Способ определения коэффициента диффузного отражения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик6 01 3 1/04 с присоединением заявки Й 9 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Э.П. Зеге и И.Л,Кацев Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯИзобретение относится к области фотометрии, спектрофотометрии й 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 2 . 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 использовандля проведения измерений с образцами больших размеров и в непрерывном,например технологическом, процессе.Целью настоящего изобретения является расширение области примененияспособа за счет обеспечения возможности измерений коэффициента отражения образцов любых размеров и 25 в непрерывном процессе.Укаэанная цель достигается тем,что регистрируют интенсивности излучения 3 8 и Д , отраженного отобразца и эталона под углом ОСУ( 65к нормали, и определяют коэффициентдиффузного отражения образца г. 8 пооб Формулес 1Г:; ( )+2 сОЬЧоб эт 1 Д /этгде Гэг - коэффициент диффузного отражения эталона.Эта цель достигается также, если освещение производят под углом 0 (У ( 65 о к нормали, а регистрируют интенсивности Д 8 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 агссоь рр к нормали интенсивность излучения, отраженного под углом агссоь р, при- 1 (или ) = 1) описывается формулой-0,735 Я+2 Ро)(+ 2 Я,)з))-ь(.,е, (,) где У 5 р - освещенность, создаваемая подающим пучком наповерхности слоя;ф - параметр, зависящий отиндикатриссы рассеянияэлементарного объема;- параметр, зависящий отиндикатриссы рассеянияи соотношения междупоказателями поглощенияи рассеяния.Козэфициент Г диффузного отражения при направленном освещении под углом агссов р равено(2)Соответственно коэффициент Й диффузного отражения при диффузном освещении равен)0,4; )о ) 0,4; сР 7 0,3.Из формул (1)-(27 видно, что освещая образец и эталон по нормали к поверхности ( )д = 1) и регистрируя интенсивность отраженногр излучения 38 и Зэг под Углом Чможно определить коэффициент диффузного отражения образца при освещении по нормали по формулеФГ=Г ( / 112 соЗЧ,оо зтЗ .l(4)Из формул (1) - (2) видно, что ту же величину Г 8 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 3 6 и 3 по нормали х поверхности.О о 6 (Ро) = (г) а й =0,77.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 иллюстрируется чертежом, где показана зависимость измеряемого коэффициента отражения от истинного при двух значениях угла Ч = Оо и Ч= 48 о для образцов с разными индикатрисами рассеяния и различными соотношениями между показателями поглощения и рассеяния.Кружками показаны данные дляЪ=О, крестиками - / = 48 о, прямая -иэппПроведенные исследования и чертеж показывают, что наименьшая поо грешность обеспечивается при Ч= 48При использовании формул (5), (6) предлагаемый способ позволяет определять также коэффициент диффузного отРажениЯ обРазЦа Гофф) пРи .направленном освещении под произвольным углом агссор )ио и коэффициент диффУзного отРажениЯ Йо 8 пРи диффузном освещении, широко используемые в спектроскопии диффузного отражения. 40 50 бО Отметим, что, знаЯ величинУ Го 6на основании формул (2) и (3) можноопределить коэФфициенты диффузногоотражения образца при направленномосвещении Г 8) под произвольнымуглом агссоь )цоОо ) 0,4) и придиффузном освещении Й я по формулам1+2)ор 80"о) =(Го , ( 5 )"об (о.б 7 . (6)П р и м е р. Для определения коэффициента диффузного отражения рассеивающего образца освещают образеци эталон по нормали к поверхности ирегистрируют интенсивности излучения 3 8 и Л отраженного от образца и эталона под углом Я = 48.Пусть коэффициент диффузного отражения эталона при освещении по нормали Гэ = 0,95, а отсчеты измерительного прибора, пропорциональныеи Зэг, соответственно равны:Мо 8 = 60 делений и Мэт = 80 делений,Тогда Го 8 = 0,713.По формулам (5) и (6) можно,кро ме того, рассчитать величины Г;,бЦО)и750288 1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Иванов А.П. "Оптика рассеивающих сред". Минск, изд-во "Наука итехника", 1969, м.108.е 075 Составитель Л.Титоваова Техред М.Петко Корректор Г.Решетн Редактор П Подписное комитета СССР и открытий кая наб., д. 4//32 Тираж 713 ЦНИИПИ Государственнпо делам изобрете 13035, Москва, Ж, Р ка г ПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Ф Формула изобретения1. 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 иотраженного от образца и эталона под углом 0 ( l ( 65 о к нормали, и определяют коэффициент диффузного отражения образца 1-,6 по формуле/Зо 2,ЬЗГоб Г/ 1 2 соэузт / где Гзт - коэффициент диффузного отражения эталона.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й,с я тем, что освещение произ водят под углом 0 (( 65 к нормали, а регистируют интенсивности Эо 5 и Зз излучения, отраженного по нормали к поверхности. 2. Иванов А.П. "Оптика рассеивающих сред". Минск, изд-.во "Наука и техника", 1969, с,98 (прототип).