Устройство для определения отражательной способности твердых тел

 

Использование: в хлебопекарной, кондитерской , деревообрабатывающей и других отраслях промышленности для определения отражательной способности твердых тел при оценке блеска их поверхности . Сущность изобретения: в устройство входит источник излучения с приспособлением для создания направленного пучка света, интегрирующая сфера с отверстием и приемник излучения, соединенный с измерительным прибором. Диаметр отверстий диафрагм выбирается из соотношения, приведенного в формуле изобретения. 2 ил. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (sI)s G 01 N 21/55

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .. ..- . : 2 . (21) 4897103/25 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ (22) 28.12.90 ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ТВЕР(46) 15.08.92, Бюл. М 30 ..... ДЫХ ТЕЛ (71) Московский технологический институт (57) Использование: в хлебопекарной, конпищевой промышленности . " дитерской. деревообрабатывающей и дру(72) В.И,Маклюков, В,А.Брязун, СЛ.Илья-: .: гих отраслях йромышленности для сов, Е.П,Tiopes и И.Н,Швец определения отражательной способности (56) Ильясов С,Г., Красников В.В; Физические . твердых тел при оцейке блеска их поверхноосновы инфракрасного облучения пищевых сти, Сущность изобретения: в устройство продуктов, M,: Пищевая промышленность, входитисточникизлучениясприспособлени1978, с,170, емдля создания направленного пучка света, Там же., с.199. интегрирующая сфера с отверстием и приемник излучения, соедййенный с измерительным прибором. Диаметр отверстий диафрагм выбирается из соотношения, приведенного в формуле изобретения. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам при оценке блеска их поверхности снижаетдля определения отражательной способно- ся. сти твердых тел при оценке блеска их повер- Наиболее близким rio технической сущхности. Оно может быть использовано B" ности и достигаемому результату является хлебопекарной, кондитерской, деревообра- " устройстводляопределенияотражательной батывающей и других отраслях промышлен- -. : способности твердых тел, Оно также содерности, жит держатель образцов, источник излучеИзвестно устройство для определения ния с приспособлением для создания отражательной способности твердых тел, .направленного на поверхность образца пучсодержащее держатель образцов, источник ка света. зеркальную полусферу с отверстиизлучения с приспособлением для создани); . ем для прохода создаваейбго пучка света. направленного на поверхность образца пуч- интегрирующую сферу с отверстием для ка света и приемник излучения, размещен-- прохода отраженного пучка света и приемный под углом зеркального отражения; ник излучения, размещенный перпендикуНедостаток известного устройства за-. лярно оси отверстия йнте) рйрующей сферы. ключается в том что его приемник излуче- В отличие от известйого устройства, ния селективно воспринимает отраженный данное устройство лишено недостатка сепучок света. При этом воспрйнимается как лективности приема отраженного пучка све- зеркальнаясоставляющаяотраженногопуч-: . та. поскольку" после его многократного ка света, так и часть диффузной составляю- переотражения внутри интегрирующей сфещей. В итоге точность определения ры, чувствительная поверхность приемника отражательной способности твердых тел излучения равномерно освещена. Но недо1755126 статок, связанный с приемом диффузно отраженного излучения при оценке блеска поверхйости твердых тел, 8 известном устройстве не устраняется, а даже усугубляется из-за того, что диаметр отверст@% ин- 5 тегрирующей сферы намного превышает диаметр отверстия зеркальной полусферы.

Цель изобретения — повышение точности определения отражательной способности твердых тел при оценке блеска их поверхности.

На фиг.1 изображейа конструкция устройства для определения отражательной способности твердых тел, выполненного.согласно изобретению; на фиг.2-схема, показывающая соотношение между расходимостью падающего и отраженного пучка света при определении отражательной способности твердых тел.

20

Устройство содержит зачерненную камеру 1 с отверстием 2, которре сопряжено с держателем 3 образцов 4. В состав устройства входит также источник 5 излучения с приспособлением 6 для создания направ25 ленного на поверхность образца 4 пучка 7 света, интегрирующую сферу 8 с отверстием 9 для прохода отраженного пучка 10 света и приемник излучения в виде фоторезистора 11, соединенйого с измерительным прибором 12, Узел 6 имеет выходное отверстие 13, Его ось образует с осью отверстия 2 угол, равный 45О. Это достигается соответствующим креплением источника 5 излучения с узлом 6 к стенкам камеры

1. Интегрирующая сфера 8 снабжейа зачер35 ненным патрубком 14 с тремя зачерненны ми диафрагмами 15, которые имеют отверстия 16. При этом патрубок 14 установлен соосно с отверстием 9 и крепится .к

40 стенкам камеры 1 таким образом, чтобы ось отверстия 9 образовывала с осью отверстия

2 угол, равный тоже 45". Диаметр отверстия

9 (d} и диаметр отверстий 16 (с |)вы|толня-; ется, исходя из расстояний а и b; с учетом

Чтобы установить соотношение между этими велйчинамй, рассмотрим на фиг.2 пря- моугольный треугольник АВС, Его угол при вершине А будет равен половинному значению угла расхождения (р) создаваемого пучка 7 света. Отсюда сторона рассматрива- 55 емого треугольника — ВС будет равна-произведению АС tg(rp /2), где сторона АС представляет, собой-сумму расстояний а и Ь.

Тогда, вводя обозначение tg(p /2) К, полконкретного значения диаметра отверстия 45

13 («|вых), де а расстояние от выходноГО отверстйя до держателя образцов, Ь вЂ” расстояние от держателя образцов до отвер-. стия интегрирующей сферы, учим,что ВС = (а + Ь)К. Нетрудно показать, что сторона ВС определяется также величиной (d — dsvx) /2. Приравнивая зту величину к выражению стороны В.С через расстояния а и Ь, получим, что диаметр отверстия 9 d =

«1вых + 2(a+b) К. Аналогичным путем получается соотношение и для диаметра отверстий

16: d = бвв|х + 2(а + Ь!) К, Если принять диаметр выходного отверстия 13 (бвых) равным 4 мм, расстояние от него до держателя 3 образцов 4 (а) равным

60 мм, а расстояние от держателя образцов до отверстия 9 (b) равным 140 мм, то при параметре приспособления 6, характеризующем расходимость создаваемого пучка 7 света (К) — 0,01, получится, что диаметр отверстия 9 составит величину d = 8,0 мм, При расстоянии от держателя образцов до отверстия 16 первой диафрагмы 15 (Ь|), равйом 50 мм. получится, что диаметр отверстия первой диафрагмы составит величину d1 - 6,2 мм, При расстоянии от держателя образцов до отверстия 16 второй диафрагмы 15 bz равном 80 мм, получится, что диаметр отверстия второй диафрагмы составит величину dz = 6,8 мм. При расстоя нии от держателя образцов до отверстия 16 третьей диафрагмы 15 (Ьз), равном 110 мм получится, что диаметр отверстия третьей диафрагмы составит величину дз = 7,4 мм, Принцип действия описанного выше устройства заключается в следующем, Источник 5 излучения создает пучок 7 света, который, выходя из отверстия 13 узла 6, направляется к поверхности образца 4 под углом падения, равным 45О. На поверхности образца 4 происходит отражение пучка 7 света. Отраженный от поверхности образца 4 пучок 10 света направляется в интегрирующую сферу 8 под углом, равным углу падения пучка 7 света, При этом пучок 10 света проходит через систему диафрагм 15, за крепленных в патрубке 14. В интегрирующей сфе- . ре 8 пучок 10 света вторично многократно отражается. Многократно отраженный пучок

1? света равномерно освещает внутреннюю поверхность интегрирующей сферы 8, в том числе и чувствительную поверхность фоторезистора 11. Чем выше величина блеска у образца 4, тем с большей яркостью будет освещена чувствительная поверхность фоторезистора 11. В итоге его электрическое сопротивление изменится и как следствие изменится показание измерительного прибора 12, Учитывая это обстоятельство, блеск образца анализируемого тела может быть оценен по значению параметра

Поб . у= —" 100в, пвт

1755126 где neo — показание измерительного прибо- сти (шероховатость, глянцевитость, появлера при отражении пучка света от noaepxHo- we нежелательного налета и т.д.). сти образца, Формула изобретения

n» — показания измерительного прибо- Устройство для определения отражара при отражении пучка света от поверхно- 5 тельной способности твердых тел. содержасти эталона, которым может являться щее источник излучения с узлом для металлическое зеркальце. создания направленното йучка света и расПример 1. С помощью устройства положенные по ходу излучения держатель определяли блеск поверхности корки наре- образцов, интегрирующую сферу с отверзанных батонов, выпеченных из пшеничной 10 стием и приемник излучения, размещенный муки первого сорта. " .. перпендикулярно оси устройства, на кото-

Для этого после выпечки и остывания рой расположено отверстие интегрируюбатонов готовили образец из корки с разме- щей сферы, о т л и ч à е щ е е с я тем, что, с рами 15х15 мм, Образец 4 вставляли s де- целью повышения точности определения ржатель 3, с помощью которого 15 при оценке блеска твердых тел, интегриру- осуществляли сопряжение образца 4 с от- ющая сфера снабжена патрубком с систеверстием 2 камеры 1, От источника 5 излу- мой диафрагм, установленным соосно с чения на поверхность образца 4 направляли —: отверстием интегрирующей сферы и напучок 7 света..Отраженный от поверхности правлением отраженного пучка света, при образца 4 пучок 10 света направляли в ин- 20 .этом внутренняя йоверхность патрубка и тегрирующую сферу 8. После чего регистри- поверхности диафрагмы вйполнены зачерровгли показание измерительного прибора . ненными, а диаметр d отверстий диафрагм

12. Оно соответствовало числу nag = 0,84.. выбран из соотношения

Такие же операции проводили и с эталоном, Ф = de x+ 2(а+ 0>) К для которого n» = 10 единицам измеритель- 25 где deox — диаметр вйходного отверстия узного прибора 12, Блеск поверхности образ- . ла для создания направленного на поверхца корки нарезанных батонов оцениваю по ность образца пучка света; значению параметра а — расстояние от выходного отверстия

034 . 1г1г1 и л оу .. до держателя образцов: измеренное по оси

ПГ " 30 направленного на поверхность образца пучИспользование изобретения по cpавне- ка света: нию с прототипом позволяет снизить вели- .. bi — расстояние от держателя образцов чину погрешности оценки блеска . до!-гоотверстиясоответствующейдиафрагповерхности твердых тел с 20 до 5%. При мы; измеренное по оси отраженного пучка этом повышается степень достоверности 35 света; определения качества производимых изде- k — параметр, характеризующий расхолий с точки зрения состояния их пьверхно-: димость создаваемого пучка света, Ф .:, (7

1755126

Составитель С.Голубев

Техред М,Моргентал

Корректор Н.Тупица

Редактор М.Товтин

Производственно-издательский комбинат" Патент",г,Ужгород,уд. Гагарина,101

Заказ 2886 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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