Устройство для определения интегральной поглощательной способности зеркальноотражающих материалов

 

с со!он из =; па=в» нс с....:,; ..:,.;а

ДК 535.87 (08 8.8 ) (72) Авторы — мзобретениа

Б. А. Хрусталев и А. С. Кузьмичев

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (7!) Заявитель

J (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ HHTEI ÐÀËÜÍÎA

ПОГЛОЩАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ЗЕРКАЛЬНО

ОТРАЖАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области измерительной техники для определения теп- : лофиэическнх, в частности, терморадиапианных оптических свойств материалов.

Использование устройства целесообразI а, но для измерения поглощательной способнОсти непрозрачных материалов с большой величиной отражательной .спочобноств (Ж

0,95), имеющих зеркальный характер от ражениа. Такие материалы испольэуютса дла создания защитных от излучения экранов, отражающих покрытий, а также в экранно-вакуумной суперизоляции. Оценка эффективности работы указанных систем требует точного знания отражательной% или равной 1- Я поглощательной способности А.

Известно устройство, использующее однократное отражение луча от образца.

Устройство состонт иэ источника излу + чения, плоского и сферического зеркал, образца зеркально отражающего материала, . торического и второго плоского зеркал и приемника излучения (1).

Недостаткама этого устрфства авлйвт, ся необхсдимостыметь эталон, а также большая погрешность опредежния поглощатвльной способности материалов с вы» сокой отражательной способностью (R +

0,95).

Наиболее блиэкнм по технической сущ«, ности является устройство для определения интегральной поглощательной способ». ности зеркально отражающих материалов, состоящее нз источника "излучения, приемника излучения и плоских образцов указанных материалов,;расположенных парал» лельно друг другу с внутренними поверхностямн, выполненными зеркальными g2).

Устройство имеет две пары расположенных параллельно образцов зеркально отражающих материалов, установленные ) -образно, выполненные с возможностью перемещения.

Недостатком указанного устройства нвлаетса то, что при измерениях длине пути одного луча от источннка до приемника существенно отличаетса от длины ng3 702 ти другого луча, что приводит к дополнительным погрешностям из-зв рвсходимости луча и некоторой зависимости показаний приемника излучения от его рассто яния до источника излучения, Кроме того, необходимость перемещения образцов при

l измерении затрудняет, их термоствтирование при низких температурах.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности измерения.

Для этого дополнительно между источником и приемником излучения по ходу луча установлено плоское зеркало, а образцы материала расположены параллельно зеркалу и закреплены неподвижно, причем

15 внешняя поверхность образца, обращенного к зеркалу, выполнена зеркальной, а зеркало выполнено с возможностью его параллельного перемещения нв расстояние

Н, определяемое соотношением

20 н= ь+ —

И g

Ф 2 где И - число отражений; - расстояние между внутренними

25 пове рхностями образцов; ц - толщина образца с внешней зеркальной поверхностью.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, неподвижные sepzana 2 и 3, плоское зеркало 4, выполненное с воэможностью его параллельного перемещения, обрвзедд 5 с внутренней зеркальной поверх 35 костью 6, образец 7 с внутренней зеркальной поверхностью 8 и с внешней зеркальной поверхностью 9, причем образцы расположены параллельно зеркалу 4, и приемник 10 излучения.

Если плоское зеркало 4 установлено в положении I как показано на чертеже, то на образец 5 падает луч 11. Если зеркало 4 установлено в положении Il то

1 на образец 7 падает луч 12.

Устройство работает следующим образом.

Луч от источника 1 излучения, отразившись от неподвижного зеркала 2, падает на подвижное зеркало 4, которое в положении 1 посылает луч 11 на внут- . реннюю поверхность 6 образца 5. Далее луч 1 многократно отражается от внутренних поверхностей 6 и 8 и снова падает на зеркало 4, после отражения от зеркала

4 попадает на зеркало 3, которым направляется нв приемник 10 излучения. В положении И зеркала 4 луч 12, отраженный от зеркала 4, падает нв внешнюю по 78 4 верхность 9 образца 7, от которого он однократно отрвжжтся и попадает снова нв зеркало 4 и далее, отразившись от зеркал.

