SU996870A1 - Устройство дл измерени освещенности - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ I2

Изобретение относитс  к области фотометрии и.может быть использовано при измерении освещенности объектов, наход щихс  в услови х естественного освещени .

Освещенность любого объекта в природных услови х .создаетс  пр мым солнечным излучением и распределенным случайным образом по небесной полусфере рассе нным излучением. Рассе нное излучение зависит от множества факторо1в и может существенно измен тьс  за короткие промежутки времени. Поскольку освещенность пропорциональна косинусу угла падени  освещающего потока d tyгoл оС отсчитываетс  от нормали к входной торцовой плоскости рассеивател ), то точность измерени  освещенности зависит от того, насколько точно углова  характеристика измерительного устройства соответствует закону косинуса.

Известно устройство дл  измерени  освещенности, в котором в качестве косинусного преобразовател  используют молочное стеклоПЗ.

Однако поскольку молочное стекло плохо пропускает световой поток, чувствительность и точность этого устройства невысоки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устг ройство. дл  измерени  освещенности, содержащее корпус с симметричной полостью , образованной боковыми стенками , цилиндрический рассеиватель, установленный ь симметричной псшости-так , что его верхн   торцова  поверхность лежит в одной плоскости с

10 верхней границей.бок,окгхс енок, блок монохроматизации и приемник С2.

В указанном устройстве цилиндрический рассеиватель выполнен с открытыми боковыми сторонами и прилегает

15 непосредственно к блоку монохроматизации , а к последнему вплотную прилегает приемник излучени . Цилиндрический рассеиватель, блок монохроматизации и приемник установлены в од20 ном корпусе. Между боковой поверхностью цилиндрического рассеивател  и боковыми стенками корпуса имеетс  зазор. При измерении освещенности этим устройством освещающий поток,

25 проходит через верхнюю торцовую и боковую поверхности цилиндрического рассеивател  через блок монохроматизации к приемнику.

Дл  точных измерений освещенности

3(1 необходимо, чтобы поток излучени 

на выходе цилиндрического рассеива ел  (в направлении нормали к выходной плоскости) был пропорционален косинусу угла падени  освещающего пучка. Наличие дополнительного потока излучени , проход щего боковую поверхность цилиндрического, рассейвател , дает возможность корректировать его угловую характеристику , а конструкци  корпуса позвол ет получать нулевое значение потока излучени  на выходе рассеивател  при угле падени  освещающего пучка равном 90°. .

Однако при таком способе коррекции трудно добитьс  хорошей угловой коррекции дл  всего диапазона углов от нул  до 90°-.

Кроме того, молочное стекло, используемое в качестве цилиндрического рассеивател , имеет низкое пропу кание светового потока. . .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и увеличение чувствительности .. .

Указанна  цель достигаетс  .тем, что в устр эйстве дл  измерени  освещенности , содержащем корпус с симметричной , полостью, образованной боковыми стенками, цилиндрический рассеиватель , установленный в симметри ной полости так, что его верхн   торцова  поверхность лежит в одной плоскости с верхней границей боковых стенок, блок монохроматизации и приемник , корпус снабжен коаксиально расположенным относитель.но оси симметричной полости цилиндрическим выступом , имеющим отверстие в центре, при этом цилиндрический рассеиватель имеет диаметр больший, чем диаметр, цилиндрического выступа, и установ .лен коаксиально на его торце, а дно симметричной полости выполнено отражающим .

На чертеже схематически представлено предложенное устройство.

Устройство содержит корпус 1с цилиндрической симметричной полостью 2, в центре которой имеетс  цилиндрический выступ 3 с.центральным отверстием 4 на оси ft симметричной полости . На цилиндрическом выступе установлен цилиндрический рассеиватель 5 . Дно 6 симметричной полости 2 выполнено отражающим, например, с покрытием типа окиси магни . Верхн   граница боковых стенок корпуса 7 лежит в плоскости входной торцовой поверхности цилиндрического рассеивател  5 Один торец световода 8 вставл етс  в отверстие 4 в симметричном выступе 3, а другой торец световода 8 св  зан с блоком монохроматизации 9. В кчестве блока монохроматизации можно использовать набор светофильтров или стандартный монохроматор. На выходе

блока монохроматизации 9 установлен приемник 10.

