基于DIS數(shù)字信息化系統(tǒng)對(duì)透光物質(zhì)透光性能的研究

王麗紅，王昆林

（楚雄師范學(xué)院，云南楚雄 675000）

基于DIS數(shù)字信息化系統(tǒng)對(duì)透光物質(zhì)透光性能的研究

王麗紅，王昆林

（楚雄師范學(xué)院，云南楚雄 675000）

采用DIS數(shù)字信息化系統(tǒng)，對(duì)不同濃度的藍(lán)墨水溶液在激光光源照射下的透射平均照度及照度分布圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得到了平均照度值隨溶液濃度變化的規(guī)律。對(duì)不同顏色塑料膜片對(duì)白熾燈光源透過(guò)照度值及照度分布圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究得到及其相關(guān)之規(guī)律。

DIS數(shù)字化信息系統(tǒng)；各色透光塑料膜片；照度計(jì)；透光率；平均照度；照度分布圖

物質(zhì)的透光性是指材料透過(guò)光線的能力，它是物質(zhì)光學(xué)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，與材料對(duì)光線的吸收和反射性質(zhì)有關(guān)［1，2］。物質(zhì)的透光性是一個(gè)值得研究的問(wèn)題，它是溫室的覆蓋材料（塑料膜、浮法玻璃、聚碳酸脂中空板）以及透明陶瓷、光學(xué)玻璃鏡片毛培等物質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)。通常用透光率來(lái)表征，透光率可以用照度計(jì)算得到。而固體和液體的透光性能是不同的。采用DIS數(shù)字信息化系統(tǒng)、相對(duì)光照度分布傳感器能夠?qū)ν腹馕镔|(zhì)進(jìn)行透光性能的研究。分別選取液體材料和薄膜材料進(jìn)行研究。

1　研究方案設(shè)計(jì)

在光具座上安裝上光源、樣品移動(dòng)架，在樣品移動(dòng)架后面可貼裝相對(duì)光照度分布傳感器或照度計(jì)受光探頭。根據(jù)需要調(diào)整樣品移動(dòng)架就可得到光源距樣品的不同距離。采用DIS數(shù)字化信息系統(tǒng)、由傳感器采集到透過(guò)樣品的光信號(hào)，由數(shù)據(jù)采集器采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)配合DISLab專業(yè)軟件將透光物質(zhì)樣品的相對(duì)光照度分布圖像直接在屏幕上顯示出來(lái)。換用照度計(jì)測(cè)定照度透光數(shù)據(jù)，將照度計(jì)受光探頭換貼裝在樣品移動(dòng)架后，照度計(jì)直接顯示物質(zhì)樣品透光平均照度數(shù)據(jù)。結(jié)合透光照度圖像、透光平均照度數(shù)據(jù)，分析研究物質(zhì)樣品的透光性。在樣品移動(dòng)架上可更換不同的物質(zhì)樣品進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1。使用此實(shí)驗(yàn)裝置，選用液體樣品和不同顏色的透光塑料膜片樣品作為研究對(duì)象分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

2　液體透光性能研究

2.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及其圖像

為了能夠方便控制其液體的濃度和液體的色度采用在水中加入藍(lán)墨水配成藍(lán)墨水溶液控制其溶液濃度比例，分別進(jìn)行測(cè)試研究?？紤]到光照的準(zhǔn)直性選用He-Ne激光器作為光源，其波長(zhǎng)為632.8 nm、功率0.2 mW。以0.15%濃度為步長(zhǎng)逐漸推進(jìn)，固定光照距離為65.00 cm進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。由表1數(shù)據(jù)作溶液濃度與透射平均照度圖線［3，4］。

表1　不同溶液濃度對(duì)激光透射照度數(shù)據(jù)表，光照距離65.00 cm

續(xù)表1

圖2　溶液濃度與透射平均照度關(guān)系圖線

選取清水和溶液濃度分別為0.616%、1. 375%時(shí)的透光照度經(jīng)DIS數(shù)字化信息系統(tǒng)處理得到其透光照度分布圖，見(jiàn)圖3。

圖3　光照分布圖

2.2分析研究

由表1數(shù)據(jù)及圖2可知藍(lán)墨水溶液透射照度隨著溶液濃度（色度）的增加而減小，但其減小隨濃度變化的關(guān)系是非線性的，只是在低濃度端，如溶液濃度在0.155%至0.309%這一小范圍內(nèi)近似線性，這一結(jié)論是十分重要的［5，6］。由圖3可知其照度分布是以光源中心為最強(qiáng)點(diǎn)左右均勻分布，并且隨著藍(lán)墨水溶液濃度的增加光源中心最強(qiáng)點(diǎn)及分布圖像明顯降低［7］。

3　不同顏色塑料膜片透光性能研究

3.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及其圖像

選用紅、綠、藍(lán)三種顏色的透光塑料膜片作為研究對(duì)象，選用無(wú)色透明膜片作為參照，在樣品架上依次更換不同顏色的膜片分別進(jìn)行測(cè)試。選用白熾燈（12 V、2 W）作為光源，變動(dòng)光照距離，光照距離以10.00 cm為步長(zhǎng)從40.00 cm到70.00 cm范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試研究。并在光照距離固定為50.00 cm處測(cè)試出各色膜片的透過(guò)率，其測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2　各色膜片透光照度率數(shù)據(jù)表

固定光照距離為50.00 cm時(shí)對(duì)作為參照的無(wú)色塑料透光膜片和紅、綠、藍(lán)三種顏色的膜片使用DIS數(shù)字信息化系統(tǒng)對(duì)透光照度進(jìn)行采集處理得到其對(duì)應(yīng)的透光照度分布圖，見(jiàn)圖4。

圖4　各色膜片對(duì)應(yīng)透光照度分布

3.2分析研究

由數(shù)據(jù)表2及圖4可見(jiàn)不同顏色的膜片其透光率是不同的，透光率綠色膜片最大、藍(lán)色膜片次之、紅色膜片最小，隨著光照距離的增加各色膜片其透光照度隨之減小。

4　結(jié) 論

由以上研究可知藍(lán)墨水溶液隨著溶液濃度的增大對(duì)激光光源的透射照度是隨之減小的，但其減小與濃度之間的關(guān)系是非線性的。透光照度分布圖是以光源中心為最大值并以最大值處為中點(diǎn)左右均勻分布。

各色塑料膜片對(duì)其白熾光光源的透過(guò)照度和塑料膜片的顏色是有其相關(guān)性和規(guī)律性的。

［1］ 姚啟均.華東師范大學(xué)教程編寫(xiě)組等編.光學(xué)教程［M］.高等教育出版社，2008，6（14）:71-74.

［2］ 王昆林，岳開(kāi)華等編.普通物理實(shí)驗(yàn)［M］.西南交通大學(xué)出版社，2008，8:72-76.

［3］ 顧菊光，錢(qián)淑珍.凸透鏡焦距測(cè)量方法的探索［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012，27（1）:63-65.

［4］ 馬軍 深加工玻璃透光率影響因素分析［J］.建材工業(yè)信息，2003，10（2）:11-17.

［5］ 黃金龍，肖華鵬，蕭澤新.照明系統(tǒng)中點(diǎn)光源光照度分布分析［J］.光學(xué)技術(shù)，2006，32（8）:17-19.

［6］ 管賢平，邱白晶.不同農(nóng)藥劑型的透光特性研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（31）.

［7］ 尤嘯燕.基于DS數(shù)字化信息系統(tǒng)輔助測(cè)定重車(chē)加速度的研究［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012，25（6）: 83-85.

The Study Based on DIS Digital Information System on Transparent Material and Transmission Performance

WANG Li-hong，WANG Kun-lin
（Chuxiong Normal University，Yunnan Chuxiong 675000）

In this paper，the blue ink solution with different concentration，carried out the experimental study on the laser light transmissive average illuminance and illuminance distribution images，obtained the average illuminance value along with the change of the solution concentration rules.The experiment research of incandescent light source through the illuminance values and illuminance distribution image by the different color plastic diaphragm had carried out，and obtained the related rules.

DIS digital information system；all kinds of transparent plastic film；illuminance meter；light transmittance；the average illuminance；illuminance distribution

O436.2

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.02.018

1007-2934（2015）02-0066-03

2014-11-04

國(guó)家特色物理學(xué)專業(yè)資助項(xiàng)目（12467）