12.2. Методики выполнения измерений

Абсолютные и относительные измерения. Как упоминалось ранее, коэффициенты отражения и пропускания являются отношениями двух пото- у ков, т. е. относительными характеристиками. Однако в случае их определения без применения СО, т. е. прямым, а не сравнительным методом, измерение именуется «абсолютным».

Измерения коэффициента диффузного отражения всегда выполняются с помощью СО и поэтому считаются относительными. Абсолютные методы существуют, но выполняются лишь метрологическими лабораториями, распо­лагающими соответствующей эталонной аппаратурой. Аналогичные рассуж­дения относятся и к измерениям коэффициента пропускания.

Спектральные и интегральные измерения. Как упоминалось ранее, при выполнении спектральных измерений определяется a(λ ) в виде зависи­мости оптического свойства образца от длины волны. При этом необходимо, чтобы излучение было предельно узкополосным. Интегральная характеристи­ка о вычисляется с использованием выражения (12. 4).

Спектральные измерения выполняются в случаях, когда:

· требуется информация о спектральных характеристиках;

· спектральное распределение мощности  источника излучения не воспроизводимо;

· не доступен приемник излучения с требуемой относительной спектраль­ной характеристикой.

Интегральным методом непосредственно измеряется требуемая весовая характеристика, для чего необходимы излучатель и приемник излучения с из­вестными Ρ (λ ) и , соответственно (например, источник типа А и прием­ник, корригированный под -функцию).

Для измерений спектральных и интегральных коэффициентов отражения и пропускания используются фотометры, радиометры и спектрорадиометры. В [62] приведены следующие определения.

Фотометр является СИ с относительной спектральной характеристикой, соответствующей -функции, предназначенным для измерений фотомет­рических величин;  приемник излучения колориметра также может быть использован для измерений светового коэффициента отражения или пропус­кания.

Радиометр является СИ с относительной спектральной характеристикой, отличной от -функции, предназначенным для измерений не фотометри-. ческих, а энергетических коэффициентов и др. величин.

Спектрорадиометры и спектрофотометры являются СИ, предназна­ченными для измерений спектральных величин, т. е. оценки характеристики излучения в пределах узкого интервала длин волн.

Радиометр/фотометр, предназначенный для измерений характеристик материалов с использованием ИС, известен под названием сферического радиометра/фотометра.

Измерения с учетом пространственного распределения отражен­ного или прошедшего излучения. Измерения характеристик отражения и пропускания, при соблюдении геометрических условий падения излучения и последующего сбора отраженного или прошедшего потоков в пределах по­лусферы или конуса, могут выполняться с использованием:

· гониорадиометров/гониофотометров;

· сферических радиометров/фотометров;

· методов и средств формирования направленных пучков. Гониофотометрия и гониорадиомётрия получили преимущественное рас­пространение в эталонных измерениях.

образец, а при измерении коэффициента отражения он попеременно падает на исследуемый и стандартный образцы.

При измерениях ρ и τ не всегда стремятся применять двухлучевую схему. Недостатки однолучевой схемы стараются устранить стабилизацией характе­ристик и параметров излучателя и приемно-усилительного тракта, а также при необходимости числовой коррекцией погрешностей, присущих ИС.

Серьезное внимание следует уделить геометрическим условиям, в которых выполняются измерения. Как правило, так же как и в [62], пучок излучения считается аксиально симметричным. Однако промышленные приборы, такие, например, как спектрорадиометры, обычно обладают пучком с прямоуголь­ным поперечным сечением. Поэтому в [62] содержатся ряд общих и конкрет­ных рекомендаций по учету реальной формы сечения пучка излучения.

