SU1193543A1

SU1193543A1 - Способ измерени коэффициентов отражени материалов

Info

Publication number: SU1193543A1
Application number: SU843715111A
Authority: SU
Inventors: Юрий Михайлович Сотников-Южик; Николай Алексеевич Прудников; Игорь Федорович Буяков; Николай Сергеевич Трипуть
Original assignee: Минский радиотехнический институт
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-11-23

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ при температурах ниже температуры окружающей среды, заключающийс в том, что образец исследуемого материала помещают в интегрирующую сферу, на термочувствительном приемнике измер ют сигналы от образца и эталона, в качестве которого используют внутреннюю поверхность интегрирующей сферы, и по их величине вычисл ют коэффициент отражени , отличающийс . тем, что, с целью расширени спектрального диапазона измерений, температуру термочувствительного приемника поддерживают равной температуре образца, а температуру интегрирующей сферы - равной или вьше тем (Л пературы окружающей среды, причем внутреннюю поверхность интегрирующей сферы предварительно зачерн ют. QD СО сл 4 со

Description

t Изобретение относитс к способам измерени спектрофотометрических ха рактеристик материалов в конденсированном состо нии и может быть использовано дл измерени спектральных полусферически-направленных коэффициентов отражени материалов и криоконденсатов различных веществ при температуре ниже температуры окружанлцей среды, т.е. от О до 250 в области спектра от 3,5 до 40 мкм. Целью изобретени вл етс расширение спектрального диапазона измерений Сущность предлагаемого способа состоит в следуннцем. Образец помеща ют в интегрирующую сферу с зачернен ной внутренней поверхностью которую затем вакуумируют. Далее образец и приемник охлаждают до требуемой температуры и начинают измерение путем сравнени сигналов от внутренней поверхности сферы (эталон) и от образца . В этом случае источником излучени вл етс сама сфера, температуру которой поддерживают на зфовне окружающей среды. При этом полезнь й сигнал определ етс исключительно отражательными свойствами образца так как из-за одинакового уровн тем ператур результирующие потоки между приемником и самим образцом равны нулю. Дл того, чтобы убедитьс в этом, получим выражени дл величины плотности результирующего потока на приемнике излучени в канале образца на основе рассмотрени балансных уравнений дл лучистых потоков . |/Пг /F -р UE -е ( Ло5р (;ic AoSpl Ло5р AnpJ где R-. - полусферически-направленна отражательна способность образца; ,Е ,Е - плотность собственного aSp mji ct излучени а,ч.т. при температурах соответственно образца, приемника и сферы; К - оптико-геометрический коэффициент. Температуры образца и приемника предлагаетс поддерживать одинаковыми , поэтому Е -Е -До5р- 543 Таким образом, вьфажение (1) существенно упрощаетс До.(;с..р) t Результирующий поток в эталонном канале q определ етс разностью температур зачерненной поверхности сферы и приемника излучени , т.е. () или, учитыва условие (2) () следовательно, измер ема величина ъ-тг На фиг. 1 изображена схема устройства дл реализации способа; на фиг. 2 - измеренные предлагаемым способом спектры веществ. Охлаждаемый образец 1 расположен в центре сферы 2 диаметром 200 мм, выполненной в виде двух герметично соедин емых шестью болтами полусфер. Ее внутренн поверхность покрыта , черной краской со степенью черноты : 0,9. Температура сферы поддерживаетс равной или выше температуры окружающей среды. Система 3 охлаждени представл ет собой электронный блок, который на основании сигналов от термопар, вмонтированных в образец и приемник 4, регулирует и стабилизирует их температуру на одинаковом уровне путем изменени скорости прокачки жидкого азота. Оптическа приставка 5, состо ща из восьми плоских и цвух сферических зеркал, размещаетс на одной плите со сферой над осветителем базового прибора HR-20 и служит дл ввода эталонного ( Елс. ) и образцового (ЕдоГрЕловр + . Е ) потоков излучени в соответствующие каналы прибора. Монохроматограф 6 производит развертку по спектру. Сигнал от приемника усиливаетс усилителем 7 и подаетс на самописец 8. Устройство работает следующим образом. За счет того, что температура сферы выше, чем температура приемника, между ними по опорному каналу возни31

кает результирующий поток. В канале образца результирующий поток слагаетс из собственного излучени образца как серого тела и отраженного потока от стенок полусферы. Его величина может измен тьс от нул (при ЛоГр Д° величины опорного потока (при 1). Это удобное свойство предлагаемого способа обеспечиваетс поддержанием температуры приемника и образца на одном уровне. Поддержание температуры сферы на уровне окружающей среды не требует затрат энергии и сложной системы тер мостатировани ,но позвол етполучать достаточно мощные сигналы в ИК-облаС ти спектра. Дп образцов с хорошей теплопроводностью возможно также нагревать сферу выше температуры окружающей среды, тем самым еще более усилива полезный сигнал.

На фиг. 2 представлены полученные данные по спектральным коэффициентам отражени криоконденсатов двуокиси углерода COj, двуокиси серы 50 и аммиака NHj в средней ИК-области спектра от 5 до 25 мкм. Спект43 .4

ры измерены при температзфе криоконденсатов и детектора излучени , равной температуре жидкого азота, т.е. 80 К. Сравнени полученных данных с имеющимис в литературе, например, по спектру СО, дают хорошие совпадени . Испытани показывают, что измерени коэффициентов отражени рассеивающих материалов в средней и дальней ИК-области с использованием предлагаемого способа обеспечиваютс с отношением сигнал/шум не менее 10 во всем указанном диапазоне длин волн (от 5 до 40 мкм).

Таким образом, положительный эффект предлагаемого способа заключаетс в расширении спектрального диапазона измерени коэффициентов отражени рассеивающих материалов при

низких температурах в ИК-области

спектра (до 40 мкм), чем обеспечиваетс возможность измерени терморадиационных характеристик указанных мат ериалов с высоким отношением сигнала к шуму (свьш1е 10) в той области спектра, где известные способы, например , метод интегрирукицей сферы, обладают низкой чувствительностью.

Claims

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ при темпера- турах ниже температуры окружающей среды, заключающийся в том, что образец исследуемого материала помещают в интегрирующую сферу, на термочувствительном приемнике измеряют сигналы от образца и эталона, в качестве которого используют внутреннюю поверхность интегрирующей сферы, и по их величине вычисляют коэффициент отражения, отличающийс я» тем, что, с целью расширения спектрального диапазона измерений, температуру термочувствительного приемника поддерживают равной температуре образца, а температуру интегрирующей сферы - равной или выше тем'пературы окружающей среды, причем внутреннюю поверхность интегрирующей сферы предварительно зачерняют.

Фиг.) ς© ОЗ сл 4^ ОЗ f