Колориметр

(56)кл. СПакл. С 2 фиг.1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 0 РСКСУ СВИДЕ ЕЛСТ 4004929/24-2509.01.8623.06.87. Бюл. Р 23Л,Ф.АФанасьев, Ю.А.Дрожби(57) Изобретение относится к оптикоФизическим измерениям, в частностик колориметрии, и позволяет повыситьточность измерения координат цвета ицветности путем освещения образцапод углом 45 по всему азимуту. Приовключении осветителя 1 параллельный пучок излучения из него падает навхбдное отверстие 5 Формирователясветового потока. Лучи, идущие в плоскости, проходящеи через ось формирователя 4 светового потока и ось осветителя 1 (плоскость симметрии всего устройства), после многократного отражения от стенок Формирователя 4 светового патока попадают нао исследуемый образец 13 под углом 45 Лучи, идущие вне указанной плоскости, падают на стенки Формирователя 4 и, отражаясь от его стенок, идут по винтовым траекториям и падают на выхода ное отверстие 6 под углом 45 , но с разных сторон Формируя таким образом кольцевой осветитель. Отраженное от образца 13 излучение попадает н объектив 8 приемной оптической системы 7, проходит через избирательную диаФ- рагму 9, сменные коррегирующие свето- фр Фильтры 10 и попадает на приемную поверхность Фотоприемника 11, элект- ( рический сигнал которого измеряется измерительным устройством 12. 6 ил., Д131Изобретение относится к областиоптико-Физических измерений, в частности к колориметрии,Целью изобретения является повышение точности измерения.На Фиг.1 схематично представленаконструкция колориметра; на Фиг,2ход крайних левых к плоскости симметрии элементарных пучков; на фиг.Зход средних к плоскости симметрииэлементарных пучков; на фиг.4 - ходближних к плоскости симметрии элементарных пучков; на Фиг,5 - следы пересечения элементарных пучков, идущихслева от плоскости симметрии, с плос,костями поперечного сечения на расстоянии 1, равном 2 й, Зй, 5 й, гдештрихпунктир соответствует случаю1=-2 й, сплошная линия случаю 1=ЗА,штриховая линия случаю 1=50 (1 - длина формирователя, Й - его световойдиаметр); на Фиг.б - следы пересечения элементарных пучков, идущих слева от плоскости симметриис плоскостями поперечного сечения на расстоянии, рекомендуемом для оптимальнойработы устроиства и равном 1=3 й, 1==4 й, где сплошной линией представленслучай при 1=36, штриховой - при1=46.Колориметр содержит осветитель 1, включающий источник 2 света, и объек. тив 3, расположенные на оптической оси осветителя 1 таким образом, что источник 2 света размещен в Фокусе объектива 3, формирователь 4 светового потока выполнен в виде полого цилиндра, внутренняя поверхность которого снабжена отражающим покрытием, при этом ось осветителя 1 и ось Формирователя 4 светового потока составоляет 45 , а геометрические размеры формирователя 4 светового потока связаны соотношением М 414 с 1.На оси Формирователя 4 светового потока со стороны входного отверстия 5 расположена приемная оптическая система 7, оптическая ось которой совпадает с осью формирователя, содержащая расположенные последовательно на одной оптической оси объектив 8, диафрагму 9, размещенную в Фокусе объектива 8, сменные светофильтры 10, Фотоприемное устройство 11 и измерительное устройство 12, Со стороны выходного отверстия 6 в плоскости измерений расположен исследуемый образец 8804 213 - нормально, к оси Формирователя 4светового потока.Устройство работает следующим образом,Параллельный пучок излучения изосветителя 1 падает на входное отверстие 5 формирователя 4 световогопотока. Лучи, идущие в плоскости,проходящей через ось формирователя 410 светового потока, и ось осветителя 1(плоскость симметрии всего устройства) после многократного отражения отстенок формирователя 4 светового потока попадают на исследуемый образец15 13 под углом 45. Лучи, идущие внеуказанной плоскости, падают на стенкиформирователя и, отражаясь от егостенок, идут по винтовым траекториями падают на выходное отверстие 6 под20 тем же углом 45 , но с разных сторон,оформируя таким образом кольцевой осветитель. Отраженное от образца 13излучение попадает в объектив 8 приемной оптической системы 7, проходитчерез избирательную диафрагму 9,сменные светофильтры 10 и попадаетна приемную поверхность Фотоприемного устройства 11, электрический сигнал которого измеряется измеритель 30 ным устройством 12. При этом избирательная диафрагма 9 пропускает только