Общие рекомендации по выполнению геометрических условий сводятся прежде всего к тому, что:

· сечение пучка излучения должно значительно превышать размеры облу­чаемого/освещаемого участка поверхности образца; если это неосуществимо, то следует выполнить несколько измерений в пределах данного участка, а по­лученные результаты усреднить;

· необходимо стремиться к почти равномерному распределению облучен­ности по измеряемой площадке на поверхности образца;

· отношение рассчитываемой площади к облучаемой/освещаемой площа­ди должно соответствовать решаемой измерительной задаче;

· в случае наклонного падения излучения, размеры облучаемой/осве­щаемой площадки увеличиваются пропорционально ; для больших углов падения необходимо принимать меры, обеспечивающие сохранение этой зависимости;

· следует избегать попадания на измеряемый участок поверхности образ­ца рассеянного излучения;

· угол между оптической осью и любым лучом пучка не должен превы­шать 5°, если не накладываются более строгие ограничения;

· при отсутствии более строгих ограничений апертурный угол должен удовлетворять условию ;

· угол  между нормалью к поверхности образца и оптической осью «при почти нормальном падении» пучка в процессе измерения ρ не должен превышать 10°, а при измерении τ и нормальном падении ; при измерениях ρ (ε ) и  при других углах падения последние должны быть указаны.

· Общие рекомендации по выполнению спектральных условий сводятся прежде всего к тому, что:

· при измерении световых (фотометрических) характеристик Ρ (λ ) долж­но соответствовать определенному эталонному источнику света или, по край­ней мере, такому, Ρ (λ ) которого достаточно точно известно; предпочтительно по возможности использовать источник типа А;

· при измерении энергетических характеристик обычно следует исполь­зовать источники с излучением, близким по спектральному составу к солнеч­ному излучению, регламентируемому [63];

· при определении спектральных характеристик следует работать в лю­бом из двух режимов: облучение монохроматическим источником и измерение в широкой полосе либо облучение широкополосным источником и измерение в узкой полосе; в случае люминесцентных материалов следует облучать обра­зец полихроматическим потоком корректно выбранного источника и измере­ния выполнять в узкой полосе с помощью монохроматора.

Известно, что оптические свойства веществ при наклонном падении излу­чения зависят от состояния его поляризации. «Направленные» измерения с ис­пользованием неполяризованного падающего излучения можно выполнять лишь в том случае, если источник не генерирует поляризованное излучение, или же отклоняющая либо фокусирующая оптика (разумеется, если таковая введена в оптический тракт), а также приемник излучения нечувствительны к поляризованному излучению. В противном случае при наклонном падении излучения необходимо выполнить два независимых измерения с линейно по­ляризованным падающим пучком: сначала в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а затем в плоскости, параллельной ей. Значение изме­ряемой характеристики при неполяризованном падающем излучении в этом случае равно среднему из двух полученных результатов.

В тех случаях, когда необходимо выполнить измерения при строго линейно поляризованном излучении, необходимо указывать угол между плоскостями поляризации и падения излучения.

Примечания.

Излучение лампы обычно частично поляризовано. Пучок, вводимый в ИС, деполяризуется за счет многократных отражений внутри нее.

Пучок излучения может быть деполяризован с помощью введенной в него под наклоном тонкой стеклянной пластинки. Степень деполяризации можно контролировать вращением поляризационного фильтра вокруг оптической оси падающего пучка при сохранении неизменности отсчета.

Для облучения/освещения образцов при измерениях риг используются измерительные лампы следующих типов:

· при определении световых (фотометрических) характеристик использу­ются лампы накаливания (обычно галоидно-вольфрамовые) в качестве источ­ников типа А;

· при определении спектральных характеристик используются:

· дейтериевые лампы при 200 нм < λ < 350 нм;

· галогенные лампы при 350 нм < λ < 3000 нм;

· ксеноновые лампы при 250 нм < λ < 1200 нм;

· при определении энергетических характеристик используются:

· ксеноновые лампы, чаще всего с фильтрами;

· сочетания ксеноновых ламп, металлогалоидных ламп и ламп накалива­ния.

С целью контроля стабильности во времени излучательных характеристик лампы должны быть снабжены аппаратурой для периодического измерения и регулирования интенсивности пучка.

