Устройство для определения отражательной способности материалов

(51) 4, С 01 Ю 21/55 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТ-,РАЖАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к оптическим устройствам для измерениякоэффициентов отражеиия материалови может быть использовано, например,для измерения коэффициента отражениямногослойных диэлектрических зеркал,металлических поверхностей и покрытийна теплозащитных материалах. С целью повышения точности улавливается все отраженное излучение в замкнутой светоприемной сфере, образуемой при прикладывании измерительного торца жгутов световодов к ис"следуемой поверхности. 1 з.п. ф-лы,2 ил.Изобретение относится к оптическим приборам для измерения коэффициентов отражения материалов и можетбыть применено, например, для измерения коэффициента, отРажения многослойных диэлектрических зеркал,металлических поверхностей и покрытийна теплозащитных материалах,Цель изобретения - повышение точности измерения.10На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - форма торцажгута волоконных световодов.Взаимное расположение жгутов волоконного световода образует коаксиальную систему, а центральной жилой является жгут осветительных волоконных световодов 1, В качествеисточника 2 излучения используютматрицу из инфракрасных излучающихдиодов иэ арсенида галлия - алюминия, аналогичную светодиоду АЛ,спектральный состав излучения которой можно изменять в широких преде лах путем переключения соответствующих элементов матрицы. Питаниеизлучающей диодной матрицы осуществляется от источника 3 прямоугольных импульсов. Излучение с торцаосветительного жгута волоконного све 30тавода 1 падает на исследуемую поверхность 4, отражается диффузно,принимается измерительным жгутомволоконных световодов 5 и передается на Фотоприемник 6, представляющий собой Фотодиод, аналогичныйсерийно выпускаемому ФДК и имеющий в одном корпусе несколькокристаллов. Сигнал с фотоприемника6 усиливается регистрирующей аппаратурой 7 (используется любой изсерийных усилителей постоянного тока). Существующие инфракрасные свето диоды и Фотодиоды имеют узкие спектральные характеристики с пределами спада чувствительности фотодиода и мощности светодиода + 0,4 мкм от паспортного значения рабочей длины волны светодиода, Поэтому при изменении отражательной способности материалов с помощью полупроводникового излучателя и фотоприемника могут возникнуть погрешности за счет селек тивного отражения исследуемого материала, так как большинство материа 4лов имеет селективное отражение в диапазоне 0,76-9 мкм. Для получения большого объема информации об отражательной способности исследуемого материала в широком спектральном диапазоне (например 0,8-9 мкм) необходимо иметь набор светодиодов и фотодиодов с изменяемыми спектральными характеристиками. Изменение спектральных характеристик осуществляется при помощи набора свето- и фотодиодов с согласованными оптопарами, переключаемых при помощи коммутирующего устройства.Использование однокристальных матриц свето- и Фотодиодов позволяет проводить измерения в широком диапазоне инфракрасных длин и волн и получить хорошую согласованность с оптической системой устройства. В качестве приемников излучения использованы мультиспектральные РЬБ х Бр,и РЬ Б , -Б инфракрасные фото- диоды спектральные характеристики которых согласованы с матрицей 2 излучающих диодов. Для уменьшения потерь излучения при выходе иэ торца осветительного жгута волоконного световода последний имеет конусное углубление 8, образующее на всех торцах каждого излучающего волокна угол Брюстера, при котором потери на внутреннее отражение минимальны (фиг, 2). Для более полного улавливания и уменьшения потерь всей отра-женной энергии излучателя измерительный жгут волоконного световода имеет поверхность, где торец каждого волокна имеет также срез под угломБрюстера. Общий жгут световодов устанавливается на исследуемую поверхность, при этом края световодовзакрывают исследуемую поверхность фоновой засветки.Устройство работает следующим образом.Источник 2 света через световод 1 освещает исследуемую поверхность 4, при этом характер и форма индикатриссы отраженной части света не влйяют на показания регистрирующей аппаратуры 7, так как практически улавливаются всеми волокнами измерительного жгута светопроводов. Точность измерения зависит от взаимного расположения плоскости поляризации источника излучения и исследуемого материала, поэтому может принимать различные значения в зависимости от угла поворота источника излучения1286965 4 Формула изобретения и исследуемого материала. Кроме того, на точность измерения влияети направление микронеровностей отобработки поверхности исследуемогоматериала при изготовленииПоэтомудля усреднения и устранения погрешностей результатов измерения вращают исследуемый образец вокруг своейоси либо измерительный датчик принеподвижном исследуемом образце. 10В зависимости от отражательной способности исследуемой поверхностиматериала суммарный сигнал на фотоприемнике 6 пропорционально меняетсвою величину. Исследование отражательной способности поверхности материалов производится в различномспектральном диапазоне длин волн,так как эта характеристика меняетсядля различных длин волн излучателя.Исследование отражения позволяетметодом неразрушающего контроля определять в течение 1-2 с отражательную способность и связанные с неюосновные теплрфизические характеристики теплозащитных материалов: красок, обмазок, покрытий и других, Приэтом отпадает необходимость в изготовлении специальных образцов иповышается производительность измерения отражательной способности в10-20 раз за счет изъятия операциипредварительной подготовки исследуемой поверхности,1. Устройство для определения отражательной способности материалов, содержащее источник излучения, приемих излучения с регистрирующей аппаратурой, волоконные световоды, включающие измерительный и осветительный жгуты, примыкающие одним из своик торцов соответственно к приемнику излучения и источнику .излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, другие тррцы жгутов совмещены таким образом, что волокна осветительного жгута световода расположены коаксиально по отношению кволокнам измерительного жгута световода, при этом торец осветительного жгута выполнен в виде полого конуса с образующей, расположенной под углом Брюстера по отношению .к направлению укладки волокон жгута, поверхность торца измерительного жгута световода выполнена в виде вогнутой поверхности с радиусом кривизны, создающем на торце каждого волокна световода угол Брюстера для отраженного излучения.1 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что устройство снабжено средством его вращения вокруг осиЗаказ 7706 43 по д 13035 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,краж 776осударствам изобреМосква, Ж Подписноенного комитета СССРений и открытий35, Раушская наб., д