SU1408246A1

SU1408246A1 - Способ измерени коэффициентов излучени ,пропускани и отражени полупрозрачных материалов в ИК-области спектра

Info

Publication number: SU1408246A1
Application number: SU864102652A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Константинович Холопов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4671
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1988-07-07

Abstract

Изобретение относитс к фотометрии сред н может быть использовано при оценке оптических и радиационных свойств материала . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . Сущность изобретени заключаетс в том, что одновременно при измерении энергетической ркости (ЭЯ) образца на фоне одного черного тела дополнительно облучают поверхность образца , обращенную к фотоприемному устройству , другим черным телом с температурой, отличающейс от температуры первого черного тела, .мен ют местами взаимное положение черных тел, измен ют ЭЯ образца на фоне второго черного тела, а также ЭЯ второго черного тела. Изобретение позвол ет повысить точность измерений. 1 ил.

Description

4:

О СХ)

ю

4;

О5

10

Изобретение относитс к фотометрии сред и может быть использовано при оценке

оптических и радиационных свойств материалов .

Целью изобретени вл етс повышение

точности измерений.

На чертеже показана принципиальна схе.ма устройства дл осуществлени способа .

В камере 1 с изотермическими стенками (равномерна температура стенок камеры достигаетс , например, омывапие.м их теплоносителем , подводимым к ним но трубкам через термостат) на поворотном устройстве 2 закреплены два черных тела 3 и 4, температуры которых различны и поддерживаютс стабильными, например, также с помощью отдельных термостатов с жидкими теплоносител ми . Черные тела .могут быть выполнены , например, в виде зачерненных поверхностей с треугольными канавка.ми. Черные тела обращены встречно излучающими апертурами и установлены друг от друга на некотором рассто нии, необходимо.м дл введени между ними из.мер емого образца 5 и выведени его из объема между черными телами. Оба черных тела имеют по сквоз- но.му отверстию на их излучающей поверхности . Оптическа система, состо ща из объектива 6, двух неподвижных зеркал 7 и 8 и плоского поворотного зеркала 9, направл ет измер емое излучение от исследуемого образца, черных тел,или стенки камеры на 30 ркость фотоприемпое устройство 10 (ФПУ), кото- ipoe преобразует воспринимаемое излучение в Глчектрический сигнал.

Уста чие тем тел 3 и ры L, д положен образец ложение руют ве ройству

Выво ными те разца н черные ние, пр между ч

15 зец 5 у ми. При из пове 4 - дру ную к кало 9

20 зано на котором 4 и обр разца н зец 5 и

25 измер ю н ют ме тело 3 у 4 и зер черного ,у лучении ным тел топрием черным

j Дл упрощени электронного тракта уси- |лени сигналов фотоприемного устройства |перед объективом 6 установлен модул тор- ;нрерыватель 11 излучени . Величины сигналов , сни.маемых с ФПУ и линейно св занных с из.мер е.мыми ркост ми, считывают с от- счетного устройства 12.

В зависимости от положени поворотного зеркала 9 оптическа ось ФПУ направлена либо через сквозное отверстие в черном теле 4 па поверхность исследуе.мого образца 5 (на поверхность излучающей полости черного тела 3 при выведенно.м образце 5), либо на стенку камеры 1 (на поверхность об- разпа 5 при его положении вне черных тел). Дл исключени воз.можности по влени в тюле зрени ФПУ 10 зеркального изображени сквозного отверсти черного тела, создаваемого поверхностью образца 5, оптическа ось ФПУ наклонена к поверхности образца на угол около Г5-20° с нормалью к ней, в пределах которого измер емые характеристики образца мало завис т от направлени визировани .

Способ осуществл ют следующи.м обра :зо.м.

0

0 ркость

Устанав;1ивают и стабилизируют рабочие температуры стенок камеры 1 и черных тел 3 и 4. Измер ют ркость стенки камеры L, дл этого зеркало 9 устанавливают в положение, показанное на фиг. 1 штрихами, образец 5 ввод т между черными телами (положение черных тел 3 и 4 любое) и фиксируют величину сигнала по отсчетному устройству 12.