Приемно-усилительные элементы и измерительные приборы. Как упоминалось ранее, измерительными приборами служат СИ облученно­сти/освещенности или энергетической яркости/яркости. Для приборов пер­вой из этих двух групп оценка влияния пространственного распределения потока излучения производится вычислениями в пределах полусферы, а для приборов второй группы — в пределах участвующего в измерениях поля зрения, которое зависит от принятых геометрических

условий. Более того, приборы первой группы должны быть снабжены косинусным корректором, располагаемым перед входной апертурой СИ.

Радиометр или фотометр в качестве И Π содержат измерительную (соот­ветственно, радиометрическую или фотометрическую) головку. На ее харак­теристику преобразования могут оказывать влияние:

· отклонение относительной спектральной характеристики от нормиро­ванной относительной спектральной весовой функции;

· изменение Кпр в зависимости от положения приемной площадки ИП;

· поляризация падающего излучения.

Рекомендуемыми приемниками излучения в зависимости от измеряемой характеристики и диапазона длин волн являются:

· при измерениях световых характеристик — корригированные под V(X)-функцию фильтровые кремниевые фотогальванические элементы;

· при измерениях энергетических характеристик — термоэлектрические батареи;

· при измерениях спектральных характеристик:

· фотоэлектронные умножители (ФЭУ) при 200 нм < λ < 900 нм;

· кремниевые фотогальванические элементы при 200 нм < λ < 1100 нм;

· PbS, InGaAs и др. твердотельные приборы при λ > 800 нм.

· Кроме вышеуказанных факторов, на точность радиометра/фотометра мо­гут оказывать отрицательное влияние:

· нелинейность характеристики преобразования;

· погрешность отсчетного устройства;

· усталость;

· температурная зависимость;

· погрешности, возникающие при переключении пределов измерений;

· время прогрева прибора;

· колебания напряжения питания прибора.

Числовые способы уменьшения (коррекции) этих влияний достаточно по- 1 дробно рассмотрены в работе [4а]. Однако существуют ряд влияющих факто­ров, для которых числовые способы коррекции пока не могут быть рекомен­дованы, а именно:

· старение;

· сдвиг нуля;

· недостаточная механическая и климатическая стойкости конструкции радиометра/фотометра;

· влияние внешних магнитных полей.

В качестве регистрирующих устройств для рассматриваемых СИ в [62] рекомендовано использовать небольшие компьютеры/микропроцессоры в со­четании с принтерами/плоттерами. Эта рекомендация особенно эффективна применительно к спектральным измерениям по причине большого массива регистрируемой информации.

О роли и значении монохроматора при выполнении измерений спектраль­ных характеристик веществ и материалов, а также о его принципе действия и основных параметрах, достаточно подробно говорилось ранее. Здесь следует лишь отметить, что при измерениях оптических свойств нелюминесцентных материалов монохроматор может быть расположен в оптической системе либо излучателя, либо измерительного прибора. Однако если измерению с использованием одного монохроматора подлежат люминесцентные материалы, то его следует располагать между образцом и оптической системой СИ. Определение же всей совокупности рассматриваемых оптических свойств люминесцентного образца требует применения двух монохроматоров, один из которых должен быть введен в оптическую систему излучателя, а другой — в оптическую систему измерительного прибора.

Значительную роль при построении большинства описываемых далее оп­тических схем СИ ρ и τ играет ИС. Поэтому остановимся более подробно на ее теории и особенностях конструирования и изготовления.

Интегрирующая сфера. Интегрирующая сфера представляет собой полый шар, внутренняя поверхность которого служит предельно неселектив­ным диффузным отражателем, а оснащенная радиометром/фотометром ИС рекомендуется для выполнения измерений:

· коэффициентов отражения и пропускания;

· коэффициентов диффузного отражения и пропускания.

При этом зеркальные (направленные) компоненты этих коэффициентов могут быть получены путем вычитания одних результатов из других.

Примечания.

Распространенный ранее термин «box photometer», обозначавший кон­структивно объединяющий ИС и фотометр измерительный прибор, отныне не рекомендуется [62].

Интегрирующие сферы не предназначены для измерений ρ и τ люминес­центных материалов.

