Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Інформатика. Частина 5

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
2.28 Mб
Скачать

процесу синтезу кольору на відбитку, і отже, до підвищення кольорової багатокольорової друкарської продукції.

Денситометри на відбивання можуть проводити вимірювання більшої кількості величин, ніж денситометри, що працюють з прозорими матеріалами, а саме: оптичну густину фарби; розтиск; розмір растрових точок на відбитку і друкарській формі; відносний контраст друку; трепінг (перехід фарби); помилку колірного тону; баланс «по сірому».

Вимірювання будь-якихіз перерахованих вище величин у більшості випадків складно здійснюватиза зразка віддрукованого зображення, тому для оцінювання якості отриманих зображень на відбитку почали застосовувати спеціально розроблені контрольні шкали, що виготовляються в основному за стандартами FOGRA. У даний час подібні шкали використовуються майже всіма фірмамивиробниками денситометричного устаткування, і вони існують не тільки в речовому вигляді для застосування на стадії копіювання фотоформ в контактно-копіювальних рамах, але і в електронному вигляді для розміщення на смузі видання в процесі верстання.

У залежності від вимірювань, що проводяться, можуть використовуватися поляризаційні фільтри, застосування яких зумовлене зміною оптичної густини кольорового шару в процесі висихання. В умовах виробництва доводиться проводити оперативний контроль у процесі друку тиражу. Різниця ж виміряних значень до і після висихання кольорового шару може складати 0,1– 0,2 одиниць оптичної густини.

Основною причиною такої різниці в густині мокрого й сухого відбитків є неоднакові властивості їх поверхні. Мокрий відбиток виходить глянсовим, а сухий — матовим, оскільки відбувається часткове проникнення фарби в пори і часткове висихання, які виявляють текстуру паперу. При цьому змінюється співвідношення розсіяного світла і того, що досягне фотоприймача.

Поляризаційні світлофільтри запобігають попаданню частини розсіяного світла від сухого відбитка на фотоприймач і тим самим перешкоджають зменшенню вимірюваної густини.

Як правило, денситометри на відбивання, на відміну від денситометрів на пропускання, мають тільки одне значення діафрагми. Це пов'язано з складністю будови оптичного тракту

71

приладу, і в більшості випадків при необхідності здійснити заміну діафрагми доводиться переналаштовувати всю систему.

Для отримання коректних результатів необхідно постійно піклуватися про проведення різного роду тестових і профілактичних заходів. Одна з основних умов правильної роботи денситометра — калібрування, що проводиться з певною періодичністю.

Зазвичай цей процес здійснюється при встановленні, тестуванні і налаштуванні приладу на друкарський процес, у разі зміни типу друкованого матеріалу, різкої зміни температури навколишнього середовища, а також з періодичністю, встановленою фірмою-виробником.

Для оперативного калібрування приладу фірми-виробники застосовують спеціальні шкали, так звані Density Calibration Reference, які містять певні поля для тріади фарб і поля з певним значенням білого або для різних видів паперу (крейдований, некрейдований і т. д.). Використовуючи їх, користувач підлаштовує чутливість світлоприймачів під певні зовнішні умови.

Виходячи із загальних принципів роботи і призначення, можна сформулювати основні вимоги до сучасного денситометричного устаткування: простота використання; портативність і можливість роботи без під’єднання до електричної мережі; наявність функцій діагностики; наявність певного набору вимірюваних величин; точність вимірювань (значення виміряних величин при вимірюванні одного й того ж поля повинні розрізнятися не більше ніж на 0,01 D).

У даний час для збільшення гнучкості приладів, а також з міркувань маркетингу фірми-виробники прагнуть включити якомога більше вимірюваних величин або, наприклад, інтегрувати в одному приладі можливості роботи з прозорими і непрозорими матеріалами. Водночас, випускаються цілі серії приладів, які відрізняються один від одного включенням лише однієї або кількох функцій вимірювання.

