Способ измерения коэффициентов излучения,пропускания и отражения полупрозрачных материалов в ик-области спектра

 

Изобретение относится к фотометрии сред н может быть использовано при оценке оптических и радиационных свойств материала . Целью изобретения является повышение точности измерения. Сущность изобретения заключается в том, что одновременно при измерении энергетической яркости (ЭЯ) образца на фоне одного черного тела дополнительно облучают поверхность образца , обращенную к фотоприемному устройству , другим черным телом с температурой, отличающейся от температуры первого черного тела, .меняют местами взаимное положение черных тел, изменяют ЭЯ образца на фоне второго черного тела, а также ЭЯ второго черного тела. Изобретение позволяет повысить точность измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 G01J5/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А ВТОРСНОМ,Ф CBMQETEJlbCTBV йИВМФ01 ЩА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4102652/24-25 (22) 26.05.86 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (72) Г. К. Холопов (53) 536.52:778.344(088.8) (56) Брамсон М. А. Инфракрасное излучение нагретых тел. — М., Наука. 1964, с. 150 — 153.

Stierwalt D. 1.Jnfrored spectral emittanc measurements of optical materials.

Applied Optics, 1966, v. 5, ¹ 12, р. 1911—

1915. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, ПРОПУСКАНИЯ И

ОТРАЖЕНИЯ ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ИК-ОБЛАСТИ СПЕКТРА

„,Я0,» 1408246 А 1 (57) Изобретение относится к фотометрии сред и может быть использовано при оценке оптических и радиационных свойств материала. Целью изобретения является повышение точности измерения. Сущность изобретения заключается в том, что одновременно при измерении энергетической яркости (ЭЯ) образца на фоне одного черного тела дополнительно облучают поверхность образца, обращенную к фотоприемному устройству, другим черным телом с температурой, отличающейся от температуры первого черного тела, меняют местами взаимное положение черных тел, измеряют ЭЯ образца на фоне второго черного тела, а также ЭЯ второго черного тела. Изобретение позволяет повысить точность измерений. 1 ил.

1408246

Изобретение относится к фотометрии сред и может быть использовано при оценке оптических и радиационных свойств материалов.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже показана при нципиальная, схема устройства для осуществления cnoi соба.

В камере 1 с изотермическими стенками

, (равномерная температура стенок камеры . достигается, например, омыванием их теп, лоносителем, подводимым к ним IIQ трубкам через термостат) на поворотном устройстве

: 2 закреплены два черных тела 3 и 4, температуры которых различны и поддерживаются стабильными, например, также с помощью отдельных термостатов с жидкими теплоносителями. Черные тела могут быть выполнены, например, в виде зачерненных поверхностей с треугольными канавками. Черные тела обращены встречно излучаю|цими апертурами и установлены друг от друга на некотором расстоянии, необходимом для введения между ними измеряемого образца 5 и выведения его из объема между черными телами. Оба черных тела имеют по сквоз, ному отверстию на их излучающей поверхности. Оптическая система, состоящая из объектива 6, двух неподвижных зеркал 7 и

8 и плоского поворотного зеркала 9, направ,ляет измеряемое излучение от исследуемого ,образца, черных тел или стенки камеры на

,фотоприемное устройство 10 (ФПУ), кото рое преобразует воспринимаемое излучение I, электрический сигнал.

Для упрощения электронного тракта усиления сигналов фотоприемного устройства перед объективом 6 установлен модуляторпрерыватель 11 излучения. Величины сигналов, снимаемых с ФПУ и линейно связанных с измеряемыми яркостями, считывают с отсчетного устройства 12.

В зависимости от положения поворотного зеркала 9 оптическая ось ФПУ направлена либо через сквозное отверстие в черном теле 4 на новерхность исследуемого образца 5 (на поверхность излучающей полости черного тела 3 при выведенном образце 5), либо на стенку камеры (на поверхность об разна 5 при его положении вне черных тел).

Для исключения возможности появления в поле зрения ФПУ 10 зеркального изображения сквозного отверстия черного тела, создаваемого поверхностью образца 5, оптическая ось ФПУ наклонена к поверхности образца на угол около 15 — 20 с нормалью к ней, в пределах которого измеряемые характеристики образца мало зависят от направления визирования.

Способ осуществляют следующим абра зом.

