SU1193541A1

SU1193541A1 - Photometer

Info

Publication number: SU1193541A1
Application number: SU813237472A
Authority: SU
Inventors: Владимир Кузьмич Баранов; Юрий Михайлович Беляев; Марина Валентиновна Браславская; Дмитрий Альфредович Дубров; Александр Павлович Иванов; Олег Дмитриевич Суворов; Олег Борисович Холявин
Priority date: 1981-01-14
Filing date: 1981-01-14
Publication date: 1985-11-23

Abstract

ФОТОМЕТР, включающий источник света, последовательно расположенные по ходу излучени светофильтры , приемники излучени , концентратор и регистрирующий прибор, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и оперативности поочередных измерений коэффициентов пропускани и отражени , в него введен коммутирующий блок,кон-, центратор вьтолнен в виде параболоторического фокона, а приемники излучени имеют кольцеобразную форму, причем источник света помещен вне концентратора, перед его большим окном, на котором соосно расположены приемники излучени , при этом чувствительна поверхность одного приемника излучени обращена к источнику света, а другого - к малому окну параболоторического фокона, за которым установлена полусферическа кассета дл креплени образцов, диас S метр которой равен диаметру малого (Л окна параболоторического фокона, а на ее срезе, обращенном к малому окну параболоторического фокона установлена сменна поглощающа пластина , при этом приемники излучени подсоединены по дифференциальной схеме к входу коммутирующего блока, выход которого св зан с входом рео со ел тистрирующего прибора. ijA photometer that includes a light source, consecutively arranged light filters, radiation detectors, a hub and a recording device, characterized in that, in order to improve the accuracy and efficiency of alternate measurements of transmittance and reflection, a switching unit, con- centerer is introduced into it in the form of a parabotor façade, and the radiation receivers are ring-shaped, with the light source placed outside the hub, in front of its large window, on which there are coaxially arranged radiation receivers, with the sensitive surface of one radiation receiver facing the light source, and the other to the small window of a parabolotorial focon, behind which a hemispherical cassette is mounted for fastening the samples, the dias S of which is equal to the diameter of the small (L window of the parabolotoric focon, and at its cut A removable absorbing plate is installed facing the small window of the parabolotor focon, while the radiation receivers are connected in a differential circuit to the input of the switching unit, the output cat This is connected to the input of a radio reconfiguration device. ij

Description

Изобретение относитс к технике фотометрических измерений и может быть использовано дл измерени коэффициентов отражени и пропускани света различными объектами.The invention relates to a technique of photometric measurements and can be used to measure the reflection and transmission coefficients of light by various objects.

Известен фотометрический прибор, предназначенный преимущественно дл измерени коэффициента отражени и ркости, вьтолненный в виде накладного фотоэлектрического фотометра, содержащего интегрирующий шар, осветитель , фотоприемник и устройство дл креплени образцов (1 j,A known photometric device, designed primarily to measure the reflection coefficient and luminance, is made in the form of a photoelectric photometer, containing an integrating ball, an illuminator, a photodetector and a device for fastening samples (1 j,

Однако данное устройство сложно и имеет низкую точность, что обуславливаетс снижением уровн регистрируемого сигнала из-за многократного отражени от внутренней поверхности фотометрического шара.However, this device is difficult and has low accuracy, which is caused by a decrease in the level of the recorded signal due to multiple reflections from the inner surface of the photometric ball.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс фотометр , содержащий источник света и последовательно расположенные по ходу излучени светофильтры, приемники излучени , концентратор и регистрирующий прибор 2 .The closest technical solution to the invention is a photometer comprising a light source and successively arranged light filters, radiation detectors, a concentrator and a recording device 2.

Недостатком известного устройства вл етс низка точность. Это обусловлено тем, что измерение проводитс методом пр мого отсчета, а усеченный конус, примен емый в качестве концентратора диффузного излучени , в совокупности с источником света, расположенным в непосредственной близости от объекта измерени , создает высокую неравномерность освещенности образца, что приводит к нарушению ламбертовского распределени отражени света и вносит дополнительные погрешности, излучение попадает на приемник под разными,углами, а часть светового потока в коническом фоконе претерпевает отражение несколько раз что влечет за собой снижение уровн регистрируемого фотоприемником сигнала и изменение его спектральной характеристики.A disadvantage of the known device is low accuracy. This is due to the fact that the measurement is carried out by the method of direct reference, and the truncated cone, used as a diffuse radiation concentrator, together with a light source located in the immediate vicinity of the object of measurement, creates a high uneven illumination of the sample, which leads to disruption of the Lambert distribution light reflection and introduces additional errors, the radiation hits the receiver at different angles, and a part of the luminous flux in the conical focal undergoes a reflection of several times to which entails reduction in the level of the recorded signal the photodetector and a change its spectral characteristics.