Хід виконання роботи

Вивчити будову та принцип роботи денситометрів, що вимірюють оптичну густину відбитого випромінювання.

На сьогодні оптичну густину відбитого випромінювання вимірють за допомогою фотоелектричного денситометраДФЕ-10.

72

Принципова схема денситометраДФЕ-10 наведена на рис. 4.

Рис. 4. Принципова схема денситометра ДФЕ-10

Джерело світла 6 живиться від мережі електричного струму через трансформатор. Його світловий потік поділяється на два пучки. Вимірювальний пучок проходить через круговий оптичний клин 5, світловий отвір діафрагми 4, вимірюваний зразок 3 і попадає на поверхню вимірювального фотоелемента

2. Пучок порівняння послаблюється, пройшовши через два компенсаційні світлофільтри 7 і 8, освітлює поверхню порівняльного фотоелемента 9. Фотоелементи під’єднані до гальванометра 1 назустріч один одному.

Якщо на поверхню фотоелементів падають однакові світлові потоки, то фотоструми, які там виникають, однакові, а їх різниця дорівнює нулю. Це відповідає нульовому положенню гальванометра. Рівність опроміненості фотоелементів наступає тоді, коли перед вимірювальним фотоелементом розташовується найщільнішаділянка кругового оптичного клина.

Освітленість поверхні вимірювального фотоелемента зменшується за рахунок поглинання частини світлового потоку, який проходить через вимірюваний зразок. У ланцюзі гальванометра з’явитьсяструм, якийприведе до відхилення стрілки гальванометра від нульового положення. Щоб повернути стрілку в нульове положення, необхідно зрівняти фотоструми, які виникають в обох фотоелементах. Для цього поворотом оптичного клину зменшують його густину 5 на величину густини вимірюваного почорніння. Клин повертається доти, доки стрілка повернеться в нульове положення, і по шкалі клина висвітлюється вимірювана густина.

73

Оптична схема денситометра ДО-1М подібна до оптичної схеми ДФЕ-10. Денситометр ДО-1М призначений для вимірювання оптичних густин у відбитому світлі, діапазон вимірювань складає від 0,00 до 2,50 од.

Підготувати денситометр ДО-1М до роботи

Для підготовки денситометра до роботи потрібно виконати дії:

1.Під’єднати прилад до мережі живлення 220 В.

2.Прогріти прилад протягом 30 хв.

3.Натиснути кнопку «С» на передній панелі денситометра.

4.Провести калібровку денситометра. Встановити (ручкою перемикання світлофільтрів) у вимірювальний пучок візуальний світлофільтр. При цьому фотометрична головка фокусується на білий зразок №001. Притиснути її до зразка до упору; ручку «Установка» повернути за часовою стрілкою до крайнього положення; натиснути кнопку «0». Ручкою «Установка» встановити значення густини зразка 0,14. Встановити фотометричну головку на чорний зразок №002. Притиснувши до нього фотометричну головку, визначити його густину, вона повинна відповідати значенню 1,84. Покази висвічуються на індикаторній панелі денситометра.

Виміряти зональну оптичну густину запропонованого викладачем зразка поліграфічної продукції

Згідно з принципом роботи денситометрів, що вимірюють оптичну густину відбитого випромінювання, світло від нормованого джерела з певною колірною температурою проходить через світлофільтри, які виділяють спектр контрольованої на відбитку фарби, наприклад, червоний фільтр виділяє блакитну складову, зелений — пурпурну, синій — жовту, а потім реєструється приймачем. У результаті денситометричних вимірювань визначається кольороподілена оптична густина, яка зазвичай називається зональною густиною, а на цифровому екрані денситометра відображаються значення густини досліджених фарб.

Вимоги до звіту

1.Назва роботи.

2.Мета роботи та завдання.

3.Короткий реферат з теоретичної частини.

4.Хід виконання роботи з результатами.

5.Висновки.

74

Контрольні запитання

1.Яке призначення денситометрів?

2.Які типи денситометрів вам відомі?

3.Який принцип роботи денситометрів на відбивання?

4.Як відбувається калібрування денситометра?

5.Як проводиться вимірювання зональної оптичної густини?

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.Мартинюк В.Т. Основи додрукарської підготовки образотворчої інформації. Підручник. Книга 1. - Київ: Ватра, 2005. - 240 с.

2.Шахрова М.М. Общий курс фотографии: Учеб. Пособие. – К.: Изд-во Высшая школа, 1976.

3.Чибисов К.В. Общая фотография: Учеб. Пособие. – М.: Изд-во Искусство, 1984.

4.Ли Фрост. Черно-белая фотография. – М.: Изд-во Арт-родник,

2004.

75

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 25 Виірювання кольорової та істинної температури ламп розжарювання методом червоно-синього відношення

Мета роботи: визначити кольорову та істинну температури лампи розжарювання методом червоно-синього відношення.

Завдання

1.Вивчити основні закономірності теплового випромінювання.

2.Зібрати за схемою установку і здійснити відповідні вимірювання.

3.Визначити кольорову та істинну температури лампи розжарюння.

4.Розрахувати відносну частку випромінюваної світлової енергії ηі побудувати графік η(U,В).

5.Оцінити похибку визначення кольорової температури.

Теоретична частина

Як джерела теплового випромінювання всі тіла групуються у 3 класи: чорні, сірі та селективні. Чорні тіла мають коефіцієнт поглинання α = 1, а у сірих та селективних α < 1: крива спектральної густини енергетичної світності сірого тіла Rλ(λ,Т) (крива 2, рис. 1) подібна до кривої для чорного тіла (крива 1, рис. 1), при рівності температур тіл, для реальних тіл є відмінності (крива 3, рис. 1).

Рис. 1.1. Розподіл енергії випромінювання тіл:

1 — абсолютно чорне тіло (АЧТ); 2 — сіре тіло; 3 —реальне тіло

76

Згідно з формуою Планка, спектральна густина об’ємної енергії порожнини Uv навколо частоти vу спектральному інтервалі dv визначається так:

 

 

dU

 

 

 

8 hv3

 

*

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uν=….

V

 

 

C

3

 

 

 

 

 

 

 

hv

 

.

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e kT

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для спектральної густини яскравості чорного тіла в шкалі

довжин хвиль маємо відповідно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dB ( ,T ) B ( ,T )d

2hc2

 

*

 

 

1

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hv

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e kT

1

 

 

 

Для енергетичної густини світності маємо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 hc2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Вт

 

 

 

dR ( ,T )

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

(3)

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hv

 

 

1

 

 

 

м2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деh = 6,6256 х 10-31 Дж*с (Вт*с2) — постійна Планка;с = 2,998 х 108 м/с – швидкість світла; Т – абсолютна температура;к = 1,38054 х 10-23 Дж/К - постійна Больцмана.

Для довжин хвиль, що задовольняють умовуλТ<<hc/k, можна

 

hc

 

вважати експоненту exp

 

 

значно більшою від одиниці,

 

 

kT

 

тоді:

 

 

 

 

 

 

 

hc

 

 

hc

 

exp

 

1

exp

 

 

(4)

 

 

 

kT

 

 

kT

 

і формула Планка переходить у формулу Віна:

B ( ,T ) 2 hc2 5 exp

 

hc

 

 

 

.

(5)

kT

 

77

Закон зміщення Віна:

Крива спектрального розподілу Вλ(λ,Т) при заданому значенні Т=соnst проходить через максимум.

Зміщення цього максимуму вперше дослідив Він:

max

 

2898

(мкм) .

(6)

 

 

 

 

 

T

Максимальне значення яскравості в спектрі АЧТ

визначається так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B (

 

 

 

 

,T )

1,286

10 15T 5

 

1,286

10 5 T 5

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Вт/м3 стр).

 

 

 

 

 

У розрахунках доцільно використовувати формулу Планка у

відносних координатах х і у:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

dR( .T )d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

(7)

 

 

 

 

dR(

 

 

.T )d

 

 

 

max

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тоді dR

(max .T )

2hc2 x 5 5 , звідки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

142,3x 5

 

 

 

 

 

 

(8)

 

 

 

 

 

 

 

4,96

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

Значення у характеризує відносний спектральний розподіл чорного тіла у відносних координатах.

Згідно з формулою Планка, відносна частка випромінювання η у спектральному інтервалі λ1і λ2визначається так:

 

2

 

x2

 

 

R( ,T )d

 

ydx

 

 

1

 

x1

 

(9)

 

 

 

 

 

 

R( ,T )d

 

ydx .

 

0

0

 

 

78

Задача спрощується, якщо ввести допоміжну функцію

x2 ydx

Z (x) x1

ydx .

0

Чисельник можна записати у вигляді

x2

x2

ydx ydx

x1

0

і значення ηбуде знаходитись так:

η=Z(x2)-Z(x1).

x1

ydx ,

0

(10)

(11)

Теплове випромінювання реальних тіл

Спектральна випромінюваність реальних тіл завжди менша за 1 і, згідно із законом Кірхгофа залежить від спектрального коефіцієнта поглинання А(λ,Т).

Оскільки реальні тіла завжди оточені іншими (не ізольовані один від одного), то випромінюваність Rλ(λ,Т) буде складатися в загальному випадку із власної Rλ’(λ,Т) і відбитоїRλ”(λ,T).

Для порівняння випроміненостей реального тіла та АЧТ вводиться відношення

( ,T )

R'( ,T ) R''( ,T )

 

(12)

R0 ( ,T )

.

 

 

 

 

 

Величину Σ(λ,Т) називають спектральним коефіцієнтом випромінювання реального тіла.

( ,T )

R'( ,T ) R''( ,T )

*

R'( ,T )

( ,T ) * (13

R'( ,T )

R0 ( ,T )

 

 

)

,

де γ(λ,Т) – спектральний коефіцієнт чорноти реального тіла;А(λ,Т) – поглинальна здатність тіла (коефіцієнт поглинання).

79

Еквівалентні температури

У практиці вводиться кілька типів температур тіла, які пов’язані з певним способом порівняння випромінювання реального тіла та чорного тіла. Такі температури називають еквівалентними.

1.Енергетична (радіаційна) температура – Тр – це така температура чорного тіла, при якій його повнавипромінюваність дорівнює випроміненості реального тіла при його дійсній (істинній)

температуріТ.Завжди Тр< Т. Радіаційна температура вимірюється за допомогою радіаційного пірометра.

2.Яскравісна температура – Тя – це така температура АЧТ, при якій його яскравість у вузькій області спектра Δλ (λ ≈ 665 нм) дорівнює

яскравості реального тіла в цій же спектральній області при його дійсній температурі Т. Вимірюється пірометром зі зникаючою ниткою. Тя< Т, але розбіжність між істинною температурою Т та Тя менша, ніж із Тр.

3.Кольорова температура – Тк– це така температура АЧТ, при якій відношення яскравостей двохспектральних ділянок λ1 і λ2в околі

малого

 

 

 

спектрального

діапазону

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

такому ж відношенню

 

1

2

1 дорівнює

 

 

 

 

яскравостей реального тіла при його дійсній температурі:

R0 ( 1 ,Tk ) B( 1 ,T ) R0 ( 2 ,Tk ) B( 2 ,T ) .

Вона вимірюється на основі формули Планка з використанням "червоно – синього відношення".

Візуальні пірометри, що вимірюють Тк на основі даного відношення, як правило, використовують світлофільтри на таких довжинах хвиль: λ1 = 467 нм і λ2=665 нм.

Порядок виконання роботи

1. Зібрати лабораторну установку, користуючись такою схемою:

80

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.