Способ определения коэффициента диффузного отражения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>750288 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву

1 (22) Заявлено 200278 (21) 258174 б/18-25 (Я}М. Кл.з

G J 1/04 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23,0780.бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 23.07.80 (53) УДК 535. 242 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. П. Зеге и И.Л. Кацев

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к области фотометрии, спектрофотометрии и спектроскопии светорассеивающих сред и может быть использовано для измерения коэффициентов отражения и испектров поглощения слабопоглощающих сильнорассеивающих образцов.

Известен способ определения коэффициента диффузного отражения, осно- ванный на том,что с помощью фотомет-. рического шара создают диффузное освещение образца и эталона, помещенных в центре шара, и регистрируют интенсивности излучения, отраженного по нормали к поверхности (Ц .

Недостатками этого способа являются необходимость помещения образца и эталона в фотометрический шар и малая светосила.

Наиболее близким по своей технической сущности к данному изобретению является известный способ определения коэффициента диффузного отражения, основанный на том, что образец и эталон освещают направленным пучком света по нормали к поверхности и измеряют интенсивность отраженного от них света f2) .

Исследуемый образец и образец сравнения (эталон) в этом способе помещают в фотометрический шар, освещают их поочередно по нормали к поверхности направленным световым пучком, измеряют интегральные по углу диффузно отраженные потоки и по .их отношению и известному коэффициенту диффузного отражения эталона определяют коэффициент диффузного отражения образца.

Этот способ требует помещения образцов в фотометрический шар, в связи с чем он не может быть использован для проведения измерений с образцами больших размеров и в непрерывном, например технологическом, процессе.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения способа за счет обеспечения возможности измерений коэффициента отражения образцов любых размеров и

25 в непрерывном процессе.

Укаэанная цель достигается тем, что регистрируют интенсивности излучениЯ Зо8 и 3зт,,отРаженного от образца и эталона под углом 0 C, V(65 к нормали, и определяют коэффициент

750288 диффузного отражения образца г- по об

Формуле (»1 — "

Г =Г- ()»»2с0$Ч о6 эт (g эт где Гэ — коэффициент диффузного отражения эталона.

Эта цель достигается также, если освещение производят под углом

0 (V (65o к нормали, а регистрируют интенсивности Д,@ и 3 излучения, отраженного по нормалй к поверхности.

На чертеже приведен график, иллюстрирующий погрешность определения коэффициента диффузного отражения. предлагаемым способом.

Проведенные исследования показывают, что при освещении полубесконечного рассеивающего слоя параллельным пучком света под углом arccos »»р к нормали интенсивность излучения, отраженного под углом arccosц, при — 1 (или » = 1) описывается формулой

О735Ч (»+2р» )(»+2ð») И".) = e. где O Sp — освещенность, создаваемая подающим пучком на поверхности слоя; ф — параметр, зависящий от индикатриссы рассеяния элементарного объема; — параметр, зависящий от индикатриссы рассеяния и соотношения между показателями поглощения и рассеяния.

Козэфициент Г диффузного отражения при направленном освещении под углом arccos po равен

=е

-1,п<д(М+2у» ) (2)

Соответственно коэффициент R диффузного отражения при диффузном освещении равен

4фЪ (3)

Формулы (1) †(3) применимы при

)0,4; < ) 0,4; q g ) 0,3.

Из формул (1)-(27 видно, что освещая образец и эталон по нормали к поверхности (1»д = 1) и регистрируя интенсивность отраженногр излучения

3„8 и ». под углом 1/ агссоь)», можно определить коэффициент диффузного отражения образца при освещении по нормали по формуле

Ф

Г=Г (/ 1+2совЧ, оо этюд (4)

Из ФОрмул (1 ) — (2) виднО чтО ту же величину Г б можно определить по той же формуле (4), если освещать .Образец и эталон направленным пучком света под углом Ч к нормали, а регистрировать интенсивности отраженного излучения » б и у по нормали х поверхности.!

О об (»о) (Г05 ) R, =О,77.

Использование предлагаемого технического решения по сравнению с из- вестным позволяет проводить измерения коэффициентов диффузного отражения образцов любых размеров, проводить измерения в непрерывном режиме и, в частности, вести контроль промышленных образцов в непрерывном технологическом процессе.

Погрешность определения коэффициента диффузного отражения предлагаемым способом иллюстрируетбя чертежом, где показана зависимость измеряемого коэффициента отражения от истинного при двух значениях угла

Ч = Оо и Q = 48о для образцов с разными индикатрисами рассеяния и различными соотношениями между показателями поглощения и рассеяния.

Кружками показаны данные для / =О, крестиками — V = 48о, прямая— иэпп

Проведенные исследования и чертеж показывают, что наименьшая поо грешность обеспечивается при Y= 48

При использовании формул (5), (6) предлагаемый способ позволяет определять также коэффициент диффузного отРажениЯ обРазЦа Гоф)н ) пРи .направленном освещении под произвольным углом агccos )ио и коэффициент диффузного отражения Roy при диффузном освещении, широко используемые в спектроскопии диффузного отражения.

50 бО

Отметим, что, зная величину Г- на основании формул (2) и (3) можно определить коэффициенты диффузного отражения образца при направленном освещении ()» ) под произвольным углом а г ceps pAp (pp ) О, 4) и при диффузном освещении Roy по формулам

1+2»»о

Гб(Яо) ={Го ) 3, (5 ) (4 ("об) . (6)

Пример. Для определения коэффициента диффузного отражения рассеивающего образца освещают образец и эталон по нормали к поверхности и регистрируют интенсивности излучениЯ Зоб и 3 отРаженного от обРазца и эталона под углом Я = 48 .

Пусть коэффициент диффузного отражения эталона при освещении по нормали Гт = 0,95, а отсчеты измерительного прибора, пропорциональные и Зэ -, соответственно равны:

Моб = 60 делений и N T = 80 делений.

Тогда fo8 = 0,713.

По формулам (5) и (6) можно,кро2S ме того, рассчитать величины lpg(JUp)

Роб °

750288

Составитель Л.Титова.Редактор П.Горькова Техред М.Петко Корректор Г.Решетник

Заказ 4620/32 Тираж 713 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Формула изобретения

1. Способ определения коэффициента диффузного отражения, основанный на том, что образец и эталон освещают направленным пучком света . по нормали к поверхности и измеряют интенсивность отраженного от них света, отличающийся тем, что, с целью расширения области при-. менения способа за счет обеспечения возможности измерений коэффициента отражения образцов любых размеров и в непрерывном процессе, регистрируют интенсивности излучения 3 и отраженного от образца и эталона под углом 0 (V C 65о к нормали, и определяют коэффициент диффузного отражения образца t по формуле

/3о81 2,ЬЗ

Гоб-Г )1 2coSY ЗТ где Гзт — коэффициент диффузного отражения эталона.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и .с я тем, что освещение произ5 водят под углом 0 ((65 к нормали, а регистируют интенсивности Э<ф и 3> излучения, отраженного по нормали к поверхности.

1g

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Иванов A.Ï. "Оптика рассеивающих сред". Минск, изд-во "Наука и техника", 1969, м.108. е

2. Иванов A.Ï. "Оптика рассеивающих сред". Минск, изд-.во "Наука и техника", 1969, с.98 (прототип).