В основу применения ИС для измерения ρ и г положен метод сравнения показаний радиометра/фотометра, которым она оснащена, функционально связанных с потоками излучения, отраженными/пропущенными исследуе­мым и стандартным образцами. При этом предполагается, что непрямые облу­ченность/освещенность или энергетическая яркость/яркость, порождаемые внутренней поверхностью ИС, пропорциональны потоку излучения.

Первоначально теория ИС была разработана применительно к измере­нию светового потока ламп и только позднее распространена на измерения лучистого/светового потока, отраженного/прошедшего от/сквозь материа-лов/ы.

Согласно теории Ульбрихта, световой поток, отраженный/пропущенный образцом, связан с непрямой облученностью/освещенностью на внутренней поверхности ИС соотношением

                                  5)

где  — отраженный (прошедший) поток;  — непрямая (indirect) облученность/освещенность на рассеивающем излучение входном окне радио­метра/фотометра; А — площадь поверхности ИС;  — усредненное значение коэффициента отражения всей поверхности ИС

Примечание. Уравнение (12. 5) не учитывает плоскую форму иссле­дуемого (стандартного) образца и опалового входного окна измерительной головки радиометра/фотометра. При этом считается, что все, что помещено внутрь ИС, включая ее поверхность, является изотропным рассеивателем.

Вместо измерения облученности/освещенности некоторого участка внут­ренней поверхности ИС можно измерять ее энергетическую яркость/яркость. В любом случае существенно для получения корректных результатов, чтобы участвующая в измерениях часть поверхности ИС была полностью экраниро­вана от прямого излучения, отражаемого/пропускаемого образцом. При изме­рении энергетической яркости/яркости обычно требуется большего размера экран, чем при измерении облученности/освещенности.

Поскольку характеристики реальной ИС отличаются от таковых у идеаль­ной (расчетной) ИС, отраженный/прошедший световой поток не может быть вычислен непосредственно из уравнения (12. 5). Для этого необходимо про­вести дополнительные измерения по крайней мере коэффициента отражения СО, причем в идеальном случае коэффициент отражения образца равен

                                 6)

где  — коэффициент отражения исследуемого образца;  — коэффициент отражения стандартного образца;  ~ непрямая облученность/освещен­ность, создаваемая потоком, отраженным исследуемым образцом;  — непрямая облученность/освещенность, создаваемая потоком, отраженным стандартным образцом.

Все сказанное в равной мере относится и к измерению коэффициента пропускания, причем, в отсутствие СО, = 1.

Таковы основные теоретические положения, обосновывающие возмож­ность и целесообразность применения ИС для измерений ρ и т. Однако более точные результаты могут быть получены с использованием методик вы­полнения измерений, на которых остановимся более подробно. При этом необходимо учесть ряд конструктивных, геометрических и технологических особенностей, характеризующих модернизируемую для проведения тех или иных измерений ИС.

Предварительно — несколько замечаний о методах измерений ρ и τ с ис­пользованием ИС. При измерении методом замещения исследуемый обра­зец и СО (если участвует в измерении) помещаются в отверстии ИС последо­вательно один за другим. В результате усредненное значение коэффициента отражения внутренней поверхности сферы может измениться. В спектрофо-тометрических экспериментах это затруднение преодолевается применением двухлучевой схемы (рис. 12. 3 а).

При измерении методом сравнения исследуемый и стандартный образ­цы одновременно участвуют в эксперименте, будучи помещенными в двух различных отверстиях ИС и последовательно облучаемыми один за другим. Благодаря этому усредненное значение коэффициента отражения внутренней поверхности сферы остается неизменным.

Метод замещения эффективен при условии существенной малости отвер­стия в ИС (его диаметр не должен превышать 0, 1 диаметра ИС). В против­ном случае необходимо выполнять дополнительные измерения с применением вспомогательной лампы или вспомогательного экрана, о чем будет рассказа­но далее. На практике этот метод используется при измерениях оптических свойств толстых образцов из рассеивающих излучение материалов (мутных сред), если доступна ИС большого диаметра (> 2 м).

