Стенд для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений

Полезная модель относится к области проверки и измерений оптических параметров и предназначена для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений от внутренней поверхности цилиндра. В основе данного устройства лежит метод сравнения интенсивности пучка от излучателя с интенсивностью пучка, отраженного диффузно (Ai) на фотоприемники 6 или отраженного зеркально (А0) на фотоприемник 9 в центре матрицы. Наличие матрицы фотоприемников и возможности линейного перемещения излучателя относительно матрицы позволяет достичь высокой точности получаемого результата. Для коэффициента диффузного отражения результат получается интегрированием по всей поверхности цилиндра с учетом результатов измерения Ai, полученных на i фотоприемниках 6. Результат получается как итог после измерений при разных углах падения пучка от излучателя и после сканирования поверхности цилиндра с последующим нахождением средней по всем этим измерениям величины.
Известен способ измерения коэффициента отражения зеркал (см. патент № RU 2665594 С1). Способ заключается в измерении интенсивности падающего (А) и отраженного (А1) пучков излучения с помощью приемника, вращаемого вокруг оси, проходящей через центр участка измеряемой поверхности зеркала и перпендикулярной плоскости падения с последующим вычислением коэффициента отражения.
Недостатками прототипа являются:
невозможность проводить измерения для внутренней поверхности цилиндра, только для открытых выпуклых или вогнутых поверхностей;
измеряется только коэффициент зеркального отражения.
Предлагаемым устройством решается задача - создание стенда, обеспечивающего расширение функциональных возможностей для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражения для закрытых поверхностей цилиндра.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, заключается в размещении излучателя и (i+1) фотоприемников на матрице внутри цилиндра. Измеряется интенсивность пучка от отражения на каждом фотоприемнике матрицы, причем на одном из них (А0) 9 получаем интенсивность зеркально отраженного луча, а на остальных i фотоприемниках (Ai) 6 - интенсивности диффузно отраженных пучков. Максимальная величина А0 на одном из фотоприемников при заданной интенсивности излучателя достигается тонкой подстройкой линейного сдвига излучателя относительно матрицы фотоприемников. Распределение интенсивности на остальных i фотоприемниках (Ai) сравнивается с расчетными величинами, отсюда находятся коэффициенты диффузного и зеркального отражения. Для достижения высокой точности каждый фотоприемник перед измерениями тарируется с использованием соединительной муфты в прямом излучении на фотоприемник по заданной интенсивности излучателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг. 1 показана схема стенда для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений, где:
1. Излучатель
2. Коллиматор
3. Поворотное устройство
4. Направляющая
5. Соединительные провода
6. Фотоприемники матрицы
7. Светопоглощающий экран
8. Зеркальная поверхность цилиндра
9. Центральный фотоприемник для отраженного зеркально луча
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы необходимо произвести тарировку стенда, для чего необходимо снять излучатель и, используя соединительную муфту, соединить излучатель поочередно с каждым фотоприемником на прием прямого излучения и, включив питание излучателя, записать показания каждого из (i+1) фотоприемников при приеме прямого излучения от излучателя. Эти показания позволят произвести нормировку сигнала для каждого фотоприемника и будут использованы для дальнейшего вычисления коэффициентов диффузного и зеркального отражения от внутренней поверхности цилиндра по показаниям измерений на (i+1) фотоприемниках. По окончании тарировки необходимо отсоединить излучатель от фотоприемника и установить его в гнездо поворотного устройства на направляющей. Далее ввести направляющую с излучателем и матрицей фотоприемников внутрь цилиндра и зафиксировать их положение светопоглощающим экраном внутри цилиндра. Выставить угол излучателя, подсоединить коллиматор и включить питающее напряжение на излучателе и фотоприемниках. Измерить ток на фотоприемнике №09 в центре матрицы и тонкой подстройкой переместить излучатель в положение, для которого ток фотоприемника №0 максимален. Сравнение величины этого тока с величиной, полученной при тарировании прибора, определяет коэффициент зеркального отражения. Далее, переключая номер канала, проводим последовательно измерения токов с 1-го по i-ый фотоприемник. Эти i величин токов сравниваются с расчетными величинами при заданных коэффициентах диффузного и зеркального отражения и в качестве искомой принимается та модель, которая наилучшим образом согласуется с измеряемыми данными. Эта процедура повторяется для разных углов падения пучка на поверхность зеркальной поверхности и для разных участков этой поверхности простым поворотом излучателя, а также перемещением линейки и вращением цилиндра вокруг своей оси. Окончательный результат находится усреднением всех полученных величин.
Таким образом, использование настоящего технического решения существенно расширяет функциональные возможности стенда для измерения коэффициентов диффузного и зеркального отражений. Заявляемый стенд может найти широкое применение в промышленности для измерений оптических параметров.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны из уровня техники. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым.