SU1396008A1

SU1396008A1 - Способ измерени коэффициента ркости диффузно отражающих поверхностей,имеющих неоднородно отражающие элементы

Info

Publication number: SU1396008A1
Application number: SU864089738A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Николаев; Григорий Иосифович Зархин
Original assignee: Научно-производственное объединение "Агроприбор"
Priority date: 1986-07-14
Filing date: 1986-07-14
Publication date: 1988-05-15

Description

Изобретение относитс к спектрофо тометрии и может быть использовано в приборах, предназначенных дл оценки качества или состава веществ, м:а- териалов и покрытий по коэффициенту ркости.

Цель изобретени повышение производительности измерени коэффициента ркости диффуэно отражающих по- верхностей с неравномерным распределением отражающих свойств и обеспечение непрерьшности измерений в процессе с пр мым отсчетом результатов измерени .

На фиг.1 изобралсена схема ocвea e- ни и наблюдени образцаJ- на фиг.2 - и фиг.З - графически изображены функции F (х,у) дл стандартных условий освещени и наблюдени (oi 45 Р 0° oi 0° р 45°) параметра E/R 0,4 дл точек образца, расположенных на направлении 3t,y О (фиг.2) и на направлении х 1/2,,у (фиг.З).

Способ осуществл ют следующим образом .

Исследуемый образец помещают в плоскость измерени ХОУ (фиг.1), причем его измер ема поверхность ограничиваетс диафрагмой диаметром D, расположенной в этой плоскости. Поверхность образца освещаетс параллельным пучком лучей Ф с коорди- натно-зависимым распределением интенсивности излучени по сечению, обеспечивающим на поверхности образца освещенность E(x,y)s в соответствии с вьфажением

Е(х,у)

Е F(x,y),

где Ед - освещенность в точке с координатами X О, у О (начало координат помещаетс в крайней точке образца, лежа-45 щей в плоскости, проход ш,ей через оси падающего и наблюдаемого пучков),

а функци Г(х5у) имеет вид

I50

Р(Х,У)С.Н /L.. х/. t.g| r fl y(L4x)7

где С,Н и L - величины посто нные

дл данных условий освещени н наблюдени ,

равные г 14-1С (Н -ь /L/.tgfi- H; + L ,

Q 5

0 5

g

5

0

5

0

Н R cos |5 ,

L R sin/1 - D/2

R - рассто ние от центра освещенной области до фотоприемника,

X и у - координаты точки поверхности образца.

Отраженное образцом излу 1ение т преобразуетс фотоприемником S установленным в соответствии с выбранными услови ми наблюдени , в сигнал, регистри руемый измерительным устройством . Коэффициент ркости образца определ етс измерительным устройством как отношение сигнала получаемого от образца,к сигналу 1, получаемому от этсшона отражени , установленного в тех же услови х освещени и наблюдени , и нормируетс по известному коэффициенту ркости эталона ВЭУ, аттестованному дл условий Ы- и р .

Таким образом, коэффициент ркости образца определ етс однократным измерением , а не по усреднению нескольких замеров, полученных при сканировании его поверхности (например, посредством кругового вращени образца в пределах диафрагмы D), как это необходимо делать при услови х распределени освещенности на образце, отличных от задаваемых выражением Е (х,у).

Координатно-зависимое распределе ние освещенности Е(х,у) на образце обеспечиваетс , например, установкой в параллельный и равномерный пучок излучени , формируемый осветител ми , нейтрального нерассеивающего , ослабител с координатно-зависимым коэффициентом пропускани (сетчатого ослабител , плоскопараллельной пластины из двух соединенных на оптическом контакте светофильтров с переменной толщиной смежного сло и т.п.). Параметры ослабител рассчитываютс по известным в фотометрии формулам дл коэффициента пропускани оптических материалов.

При установке, например, в нормально падающий (сЛ 0) на образец световой пучок, коэффициент пропускани такого ослабител , расположенного параллельно плоскости измерени , имеет вид

(х,у) o-F(x,y),

где - коэффициент пропорциональности , численно равный коэффициенту пропускани светофильтра в точке, расположенной на началом координат (, );

F(x,y)- координатна функци , соответствующа выражению, приведенному выше.

Функциональное распределение освещенности Е(х,у) снижает погрешнос измерени коэффициента ркости неравномерно ,окрашенных образцов при углах освещени и наблюдени О о1. ft 65 и углах пол зрени фотоприемников , в пределах которых индикатриса ркости элементарных участков поверхности образца посто нна. Перечисленные ограничени удовлетвор ют стандартным услови м освещени и наблюдени и реальным ркостным характеристикам значительного числа диф- фузно отражающих объектов.

Графическое изображение функции F(x,y) дл стандартных -условий освещени и наблюдени 45° и /3 0° 0° к параметра , приведено на фиг.2 (дл точек образца , расположенных на направлении х,) и на фиг.З (дл на правлени , у).

Способ опробован на приборе ФОТОС-83 дл определени качества табака по спектральному коэффициенту ркости, имеющем геометрию освеще- НИЛ (наблюдени - 0°) 45°. Функциональное распределение освещенности н образце обеспечивалось введением в нормально падающий на образец равномерный и параллельньш пучок лучей ослабител с координатно-зависимым коэффициентом пропускани , вьшолненным на основе нейтральных светофильтров из оптического стекла. Погрешность Q от ориентации образцов табачных листьев с резко выраженной неоднородностью окраски, при изменении их положени на входном отверстии прибора, при измерении коэффициента ркости с ослабителем (т.е. по предлагаемо- му способу) находилась в пределах случайной погрешности и принималась равной нулю.

Погрешность ориентации дл тех же образцов при измерении коэф- фициента ркости без ослабител определ лось по серии из четырех измерений , получаемых при последователь

ном повороте образца на 90° на входном отверстии прибора.

При использовании предлагаемого способа измерени коэффициента ркости за счет уменьшени погрешности от ориентации основна погрешность измерени ,определ ема по формуле

2 5

+ Qz+Q - Q4 ,

гдер, - погрешность образцовой меры (Q 1%)1

QJ - погрешность от ориентацииJ О - погрешность метода сличени (Q, 1%); Q - погрешность нестабильности .

во времени (Q 2%),

уменьшена на 2,5%, а врем измерени сократилось в 3 раза за счет сокращени количества замеров на один образец .

Claims

Формула изо. бретени

Способ измерени коэффициента ркости диффузно отражающих поверхностей , имеющих неоднородно отражающие элементы, заключающийс в том, что освещают поверхность параллельным пучком лучей под углом падени об , измер ют отраженное излучение .под углом р от нормали к поверхности и сравнивают величину измеренного излучени с отражением от эталонного образца , отличающийс тем, что, с целью повьш1ени производительности измерений и обеспечени непрерывности измерений в процессе с пр мым отсчетом результатов измерени , освещение провод т пучком лучей с распределением освещенности Ё(х,у) по измер емой поверхности, заданным зависимостью

(Е (х,у)Е„.С.н(Ь4 х)|-

()

где Е - освещенность поверхности в точке с координатами

X О, у о;

С,Н

и L - посто нные дл данных условий величины,равные

С (H4|L/tg/i) H +

Н R cos /i ;

L R sin fb - D/2; D - диаметр окружности, образуемой границей освещенной поверхности;

R - рассто ние от центра указанной окружности до фотоприемника ;

X и у - координаты точки поверхности образца.

-Щ

о

фие.З

/2