Способ измерения коэффициента яркости диффузно отражающих поверхностей, имеющих неоднородно отражающие элементы

-Магхнауке 22,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ-Зайй, 11-14, Арг, 1983, Вег 118, 152-153.Джадд Д., Вьппецки Г. Цвет ви технике/ Перев, с англ. под редЛ.А,Артюшина М,: Мир, 1978, с.127. 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАЯРКОСТИ ДИФФУЗНО ОТРАЖАЮЩИХ ПОВЕРХНОСЕЙ, ИМЕКЗЦИХ НЕОДНОРОДНО ОТРАЖАЮЩИЕЛЕМЕНТЫ(57) Изобретение относится к области спектрометрии и может быть использовано в приборах, предназначенных для оценки качества или состава веществ, материалов и покрытий по коэффициенту яркости. Цель - повышение производительности измерения коэффициента яркости диффузно отраЖающих поверхностей с неравномерным распределением отражающих свойств и обеспечение непрерывности измерений в процессе с прямым отсчетом результатов из - мерения,Диффузно отражающую поверхность, имеющую неоднородно отражающие элементы, освещают параллельным пуч-ком лучей под углом падения Ы , измеряют отраженное излучение под углом с:Ф Ъ от нормали к поверхности и сравнивают величину измеренного излучения с отражением от эталонного образца. Для достижения цели освещение прово- Сае дят пучком лучей с распределением освещенности Е (х,у) по измеряемой поверхности, заданным зависимостьюфприведенной в формуле изобретения.Изобретение относится к спектрофотометрии и может быть использовано в приборах, предназначенных для оценки качества или состава веществ, материалов и покрытий по коэффициенту яркости.Цель изобретения - повышение производительности измерения коэффициента яркости диффуэно отражающих по" верхностей с неравномерным распределением отражающих свойств и обеспечение непрерывности измерений в процессе с прямым отсчетом результатов измерения. 15На фиг.1 изображена схема освещения и наблюдения об)разцаф на Фиг.2 - и фиг,З - графически изображены Функции Р (х,у) для стандартных условий освещения и наблюдения (ос =: 45, 20= О, ы = О, (3= 45 ) параметра ЮК = 0,4 для точек образца, расположенных на направлении ,у = 0 (фиг.2) и на направлении х = Е/2,у (фиг.З). 25Способ осуществляют следующим образом.Исследуемый образец помещают в плоскость измерения ХОУ (Фиг,1), причем его измеряемая поверхность ограничивается диафрагмой диаметром Э, расположенной в этой плоскости. Поверхность образца освещается параллельным пучком лучей Ф,) с координатно-зависимым распределением интен 35 сивности излучения по сечению, обеспечивающим на поверхности образца освещенность Е(х,у), в соответствии с выражениемЕ(х,у) =. Е Г(х,у),где Е - освещенность в точке с координатами х = О, у = О (начало координат помещается в крайней точке образца, лежа щей в плоскости, проходяшей через оси падающего и наблюдаемого пучков),а Функция Р(х,у) имеет вид50-)г а г . пз Р 1 х,у)=С Н+ /1, х) хЯ )х у,х)где С,Н и Ь - величины постоянныедля данных условий освешения и наблюдения,равные Н = К соя Ъ,1, = К в).л О/2 Р - расстояние от центраосвещенной области дофотоприемника,х и у - координаты точки поверхности образца.Отраженное образцом излучениепреобразуется фотоприемником Я, установленным в соответствии с выбранными условиями наблюдения, в сигнал,регистрируемый измерительным устройством. Коэффициент яркости образцаопределяется измерительным устройством как отношение сигнала 1 , полу 0 ЬРчаемого от образца,к сигналу 1 , получаемому от эталона отражения, установленного в тех же условиях освещения и наблюдения, и нормируется поизвестному коэффициенту яркости эталона В , аттестованному для условийг) и ЪТаким образом, коэффициент яркостиобразца определяется однократным измерением, а не по усреднению нескольких замеров, полученных при сканировании его поверхности (например,посредством кругового вращения образца в пределах диафрагмы В), как этонеобходимо делать при условиях распределения освещенности на образце,отличных от задаваемых выражениемЕ (х,у).