Кроме того, известное устройство не позвол ет измер ть коэффициент пропускани прозрачных материалов. IIn addition, the known device does not measure the transmittance of transparent materials. I

Цель изобретени - повышение точности и оперативности поочередных измерений коэффициентов отражени и пропускани .The purpose of the invention is to improve the accuracy and efficiency of alternate measurements of the reflection and transmission coefficients.

Цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее источник света и последовательно расположенные по ходу излучени светофильтры, приемники излучени , концентратор и регистрирующий прибор, введен коммутиРУЮ1ЦИЙ блок, концентратор вьтолнен в виде параболоторического ,The goal is achieved in that a device containing a light source and successively located along the course of the radiation light filters, radiation receivers, a concentrator and a recording device, is entered into a switching unit, the concentrator is complete in the form of a paraboloric,

а приемники излучени имеют кольцеобразную форму, причем источник света помещен вне концентратора, перед его большим окном, на котором соосно расположены приемники излучени , приand the radiation receivers are ring-shaped, with the light source placed outside the hub, in front of its large window, on which the radiation receivers are coaxially arranged, with

этом чувствительна поверхность одного приемника излучени обращена к источнику света, а другого - к малому окну параболоторического фокона,. за которым установлена полусферическа кассета дл креплени образцов, диаметр которой равен диаметру малого окна параболоторического фокона, а на срезе, обращенном к малому окну параболоторического фокона,установлена сменна поглощающа пластина , при этом приемники излучени подсоединены по дифференциальной схеме к входу коммутирующего блока, выход которого св зан с входом регистрирующего прибора.In this case, the sensitive surface of one radiation receiver is facing the light source, and the other - to the small window of a parabolotor focon. followed by a hemispherical cassette for fastening samples, the diameter of which is equal to the diameter of the small window of the parabolotics focon, and on the slice facing the small window of the parabolotics focon, a replaceable absorbing plate is installed, while the radiation receivers are connected in a differential circuit to the input of the switching unit, the output of which is connected to the input of the recording device.

На фиг. 1 показан предлагаемый фотометр, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed photometer, a general view; in fig. 2 section A-A in FIG. one.

Фотометр содержит источник 1 света , отражатель 2, набор светофильтров 3, параболоторический фокон 4, в малом окне которого дл креплени образца 5 установлена кассета 6. Дл измерени коэффициента пропускани кассета выполнена в виде полусферы диаметром,равным диаметру малого окна параболоторического фокона. На срезе полусферы при измерении коэффициента отражени устанавливаетс The photometer contains a light source 1, a reflector 2, a set of light filters 3, a paraboloric focon 4, in a small window for mounting sample 5 a cassette 6 is installed. At the slice of the hemisphere when measuring the reflection coefficient is set

сменна поглощающа пластина 7,replaceable absorbing plate 7,

поглощающа проход щий через образец 5 свет.the absorbing light passing through the sample 5.

В большом отверстии параболоторического фокона на непрозрачной подложке 8 закреплены два приемника излучени кольцевой формы с центральными отверсти ми, измерительный 9 и контрольный 10, причем оба приемника соосны и отверсти дл герметизации в них закрыты прозрачным материалом 11. Измерительный приемник 9 излучени обращен чувствительной поверхностью к образцу 5, а контрольный 10 - к источнику 1 света.In a large hole of a parabotor-mounted focon on an opaque substrate 8, two annular-shaped radiation receivers with central holes, measuring 9 and control 10 are fixed, both of which are coaxial and the holes for sealing in them are covered by a transparent material 11. The measuring radiation receiver 9 faces the sample with a sensitive surface 5, and the control 10 - to the source of light 1.

Приемники 9 и 10 излучени соединены между собой по дифференциальной схеме и через коммутирующий блок 12 с регистрирующим прибором 13.The radiation receivers 9 and 10 are interconnected in a differential circuit and through the switching unit 12 with the recording device 13.

3 .3

Светофильтры 3 заключены в обойму 14, закрепленную с возможностью поворота вокруг оси 15.The light filters 3 are enclosed in a cage 14, fixed with the possibility of rotation around the axis 15.