40 где

1 тт

14 гт + 1- 4-г -1- с

144 г, L осг т

? 4т| г- 4" г

Проведенный анализ показывает. «In измерения йо способу «массивны» образцов (толщиной 1 мм и более), осуществляемые

50 в первые несколько секхнд после их ввода в пространство между черными телами. не вносят погрешностей, связанных с их разогревом.

Предлагаемый способ измерения коэффициентов излучения, пронускания и отражения полупрозрачных материалов не требует создания специальных держателей образца, обеспечивающих равномерный его разогрев

Устанавливают и стабилизируют рабочие температуры стенок камеры 1 и черных тел 3 и 4. Измеряют яркость стенки камеры I для этого зеркало 9 устанавливают в положение, показанное на фиг. 1 штрихами, образец 5 вводят между черными телами (положение черных тел 3 и 4 любое) и фиксируют величину сигнала Ilo отсчетному устройству !2.

Выводят образец 5 из объема между чер-!

0 ными телами и измеряют яркость L. образца на фоне стенки камеры. После этого черные тела .3 и 4 устанавливают в положение, при котором черное тело 4 находится между черным телом 3 и зеркалом 7. Обра15 зец 5 устанавливают между черными телами. При этом черным телом 3 облучак>т одну нз поверхностен образца 5, а черным телом

4 — другую поверхность образца, обращенную к фотоприемному устройству 10. 3еркало 9 устанавливают в положение (пока20 зано на фиг. 1 сплошными линиями), при котором ФПУ !О визирует черные тела 3 и

4 и образец 5. Измеряют яркость 4,„т образца на фоне черного тела. Выводят образец 5 из объема между черными телами и

2 измеряют яркость L4, черного тела 3. Neняют местами черные тела так, что черное тело 3 устанавливается между черным телом

4 и зеркалом 7, и измеряют яркость 14-г черного тела 4. Образец 5 вводят между черными телами и измеряют его

З0 яркость 1 г,,4, нри одновременном облучении его одной поверхности черным телом 4 и другой, обращенной к фотоприемному устройству поверхности, черным телом 3.

На основании измеренных величин коэф3 фициенты излучения р, пропускания г и отражения у рассчитывают по формулам

8 =1 — А,

Формула изобретения

20 (. о (. т l l ll l l T с;) l ) Ь . \ l l l P

Рй)о(. ст < -,- p<)<1) .. lip<. lllpll)llll< . i. х ) (или охлаждение) и поддержание его температуры на заданном уровне, не требует установки датчиков температуры образца, так как температура образца определяется по результатам проводимых измерений яркостей; сокращает время измерений, так как исключает операцию нагрева (или охлаждения) образца до заданной температуры и ее стабилизацию.

Способ измерения коэффициентов излучения, пропускания и отражения полупрозрачных материалов в ИК-области спектра. заключающийся в размещении плоского образца исследуемого материала в изотермической камере с непрозрачными стенками, измерении с помощью фотоприемного устройства энергетических яркостей стенок камеры и образца, устанавливаемого «а фоне стенки камеры, введении между стенкой камеры и образцом модели черного тела с температурой, отличающейся от температуры стенок камеры, и измерении энергетической яркости образца на фоне модели черного тела, выводе образца из поля зрения фотоприемного устройства и измерении энергетической яркости модели черного тела, определении значений коэффициентов излучения, пропускания и отражения расчетным путем по результатам измерений, orëà÷àþùèéñÿ тем, что, с целью повышения точности измерений. дополнительно при измерении энергетической яркости образца на фоне первой модели черного тела одновременно облучают поверхность образца, обрагценную к фотоприемному устройству, второй моделью черного тела с температурой, отличающейся от температуры первой модели, меняют местами модели черных тел и вновь измеряют энергетическую яркость образца, измеряют энергетическую яркость второй модели черного тела, а коэффициенты излучения g, пропускания C и отражения у образца расчитывают по формулам

Я=-1+4, +1 = (А+В)/2. P = (А — В)/2.

1 5 Lo T; + 1-о;<т — 2Lo,e Lo — LooT

А д р l

L4Tf + (лта 2Lc 1-)т< — 1 тг где L« энергетическая яркость образца при о47i одновременном облучении одной его поверхности первой моделью черного тела и другой, обрагценной к фотоприемному устройству поверхности, — второй моделью черного тела;

1.„, †энергетическ яркость образца, из25 меренная после смены положения моделей черных тел;

)., — энергетическая яркость образца при облучении его только стенками камеры:, „.„ „— энергетические яркости соответст ) дт венно первой, второй моделей черных тел II стенок камеры.