Вывод т образец 5 из объема между черными телами и измер ют ркость L. образца на фоне стенки камеры. После этого черные тела -3 и 4 устанавливают в положение , при котором черное тело 4 находитс между черным телом 3 и зеркалом 7. Обра5 зец 5 устанавливают между черны.ми телами . При этом черным телом 3 облучают одну из поверхностей образца 5, а черным телом 4 - другую поверхность образца, обращенную к фотоприемному устройству 10. Зеркало 9 устанавливают в положение (пока0 зано на фиг. 1 сплошными липи ми), при котором ФПУ 10 визирует черные тела 3 и 4 и образец 5. Измер ют ркость LO,T, образца на фоне черного тела. Вывод т образец 5 из объе.ма между черными телами и

5 измер ют ркость , черного тела 3. Мен ют местами черные тела так. что черное тело 3 устанавливаетс .между черны.м телом 4 и зерка.ло.м 7, и из.мер ют ркость 1-.- черного тела 4. Образец 5 ввод т ,у черны.ми телами и измер ют его LO, при одновременном облучении его одной поверхности черным телом 4 и другой, обращенной к фотоприемному устройству поверхности, черным телом 3.

Па основании измеренных величин коэф5 фициенты излучени е, пропускани t и отражени f рассчитывают по фор.мулам 1-А, (А + В)/2, р ()/2,

0

Проведенный анализ показывает, что измерени Ло способу «.массивных образцов (толщиной 1 мм и более), осуществл емые в первые несколько секунд после их ввода в пространство .между черны.ми телами, не внос т погрешностей, св занных с их разогревом .

Предлагаемый способ измерени коэффициентов излучени , пропускани и отражени полупрозрачных материалов не требует создани специальных держателей образца, обеспечивающих равномерный его разогрев

(или охлаждение) и поддержание его температуры на заданном уровне, не требует установки датчиков температуры образца, так как температура образца определ етс по результатам проводимых измерений ркостей; сокращает врем измерений, так как исключает операцию нагрева (или охлаждени ) образца до заданной температуры и ее стабилизацию.

Claims

Формула изобретени

Способ измерени коэффициентов излучени , пропускани и отражени полупрозрачных материалов в ИК-области спектра, заключающийс в размещении плоского образца исследуемого материала в изотермической камере с непрозрачными стенками, измерении с помощью фотоприемного устройства энергетических ркостей стенок камеры и образца, устанавливаемого на фоне стенки камеры, введении между стенкой камеры и образцом модели черного тела с температурой , отличаюц ейс от температуры стенок камеры, и измерении энергетической ркости образца на фоне модели черного тела, выводе образца из пол зрени фотоприемного устройства и измерении энергетической ркости модели черного тела, определении значений коэффициентов излучени , пропускани и отражени расчетным путем по

10

кой ркости образца на фоне первой модели черного тела одновременно облучают поверхность образца, обращенную к фотоприемному устройству, второй моделью черного тела с температурой, отличающейс от температуры первой модели, мен ют местами модели черных тел и вновь измер ют энергетическую ркость образца, измер ют энергетическую ркость второй модели черного тела, а коэффициенты излучени , пропускани с и отражени р образца расчитывают по формулам

, f(A-fB)/2, р (А-В)/2.

15

L«

L

.

-2L

Of

L«

Ьт, -f Ыт -2Ц

,

ЧПг

L

чт,

-U

20

25

где Ц,-энергетическа ркость образца при одновременном облучении одной его поверхности первой моделью черного тела и другой, обращенной к фотоприемному устройству поверхности , - второй моделью черного тел а;

1-о,«1-энергетическа ркость образца,.измеренна после смены положени моделей черных те. к LO -энергетическа ркость образца при облучении его только стенками камеры;

результатам измерений, отличающийс тем, ., Ц, Ь т Р тические ркости соответстчто , с целью повыщени точности измерений, дополнительно при из.мерении энергетичесвенно первой, второй моделей черных тел и стенок камеры.

0

кой ркости образца на фоне первой модели черного тела одновременно облучают поверхность образца, обращенную к фотоприемному устройству, второй моделью черного тела с температурой, отличающейс от температуры первой модели, мен ют местами модели черных тел и вновь измер ют энергетическую ркость образца, измер ют энергетическую ркость второй модели черного тела, а коэффициенты излучени , пропускани с и отражени р образца расчитывают по формулам

, f(A-fB)/2, р (А-В)/2.

5

L«

L

.

-2L

Of

L«

Ьт, -f Ыт -2Ц

,

ЧПг

L

чт,

-U

где Ц,-энергетическа ркость образца при одновременном облучении одной его поверхности первой моделью черного тела и другой, обращенной к фотоприемному устройству поверхности , - второй моделью черного тел а;

1-о,«1-энергетическа ркость образца,.измеренна после смены положени моделей черных те. к LO -энергетическа ркость образца при облучении его только стенками камеры;

Ц, Ь т Р тические ркости соответственно первой, второй моделей черных тел и стенок камеры.