§ 9. ФОТОМЕТРИРОВАНИЕ И РАДИОМЕТРИРОВАНИЕ ПЛАМЕН ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ

Основой практического фотометрирования и радиометрирова-ния пламен является измерение освещенности или энергетической освещенности (облученности) Е соответствующих приемников.

По освещенности или облученности рассчитывают силу ‘света (излучения), пользуясь уравнением I=ER2

Приемниками лучистой энергии для видимой части спектра в основном служат фотоэлементы. Для ИК-излучения наряду с фотоэлементами и фотосопротивлениями применяют термоэлементы, болометры и оптико-акустические приемники. Для наиболее точных измерений ИК-излучения пользуются спектрометрами с быстрой разверткой спектров во времени.

Рис. 11.18. Кривые спектральной чувствительности фотоэлементов:

/—селеновый:2—сернисто-висмутовый;3—сернисто-свинцовый; 4—Селенисто-свинцовый; 5—термоэлемент

Основными характеристиками любого приемника излучения являются его спектральная и интегральная чувствительность, а также их стабильность во времени -

Спектральная чувствительность — это чувствительность приемника к излучению с различной длиной волны; она определяется природой вещества, из которого сделан в приборе светочувствительный слой, и может изменяться в широких пределах от 0,3 до 5 мкм (рис. 11.18).

Такие приемники лучистой энергии, как термоэлементы, болометры, оптико-акустические приемники, не обладают избирательной чувствительностью к излучению Ъ различных участках спектра.

Вместе с тем на практике часто требуется измерить силу излучения не в широком диапазоне, воспринимаемом приемником, а на узком участке, (соответствующем чувствительности человеческого глаза, фотоматериала или оптической системы. Для осуществления этой задачи применяются светофильтры, представляющие собой пластинки, пропускающие только излучение определенного спектрального состава. Для видимой части спектра используются цветные стекла, для ИК-фильтров — специальные стекла, слюда, фтористый литий, каменная соль, сильвин, бромистый ‘калий :и др.

Фотоэлементы непосредственно преобразуют лучистую энергию в электрическую; это явление называется фотоэлектрическим эффектом. Величина фотоэффекта характеризуется двумя законами.

1. Законом Столетова: фотоэлектрический ток прямо пропорционален падающему на фотоэлемент лучистому потоку.

2. Законом Эйнштейна: максимальная энергия фотоэлектронов возрастает с увеличением частоты падающего света независимо от его интенсивности. Измеряя фототек, образующийся в фотоэлементе, можно определить освещеяность (облученность) у создаваемую источником излучения.

В настоящее время силу ювета осветительных средств измеряют при помощи различных объективных, фотоэлектрических приборов (люксметров). Фото – , электрический люксметр состоит из двух основных частей: светоприемника (состоящего из одного или нескольких фотоэлементов, снабженных соответствующими светофильтрами) и прибора для измерения фототоков.

Рис. 11.19. Кривые спектральной чувствительности селенового фотоэлемента (/), человеческого глаза (2) и селенового фотоэлемента с компенсационным светофильтром (3)

При фотометрировании пиротехнических пламен широкое применение нашли селеновые фотоэлементы.

При освещении селенового фотоэлемента, замкнутого на какой-либо измерительный прибор, в цепи возникает электрический ток,

Сила которого сравнительно продолжительное время остается пропорциональной количеству падающего на фотоэлемент света.

Сила фототока определяется общей или интегральной чувствительностью и спектральной чувствительностью фотоэлемента.

Интегральная ч у в с т в и т е л ь н о с т ь — это отношение силы тока, полученной. в цепи фотоэлемента, к вызывающей ее световой мощности. Для современных селеновых фотоэлементов она составляет 400—500мка/лм (микроампер на люмен) при площади фотоэлемента ~10см2.

Как видно из графика (рис. 11.19), спектральная чувствительность селенового фотоэлемента (кривая /) близка к спектральной чувствительности ‘среднего человеческого глаза (кривая 2).

Для точного приведения чувствительности фотоэлемента к чувствительности человеческого глаза пользуются желто-зелеными компенсационными светофильтрами (кривая 3). Эти светофильтры подбирают индивидуально к каждому фотоэлементу с таким расчетом, чтобы значительное ослабление силы света приходилось на область длин волн 0,40—0,53 и 0,58—0,70 мкм. Для удобства пользования фотоэлемент со светофильтрами вставляют