4 и 3, направляется на .приемник 10 излучения ..

Сигнал приемника 10 излучения при многократном отражении луча 11 от поверхностей 6 и 8 пропорционален отражательной способности материала в степени, равной числу и отражений, т.е. С1„= К.й".

При однократном отражении луча 12 от поверхности 8 сигнал С12 пропорционален отражательной способности материала, т.е. C 2= KR ° Отношение. этих двух сигналов дает С„, jC я" ",.При этом поглощвтельную способйость материала определяют по формуле

a= " - с„„ с„, Достоинства предлагаемого устройства состоят в следующем.

Длина пути луча в двух измерениях при однократном и многократном отражениях одинакова, что обеспечивается перемещением подвижного зеркала на расстояние Н, определяемое соотношением

Н=(+ 1 — + — ° с .

Ф 2

Это обеспечивает, в свою очередь, по вышение точности измерений при наличии некоторой расходимости луча и зависимости сигнала приемника излучения от его расстояния по лучу до источника излучения.

Относительная погрешность измерения поглощвтельной способности Ь А / А определяемая выражением; дд (ьс дс а

Д - C C„,/ где ьс44/ <<„bc42(c - относительные по- грешности измерения 11-го и 12-го сигналов, может быть уменьшена эа счет увеличения И числа отражений.

Входной и выходной лучи не меняют своего положения при двух измерениях, что позволяет зафиксировать положения приемника и источника излучения.

Кроме того, образцы отражающего мвтЕрнала закреплены неподвижно, что позволяет более просто организовать термостатирование материала при различных, в том числе н низких температурах.

Ослабление луча оптической системой устройства, зеркалами, окнами и т.п. исключается из конечного результата из- мерений.

С5се перечисленные достоинства в конечном счете ащвыищ от о т точность и удобство измерений., фо рмул а и зобре тения

Филиал ППГ! Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Г 7022

Указанные преймушества позволят при- . менить предлагаемое устройство для измерения поглощательной способности сильно отражающих излучение материалов так-же и при низких температурах, характерных для работы криоизоляции и суперизоляции, где такие материалы используются, а также для измерения поглощательной способности отражающих материалов терморегулируюших поверхностей.

Устройство для определения интеграль- 1 ной поглощательной способности зеркально отражающих материалов, состоящее из источника излучения, приемника излучения и плоских образцов указанных материалов, расположенных параллельно друг другу, с внутренними поверхностями, выполненными зеркальными, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно между источником

25 и приемником излучения по ходу луча усЦНИИ!1И Заказ 7579/40

78 6 тановлено плоское зеркало, а образцы ма» териала расположены параллельно зеркалу и закреплены неподвижно, причем внешняя поверхность образца, обращенного к зеркалу, выполнена зеркальной, а зеркало выполнено с возможностью его параллельного перемещения на расстояние Н, определяемое соотношеы м

H--(n s) — 4+—

6 где . И - число отражейий; расстояние между внутренними поверхностями образцов, Ю - толщина образца с внешней зеркальной nosenxÿîñòûî. источники ни формации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приставка для измерения отраже- ния и пропускания малых образцов ИПО"

22 к спектрофотометру ИКС-14А. Т0 и инструкция по:, эксплуатации, ЛОМО 1972.

2.Товарно %.hh.,Ñë.à÷àÖ o E.Q. /per) ь еиСоЮ оаавогевеи ъ of the и оносИто

at crlagen1c temperatures" Heat transfer 19И.Proceedings cf Me Fifth эи1ег,,hationat Heat, Transf er conference 3-7

Веpte whee 3914,ТоМо,ч?. й.1.Фр.g-<6.

Тираж 1073 Подписное