендикулярной плоскости падения с последующим вычислением коэффициента отражения.A known method for measuring the reflectance of mirrors (see patent No. RU 2665594 C1). The method consists in measuring the intensity of the incident (A) and reflected (A1) beams of radiation using a receiver rotated around an axis passing through the center of the area of the measured mirror surface and perpendicular to the plane of incidence, followed by calculation of the reflection coefficient.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

невозможность проводить измерения для внутренней поверхности цилиндра, только для открытых выпуклых или вогнутых поверхностей;the impossibility of taking measurements for the inner surface of the cylinder, only for open convex or concave surfaces;

измеряется только коэффициент зеркального отражения.only the specular reflection coefficient is measured.

Предлагаемым устройством решается задача - создание стенда, обеспечивающего расширение функциональных возможностей для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражения для закрытых поверхностей цилиндра.The proposed device solves the problem - the creation of a stand that provides an extension of functionality for measuring the coefficients of diffuse and specular reflection for closed surfaces of the cylinder.

Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, заключается в размещении излучателя и (i+1) фотоприемников на матрице внутри цилиндра. Измеряется интенсивность пучка от отражения на каждом фотоприемнике матрицы, причем на одном из них (А0) 9 получаем интенсивность зеркально отраженного луча, а на остальных i фотоприемниках (Ai) 6 - интенсивности диффузно отраженных пучков. Максимальная величина А0 на одном из фотоприемников при заданной интенсивности излучателя достигается тонкой подстройкой линейного сдвига излучателя относительно матрицы фотоприемников. Распределение интенсивности на остальных i фотоприемниках (Ai) сравнивается с расчетными величинами, отсюда находятся коэффициенты диффузного и зеркального отражения. Для достижения высокой точности каждый фотоприемник перед измерениями тарируется с использованием соединительной муфты в прямом излучении на фотоприемник по заданной интенсивности излучателя.The technical result obtained in the implementation of the utility model is to place the emitter and (i+1) photodetectors on a matrix inside the cylinder. The intensity of the beam from reflection is measured at each photodetector of the matrix, and on one of them (A0) 9 we obtain the intensity of the specularly reflected beam, and on the remaining i photodetectors (Ai) 6 - the intensity of diffusely reflected beams. The maximum value of A0 on one of the photodetectors at a given intensity of the emitter is achieved by fine tuning the linear shift of the emitter relative to the array of photodetectors. The intensity distribution on the remaining i photodetectors (Ai) is compared with the calculated values, from which the diffuse and specular reflection coefficients are found. To achieve high accuracy, each photodetector is calibrated before measurements using a coupling in direct radiation to the photodetector according to a given intensity of the emitter.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated by the drawing.

На фиг. 1 показана схема стенда для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений, где:In FIG. 1 shows a diagram of a stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections, where:

1. Излучатель1. Emitter

2. Коллиматор2. Collimator

3. Поворотное устройство3. Rotary device

4. Направляющая4. Guide

5. Соединительные провода5. Connecting wires

6. Фотоприемники матрицы6. Matrix photodetectors

7. Светопоглощающий экран7. Light absorbing screen

8. Зеркальная поверхность цилиндра8. Mirror surface of the cylinder

9. Центральный фотоприемник для отраженного зеркально луча9. Central photodetector for reflected specular beam

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Перед началом работы необходимо произвести тарировку стенда, для чего необходимо снять излучатель и, используя соединительную муфту, соединить излучатель поочередно с каждым фотоприемником на прием прямого излучения и, включив питание излучателя, записать показания каждого из (i+1) фотоприемников при приеме прямого излучения от излучателя. Эти показания позволят произвести нормировку сигнала для каждого фотоприемника и будут использованы для дальнейшего вычисления коэффициентов диффузного и зеркального отражения от внутренней поверхности цилиндра по показаниям измерений на (i+1) фотоприемниках. По окончании тарировки необходимо отсоединить излучатель от фотоприемника и установить его в гнездо поворотного устройства на направляющей. Далее ввести направляющую с излучателем и матрицей фотоприемников внутрь цилиндра и зафиксировать их положение светопоглощающим экраном внутри цилиндра. Выставить угол излучателя, подсоединить коллиматор и включить питающее напряжение на излучателе и фотоприемниках. Измерить ток на фотоприемнике №09 в центре матрицы и тонкой подстройкой переместить излучатель в положение, для которого ток фотоприемника №0 максимален. Сравнение величины этого тока с величиной, полученной при тарировании прибора, определяет коэффициент зеркального отражения. Далее, переключая номер канала, проводим последовательно измерения токов с 1-го по i-ый фотоприемник. Эти i величин токов сравниваются с расчетными величинами при заданных коэффициентах диффузного и зеркального отражения и в качестве искомой принимается та модель, которая наилучшим образом согласуется с измеряемыми данными. Эта процедура повторяется для разных углов падения пучка на поверхность зеркальной поверхности и для разных участков этой поверхности простым поворотом излучателя, а также перемещением линейки и вращением цилиндра вокруг своей оси. Окончательный результат находится усреднением всех полученных величин.Before starting work, it is necessary to calibrate the stand, for which it is necessary to remove the emitter and, using a coupling, connect the emitter in turn to each photodetector to receive direct radiation and, turning on the power to the emitter, record the readings of each of (i + 1) photodetectors when receiving direct radiation from emitter. These readings will make it possible to normalize the signal for each photodetector and will be used to further calculate the coefficients of diffuse and specular reflection from the inner surface of the cylinder according to the measurement readings on (i + 1) photodetectors. At the end of calibration, it is necessary to disconnect the emitter from the photodetector and install it in the socket of the rotary device on the guide. Next, insert the guide with the emitter and the matrix of photodetectors inside the cylinder and fix their position with a light-absorbing screen inside the cylinder. Set the angle of the emitter, connect the collimator and turn on the supply voltage to the emitter and photodetectors. Measure the current on photodetector #09 in the center of the matrix and fine-tune the emitter to the position for which the current of photodetector #0 is maximum. Comparison of the value of this current with the value obtained by calibrating the instrument determines the mirror reflection coefficient. Further, by switching the channel number, we sequentially measure the currents from the 1st to the i-th photodetector. These i values of currents are compared with the calculated values for given diffuse and specular reflection coefficients, and the model that best agrees with the measured data is taken as the desired one. This procedure is repeated for different angles of beam incidence on the surface of the mirror surface and for different parts of this surface by simply turning the emitter, as well as moving the ruler and rotating the cylinder around its axis. The final result is found by averaging all the obtained values.