Параметры оптической системы, в частности диаметры центральных отверстий приемников 9 и 10 излучени , рассто ние от приемников до источника 1 излучени и кривизна отражател 2, по законам геометрической оптики paccчит roaютc такими чтобы до попадани на образец 5 световой поток не претерпевал отра жений от внутренней поверхности параболоторического фокона 4.The parameters of the optical system, in particular the diameters of the central holes of the radiation receivers 9 and 10, the distance from the receivers to the radiation source 1 and the curvature of the reflector 2, according to the laws of geometric optics, will be rotated so that the light flux does not undergo reflections from the inner surface parabotor tricon 4.

Фотометр работает следующим образом.The photometer works as follows.

При измерении коэффициента отражени световой поток от источника 1 света проходит через светофильтр 3 и через отверсти приемников 9 и 10 излучени попадает на испытываемый образец 5. Отразившись от него, диффузный световой поток образуетс параболоторическим фоконом 4 в направленный , который регистрируетс измерительным приемником 9 излучени ,When measuring the reflection coefficient, the luminous flux from the light source 1 passes through the light filter 3 and through the openings of the radiation receivers 9 and 10 hits the test sample 5. Reflected from it, the diffuse luminous flux is formed by a parabolotor focon 4 into the directional one, which is recorded by the measuring radiation receiver 9,

Дл измерени коэффициентов пропускани образцов из кассеты 6 вынимаетс сменна поглощающа пластинка 7. Тогда световой поток проходит через образец 5 и попадает на полусферу кассеты 6. Отразившись от нее световой поток снова проходит через образец и направл етс параболоторическим фоконом 4 на измерительный приемник 9 излучени .To measure the transmittance of the samples from the cassette 6, a removable absorbing plate 7 is removed. Then the luminous flux passes through the sample 5 and hits the hemisphere of the cassette 6. Reflecting from it, the luminous flux passes through the sample again and is directed to the radiation measuring receiver 9.

935414935414

Одновременно, при измерении коэффициентов пропускани и отражени , часть светового потока от источника 1 света попадает на контрольный приJ емник 10 излучени . Сигналы с контрольного и измерительного приемников излучени , соединенных по дифференциальной схеме, поступают в коммутирующий блок 12 и регистрируfQ ютс регистрирующим прибором 13.At the same time, when measuring the transmittance and reflection coefficients, a part of the luminous flux from the light source 1 enters the reference radiation detector 10. The signals from the test and measuring radiation detectors connected in a differential circuit are fed to the switching unit 12 and recorded by the recording device 13.

Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить точность и оперативность поочередных измере5 ний коэффициентов пропускани и отражени , так как дает возможность исключить вли ние колебаний светового потока от источника света на точность измерений благодар наличию The use of the proposed device allows to increase the accuracy and efficiency of alternate measurements of transmittance and reflection coefficients, since it makes it possible to exclude the effect of fluctuations of the light flux from the light source on the measurement accuracy due to the presence of

0 контрольного приемника -излучени ; повысить точность регистрации измерительным приемником полезного сигнал а вследствие освещени его потоком с незначительной угловой расходи5 мостью, определ емой параметрическим углом фокона; снизить потери и изменение спектральных характеристик светового потока в оптической системе за счет не более однократного 0 control receiver -radiation; to increase the accuracy of the measurement by the measuring receiver of the useful signal as a result of its illumination with a stream with an insignificant angular divergence determined by the parametric focal angle; to reduce losses and changes in the spectral characteristics of the light flux in the optical system at the expense of not more than once

0 отражени внутри параболоторического фокона; равномерно освещать испытуемые образцы световым потоком с незначительной угловой расходимостью и исключить фоновые засветки, что обеспе5 чиваетс параметрами оптической системы .0 reflections inside a parabotor faun; uniformly illuminate the test samples with a light flux with a slight angular divergence and eliminate background illumination, which is ensured by the parameters of the optical system.

Фиъ.1Fiá.1

К-КKK

15 П15 P

Claims

PHOTOMETER, which includes a light source, filters arranged sequentially along the radiation path, radiation detectors, a concentrator and a recording device, characterized in that, in order to increase the accuracy and efficiency of sequential measurements of transmission and reflection coefficients, a switching unit is inserted into it, con- the centralizer is made in the form of a parabolotoric focon, and the radiation detectors are ring-shaped, with the light source placed outside the concentrator, in front of its large window, on which the reception is coaxially located radiation, the sensitive surface of one radiation receiver facing the light source, and the other to the small window of the parabolotoric focon, behind which there is a hemispherical cassette for attaching samples, the diameter of which is equal to the diameter of the small window of the parabolotoric focon, and on its slice, facing the small window of the parabolotoric focon, a removable absorbing plate is installed, while the radiation detectors are connected in a differential circuit to the input of the switching unit, the output of which is connected to home recording device.

SU „1193541