Устройство для измерения коэффициента отражения материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 Н 21 4 ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С ИДЕТЕЛЬСТВУ никовсного 3 ообмена кой ССР етельство С02, 1976.льство СССР47, 1934 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Ордена Трудового Кни институт тепло- и масим.А.В.Лыкова АН Белору(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащее источник излучения с исик, точником питания, сферический отражатель с выходным оптическим окном и держателем образца, о т л и ч а ю" аме-. щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения спектрального диапазона измерений, источник излучения выполнен в виде нане" ССР сенной на внутреннюю поверхностьсферического отражателя спиральной ленты постоянной ширины из токо- проводящего материала, содержащего окислы редкоземельных элементов, причем с концами ленты соединены выходы источника питания.20 Целью изобретения являетсяповышение точности измерений и расширение спектрального диапазона измерений.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для измерения коэффициента отражения материалов,содержащем источник излучения с источником питания, сферический отражатель с выходым оптическим окном идержателем образца, источник излучения выполнен в виде нанесенной навнутречнюю поверхность сферическогоотражателя спиральной ленты постоянной ширины из токопроводящего материала, содержащего окислы редкоземельных элементов, причем с концами ленты соединены выходы источника питания.60На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2схема нанесения токопроводящегоматериала из Окислов резкоземельныхэлементов. 65 Изобретение относится к устройствам для измерения спектральных илиинтегральных коэффициентов отражения материалов в инфракрасной ИХ)области спектра, особенно в области2-50 мкм при комнатной температуреобразца и в спектральном интервале .2-10 мкм при температурах образца200-400 К,Известно устройство для измерения коэффициента отражения материалов, содержащее осветитель, монохроматор, спектральную щель соспектральной маской и интегральнуюсферу Г 13.Недостатками этого устройства 15являются неизотропность освещенияобразца и ограниченность спектрального интервала измерений, в основном, видимои и близкой ИК-областьюизлучения (0,5-5,0 мкм).Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения коэффициента отражения материалов, содержащее сверический отражатель с выходным 25оптическим окном и держателем образ"ца, причем в сферическом отражателеимеются отверстия, в которых установлены источники излучения (лампы накаливания),соединенные с источником 30электропитания 21.Недостатком этого устройстваявляется неизотропность падающегона образец излучения (из-за конечного числа источников), что приводитк погрешности измерений. Кроме того,применение ламп накаливания со стеклянными колбами и других оптическихэлементов из стекла ограничиваетспектральный диапазон прибора ближнеи ИК и видимой области спектра,Внутри сферического отражателя 1на держателе 2 установлен образец 3.Для выхода излучения из отражателяпредназначено окно 4, Дальнейшаяобработка сигнала проводится спомощью оптической системы 5 и монохроматора 6. Конструктивно сферический отражатель представляет собойдве полусферы из неэлектропроводного термостойкого вещества, например корунда , н каждой из которыхподсоединены выходы 7 и 8 источника9 питания. Источник излученияспиральная лента 10 постояннойширины из окислов редкоземельныхэлементов нанесена таким образом,что суммарная площадь промежутковмежду спиральными витками не превышает 2 от всей площади сферы(при ширине спиральной ленты 1020 мм зазор между спиральными витками составляет в этом случае 0,5 мм).Устройство работает следующимобразом,Образец 3 устанавливают в держателе 2 и поддерживают при требуемойтемпературе. Через контакты 7 и 8с источника 9 питания подают электрический ток на спиральную ленту 10сферического отражателя, эа счетчего происходит нагрев до 700-1000 К,и внутренняя поверхность отражателястановится источником ИК-излученияИзотермичности внутренней поверхности каждой из полусфер способствует нанесение спирального покрытияпостоянного сечения, что приводитк равномерному выделению излученияпо всей поверхности сферическогоотражателя. Через выходное окно 4иэображения образца и поверхностисферы (эталонный сигнал) поступаютна оптическую систему 5 и вход монохроматора б. Далее по отношениюэтих двух сигналов судят о величинеспектрального полусферически направленного коэффициента отражения образца.Предлагаемое устройство позволяет производить измерения коэффициентов отражения материалов при комнатных температурах в области 2-50 мкм без систематической ошибки, а также при низких температурах не ниже 200 К) и повышенных не выше 400 К ) температурах в области 2-10 мкм, с максимальной систематической ошибкой на длинноволновой границе диапазона, не превышающей 4. Измерения на известных устройствах в этой области спектра с использованием внешних источником облучения затруднительны из-эа малой величины полезного сигнала. Эти выводы подтверждаются результатами теоретического рассмотрения лучистого теплообмена в подобных условиях.1078290 Составитель В.Калечицдактор Н. Лазаренко Техред Л.мартяшова Корре ешетник Подписное Тираж 823 Заказ 936 3 комитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/5 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени13035, Иосква, Ж, Ра филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 При необходимости предлагаемоеустройство может также измерятьинтегральные коэфициенты отраженияпутем исключения из оптической схемыдиспергирующего элемента. Интегрирующая сфера в этом случае являетсяисточником диффузионного излучения,при этом надежна в работе, допускаетнагрев до 1000 К, имеет хорошуюиэотермичность и диффузность светового потока.Изобретение позволяет расширитьспектральную область измерений до50 мкм и повысить их точность эасчет создания изотропного сферического облучения,Повышение точности измеренийдостигается тем, что образец облучается практически равномерным повсем направлениям потоком излучения.Условие равномерности падающего излучения по всем направляющим является одним из основных условий точности измерений подобным методом.Если это условие не выполняется,то не соблюдается и свойство взаим О ности для направленной спектральной отражательной способности, что свидетельствует,как показывает теоретическийанализ, о возникновении пог решностей.