6.4. Технология изготовления и результаты исследований жидкостных корригирующих фильтров как оптических преобразователей для фотометрических головок

Основными критериями оценки качества корригирующего фильтра явля­ются степень приближения СХ фотометра к относительной спектральной све­товой эффективности  и долговременная стабильность СХ пропускания светофильтра.

Выбор способа коррекции под функцию  с помощью жидкостных фильтров обусловлен рядом соображений. В 1970—1980 гг. в национальных лабораториях разных стран был накоплен большой опыт работы с жид­костными фильтрами при определении максимальной спектральной световой эффективности К_m. Изготовление жидкостного фильтра достаточно просто осуществляется в лабораторных условиях. Поскольку удельная теплоемкость воды более чем в пять раз превышает удельную теплоемкость стекла, соб­ственное излучение жидкостного фильтра будет меньше излучения стеклян­ного фильтра. Использование водяных фильтров позволяет также решить вопрос эффективной режекции длинноволнового ИК излучения, что особенно важно при работе с неселективными приемниками излучения. В то же время при использовании жидкостных фильтров возникает ряд проблем, связанных с нестабильностью СХ, порождаемых межмолекулярным взаимодействием компонентов в растворе, химическим неравновесием раствора, процессами, происходящими под действием падающего на фильтр излучения.

Стабилизация спектрального коэффициента пропускания жидкостного светофильтра и оптимизация его состава — одни из первоочередных задач, которые должны были решаться при разработке ФГ. Исследования показали, что одной из причин изменения спектрального коэффициента пропускания жидкостного фильтра является выделение из раствора пузырьков воздуха на стенках кюветы при ее нагреве под действием падающего излучения. В то же время после прогрева фильтра в течение двух часов при температурах порядка 40-50 °С эффект изменения спектрального коэффициента пропуска­ния в течение последующего медленного охлаждения не наблюдается, как, впрочем, и выделение растворенного воздуха. С целью обеспечения временной стабильности коэффициента пропускания жидкостного светофильтра, был применен способ деаэрации светофильтрующего раствора в специальной кю­вете с последующей ее герметизацией [4а]. Приготовленный раствор заливали в рабочую кювету, которую подключали к вакуумной установке. Кювету с рас­твором быстро замораживали жидким азотом и вакуумировали при давлении в системе (10^-2-10_-3) Па. Затем кювету размораживали. Вышеуказанные операции повторялись до полной деаэрации раствора, после чего кювета гер­метизировалась.

Для приготовления раствора использовалась двухкомпонентная смесь хлорной меди  и двухромовокислого калия [4а]. Для фильтра эталонной ФГ к двум вышеперечисленным компонентам добавлялись аммоний сернокислый  и кобальт семиводный .

Оценкой качества коррекции СХ ФГ под функцию  был выбран расчет относительной актиничности — поправочного коэффициента фотометра К_с. Для ФГ на основе SiФД

,

где — OCX ФД; τ (λ ) — относительный спектральный коэффициент пропускания фильтра;  и — спектральные распределения

силы излучения сравниваемых источников с температурами распределения Τ и Т_A = 2856 К, соответственно.

Для эталонной ФГ на базе неселективного приемника излучения

,

где τ (λ ) — относительный спектральный коэффициент пропускания фильтра, нормированный на максимум; расчет производится с учетом реальной СХ приемника излучения и спектрального распределения источников излучения.

Коэффициент Κ ν позволяет исключить систематическую составляющую погрешности за счет неточности коррекции под функцию .

В результате выполненных исследований были созданы три варианта корригирующих жидкостных светофильтров, состав которых приведен в табл. 6. 3 [4а].

Таблица 6. 3. Химический состав -фильтров

Стабилизированные таким способом корригирующие жидкостные свето­фильтры проработали без изменений своих оптических характеристик около двух лет. Фотометрические головки с подобными фильтрами принимали уча­стие в международных сличениях национальных лабораторий стран Восточ­ной Европы и с национальной измерительной лабораторией Австралии.