Таким образом, использование настоящего технического решения существенно расширяет функциональные возможности стенда для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений. Заявляемый стенд может найти широкое применение в промышленности для измерений оптических параметров.Thus, the use of this technical solution significantly expands the functionality of the stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections. The inventive stand can be widely used in industry for measuring optical parameters.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны из уровня техники. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым.Technical solutions with features that distinguish the claimed solution from the prototype are not known from the prior art. This allows us to consider that the proposed solution is new.

Claims (3)

1. Стенд для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений, включающий излучатель 1 с коллиматором излучения 2 и поворотным устройством 3, смонтированные на направляющей 4 с соединительными проводами 5, соединенной с матрицей фотоприемников 6, 9, размещенные на светопоглощающем экране 7 по всей длине цилиндра 8, отличающийся тем, что излучатель и (i+1) фотоприемников на матрице размещаются внутри цилиндра.1. Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections, including the emitter 1 with a radiation collimator 2 and a rotary device 3, mounted on a rail 4 with connecting wires 5 connected to a matrix of photodetectors 6, 9, placed on a light-absorbing screen 7 along the entire length of the cylinder 8 , characterized in that the emitter and (i+1) photodetectors on the matrix are placed inside the cylinder. 2. Стенд для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений по п. 1, отличающийся тем, что измеряется интенсивность пучка от отражения на каждом (i+1) фотоприемнике матрицы.2. Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections according to claim 1, characterized in that the beam intensity is measured from reflection at each (i + 1) photodetector of the matrix. 3. Стенд для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений по п. 1, отличающийся тем, что измеряется коэффициент диффузного и зеркального отражений для разных углов падения пучка на зеркальную поверхность и для разных участков этой поверхности.3. Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections according to claim 1, characterized in that the coefficient of diffuse and specular reflections is measured for different angles of beam incidence on the mirror surface and for different parts of this surface.
RU2021126649U 2021-09-09 Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections RU211394U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU211394U1 true RU211394U1 (en) 2022-06-02

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128093A (en) * 1998-10-08 2000-10-03 Nikon Corporation Unit for measuring optical properties
RU2467309C1 (en) * 2011-07-22 2012-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") Method to measure coefficients of mirror reflection
RU2643216C1 (en) * 2016-12-06 2018-01-31 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for determining reflection coefficients of mirrors
RU2663301C1 (en) * 2017-06-01 2018-08-03 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Device for measuring reflection and emission coefficients of materials and coatings
RU2665594C1 (en) * 2017-07-11 2018-08-31 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" Stand for checking the specular reflection coefficient

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128093A (en) * 1998-10-08 2000-10-03 Nikon Corporation Unit for measuring optical properties
RU2467309C1 (en) * 2011-07-22 2012-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") Method to measure coefficients of mirror reflection
RU2643216C1 (en) * 2016-12-06 2018-01-31 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for determining reflection coefficients of mirrors
RU2663301C1 (en) * 2017-06-01 2018-08-03 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Device for measuring reflection and emission coefficients of materials and coatings
RU2665594C1 (en) * 2017-07-11 2018-08-31 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" Stand for checking the specular reflection coefficient

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5661556A (en) System for measuring the total integrated scatter of a surface
JP3406640B2 (en) Portable spectrophotometer
US5035508A (en) Light absorption analyser
JPH0153401B2 (en)
CN107121095A (en) A kind of method and device of accurate measurement super-large curvature radius
KR20020086652A (en) Non-invasive measurement of skin bilirubin level
CN110736721B (en) Glass plate refractive index uniformity detection device and detection method based on diffraction grating
CN109490253B (en) Novel test of two-way reflection distribution function of simulation natural light device
CN111751328B (en) Method for rapidly measuring high-light-reflection space target material
CN111458696B (en) Calibration method for indication error of handheld laser range finder
RU211394U1 (en) Stand for measuring the coefficients of diffuse and specular reflections
CN208125613U (en) A kind of apparatus for measuring reflectance
CN107764518B (en) A kind of optical lens focal length measuring equipment and method
CN114216559A (en) Partial aperture factor measuring method and device of on-satellite calibration mechanism
CN106840002B (en) Non-contact type plate glass thickness and refractive index measuring device and method
CN111855153B (en) Device and method for testing isolation degree of optical isolator
CN112414965A (en) Automatic adjusting device and method for sample position of terahertz three-dimensional tomography system
CN112461790A (en) Diffuse reflection spectrum detection device and detection method
CN102607806A (en) System for detecting reflectivity of plane mirror
CN110243760B (en) Line domain frequency domain optical coherence tomography system and longitudinal coordinate calibration method thereof
CN204479271U (en) A kind of laser instrument on-line monitoring system
CN210294038U (en) Line domain frequency domain optical coherence tomography detection and longitudinal coordinate calibration device
CN219417218U (en) Soil reflectivity measuring device
CN219589922U (en) Pyramid polarization-maintaining testing device
CN212844994U (en) Spacecraft thermal control coating measuring device