Способ определения оптической плотности рассеивающей среды

 

Изобретение относится к способам определения оптических свойств рассеивающих сред и может быть использовано для измерения оптических постоянных взвесей, определения концентрации рассеивающих частиц. Изобретение повышает точность определения и расширяет пределы измерения оптической плотности. Это достигается тем, что, измерив отраженный и пропущенный сигнал слоем данной оптической плотности, увеличивают оптическую длину слоя, например, в кювете Бейли, оставляя постоянными поперечные оптические размеры, для получения нулевого пропускания, вновь измеряют световой поток и нормируют все измеренные потоки на величину падающего потока, после чего определяют оптическую плотность по соотношению , приведенному в формуле изобре-- тения. § (Л оо ьо 4 сл ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 21 59

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3929137/31-25 (22) 10.06.85 (46) 23.05.87. Бюл. В 19 (71) Томский политехнический институт им. С.M. Кирова (72) Б.В. Горячев, В.В. Ларионов, А.D. Кутлин, С.Б. Иогильницкий и Б.А. Савельев (53) 535.242 (088.8) (56) Зуев В.Е. и Кабанов M.В. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере (в условиях помех). - M.:

Советское радио, 1977, с. 123.

Шипиловский А.А. Прикладная физическая оптика. Физматгиз, 1961, с. 382. (54).СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ

ПЛОТНОСТИ РАССЕИВАЮЩЕЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к способам определения оптических свойств рассеивающих сред и может быть использовано для измерения оптических постоянных взвесей, определения концентрации рассеивающих частиц. Изобретение повышает точность определения и расширяет пределы измерения оптической плотности. Это достигается тем, что, измерив отраженный и пропущенный сигнал слоем данной оптической плотности, увеличивают оптическую длину слоя, например, в кювете

Бейли, оставляя постоянными поперечные оптические размеры, для получения нулевого пропускания, вновь измеряют световой поток и нормируют все измеренные потоки на величину падающего потока, после чего определяют оптическую плотность по соотношению, приведенному в формуле изобре-. тения.

1312455

Изобретение относится к оптике рассеивающих сред и может быть использовано для определения оптической плотности веществ, находящихся в растворе в дисперсном состоянии, газов в атмосферной оптике, для определейия концентрации рассеивающих частиц.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона определяемых оптических плотностей.

Через исследуемый слой пропускают широкий коллимированный световой поток таким образом, чтобы он полностью перекрывал данный слой в его сечении и измеряют отраженный I и прошедший I световые потоки при известном падающем I ñâåòîâîì потоке.

После чего увеличивают толщину слоя, оставляя при этом поперечные размеры постоянными, одновременно измеряя прошедший и отраженный световые потоки. Увеличение толщины и измерение потоков производят до тех пор, пока не будет получено "нулевое" пропускание. Нулевое" пропускание наступает тогда, когда пропущенный световой поток уменьшается более чем в

100 раз по сравнению с падающим све товым потоком. Чем больше это различие, тем точнее определение оптической плотности. Увеличение толщины слоя производят, например, в стандартной.кювете Бейли или используют набор кювет различной толщины, но одинаковых поперечных размеров. При этом нельзя увеличивать оптическую толщину путем добавления частиц взвеси, т.е. путем увеличения концентрации. После получения нулевого пропускания измеряют R отраженный световой поток слоя нулевого пропускания и нормируют его на величину падающего потока. Полученное значение R используют в расчетах. Расчет оптической плотности D проводят по следующей методике. Из уравнений для световых потоков прошедших слой и отраженных слоем можно получить следующее выражение:

1 1-R(I +I )

D 1n — — — — — - > (1).

К 14+12 R

Inð где 1 = — — прошедший световой по1 Iïà ток;

Татр — отраженный световой по2

AQA

R — отраженный световой поток слоя нулевого пропускания;

К вЂ” функция ослабления.

Пример 1. Проводится определение оптической плотности раствора частиц попистиролового латекса (диаметр частиц 0,2 мкм). Раствор помещают в кювету с геометрическими размерами х = 20 мм, у = z = 100 мм.

Коллимированный световой поток от теплового источника направляется на кювету с исследуемой средой. Интенсивность световых потоков измеряется с помощью световодов. Приемником излучения служит ФЭУ-79. Рассеяние можно считать релеевским, так как длина волны излучения (633 мм) превышает размер частиц более чем в

3 раза. Интенсивность падающего светового потока Т„ составляет 630 мА (в отн.ед.).

Измеряют отраженный I . и прошедший I„ световые потоки

Iпр 20

I= — 2 — -= 3,17" 10

Т„„ 630

1отр 486

I<= -- — = — — — = 0,7714.

Inap, 630

Увеличивают оптическую толщину слоя. С этой целью раствор той же концентрации взвеси помещают в кювету большей геометрической толщины, оставляя прежними поперечные геометрические размеры, т,е. х = 40 мм; у = z = 100 мм. Вновь измеряют про-. шедший поток 1,= ?„ /I„» 1,5/630

-ь

= 2,4 10 . Эта величина составляет

40 менее 1Е от падающего, поэтому измеряют отраженный от данного слоя световой поток и вычисляют I = I /I от 4Д вЂ” 487 мА/630 мА = 0,7730 = R.

При подстановке полученных значений в формулу для релеевской индикатрисы определяют D

1+R 1-R(I -I )

D = — — 1n -- — — - — - = 19 79.

1-R I +I

50Формулаиз обретения

Способ определения оптической плотности рассеивающей среды, основанный на измерении коллимированного падающего и прошедшего через исследуемый слой потоков, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона определяемых оптических плотнос1312455 где I. I ЯУ ф

RКорректор О.Тигор

Подписное

Заказ 1966/42 Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 тей, дополнительно измеряют отражен ный световой поток, увеличивают толщину слоя при сохранении поперечных размеров и концентрации до получения пропускания, при котором отношение прошедшего потока к падающему не превышает одного процента, измеряют соответствующий отраженный световой поток R, нормированный на величину падающего потока, и рассчитывают опти- 1ц ческую плотность по следующей формуле

1 + R 1-R(Iq+Iq)

D = — — — — — — — 1п — — -- — (1-R 1-(g-P) I,+Т -R

Составитель И. Никулин

Редактор Г. Волкова Техред M.Õîäàíè÷

Д соответственно прошедший; и отраженный световые потоки, нормированные на

1 величину падающего светового потока; проекции индикатрисы рассеяния соответственно на направление падающего светового потока и противоположное направление; отраженный световой поток слоя нулевого пропускания.