Покрытие внутренней поверхности сферы должно быть неселективным, практически диффузным и равномерно распределенным по всей площади. Кроме того, оно не должно люминесцировать. Эти свойства внутренней поверхности ИС характеризуются относительным показателем К(Х)ОТН:

(12. 7)

где  — спектральный коэффициент отражения внутренней поверхности сферы;  — его максимальное значение.

Даже незначительные относительные изменения  могут существенно влиять на . Это влияние усиливается по мере возрастания коэффи­циента отражения. С другой стороны, эффективность И С как интегратора падает по мере уменьшения . Поэтому для измерений световых характери­стик рекомендуется покрытие внутренней поверхности ИС с коэффициентом отражения 0, 8-

Обычно в качестве покрытий используются выпускаемые промышлен­ностью краски, характеризуемые · На рис. 12. 4 в качестве примера приведены зависимости относительного показателя от длины волны для свет­лосерой краски с  и BaSC" 4 с максимальным спектральным коэффи­циентом отражения 0, 98. Для проведения спектральных измерений покрытие внутренней поверхности ИС следует выбирать с предельно возможным ко­эффициентом отражения. Для выполнения спектральных измерений в УФ области спектра и энергетических характеристик материалов, ИС изнутри покрывают прессованным политетрафлуороэтиленом (PTFE) или сульфатом бария. На рис. 12. 5 приведена зависимость от длины волны спектрального коэффициента отражения PTFE. Более того, всегда покрытие расположенных внутри ИС экранов должно обладать предельно достижимым коэффициентом отражения. С целью сведения к минимуму влияния старения и загрязнения внутренней поверхности И С ее нужно регулярно очищать и периодически перекрашивать. Внешняя поверхность И С должна быть покрыта черной крас­кой во избежание переотражений между нею и образцом.

 

Рис. 12. 4. Относительный показатель ^(А)отн для светлосерой краски и суль­фата бария

Рис. 12. 5. Спектральный коэффици­ент отражения PTFE

 

Следует отметить, что многие виды «шершавых» (матированных) об­разцов (опаловых стекол, керамических изразцов и пр. ) абразивны и могут загрязняться в контакте с черной краской внешней поверхности И С. Во из­бежание этого, можно отверстие для образца окружить тонким бумажным листом.

Чрезвычайно важно соблюдение строгих геометрических соотношений между элементами конструкции ИС и требований к этим элементам.

Диаметры сферы и отверстий для закрепления образцов. Требо­вания к диаметру сферы достаточно противоречивы. Чем он меньше, тем сла­бее затухание излучения, но если ИС слишком мала, возникают осложнения, связанные с общей площадью отверстий в ней. Существует и рекомендовано пользователям ИС неравенство , где D — диаметр сферы,  — диа­метр отверстия для образца. Суммарная площадь отверстий в ИС не должна превосходить 1/10 площади ее внутренней отражающей поверхности.

Минимальные диаметры толстых образцов из рассеивающего материала, требующих отверстия в ИС большого диаметра, должны вдвое его превы­шать, но при этом требуются вспомогательные лампа или экран, если не используется двухлучевая схема. Для таких образцов рекомендуется, чтобы диаметр ИС превышал 0, 5 м. Поскольку промышленные спектрорадиометры, предназначенные для измерений  и , снабжены ИС диаметром < 0, 2 м, их нельзя использовать для точных измерений характеристик толстых образцов из рассеивающих материалов.

Отверстия. Число, расположение и диаметры отверстий в ИС, требуемых для выполнения измерений, зависят от вида измеряемых характеристик и ти­пов образцов. Поскольку отверстия всегда приводят к нарушению алгоритма измерений внутри ИС, их количество и диаметры (по сравнению с размерами сферы) должны быть минимизированы.

Следовательно, практика диктует требование всемерного уменьшения раз­меров различных отверстий в ИС, откуда следует, что необходимо разум­но увеличивать ее диаметр, чтобы отверстия не занимали чрезмерной ча­сти суммарной внутренней поверхности ИС. Поэтому при конструировании и сборке ИС должен быть достигнут компромисс между числом измеряемых характеристик (т. е. общим количеством отверстий) и достижимой точностью получаемых результатов.