Устройство работает следующим образом .

При измерении освещенности св товой поток на выходе цилиндрического рассеивател  формируетс трем  составЯ ющими освещающего потока: потоком , проход щим через верхнюю торцовую поверхность цилиндрического рассеивател ; потоком Ф2,проход щим через боковую поверхность цилиндрического рассеивател ; потоком Фз, падающим на дно симметричной полости и попадающим после отражени  на нижнюю торцовую и боковую поверхности цилиндрического рассеивател .

По мере увеличени  угла падени  освещающего потока ot вклад каждого

и в общий поток

из потоков f $2

на выходе рассеивател  будет следующим .

Вклад потока Ф уменьшаетс , заметно отлича сь от косинусной зависимости . Вклад потока Ф2увеличиваетс  в первом приближении пропорционально угла d. arctg

, 1

и в дальнейшем уменьшаетс  (происходит .затенение стенками корпуса) до нул  при d 90°. Вклад потока Ф постепенно уменьшаетс  из-за затемнени  стенками корпуса и становитс 

равным нулю при об arctg л Л , . .

i n-j т П2

Наличие отражаювдей поверхности и установка рассеивател  на выступе в центре полости позвол ют увеличить поток излучени  на выходе цилиндрического рассеивател  и дополнительно корректировать его угловую характеристику , приближа  ее к косинусной зависимости.

С целью сохранени  косинусности характеристики цилиндрического рассеивател  при больших углах падени  (более 70°) при его повышенном светопропуекании необходимо, чтобы толщина цилиндрического рассеивател , диаметр и высота выступа, диаметр полоти удовлетвор ли неравенству

,)з7о°, (1)

где d - диаметр полости; d., - диаметр выступа;

J

h - толщина цилиндрического рассеивател ;

h - высота выступа.

Отношение диаметра цилиндрического рассеивател  к его толщине обуслолено типом рассеивател  и обычно удовлетвор ет неравенству

Claims (2)

1. 2,5 7, (2) где d2 - диаметр цилиндрического рассеивател ; h - толщина цилиндрического рассеивател . . Таким образом/ указанна  конструк ци  позвол ет повысить точность и увеличить чувствительность измерений в результате улучшени  соответстви  угловой характеристики устройства закону косинуса и првьшени  эффектна ности использовани  светового потока Формула изобретени  Устройство дл  измерени  освещенности , содержащее корпус с симметрич ной .полостью, образованной боковыми стенками, цилиндрический рассеиватель , установленный в симметричной полости так, что его верхн   торцова  поверхность лежит в одной плоскости с верхней границей боковых стенок, блок монохроматизации и при емник, отличающеес  тем, что, с целью повьаиени  точности и увеличени  чувствительности измерений , корпус снабжен (коаксиально расположенным относительно оси симметричной полости цилиндрическим выступом , имеющим отверст1|е в центре, при этом цилиндрический рассеиватель имеет диаметр больший, чем диаметр цилиндрического выступа, и установлен коаксиально на его торце, а дно симметричной полости выполнено отражающим . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Войшвилло Н. А., Блинова Л. Д. Угловое распределение света, прошедшего через оптически толстые слои рассеивающих стекол. - Оптико-механическа  промышленность, 1978, 2, с. 29-34.
2. 2.А. Leconte. Mesure des eclairements et des luminances. Mesuris, Regulation. Automatism ,Paris, 1970, 35, № 4, p. 81-86 (прототип).

   У/77/7///////7////. // XXX /////////////777.