Устройство для измерения освещенности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕКИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

tut996870 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву- (22) Заявлено 10.04.81 (21) 3271797/18-25

Pgj+ Кд 3

G 01 J 1/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 15.0;ЮЗ. Бюллетень Йо б (33) УДК 535 ° 242 (088.8) Дата. опубликования описания 15 ° 02.83 (72) Авторы изобретения

Ю. М. Кондратьев и С, Г. Яковлев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано при измерении освещенности объектов, находящихся в условиях естественного освещения.

Освещенность .любого объекта в природных условиях .создается прямым солнечным излучением и распределенным случайным образом по небесной полусфере рассеянным излучением. Рассеянное излучение зависит от множества факторов и может существенно изменяться эа короткие промежутки времени.

Поскольку освещенность пропорциональна косинусу угла падения освещающего потока с(, угол с(,отсчитывается от нормали к входной торцовой плоскости рассеивателя), то точность измерения . освещенности зависит от того, насколько точно угловая характеристика измерительного устройства соответствует закону косинуса.

Известно устройство для измерения освещенности, в котором в качестве косинусного преобразователя используют молочное стекло 1 .

Однако поскольку молочное стекло плохо пропускает световой поток, чувствительность и точность этого устройства невысоки. 3

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст-. ройство. для измерения освещенности, содержащее корпус с симметричной полостью, образованной боковыми стенками, цилиндрический рассеиватель, установленный ь симметричной полости.так, что его верхняя торцовая поверхность лежит в одной плоскости с верхней границей боковых стенок, блок монохроматизации и приемник (.2 ).

В указанном устройстве цилиндрический рассенватель выполнен с открытыми боковыми сторонами и прилегает непосредственно к блоку монохроматиэации, а к последнему вплотную прилегает приемник излучения. Цилиндрический рассеиватель, блок монохроматизации и приемник установлены в одном корпусе. Между боковой поверхностью цилиндрического рассеивателя и боковыми стенками корпуса имеется зазор. При измерении освещенности этим устройством освещающий поток. проходит через верхнюю торцовую и боковую поверхности цилиндрического рассеивателя через блок монохроматизации к приемнику.

Для точных измерений освещенности необходимо, чтобы поток излучения

996870

На чертеже схематически представлено предложенное устройство.

Устройство содержит корпус 1 с

45 цилиндрической симметричной полостью

2, в центре которой имеется цилиндрический выступ 3 с.центральным отверстием 4 на оси A симметричной полости. На цилиндрическом выступе уста50 новлен цилиндрический рассеиватель 5.

Дно 6 симметричной полости 2 выполнено отражающим, например, с покрытием типа окиси магния. Верхняя граница боковых стенок корпуса 7 лежит в плоскости входной торцовой поверхности цилиндрического рассеивателя 5;

Один торец световода 8 вставляется в отверстие 4 в симметричном высту- Я пе 3, а другой торец световода 8 связан с блоком монохроматизации 9. В качестве блока монохроматизации можно использовать набор светофильтров или стандартный монохроматор. На выходе на выходе цилиндрического рассеива Феля (в направлении нормали к. выходной плоскости) был пропорционален косинусу угла падения освещающего пучка. Наличие дополнительного потока излучения, проходящего через боковую поверхность. цилиндрического рассеивателя, дает возможность корректировать его угловую характеристику, а конструкция корпуса позволяет получать нулевое значение потока излучения на выходе рассеивателя при угле падения освещающего пучка равном 90в, Однако при таком способе коррекции трудно добиться хорошей угловой коррекции для всего диапазона углов от нуля до 90О.

Кроме того, молочное стекло, используемое в качестве цилиндрического рассеивателя, имеет низкое пропускание светового потока.

20 целью изобретения является повышение точности и увеличение чувствительности.

