Пристрій для визначення оптичних властивостей

Реферат: Пристрій для визначення оптичних властивостей містить блок джерела оптичного випромінювання, з'єднаний з еліпсоїдальним рефлектором, внутрішня поверхня якого є дзеркальною порожниною з поверхнею еліпсоїда обертання, ортогонально зрізаного по фокальних площинах. На боковій поверхні міститься отвір для встановлення оптичного елемента, що розташований на одній осі з вхідним вікном еліпсоїдального рефлектора і блоком джерела оптичного випромінювання. Одна з його фокальних площин є площиною контакту з досліджуваним зразком, а в другій розміщено координатний приймач випромінювання, котрий з'єднаний з контрольно-вимірювальною системою. Додатковий еліпсоїдальний рефлектор у площині заломлених променів. Одна сторона якого є площиною контакту з досліджуваною поверхнею, а друга за допомогою відповідних оптичних систем проектується на координатні приймачі оптичного випромінювання та з'єднані з контрольно-вимірювальною системою. UA 122690 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ UA 122690 U UA 122690 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до оптичних пристроїв для визначення оптичних властивостей об'єктів і може бути використана для дослідження характеристик прозорих та непрозорих технічних та біологічних середовищ. Відомий дозиметр оптичного випромінювання, що містить фотометричну головку, яка являє собою дзеркальну порожнину з поверхнею еліпсоїда обертання, одна з його фокальних площин є площиною контакту з досліджуваною поверхнею, а в другій розміщено приймач оптичного випромінювання, причому джерело оптичного випромінювання розташовано на одній оптичній осі з оптичним елементом та плоским дзеркалом, розміщеним в середині еліпсоїда обертання (Дозиметр оптичного випромінювання, патент UA № 61635, МПК G01 N21/47, 21/55, від 17.11.2003). Недоліком відомого пристрою є складність аналізу вихідної фотометричної картинки та вплив аберацій еліптичного дзеркала, що викликано специфічністю форми фотометричної головки. Найближчим за сукупністю ознак до корисної моделі, яка запропонована є пристрій для визначення оптичних властивостей об'єктів (Пристрій для визначення оптичних властивостей об'єктів, патент UA № 45893, МПК G01 N21/47, 21/55, від 25.11.2009), що містить напівпрозору скануючу систему, розташовану перед координатним приймачем випромінювання яка підключена до мікропроцесора. Недоліком відомого пристрою є його функціональна обмеженість, що полягає у дослідженні об'єктів лише у відбитому світлі, а також суттєві втрати корисного сигналу внаслідок екранування на плоскому дзеркалі та оптичному елементі, що розміщені всередині фотометричної головки. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для визначення оптичних властивостей об'єктів шляхом встановлення додаткового еліпсоїдального рефлектора (фотометричної головки), внутрішня поверхня якого являє собою дзеркальну порожнину з поверхнею еліпсоїда обертання, в середині якої розміщене плоске дзеркало, що розширить спектральний діапазон роботи пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для визначення оптичних властивостей, який містить блок джерела оптичного випромінювання, з'єднаний з еліпсоїдальним рефлектором, внутрішня поверхня якого є дзеркальною порожниною з поверхнею еліпсоїда обертання, ортогонально зрізаного по фокальних площинах, на боковій поверхні міститься отвір для встановлення оптичного елемента, що розташований на одній осі з вхідним вікном еліпсоїдального рефлектора і блоком джерела оптичного випромінювання, одна з його фокальних площин є площиною контакту з досліджуваним зразком, а в другій розміщено координатний приймач випромінювання, котрий з'єднаний з контрольно-вимірювальною системою, згідно з корисною моделлю, встановлено додатковий еліпсоїдальний рефлектор у площині заломлених променів, одна сторона якого є площиною контакту з досліджуваною поверхнею, а друга - за допомогою відповідних оптичних систем проектується на координатні приймачі оптичного випромінювання та з'єднані з контрольно-вимірювальною системою. Підвищення ефективності пристрою для визначення оптичних властивостей вирішується тим, що в ньому встановлено додаткову порожнину еліпсоїдального рефлектора з дзеркальною поверхнею еліпсоїду обертання, в фокальних площинах якого розміщені досліджуваний біологічний об'єкт та приймач випромінювання, що реєструє випромінювання в заломленому ході променів, та дозволяє отримати додаткові дані для проведення експерименту. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено функціональну структурну схему пристрою для визначення оптичних властивостей. Джерело оптичного випромінювання 1 розташоване на одній оптичній осі з отвором 2, оптичний елемент 3 зафіксований всередині еліпсоїдального рефлектору 4, що представляє собою еліпсоїд обертання який однією стороною контактує з досліджуваною поверхнею 5 за якою закріплений ще один еліпсоїдальний рефлектор 6. Управління напівпрозорим координатним скануючим пристроєм 7 та обробку сигналу з приймача оптичного випромінювання 8 здійснює комп'ютер 9. Результати визначення оптичних властивостей об'єкта відображаються за допомогою програмного забезпечення (ПЗ). Живлення модулів пристрою здійснюється від блоку живлення 10. Запропонований пристрій працює наступним чином. Світловий потік від джерела 1 оптичного випромінювання направляють у еліпсоїдальний рефлектор 4 через отвір 2, в якому знаходиться оптичний елемент 3 через який потік спрямовується на досліджуваний зразок 5, який знаходиться в одній з фокальних площин еліпсоїдної дзеркальної поверхні еліпсоїдального рефлектора 4 та 6. У результаті поширення оптичного випромінювання в об'єкті, залежно від його оптичних характеристик (співвідношення 1 UA 122690 U 5 10 15 20 параметрів поглинання, заломлення та розсіювання), на поверхні об'єкту дослідження буде спостерігатись певний просторовий розподіл випромінювання (пляма розсіювання). Відбите та пропущене світло збирається в фокальних площинах еліпсоїдальних рефлекторів 4 і 6, проходить напівпрозорі координатні скануючі пристрої 7, проектується на приймальну площину приймачів оптичного випромінювання 8. Зареєстровані координатним скануючим пристроєм 7 інформаційні сигнали проходять електронне сканування та здійснюють відкривання відповідних елементів координатного пристрою 7, і випромінювання через відкриті елементи потрапляє на приймач оптичного випромінювання 8, зумовлюючи виникнення у ньому відповідного фотоструму. Інформаційний сигнал надходить від приймачів оптичного випромінювання 8 на комп'ютер 9 де за допомогою програмного забезпечення (ПЗ) оброблюється і порівнюється з даними минулих експериментів. Результати відображаються на програмному інтерфейсі відображення даних для подальшого аналізу. Для визначення оптичних характеристик об'єктів ключовими є коефіцієнти, котрі отримують з величин зареєстрованих сигналів. При цьому користуються положеннями фотометрії для одноелементних та багатоелементних приймачів випромінювання. Запропонована корисна модель здійснює вимірювання для технічних зразків оптично прозорих та непрозорих середовищ у відбитому і пропущеному світлі, оптично непрозорих технічних зразків у відбитому світлі, біологічних зразків у відбитому та пропущеному світлі в умовах експерименту in vitro (на склі або в пробірці, тобто поза живим організмом), та на живому організмі у відбитому світлі в умовах експерименту in vivo (безпосередньо на живому організмі). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Пристрій для визначення оптичних властивостей, який містить блок джерела оптичного випромінювання, з'єднаний з еліпсоїдальним рефлектором, внутрішня поверхня якого є дзеркальною порожниною з поверхнею еліпсоїда обертання, ортогонально зрізаного по фокальних площинах, на боковій поверхні міститься отвір для встановлення оптичного елемента, що розташований на одній осі з вхідним вікном еліпсоїдального рефлектора і блоком джерела оптичного випромінювання, одна з його фокальних площин є площиною контакту з досліджуваним зразком, а в другій розміщено координатний приймач випромінювання, котрий з'єднаний з контрольно-вимірювальною системою, який відрізняється тим, що встановлено додатковий еліпсоїдальний рефлектор у площині заломлених променів, одна сторона якого є площиною контакту з досліджуваною поверхнею, а друга за допомогою відповідних оптичних систем проектується на координатні приймачі оптичного випромінювання та з'єднані з контрольно-вимірювальною системою. 2 UA 122690 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль 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 3