Система безконтактного визначення коефіцієнта пропускання оптичних об’єктів

Реферат: Система безконтактного визначення коефіцієнта пропускання оптичних об'єктів містить джерело світла, основу, на якій розташована між джерелом світла та мікроскопом оптична деталь, коефіцієнт пропускання якої вимірюється, оптичний мікроскоп, з'єднаний з цифровою камерою, а цифрова камера електрично з'єднана з комп'ютером, що має відповідне програмне забезпечення. При цьому застосовуване програмне забезпечення може вимірювати геометричні розміри і сигнал, що пропорційний випромінюванню джерела освітлення без об'єкта та з об'єктом вимірювання коефіцієнта пропускання, за значеннями яких при застосуванні закону випромінювання Бугера-Ламберта-Бера визначається коефіцієнт пропускання. UA 119003 U (54) СИСТЕМА ОБ'ЄКТІВ UA 119003 U UA 119003 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки вимірювання коефіцієнта пропускання світлового потоку оптичних об'єктів і може бути використана у приладобудівній промисловості, а також у науково-дослідних роботах, у медицині та біології. Найбільш поширеним приладом вимірювання коефіцієнта пропускання світлового потоку оптичних приладів є спеціалізовані спектрофотометри [1-3]. Ці пристрої є безконтактними, дуже вартісними, їх конструкції складні, тому вони не мають широкого вжитку на підприємствах. До безконтактних систем вимірювання коефіцієнта пропускання оптичних об'єктів також належить оптична мікроскопія [4]. Подальша автоматизація та стандартизація процесу вимірювання на оптичних мікроскопах пов'язана з науковим напрямком інформаційних технологій, зокрема з вдосконаленням способів оптичного вимірювання коефіцієнта пропускання оптичних об'єктів з використанням цифрових камер з ПЗЗ матрицями [5]. Найбільш близькою, дешевою й легкою у конструюванні, прийнятою як найближчий аналог, є система вимірювання геометричних розмірів об'єктів [6], яка містить джерело світла, основу, на якій розташована між джерелом світла та мікроскопом оптична деталь, розміри якої вимірюються, вимірювальний мікроскоп, з'єднаний з цифровою камерою. Цифрова камера електрично з'єднана з комп'ютером, що має відповідне програмне забезпечення. Додатково відеокамера оснащена системою охолодження та термостабілізацією. Така система є простою у конструюванні й дешевою. Найближчий аналог дозволяє безконтактно вимірювати розміри як прозорих, так і непрозорих деталей. Недоліком найближчого аналога є те, що система не є уніфікованою та не може визначати і геометричні розміри і коефіцієнт пропускання оптичних деталей одночасно. Задачею корисної моделі є створення системи безконтактного визначення коефіцієнта пропускання оптичних об'єктів, яка забезпечить відносну точність вимірювання 0,25 % та буде легкою у конструюванні та дешевою. Поставлена задача вирішується тим, що у системі безконтактного визначення коефіцієнта пропускання оптичних об'єктів, яка містить джерело світла, основу, на якій розташована між джерелом світла та мікроскопом оптична деталь, коефіцієнт пропускання якої вимірюється, оптичний мікроскоп, з'єднаний з цифровою камерою, а цифрова камера електрично з'єднана з комп'ютером, що має відповідне програмне забезпечення, згідно з корисною моделлю, програмне забезпечення може вимірювати геометричні розміри і сигнал, що пропорційний випромінюванню джерела освітлення без об'єкту та з об'єктом вимірювання коефіцієнта пропускання, за значеннями яких при застосуванні закону випромінювання Бугера-ЛамбертаБера визначається коефіцієнт пропускання. Експериментальні дослідження дозволили встановити достовірність визначення коефіцієнта пропускання для світлового фільтру НС-6 за ГОСТ 9411-91. При дослідженні виділено вузьку полосу пропускання з максимумом довжини хвилі λ mах = 0,630 нм, при аналізі результатів визначили значення коефіцієнта пропускання світлового фільтру ФИ-08 за ГОСТ 9411-91, що становить τλ = 0,77 %. За ГОСТ 9411-91 визначено коефіцієнт відбиття для світлового фільтру НС-6 αр=0,036. Сигнал, що отримувала система при встановленні світлового фільтра НС-6 у вимірювальну систему, було прийнято рівним 1 та розраховано коефіцієнт пропускання однієї поверхні світлового фільтра НС-6, що дорівнює τ=1-0,036=0,964 нм. Вхідний сигнал проходить через дві поверхні світлового фільтру НС-6 (рисунок) (точка А, точка В), коефіцієнт пропускання дорівнює τНС-6 =τА-τΒ= 0,964 · 0,964=0,929 нм. При аналізі отриманого результату було встановлено, що коефіцієнт пропускання світлового фільтру НС-6 за розрахунковим визначенням рівний τ = 0,716, а за експериментальним τ = 0,7176. Різниця між теоретичним і експериментальним визначенням коефіцієнта пропускання складає 0,0016, що дорівнює відносній похибці вимірювання 0,22 %. Таким чином експерименти показали, що запропоноване технічне рішення забезпечує позитивний, корисний ефект. Джерела інформації: 1. Марков Н.Н., Раневский Г.М. Конструкция, расчет и эксплуатация контрольноизмерительных инструментов и приборов. - М. Машиностроение, 1993. 2. Дмитриев Е.И. Филиппов O.K., Килимова С.А. Устройство для измерения коэффициента пропускания оптической пластины // патент Российской Федерации № 133602 от 20.10.2013. 3. Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. Справочник. - М. Машиностроение, 1987. 4. Васильев А.С. Основы метрологии и технические измерения. - М. Машиностроение, 1980. 5. Справочник по микроскопии для нанотехнологии / Под ред. Нан Яо, Чжцн Лин Ван / Перевод с англ. - М. Научный мир, 2011-712 с. (Раздел 1, - С. 17-42). 1 UA 119003 U 6. Маркіна О.Μ. Система безконтактного визначення геометричних розмірів об'єктів // Патент України № 98270 МПК G01N 21/01 (2006/01) від 27.04. 2015 року Бюл. № 8. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Система безконтактного визначення коефіцієнта пропускання оптичних об'єктів, яка містить джерело світла, основу, на якій розташована між джерелом світла та мікроскопом оптична деталь, коефіцієнт пропускання якої вимірюється, оптичний мікроскоп, з'єднаний з цифровою камерою, а цифрова камера електрично з'єднана з комп'ютером, що має відповідне програмне забезпечення, яка відрізняється тим, що застосовуване програмне забезпечення може вимірювати геометричні розміри і сигнал, що пропорційний випромінюванню джерела освітлення без об'єкта та з об'єктом вимірювання коефіцієнта пропускання, за значеннями яких при застосуванні закону випромінювання Бугера-Ламберта-Бера визначається коефіцієнт пропускання. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2