Пример. Методом замещения с использованием универсального сфери­ческого радиометра/фотометра измеряются:

· ρ и , при направленном практически нормальном падении излучения;

· ρ (ε ) и τ (ε ), при направленном падении излучения в зависимости от угла ε ι;

· , при полусферическом облучении;

·  И .

Для выполнения этих измерений в ИС должны быть проделаны следую­щие отверстия (рис. 12. 6).

Отверстие 1 для образца:

· диаметр отверстия должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить попадание в ИС всего отраженного/прошедшего излучения; для измерений тонких образцов (или образцов только лишь с поверхностным отражением) приемлем диаметр отверстия , где D — диаметр сферы; для из­мерений толстых образцов из рассеивающего излучение материала наиболее подходящ  = 25 см при ;

· диаметр образца должен превосходить диаметр отверстия 1; если наблю­даются потери излучения из торцевой поверхности образца, ее нужно покрыть материалом с высоким коэффициентом зеркального отражения, например, анодировать алюминием; облучаемая поверхность толстых образцов из рассеивающих излучение материалов должна быть меньше диаметра отверстия для образца; при точных измерениях пропускания образец следует облучать по большой площадке, превышающей площадь отверстия для образца;

· стенка отверстия 1 должна быть предельно тонкой с острым краем и иметь высокий коэффициент зеркального или, на крайний случай, диффуз­ного отражения.

· Рис. 12. 6. Геометрия универсальной ИС: а — вспомогательный экран 5г внутри; б — вспомо­гательный экран $2 снаружи; D — диаметр сферы; 1 — отверстие для образца; 2 — отверстие для фотометрической головки; 3 — входное отверстие для светового потока при измерени­ях р\ 4 — ловушка для зеркального отражения; 5 — ловушка для зеркального пропускания; 6-10 — входные отверстия для измерений угловой зависимости р; Ph — фотометрическая головка; S\ — экран между отверстием 1 и рассеивателем фотометрической головки

Отверстие 2 для радиометрической/фотометрической головки: — это отверстие должно быть предельно малым и расположено как можно ближе к отверстию 1; при измерении облученности/освещенности с исполь­зованием радиометрической/фотометрической головки отверстие 2 должно быть экранировано от прямого попадания излучения, порожденного образцом (рис. 12. 6); измерение энергетической яркости/яркости выполняется сквозь защищенное экраном отверстие, через которое виден участок внутренней по­верхности ИС, ближайший к отверстию 1 (рис. 12. 7).

Рис. 12. 7. Измерение ρ с использованием ИС с присоединенным к ней СИ энергетической яркости/яркости

 

Отверстие 3 используется для ввода в ИС пучка излучения при изме-

Рении

· угол падения ; диаметр отверстия ; диаметр вводимого в ИС пучка должен быть меньше d₃.

· Отверстие 4 для вывода из ИС зеркально отраженного излучения:

· диаметр ; диаметр площадки, облучаемой зеркально отра­женным пучком, должен быть не более 0, 8d4; отверстие 4 должно быть сим­метрично отверстию 3 относительно диаметра ИС, проходящего через центры отверстий 1 и 5.

· Отверстие 5 для вывода из ИС направленно прошедшего излучения:

· диаметр d5 = d4; диаметр площадки, облучаемой направленно прошед­шим пучком, должен быть не более 0, 8d5-

Отверстия 6-10 служат входными при измерениях зависимости ρ (ε ) в диапазоне углов падения излучения от 20 до 60°. Для углов падения в рас­ширенном диапазоне значений возможно увеличение числа отверстий, причем диаметры вводимых пучков должны быть меньше d3. При больших углах па­дения, чем 60°, в ИС не предусматривается отверстий для вывода излучения, аналогичных отверстию 4.

