Способ измерения коэффициентов пропускания рассеивающих материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 9 (1 РЕСП 11/04 С 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЕПЬСТ К АВТОРСКОМУ СВИД(прототип). д, - ошибка щая эа счет об еяния при ради оэникаеола рася сАеры К змерения,аэования се отв юл, р 9ло(Фрс ) ые изме- Госэнергр1+ Я Фотомет983, с.2 я, - 2 показатель степ и в экспо- ующий.скокости в де ненте, хар рость убывореоле ра - перепад ягеометрич ктери ния я сея(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЗФФИЦИЕНТЛ ПРОПУСКАНИЯ РАССЕИВАЮЩИХ МАТЕРИЛЛОВ, заключающийся в измерении освещенности стенки интегрирующей сАеры без образца и с образцом, наложенным на отверстие в интегрирующеи сфере, при освещении отверстия и образца пучком света, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью, повышения точности измерений, измерение освещенности стенки интегрирующей сАеры производят четырехкратно, причем перед каждым измерением измеряют радиус отверстия интегрирующей сАеры, а коэффициент пропускания образца определяют по формулеизм,сс,.1-Ргде . - коэффициент пропускания образца, измеретный при конкретном значении радиуса т освещенного пучка и радиусе В; отверстия интегрирующей сАеры (. = 1, 2, 3, 4); ос ко на границе оны освеща ющего лучка;причем параметр с опс)выражения и иЬм О м,3 1"Р(-ЕЛН 1, )( П 21 Е 1 )ехр ( а парамения определя раже Р ( с"иьм Р (-а ер (- рр ) пускания Т где ко ффи сент м,су" измеряю юшей сАе при отверрадиусо тии ите ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИзобретение относится к фотометрии, а именно к измерению характеристик рассеивающих материалов.Прохождение пучка света, ограниченного по размерам сечения, через слои рассеивающих сред сопровождается так называемым явлением размытия пучка (вследствие рассеяния света на неоднородностях среды излучение выходит из геометрической зоны ос О вещающего пучка в сторону, и возникает ореол рассеяния). Размеры ореола рассеяния могут в десятки раз превосходить размеры сечения освещающего пучка. По этой причине световой поток, прошедший через слой рассеивающей среды, выходит с поверхности слоя как из геометрической зоны освещающего пучка, так и из ореола рассеяния. Очевидно, что20 правильное измерение коэффициента пропускания, равного отношению всего прошедшего потока к упавшему, возможно лишь тогда, когда измеряется весь прошедший через рассеивающий слой поток излучения, т.е. выходящий как из геометрической зоны освещающего пучка, так и от всего ореола рассеяния.Известен способ измерения коэфФициента пропускания рассеивающих материалов, при котором измеряется индикатриса рассеяния силы света прошедшего излучения, и коэффициент пропускания рассчитывается путем численного интегрирования по всем углам рассеяния 13.Однако способ очень трудоемок,применим лишь тогда, когда индикатриса рассеяния представляет собой .тело вращения относительно освещающего пучка, т,е. только при нормальном падении освещающего пучка,и неприменим к слабо рассеивающимобъектам, у которых велика доля прямо прошедшего нерассеянного света,Наиболее близким к изобретениюявляется способ измерения коэффициента пропускания рассеивающихматериалов, заключающийся в измерении освещенности стенки интегрирующейСферы без образца и с образцом, нало.женным на отверстие интегрирующейсферы при освещении отверстия и образца пучком света, КоэФфициент пропускания вычисляется как отношениесигнала с образцом к сигналу безобразца (,2 3,Однако в силу ограниченных размеров отверстия интегрирующей сферы часть прошедшего через рассеивающий слой (образец) светового потока, которая выходит из краевых участков ореола рассеяния, не попадает в интегрирующую сферу, что приводит к занижению значений коэффициента пропускания. По этой причине результаты измерения коэффициента пропускания одного объекта, полученные при разных диаметрах отверстия сферы, сильно различаются между собой, а в отдельных случаях различие может составить, десятки и даже сотни относительных процентов, Очевидно, что рассматриваемая ошибка измерения о" коэффициента пропускания и равна той доле светового потока, которая остается за пределами отверстия интегрирующей сферы, т,е.ПОЛН иЗмполнгдегп - весь световой поток, прошедший через рассеивающий слой;световой поток, прошедшийчерез рассеивающий слой ипопавший в интегрирующуюсферу,Так как истинное значение коэффициента пропускания Г равнои ПОЛН)Ргде Г - упавший на рассеивающийслой поток излучения, тоистинное значение коэффициента пропускания рассеиваюцего слоя равнои ИЬМ(1)1- О"где , - коэффициент пропусканиярассеивающего слоя, непосредственно измеренный приконкретном отверстии интегрирующей сферы.Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициента пропускания рассеивающих материалов.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения коэффициента пропускания рассеивающих материалов, заключающемуся в измерении освещенности стенки интегрирующей сферы беэ образца и с образом, наложенным на отверстие в1143990 4Зависимость коэффициента пропускания Фот радиуса К отверстия интег.,рирующей сферы (при фиксированномрадиусе г сечения освещающего пучка), основанная на экспериментальноустановленной для сильно рассеивающихслоев закономерности распределенияяркости в ореоле рассеяния, подчиняющейся экспоненциальному закону, име ет вид интегрирующей сфере, при освещенииотверстия и образца лучком светаизмерение освещенности стенки интегрирующей сферы производят четырех"кратно, причем перед каждым измерением изменяют радиус отверстия интегрирующей сферы, а коэффициентпропусканияобразца определяютпо формуле Клцом,1 гдето, ;- коэффициент пропусканияобразца, измеренный приконкретном значении радиуса г освещающего лучкаи радиус К; отверстия интегрирующей сферы ( = 1,2, 3, 4);с - ошибка измерения, возникающая за счет образованияореола рассеяния при радиусе отверстия К где С 25 Екр ) Е)к -) )1 Е ,1. (г) -30 35 40Выражение для истинного коэффициента пропускания, получаемое из (2),(Еб 1) е р-Е(Й-г)иф) где коэффициент пропускания тро,1измеряют при отверстии интегрирующейсферы радиусом К= г. к - т Кккк) 2)3 Еиг) 2/3где Еи - показатель степени в экспоненте, характеризующий скорость убывания яркости вореоле рассеяния;- перепад яркости на границегеометрической зоны освеща"ющего пучка;причем параметропределяют из выиражения-Е )к.))21Со )гЮ - Ек)К- множитель, учитывающийФорму индикатрисы рассеяния прошедшего излучения;упавший на рассеивающийслой. световой поток;средняя яркость в геомет.рической зоне освещающегопучка;яркость на границе геометрической зоны освещающегопучка;перепад яркости на границе геометрической зоныосвещающего пучка;показатель степени в экспоненте, характеризующийскорость убывания яркости.в ореоле рассеяния. С). 7 гк к к 1)кК)1 )К) Р, Ег) Таким образом, укаэанная ранееошибка У равна1143990 8уса отверстия сферы, при которомошибка измерения д" не будет превосхолить заданную.); ) и х ит(е(:ких приборх, а Оси( ор)(у -, варьируя значениямии /Ь, можно оценить значения радиСоставитель (. ГриневаРедактор Т, Кугрышева Техред С.овжий Корректорй, Эрлейи.Заказ 895/34 ираж 897В 1 И осуларс венного комитета СССРпо делам изоЖ ре тоний и открытий113(335, 1 о(.ква, Ж, Раушская наб л. 4 г 5 Подписное Филиал 1 ПП "1 а 1 н ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4