Устройство для измерения индикатрис рассеяния нагретых образцов

 

Изобретение относится к области физической оптики и может быть исиспользовано при исследовании оптических процессов в широком диапазоне температур. Цель изобретения - повышение точности измерений. Эта цель достигается особым вьшолнением цилиндрической камеры, в которую помещают при исследованиях образец. Камера выполнена из двух частей: неподвижной части и подвижной части с блоком нагревателя и держателем образца . Конструкция блока нагревателя позволяет увеличить диапазон углов падения излучения на образец, задавать требуемые градиенты тепловых полей . Конструкция держателя, предусматривакнцая центровку за счет конусного соединения с камерой, обеспечивает измерение температур в тепловом поле образца, его юстировку. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л со 4 со Од

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3976383/3) — 25 (22) 11.11.85 (46) 07.10.87. Бюл. 9 37 (7!) Таджикский государственный университет им. В.И.Ленина (72) П.К.Хрипунов и В.А.Клишин (53) 535.24(088.8) (56) Патент Японии Ф 53-)3301, кл. G О) N 2l/48, 1978.

Авторское свидетельство СССР

1) - 765672, кл. G 01 J 5/12, )978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ))ЕРЕНИЯ ИНДИКАТРИС РАССЕЯНИЯ НАГРЕТВ)Х ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к области физической оптики и может быть исиспольэовано при исследовании оптических процессов в широком диапазоне

ÄÄSUÄÄ 1343313 А1 цц 4 С Ol N 2I/47, G Ol J 1/04 температур. Цель изобретения — повышение точности измерений. Эта цель достигается особым выполнением цилиндрической камеры, в которую помещают при исследованиях образец. Камера выполнена иэ двух частей: неподвижной части и подвижной части с блоком нагревателя и держателем образца. Конструкция блока нагревателя позволяет увеличить диапазон углов падения излучения на образец, задавать требуемые градиенты тепловых полей. Конструкция держателя, предусматривающая центровку эа счет конусного соединения с камерой, обеспечивает измерение температур в тепловом с поле образца, его юстировку. 1 з.п. ф-лы, 4 ип.

134

3313

Изобретение относится к физической оптике и может быть использовано в материаловедении при изучении процессов взаимодействия излучений с веществом, влияния различных физических параметров на свойства поверхностей различных материалов, а также для непосредственного измерения спектров коэффициентов отражения и пропускания различных материалов и их индикатрис в широком диапазоне температур.

Цель изобретения — повьппение точности измерений и уменьшение температурных градиентов в объеме образца и на его поверхности.

На фиг.l схематично представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — оптическая схема блока зеркальной приемной системы.

Устройство состоит из источника 1 зондирующего излучения, механического модулятора 2, сферического зеркала 3, поворотного плоского зеркала

4, монохроматора 5, плоских поворотных зеркал 6-8, сферического зеркала

9, регулируемой диафрагмы 10, цилиндрической камеры 11 для исследований и блока зеркальной приемной системы

l2, расположенной на верхней вращающейся плите камеры для исследований.

Камера для исследований состоит из неподвижного основания 13, стоек

l4, с закрепленным на них радиальноопорным подшипником 15, поддерживающим верхнюю вращающуюся плиту 16. В неподвижном основании 13 вырезано круглое отверстие, центр которого совпадает с центром основания камеры для исследований. В этом отверстии расположена круглая поворотная плата

17 с возможностью ее вращения на 360 установленная в подшипнике 18, внешняя обойма которого скрепляется с неподвижным основанием 13 посредством юстировочных винтов 19. На поворотной плате 17 на стойках 20 закреплены с зазором и параллельно между собой два аналогичных по конструкции нагревательных элемента 21, включающих в себя водоохлаждаемые,экраныдиски с вмонтированными в них нагревательными элементами, состоящими их теплоизолирующих пластин 22, отделяющих водоохлаждаемые экраны от нагревательных спиралей 23 и теплопередаю10

2 щих пластин 24. Верхний и нижний водоохлаждаемые экраны-диски скреплены между собой с помощью регулируемых по высоте стоек 25, установленных по периферии плоскости дисков, образуя рабочую полость, обеспечиваюшую обзор поверхности образца под углами

+90 (фиг.3).

Верхний и нижний нагревательные элементы могут иметь такую форму внутренних теплопередающих пластин, которая задает необходимый для исследования профиль поля температур.

В центре верхнего нагревательного элемента и водоохлаждаемого экрана, а также в верхней вращающейся плите камеры для исследований выполнены отверстия для ввода держателя 26 образцов, который фиксируется в рабочем положении с помощью конусообразного посадочного гнезда 27, выполненного непосредственно в верхнем водоохлаждаемом экране.

Держатель образцов содержит посадочную втулку 28 конусовидной формы со сквозными отверстием 29 на оси держателя для ввода термопары. На верхней части втулки установлен цанговый зажим 30 рубашки термопары и отсчетный лимб 31, а на нижней части установлен шарнирно скрепленный с телом держателя столик 32 для крепления образцов 33, имеющий юстировочный винт 34 и отделенный от посадочной втулки теплоизолирующей втулкой 35.

Для исключения влияния внешних засветок на работу камеры стык между верхней вращающейся плитой 16 и верхним водоохлаждаемым экраном оснащен световой ловушкой 36.

