186075. lajstromszámú szabadalom • Felületi besugárzásmérő készülék
1 ’86075 2 A találmány tárgya felületi besugárzásmérő készülék radiometriai, fotometriai és színmérések végzésére. A felületi besugárzás méréséhez olyan iránykarakterisztikára van szükség, amelynél a fényérzékelő felület normálisához képest szögben beeső fénysugárra vonatkozó érzékenység a fényérzékelő felületre merőlegesen beeső fénysugárra mért érték cosinus alfaszorosa, ahol alfa a beeső fénysugár és a felület normálisa által bezárt szög. Mivel a gyakorlatban használt fényérzékelők (fényelem, fotoelektronsokszorozó, fotoellenállás stb.) iránykarakterisztikái a fenti követelményt nem teljesítik, a mérendő fény útjába a fényérzékelők elé olyan optikai elemet kell helyezni, mely i készülék iránykarakterisztikáját a cosinus függvén) - hez közelíti. A közelítés, az ún. cosinus korrekció jóságának je - kiűzésére j. Krochmann „Recommandations on Illuminance Meters, terms, properties, eharacterizatior, data sheet information and classification” c. tanulmányában (CIE TC—2.2. Detectors, Third draft, December 1981.) a következő képletet ajánlja: ü) f> = j |Y(x)/Y(o)cosx—l|sin2xdx 0 ahol f2 a készülék irányérzékenységének jóságát jellemző mérőszám Y(x) a készülék kimenő jele x fénybeesési szög mellett Y(o) a készülék kimenő jele merőleges fénybeesés mellett ca a készülék maximális látószöge. A Photo Research cég (USA) Spectra Pritchard fotométeréhez (Model 1980A) a beesési szög cosinusáv il arányos irányérzékenység megvalósítására egy adaptert (Model CR-100) használ, mely egy tejüvegből készült körlap. A Minolta Camera cég (Japán) Illuminance Méterében a cosinus korrekciót tömör, féldomború optikai test végzi. Az ismert megoldások alapvető hátránya az, hogy a készülék iránykarakterisztikájának módosítására, szabályozására semmiféle lehetőség nincsen, így két azonos típusú készülék irányérzékenysége között a diffúzorok egyedi szórása miatt jelentős eltérés lehetséges. A Minolta cég említett Illuminance Meter-ének irányérzékenységét az alábbi hibahatárokkal jellemzik: ±2% eltérés az ideális cosinus görbétől 30° beesési szögnél ±7% 60° beesési szögnél ±25% 80° beesési szögnél Tekintettel arra, hogy a fényérzékelők iránykan kterisztikáinak szórása a fenti értéknél 5—10-szer kisebb, látható, hogy a készülék iránykarakterisztikáinak szórása döntően a fényszóró optikai elemek spórásából származik. A találmány szerinti megoldás lehetőséget nyújt az iránykarakterisztika szabályozására, így a készükékek iránykarakterisztikáinak szórásából származó hibát gyakorlatilag kiküszöböli. A találmány alapja az a felismerés, hogy a készülék iránykarakterisztikája a cosinus görbe környezetében oly módon szabályozható, hogy a fényérzékelőre eső mérendő fénysugár útjába egy fényszóró optikai elemet helyezünk, amelyet egy diffúzán reflektáló körgyűrűvel veszünk körül, és a fényszóró optikai elem geometriai helyzetét a körgyűrűhöz képest változtatjuk. A fényszóró optikai elem készülhet tejüvegből, tejkvarcból, teflonból vagy más fényszóró tulajdon-, ságú műanyagból. A körgyűrűt célszerűen a készülék homokfelületén alakítjuk ki, pl. oly módon, hogy a' homlokfelületet körgyűrű alakban diffúzán reflektáló festékbevonattal látjuk el, teflonnal borítjuk, vagy más diffúzán reflektáló anyagból készítjük. A találmány szerinti megoldás előnyösen belül üreges kialakítású fényszóró optikai elemet alkalmaz. Ennek fényáteresztése nagyobb a tömör fényszóró testeknél, a fényszórás nemcsak a tömör anyagban jön létre, hanem az üreg belső határfelületén diffúz szórással is. A fényszóró optikai elem és a körgyűrű a besugárzás felé néző homlokfelülete görbe profilú szimmetrikus forgásfelület, szélső esetben sík lehet. Az optimális profilt a készülék tervezésénél a fényérzékelővel és a mérendő fény útjában levő további optikai elemekkel (pl. fényosztó, színszűrők) együtt kell meghatározni. Egy ily módon tervezett és kivitelezett készülék érzékenységi iránykarakterisztikája beszabályozás után az alábbi hibahatárokkal jellemezhető: ±0,5% eltérés a cosinus görbétől 30° beesési szögnél, ± 1 % 60° beesési szögnél, ±8% 80° beesési szögnél. Előnyösen alkalmazható a találmány szerinti megoldás akkor is, ha egy mérendő fénymennyiség több radiometriai jellemzőjét kívánjuk mérni. Ebben az esetben a fényszóró optikai elem mögé egy fénybevezető csatornával és legalább két fénykivezető csatornával rendelkező fényosztó optikai elemet helyezünk, és a radiometriai jellemzőket több fényérzékelővel a fényosztó optikai elem kimenetein mérjük. A találmány szerinti megoldás jelentősen javítja a mérési pontosságot fényforrások színének, színhőmérsékletének, ultraibolya és infravörös sugárzásának, vagy más radiometriai jellemzőinek mérésénél ill. megvilágítás és aktinikus sugárzások mérésénél. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett példaképpeni kiviteli alak segítségével ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti készülék egy kivitelenek a 2. ábra A—A vonala mentén vett vázlatos hosszmetszeti rajza, a 2. ábra pedig az 1. ábra B—B vonala mentén vett keresztmetszeti rajza. Az 1. és 2. ábrán fényforrás színmérő készülék összeállítási rajza látható. Az FI, F2, F3, F4 és F5 fényérzékelő (ezekből az utóbbi kettő az ábrán nem látszik) a példaképpeni kiviteli alakban egy-egy Si fényelem. Az FI—F5 fényérzékelők előtt SI, S2, S3, S4 ill. S5 színszűrők helyezkednek el. A készülék bemeneti optikai rendszerét 1 műszerházhoz, 2 felfogóelem segítségével rögzítjük, melyhez menetes 3 beállító gyűrű csatlakozik. Az SÍ—S5 színszűrőket és az Fi—F5 fényérzékelőket az 1 műszerházban rögzített 7 tartóelem tartja. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6ü 2