излучение, идущее по нормали отисследуемого образца 13. Повышение точности измерений пуотем освещения образца под углом 45по всему азимуту достигается применением Формирователя светового потока,выполненного в виде полого цилиндра,0 внутренняя поверхность которого снабжена отражающим покрытием, на входокоторого под углом 45 направляютизлучение осветителя, Цилиндр вращаетпучки, идущие справа и слева от плос кости симметрии, так, что на его выходную поверхность они падают не соцного направления (как на входе), ас разных сторон по азимуту, оставляяоугол падения по-прежнему 45 , что0 позволяет следовать рекомендациямМКО,Угол освещения по,азимуту зависитот соотношения длины и диаметра формирователя светового потока. Так каканалитический расчет непараксиальныхпучков зеркальных систем представляетсобой сплошную математическую задачу,рассматриваемые оптические системырешаются графически для каждого конк3 1318 ретного случая, Лучи, идущие от осветителя и лежащие в плоскости, проходящей через ось осветителя и ось цилиндра (плоскость симметрии), отражаясь от стенок цилиндра, лежат в той же плоскости. Лучи, не лежащие в этой плоскости, отражаясь от стенок цилиндра, идут по винтовым линиям; с вращением против часовой стрелки - лучи, идущие слева ат плоскости сим метрии, и по часовой стрелке - идущие справа от нее, Угол освещения по азимуту в какой-либо плоскости сечения цилиндра несложно определить, построив следы пересечения элементарных 15 пучков с этой плоскостью и измерив угол между направлением падения (показано стрелками) крайних левых пучков и среднего. Для простоты рассмотрения удобней брать плоскости в мес тах, соответствующих целому значению соотношения длины цилиндра и его диаметра.Для случая 1 ( Зй (пусть 1=20) следами пересечения являются отрезки 25 14-15 (Фиг,2 - 4). Угол освещения по азимуту для этого случая определяется углом между отрезками 14-15 на Фиг.2 и отрезками 14-15 на Фиг,З и 4 и плоскостью симметрии на фиг5 с от счетом против часовой стрелки. Он приблизительно равен 200 .Для случая 1=30 следами пересечения элементарных плоских пучков являются отрезки 15 и 16 (Фиг.2 - 4). Угол освещения по азимуту для этого случая определится углом между отрезками 15-16 на Фиг,2 и отрезками 15-16 на Фиг.З и 4 и плоскостью симметрии на фиг,5 с отсчетом против 10 часовой стрелки. Он несколько превышает 360 О.Для случая 1) Зс 1 (пусть 1=5 с 1) следами пересечения являются отрезки 17-18 на фиг,2 - 4. Соответственноо угол вращения превышает 500Для случая 1=4 с 1 следами пересечения являются отрезки 16-17 на Фиг,2 -8044, Соответственно угол вращения немного превышает 400Так как с увеличением соотношения1 к д увеличиваются потери на отражение и большее влияние оказывают аберрации, следует размеры формирователясветового потока выбирать в интервалеЗс 1 с 1 с 4 с 1П р и м е р. Размеры формирователясветового потока: диаметр световогоотверстия. й =30 мм, длина 100 мм,фокусное расстояние объектива 3-46 мм,объектива 8-32 мм, диаметр диафрагмы1,2 мм, отражающее покрытие полученометодом напыления в вакууме на стеклянный Формирователь. ИспользованФотоприемник 1 ФД 24 К, источник света КП 1 9-75. Образец - цветной материал с выработкой,Формула изобр етения Колориметр, содержащий осветитель, включающий объектив и источник света, расположенный на оптической оси осветителя в Фокальной плоскости объектива и приемную оптическую систему, содержащую расположенные последовательно на одной оптической оси, составляющей угол 45 с осью осветителя, объектив, диафрагму, размещенную в фокальной плоскости объектива, сменные светофильтры, Фотоприемное и измерительное устройства, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повыения точности измерения, в устройство введен Формирователь светового потока, выполненный в виде полого цилиндра с внутренней отражающей поверхностью и расположенный на оптической оси приемной оптической системы перед ее объективом, а геометрические размеры Формирователя светового потока связаны соотношением Зй 14 Й, где Й - световой диаметр Формирователя светового потока;1 - длина Формирователя светового1318804 Фиг. Ю.Гриневаадар Корректор Т,Ко оставител ехред В.К Редактор Н.Егорова Тираж 776 Государственного комитета ам изобретений и открытий осква, Б, Раушская наб Заказ 2498/32 ПодписиССР 4 ственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4