Приемная часть блока зеркальной приемной системы (фиг.4) состоит из поворотных плоских зеркал 37-39, сферического зеркала 40, служащего объективом, диафрагмы 41, определяющей угловое разрешение устройства, и установленного за ней приемника 42 излучения. Все детали 37-42 закреплены на верхней вращающейся плите 16 для прохода излучения из верхней части камеры ll для исследований в блок приемной системы 12 через отверстие 43 в плите 16.

Устройство работает следующим образом.

Уменьшенное изображение источника 1 излучения, промодулированное

1343313 модулятором 2, с помощью осветитель-, ной системы зеркал 3 и 4 проектируется на входную щель монохроматора 5. Монохроматический поток излу5 чения формируется системой зеркал

6-9 в ниде слабосходящегося луча, поперечное сечение которого регулируется диафрагмой 10. Сформированный таким образом луч через отверстие 44 ð цилиндрической камеры для исследования с помощью зеркала 8 попадает на исследуемый образец 33. Излучение, рассеянное образцом, регистрируется с помощью зеркальной приемной систе- 15 мы 12. Приемная система, расположенная на верхней плите, имеет возможность вращаться относительно образца на 360, обеспечивая возможность измерений как индикатрис отражения, 2р так и индикатрис пропускания образца.

Юстировка взаимного расположения образца относительно плоскости, в которой происходит вращение приемной части, а также оси зондирующего луча 25 обеспечивается юстировочными винтами

19 и 34 и устройством оправы зеркал

7 и 8. Точность воспроизведения положения образца относительно зондирующего луча в камере для исследований Зр обеспечивается конусным посадочным гнездом 27. Воспроизводимость установки меридиального угла наблюдения рассеянного поверхностью образца излучения, равного 0 относительно нор- З о мали к поверхности образца, достигается с помощью юстировочных винтов

19 и 34. С помощью винтов 19 выставляется параллельность осей вращения верхней плиты камеры и оси посадочно- 40

ro гнезда 27 держателя образцов, что позволяет избежать изменения угла наблюдения поверхности образца при вращении поворотной платы 17, вращением которой обеспечивается необходи- 45 мое расположение свободной от стоек

25 рабочей полости относительно оси зондирующего луча, фиксируя два азимутальных положения, позволяющих производить измерения поля рассеянного 5п излучения как на пропускание, так и на отражение.

Лля установления плоскости поверхности образца параллельно осн посадочного гнезда служит винт 34 столика держателя образца. Воспроизводимость установки аэимутального положения образца относительно зондирующего луча контролируется с помощью нониуса и лимба 31

Для нагрева образцов применен нагревательный блок, обеспечивающий возможность проведения измерений угловых распределений интенсивности рассеянного света в диапазоне углов

- 90 относительно нормали к поверхо ности образца как на пропускание, так и на отражение с минимальным температурным градиентом в месте установки исследуемого образца.

Фоpмула изобретения

1. Устройство для измерения индикатрис рассеяния нагретых образцов, включающее расположенные последовательно по ходу излучения источник излучения, модулятор, монохроматор, зеркальную оптическую систему формирования зондирующего луча, держатель образцов и приемную зеркальную систему с приемником излучения, а также цилиндрическую камеру для исследований с закрепленным на ее нижнем основании блоком нагревателя с водоохлаждаемыми экранами, причем держатель образцов и приемная зеркальная оптическая система с приемником излучения размещены на верхней вращающейся плите камеры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, нижнее основание камеры выполнено в виде двух концентрических частей — внутренней поворотной платы и внешней неподвижной части, блок нагревателя с водоохлаждаемыми экранами укреплен на внутренней поворотной плате, установленной в подшипнике, внешняя обойма которого скреплена с внешней частью основания камеры посредством юстировочных винтов, при этом блок нагревателя выполнен в виде двух плоских нагреватель1ных элементов с теплопередающими пластинами, вмонтированных в плоские водоохлаждаемые экраны-диски, расположенных с зазором взаимно параллельно и скрепленных между собой с помощью регулируемых по высоте стоек, расположенных по периферии плоскости водоохлаждаемых экранов-дисков, а в верхнем водоохлаждаемом экране, нагревательном элементе и теплопередающей пластине, а также в верхней вращающейся плите камеры выполнены отверстия для ввода держателя образ1343313 цов, причем центры этих отверстий размещены на общей оси вращения поворотной платы и верхней вращающейся плиты камеры, расположенной в плос5 кости поверхности образца и совпадающей с осью симметрии камеры, а нагревательные элементы и теплопередающие пластины выполнены сменными.

1О

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что держатель образцов выполнен по своей оси с отверстием для ввода термопары и содержит посадочную втулку конусной формы, на верхней части которой установлены цанговый зажим рубашки термопары и отсчетный лимб, на нижней части— шарнирно скрепленный с телом держателя столик для крепления образцов, имеющий юстировочный винт и отделенный от посадочной втулки теплоизолирующей прокладкой, а отверстие в верхнем водоохлаждаемом экране имеет конусную форму.

l 3433 l 3

fb /У

1343313

Составитель В.Калечид

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Редактор Н.Егорова

Заказ 4816/44 Тираж 776 Подписное

ВНИ,"1ПН Государственного коми:ета СССР по делам изобретений и о крьггий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие„ г. Ужгород, ул. !1роектная, 4