Координатно-зависимое распределение освещенности Е(х,у) на образце обеспечивается например, установкой в параллельный и равномерныйпучок излучения, формируемый осветителями, нейтрального нерассеивающего,ослабителя с координатно-зависимымкоэффициентом пропускания (сеТчатого ослабителя, плоскопараллельнойпластины из двух соединенных на оптическом контакте светофильтров с переменной толщиной смежного слоя ит,п.). Параметры ослабителя рассчитываются по известным в фотометрии формулам для коэффициента пропусканияоптических материалов.При установке, например, в нормально падающий (М = 0) на образец световой пучок, коэффициент пропускания такого ослабителя, расположенного параллельно плоскости измерения,имеет видТ(х,у) -, Р(х,у),где , - коэффициент пропорциональности, численно равный коэффициенту пропускания светофильтра в точке, расположенной над .5началом координат (х=О,у=О);Р(х,у)- координатная функция, соответствующая выражению, приведенному вьппе. ОФункциональное распределение освещенности Е(х,у) снижает погрешностьизмерения коэффициента яркости неравномерно,окрашенных образцов при углах освещения и наблюдения 0Ы. и( б 5 и углах поля зрения фотоприемников, в пределах которых индикатриса яркости элементарных участковповерхности образца постоянна. Перечисленные ограничения удовлетворяютстандартным условиям освещения и наблюдения и реальным яркостным характеристикам значительного числа диффузно отражающих объектов.Графическое изображение функции 25Г(х,у) для стандартных условий освещения и наблюдения о= 45 и 3 = 0иаэс= 0 и = 45 и параметра 1 УК=0,4приведено на фиг.2 (для точек образца, расположенных на направлениих,у=О) и на фиг.3 (для направлениях=П/2, у),Способ опробован на приборе"ФОТОС" для определения качестватабака по спектральному коэффициентуяркости, имеющем геометрию освещения (наблюдения - 0 ) 45 . Функциональное распределение освещенности наобразце обеспечивалось введением внормально падающий на образец равномерный и параллельный пучок лучей ос 40лабителя с координатно-зависимым коэффициентом пропускания, выполненнымна основе нейтральных светофильтровиз оптического стекла, ПогрешностьЯ от ориентации образцов табачныхлйстьев с резко выраженной неоднородностью окраски, при изменении их положения на входном отверстии прибора,при измерении коэффициента яркостис ослабителем (т.е. по предлагаемому способу) находилась в пределахслучайной погрешности и принималасьравной нулю.Погрешность Я от ориентации длятех же образцов при измерении коэффициента яркости без ослабителя определялось по серии из четырех измерений, получаемых при последователь ном повороте образца на 90 на входном отверстии прибора,При использовании предлагаемого способа измерения коэффициента яркости за счет уменьшения погрешности от ориентации основная погрешность измерения, определяемая по формуле где- погрешность обрары К) =17)- погрешность от о0 - погрешность мето5ния Ц = 1 Ж),- погрешность нество времени (Яуменьшена на 2,57, а времясократилось в 3 раза за счния количества замеров наразец. зцовои меиентациифа сличебильностиЕ),измеренияет сокращеодин обрмула изобретения 5- освещенность поверхнос точке с координатами х = О, у = 0; С,Ни Ь постоянные для дан вий величины, равны ло(Н+Ц й 8/ ) НК соя /К зьп 5 - О/2;- диаметр окружнмой границей оверхности; сти, образуе вешенной поСпособ измерения коэффициента яркости диффузно отражающих поверхностей, имеющих неоднородно отражающие элементы, заключающийся в том, что освещают поверхность параллельным пучком лучей под углом падения ос измеряют отраженное излучение под углом 5 от нормали к поверхности исравнивают величину измеренного излучения с отражением от эталонного образца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения производительности измерений и обеспечения непрерывности измерений в процессе с прямым отсчетом результатов измерения, освещение проводят пучком лучей с распределением освещенности Е(х,у) по измеряемой поверхности, заданным зависимостью1.396008 ника; 7,0 К - расстояние от центра указанной окружности до фотоприемх и у - координаты точки поверхности образца.1 Зо 6008 оставитель В,Калеехред И,Дидык Ре Ревин Заказ 2487/ Подписиного комитета СССРний и открытий НИИ 11303 Произво ия Тираж 84 И Государств делам изобре Москва, Жнно-полигра ическо аушская наб Корректор Л. Пилипенко Ужгород, ул. 11 Роектная,