При измерении методом сравнения в ИС необходимо предусмотреть допол­нительное отверстие St для СО (рис. 12. 8). Местоположение этого отверстия некритично, а диаметр тот же, что и у отверстия 1.

Рис. 12. 8. ИС для измерения ρ тонких образцов: (di ζ 0, 1£ ), аз ^ Ο, Ι Ζ?, ε Sj 10°) St — отверстие для СО; dSt = d\

 

Отверстия, не используемые при проведении данного измерения, должны быть закрыты крышками (заглушками), внутренние поверхности которых окрашены тем же составом, что и внутренняя стенка ИС.

Разумеется, приведенная в примере геометрия ИС может быть упрощена, а при измерениях меньшего количества характеристик отпадает необходи­мость в целом ряде отверстий.

Рекомендуемым методом измерения облученности/освещенности преду­смотрено использование радиометрической/фотометрической головки. Рас­положенная в отверстии 2, она предназначена для определения измеряемой величины (в данном случае интенсивности падающего излучения) в соответ­ствии с законом косинуса. Поэтому при измерениях спектральных и свето­вых величин отверстие для головки должно быть прикрыто пропускающим излучение рассеивателем, поверхность которого должна быть расположена впритык к внутренней стенке ИС. Более того, рассеиватель должен обладать в требуемом диапазоне длин волн высоким коэффициентом пропускания только диффузного излучения, без зеркальной компоненты. Спектральный коэффициент пропускания рассеивателя должен быть согласован с относи­тельной спектральной характеристикой приемника излучения. Для защиты головки от прямого попадания исходящего от образца излучения используется небольшой экран с возможно большей неселективностью (рис. 12. 6).

Если вместо облученности/освещенности внутренней поверхности ИС из­меряется ее энергетическая яркость/яркость, то этот участок в поле_ зре­ния радиометрической/фотометрической головки должен быть ограничен и защищен от прямого попадания исходящего от образца излучения. Лучше всего, чтобы такой экранированный участок поверхности находился вблизи отверстия 1, тогда достаточно использовать небольшой экран белого цве­та (рис. 12. 7). Таким образом, во входную апертуру радиометра/фотометра должно попадать излучение только с этого ограниченного участка поверхно­сти ИС.

Измерения с использованием ИС, имеющей отверстие для образца, соизме­римое по своим размерам с ее диаметром, выполняются только методом заме­щения. Однако, как упоминалось ранее, в этом случае усредненное значение коэффициента отражения внутренней поверхности И С может изменяться при замещении измеряемого образца стандартным в отверстии 1. Корректирую­щий коэффициент, компенсирующий различие р, может быть определен путем проведения двух отдельных измерений с использованием основной внешней

 

Рис. 12. 9. ИС с большим отверстием для образца в схеме измерений ρ толстых образцов из рассеивающих излучение материалов: слева — с вспомогательным экраном S2- о. — экран внутри ИС; б — экран вне ИС; справа — с вспомогательной лампой L и экраном Si; 1 — отверстие для образца, d\ ^ 0, 5D; 3 — отверстие для ввода излучения, ____ 0, 1/5, ε ___ ζ 10°; Ph — фотометрическая головка; Si — экран между рассеивателем фотометрической головки и отверстием для образца лампы, располагаемой перед отверстием 3, или фиксируемой вспомогательной лампы внутри ИС (рис. 12. 9).

 

При использовании внешней лампы для этой цели вспомогательный экран  располагается вблизи центра ИС с его соб­ственным центром, находящимся на оси пучка, распространяющегося между отверстиями 1 и 3. Плоскость экрана  должна быть перпендикулярной падающему пучку во избежание прямого облучения отверстий 1 и 2. При использовании вспомогательной лампы L (рис. 12. 9) ее и экран  следует рас­полагать так, чтобы также избежать прямого облучения этих двух отверстий. Внешняя и вспомогательная лампы должны иметь одинаковые Ρ (λ ).

С подробным описанием методик выполнения технических измерений ко­эффициентов отражения, пропускания и поглощения веществ и материалов можно ознакомиться в [5].

⇐ Предыдущая38394041424344454647Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: