Устройство для определения прозрачности материалов
Владельцы патента RU 2791849:
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к области физики, а именно к исследованию показателей светопропускания материалов для контроля параметров прозрачности материалов. Устройство определения прозрачности образцом состоит из следующих элементов: на опорной раме, обеспечивающей перемещение и фокусировку всех элементов устройства, размещен осветитель (лампа), линза и фокусирующий объективом-регулятором с закрепленным диффузором, концентрирующим световой поток; на специальном кронштейне опорной рамы установлено приспособление для закрепления образцов, оснащенное винтами-регуляторами для перемещения образца по вертикали и горизонтали и снабженное упругими прокладками с круглыми отверстиями, между которыми размещается испытуемый образец; на дополнительном кронштейне закрепляется люксметр, соединенный с электронным дисплеем. После размещения образца и включения устройства в электрическую сеть конструкция закрывается светозащитным черным кожухом, обеспечивающим отсутствие искажения отсчета люксметра и попадание света извне. Технический результат – упрощение процесса определения прозрачности материала, повышение точности и достоверности измерений, выявление дефектов при испытании. 2 ил.
Изобретение относится к области физики, а именно к исследованию показателей светопропускания материалов для контроля параметров прозрачности материалов, основанном на регистрации относительных световых потоков, проходящих через образец и может быть использовано при определении оптической проницаемости архитектурно-декоративных элементов зданий и сооружений.
Известен приборный комплекс «HAZE-GARD» различных модификаций для контроля прозрачности и светопропускания стекол, пленок, жидкостей и пр. по методам ASTM D 1003 и ASTMD 1004 haze-gard dual, основанный на определении прозрачности путем фиксации обратной величины - мутности.
Однако он представляет сложный набор устройств, предназначенный для работы с оптически прозрачными материалами, преимущественно жидкостями.
Известен прибор для определения светопропускания линз очков, в световом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне, основное предназначение которого заключается в проверке линз в видимом свете (от 380 до 760 нм), ультрафиолетовом диапазоне (365 нм) и при инфракрасном излучении (950 нм).
Однако данный прибор рассчитан только на прозрачные линзы для очков и не может быть использован в других целях.
Аналогом заявляемого технического решения является устройство, используемое для измерения прозрачности, ГОСТ 8874-80, в соответствии с которым исследуемый образец материала освещают параллельным световым пучком нормально к его поверхности, последовательно измеряют световые потоки, рассеянные образцом в обратном направлении в случаях, когда с противоположной стороны от образца помещают плоскую непрозрачную либо черную подложку. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности учеты неоднородности образцов и сложность получения окончательного результата.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для определения прозрачности плоских светопропускающих материалов (патент РФ №2427823, МПК8 G01N 21/85, зарегистрирован 27 августа 2011 года), заключающийся в освещении нормально к поверхности исследуемого материала на черной подложке с последующим освещением материала на другой подложке, регистрации относительных отраженных световых потоков и расчете прозрачности исследуемого материала.
Устройство требует абсолютно белые подложки и дополнительные сложные вычисления коэффициента светопроницаемости, а также не позволяет осуществлять контроль неоднородности материала.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА - упростить процесс определения прозрачности материала, повысить точность и достоверность измерений, расширить возможности контроля неоднородности образца и выявить дефекты при испытании и др., решается путем конструирования устройства, вдоль главной оси которого находится источник света с фокусирующими линзами, диффузор для концентрации светового потока, приспособление для закрепления испытуемых образцов и люксметр с электронным дисплеем.
Изобретение позволяет повысить точность и достоверность определения прозрачности материала путем концентрации светового потока в диффузоре за счет точечного направления светового потока в исследуемый участок материала в любой его точке, а также устранения влияния внешней среды при рассеивании пучка света.
Для достижения этой задачи разработано устройство (фиг. 1, фиг. 2), состоящее из следующих элементов: опорная рама (1), держатель (2), лампа (3), линза (4), фокусирующий объектив-регулятор (5), диффузор (6), приспособление для закрепления образцов (7), испытуемый образец (8), упругие прокладки (9, 10), кронштейн (11), винты-регуляторы для перемещения образца по вертикали и горизонтали (12), кронштейн (13) люксметр (14), электронный дисплей (15), светозащитный кожух (16).
Работа устройства осуществляется следующим образом: на опорной раме (1), обеспечивающей перемещение и фокусировку всех элементов установки, размещен держатель (2) с лампой (3), которая включается в электрическую сеть, и свет через линзу (4) и фокусирующий объектив-регулятор (5) с закрепленным к нему диффузором (6), концентрирующим световой поток, проходит через отверстие в приспособлении для закрепления образцов (7) к испытуемому образцу (8), размещаемому между упругих прокладок с отверстиями (9, 10), установленном на дополнительном кронштейне (11) и оснащенном винтами-регуляторами для перемещения образца по вертикали и горизонтали (12), на специальном кронштейне (13) закрепляется люксметр (14), соединенный с электронным дисплеем (15), а также имеется светозащитный кожух (16), обеспечивающий отсутствие искажения отсчета люксметра. Процесс фиксирования светопропускания образца составляет считанные минуты.
Новым является то, что данный прибор обеспечивает высокую точность испытания практически по всей площади образца, процесс фиксации показателей нетрудоемкий, не требует дополнительных сложных расчетов. Испытания осуществляются путем передачи светового потока от источника света на испытуемый образец и далее на люксметр. При определении прозрачности материала, изготовленные материалы могут быть испытаны после обработки различными составами и компонентами, позволяющими влиять на оптические характеристики; кроме того, процесс проведения испытаний составляет считанные минуты, что позволяет осуществлять повторные и сравнительные испытания по всей площади образца.
Устройство для определения прозрачности материалов, включающее источник света с фокусирующими линзами, приспособление для закрепления испытуемых образцов и люксметр с электронным дисплеем, отличающееся тем, что дополнительно содержит осветительное устройство с лампой, линзой и фокусирующим объективом-регулятором, к которому закреплен диффузор для концентрации светового потока, концентрирующий световой поток, а на кронштейне опорной рамы установлено приспособление для закрепления образцов, оснащенное винтами-регуляторами для перемещения образца по вертикали и горизонтали и снабженное упругими прокладками, между которыми размещается испытуемый образец; на дополнительном кронштейне закрепляется люксметр, соединенный с электронным дисплеем, при этом вся конструкция закрывается светозащитным черным кожухом.