Указанная цель достигается,тем, что в устройстве для измерения осве- 25 щенности, содержащем корпус с симметричной.полостью, образованной боковыми стенками, цилиндрический рассеиватель, установленный в симметрщюной полости так, что его верхняя 3Р торцовая поверхность лежит в одной плоскости с верхней границей боковых . стенок, блок монохроматизации и приемник, корпус снабжен коаксиально расположенным относительно оси сим- 35 метричной полости цилиндрическим выступом, имеющим отверстие в центре, при этом цилиндрический рассеиватель имеет диаметр больший, чем диаметр цилиндрического выступа, и установ- 4g лен коаксиально на его торце, а дно симметричной цолости выполнено отражающим. блока монохроматизации 9 устанонлен приемник 10, Устройство работает следующим образом.

При измерении освещенности световой поток на выходе цилиндрического рассеивателя формируется тремя составляющими освещающего потока: потоком ф„, проходящим через верхнюю торцовую поверхность цилиндрического рассеивателя; потоком Ф лпроходящим через боковую поверхность цилиндрического рассеивателя; потоком Фэ, падающим на дно симметричной полости и попадающим после отражения на нижнюю торцовую и боковую поверхности цилиндрического рассеивателя.

По мере увеличения угла падения освещающего потока с(, вклад каждого

H3 IIOTOKOB ф„, Ф2 H Ф B O6QIHA IIOTOK на выходе рассеивателя будет следующим.

Вклад потока Ф„уменьшается, заметно отличаясь от косинусной зависимости. Вклад потока ф увеличивается в первом приближении пропорциональ01- 2 но sin capo угла с = arctg

2h и в дальнейшем уменьшается (IIpoIIcxoдит .затенение стенками корпуса) до нуля при eL = 90О. Вклад потока ф постепенно уменьшается иэ-эа эатемнения стенками корпуса и становится

d - d3 равным нулю при oL = arctg

"1+ 2

Наличие отражающей поверхности и установка рассеивателя на выступе в центре полости позволяют увеличить поток излучения на выходе цилиндрического рассеивателя и дополнительно корректировать его угловую характеристику, приближая ее к косинусной зависимости.

С целью сохранения косинусности характеристики цилиндрического рассеивателя при больших углах падения (более 70О) при его повышенном светопропускании необходимо, чтобы толщина цилиндрического рассеивателя, диаметр и высота выступа, диаметр полости удовлетворяли неравенству

d о

ТГЛ - Ьд ) а лд дд г где д1 - диаметр полости;

d - диаметр выступа>

- толщина цилиндрического

1 рассеивателя д

Ь вЂ” высота выступа.

Отношение диаметра цилиндрического рассеивателя к его толщине обусловлено типом рассеивателя и обычно удовлетворяет неравенству

2,5 4 - < 7, (2)

996870 где d2 - диаметр цилиндрического рассеивателя;

h — толщина цилиндрического

1 рассеивателя.

Формула изобретения

Составитель С. Бочинский

Редактор Л. Веселовская Техред С.Мигунова Корректор В. Прохненко

«Г

Заказ 919/58 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, указанная конструкция позволяет повысить точность и увеличить чувствительность измерений в результате улучшения соответствия угловой характеристики устройства закону косинуса и повышения эффективности исйользования:светового потока.

Устройство для измерения освещенности, содержащее корпус с симметричной полостью, образованной боковыми стенками, цилиндрический рассеиватель, установленный в симметричной полости так, что его верхняя торцовая поверхность лежит в одной плоскости с верхней границей боковых стенок, блок монохроматизации и приемник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения чувствительности измерений, корпус снабжен коаксиально расположенным относительйо оси симметричной полости цилиндрическим выступом, имеющим отверстие в центре, при этом цилиндрический рассеиватель имеет диаметр больший, чем диаметр цилиндрического. выступа, и установлен коаксиально на его торце, а дно симметричной полости выполнено отражающим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l5 1. Войшвилло Н. A. Блинова Л. д. .Угловое распределение света, прошедшего через оптически толстые слои рассеивающих стекол. — "Оптико-механическая промышленность", 1978, Р 2, 20 с. 29-34.

2. А . Leconte. Mesure des eclai remen ts et des lumlnances. Hesuri в, Regulation. Automatism, Paris 1970, 35, Р 4, р. 81-8б (прототип). . с