Полевой спектрометр

(72) Авторы изобретения экспериментально-исследовательская конструкторсккая лаборатория химизации сельского хозяйства ентральнехнологич аявнтел ПОЛЕВОЙ СПЕКТРОМЕТР области спектроя измерения спект.ости природныхдуемых объектов зобретение относитс содержащий оптичес 5 й в корпусе вращаветофильтров, расподиска, приемник изуникщии 1,10 Однако, это устроис ральный коэффициент излучения, отраженного екта. Для определения устройства необходимо излучения, отраженного но-рассеивающего экран тематическую обработк ния не спект), а спектр ого объью этого же спектрдиффузовести маизмере. тво измеряетяркости (СКЯот исследуемСКЯ с помощ измерить от этало а и затем ого езультато 26 объекта и этало значительным про озволяет гарантир Измерение спектровделены в этом случаеком времени, что не иодинаковость условий ватьоих свещения при метрии и предназначено длрального коэффициента яробразований и других исслв полевых условиях,Известен спектрометр,кую систему, закрепленньющийся диск с набором сложенных по окружностилучения и систему комм Измерениях и приводит к погрешностям определения СКЯ.Высокая погрешность определения СКЯ(5 - 10%) обусловлена также тем, что существующие диффузно-рассеиваюшие покрытия имеют значительные отклонения отзакона Ламберта, что приводит к тому, что их яркость приразличных углах падения излучения (освещения) не соответствует яркости идеальной поверхности,Известен также полевой спектрометр, со.держащий входную оптическую систему, ком.мутатор-модулятор, диск со светофильтрами,эталонный образец и приемник излучения.Эталонный образец представляет собой встроен.ньй алюминиевый диффузно-отражающий экран, Излучение, отраженное от экрана можетбыть направлено с помощью зеркала в основную оптическую схему 2.Недостатком прибора является его недостаточно широкие функциональные возможностии сложность конструкции. Этот прибор не может непосредственно измертть спектральньщкоэффициент яркости, так как измеряет раз7дельно сйектры падающего и отраженного из.лучения, которые затем должны подвергатьсяматематической обработке. Алюминиевый экранне является идеальным ламбертовским рассеивателем и вносит погрешность в результатопределения СКЯ.Цель предлагаемого изобретения - расшире.ние функциональных воэможностейи уйроще.ние устройства, а именно, повышение точности,,определения СКЯ, обеспечение возможностийепосредственно измерения СКЯ без дополни..тельной обработки результатов измерений.Для этого эталонный образец выполненввиде интегрирующей сферы, выходное отверстиекоторой расположено перед коммутатором.мо . - .дулятором, а плоскость входного отверстияориентирована под требуемым углом к падающему световому потоку.Возможнареализация устройства, в которойвходная оптическая система состоит из интегрирующей сферы по Ьходному отверстию которой присоединен фокон, а выходное отверстиесферы является выходной апертурой оптическойсистемы.На фиг, 1 приведены один из вариантов ре.ализации спектрометра; на фиг. 2 - приведенпример реализации спектрометра с входной оптической системой, выполненной в виде интег рирующей сферы,.Устройство содержит входную оптическуюсистему 1, коммутатор-модулятор 2, приводимый в движение мотором 3, интегрирующуюсферу 4 со входным 5 и выходным 6 отвар.стиями, диск со светофильтрами 7, приводимый - в движение шаговым двигателем 8, приемник 9излучения и блок 10 измерения.Второй вариант реализации отличается тем,что входная оптическая система представляетсобой интегрирующую сферу 11 сочлененнуюас фоконом 12, Фоков пропускает в сферу 11только отраженный поток излучЕийя, заключен.ный в угле, который. определяется параметрами фокона, Падающий поток через входноеотверстие 5 попадает в сферу 4. Потоки излу. "-Чет 1 ия, вышедшиеиэ сфер 4 и И, через коммутатормодулятор 2 попадают на приемник 9излучения. Коммутатор-модулятор представляет собой диск с отверстиями.Устройство работает следуюЩим образбм.Излучение, отраженное от исследуемогообъекта, через входную оптическую системупопадает на диск коммутатора. модулятора 2.Падающее излучение ползает во входйое от=верстие 5 интегрйрующей сферы 4, котороерасполагается выше остальных частей устройства с цельюисключения затененйя. Ось входного отверстия 5 должна совйадйть сйбрма-лью к исследуемой поверхности. Излучение,ЗО уменьшения времеююго интервала между измерениями падающего и отраженного от иссле дуемого объекта излучений,излуяения 1. Полевой спектрометр,содержащий вход ную оптическую систему, коммутатор-модуля,тор, диск со светофильтрами, эталонный обра.зец и приемник излучения, отличающий.с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения, эталон 15 20 25 неба, суммируется в ней и поток излучения,выхолящий из сферы 4, в точности пропорционален падаю 1 цему потоку независимо отугла падения, Поток излучения, прошедшийчерез сферу 4, также попадает на коммутатор.модулятор 2, При вращении коммутатор-модулятор 2 поочередно пропускает на йриемник9 излучения, перед которым расположен одинсветофильтр, падающее и отраженное иэлуче.ния, На выходе приемника 9 излучения образу ется последовательность импульсов, пропорциовальных падающему и отраженному потокамизлучения. В блоке измерения определяетсяи регистрируется отношение амплитуд этихимпульсов, Пропорциональное коэффициентуяркости исследуемого объекта в полосе пропускания фильтра. После окончания измерениядиск со светофильтрами 7 перемещается ипроизводится измерение козфф 1 щиента яркости в полосе пропускания другого фильтра.Таким образом производится сканирование поспектру. разрешающая способнЪсть устройстваопределяется только шириной полосы пропускания фильтров, а количество измеряемых. то.чек спектра.количествоМ светофильтров, В спектрометре могут быть предусмотрены сменные диски с фильтрами.Устройство работает аналогично первому. В такой конструкции легко может быть изменен угол зрения спектрометра путем смены фокона, кроме того, из-за отсутствия линзовой оптики расширяется спектральный диапазон измерений.Таким образом, предлагаемая оптическая схема спектрометра обеспечивает непосредственное измерение СКЯ исследуемого объекта и повышение точности определения СКЯ за счет Предлагаемый полевой спектрометр при своей высокой точности имеет простую конструкцию, а иэ-за отсутствия линзовой оптики во входной онтнческой системе стоимость его низка, а спектральный диапазон измерений ограничивается только примененным приемником Интегрирующие сферы и фокон изготавливаются методом штамповки. Формула изобретения71 иый образец выполнен в виде интегрирутощей сферы, выходное отверстие которой расположе. но перед коммутатором-модулятором, а плос-кость входного отверстия ориентирована парал. лельно плоскости образца,2.Спектрометрпол, 1,о тличаюшийс я тем, что входная оптическая система со. стоит из интегрируюшей сферы, ко входному отверстию которой присоединен фокон, а вы 41716ходкое отверстие сферы является выходнойапертурой оптической системы,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе,1, Авторское свидетельство СССР У 147810кл. 6 01 д 3/34, 19 б 1,2, "Приборы для научных исследований",Юф 5, 1973, с. 81-85.714171 Составитель А, КачановТехред М,Петко Редактор Б. Павлов Корректор Н. Стел Тираж 7131 ИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж.35, Раушская наб.,з 9269/3 Подписное 45 П "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,