Фотометр – это общее название группы устройств для определения световых величин. Им измеряют свойства света или сред, по которым он распространяется. Принцип работы фотометра базируется на поочерёдном направлении прошедшего сквозь исследуемую среду и контрольного световых потоков на фотоприёмник для их сравнения.
Конструкция, принцип действия
Устройство фотометра представлено следующими конструктивными блоками:
- Источник света – лампа.
- Оптический блок – направляет световой поток на фоточувствительный элемент.
- Фотоэлемент – чувствительный к свету элемент – фотоэлектрическая ячейка, фотодиод.
- Электроника – компоненты, которые усиливают и обрабатывают электрический сигнал.
- Гальванометр (измеритель).
- Дисплей – визуализирует измеренную величину (-ы).
- Корпус – металлический или пластиковый.
- Элементы управления.
- Интерфейсы для подключения к монитору.
Оптическая система прибора состоит из линз, диафрагмы, фильтров, ослабителей светового потока, светорассеивающих пластинок, приёмника.
Принцип действия фотометра основан на законах поглощения оптического излучения. Он определяет концентрацию окрашенных растворов по их поглощающей способности и светопропускные свойства прозрачных для света твёрдых / жидких веществ.
Луч от лампы проходит через светофильтр, далее монохроматический свет направляется сквозь кювету: одна с исследуемым веществом, вторая – заполнена контрольным раствором. Прошедший сквозь изучаемую субстанцию луч попадает на фотоприёмник, тот преобразовывает электромагнитную волну в электрический сигнал.
Усилитель увеличивает параметры электрического сигнала, затем последний направляется на измерительное устройство – гальванометр. Устройство вычисляет коэффициент пропускания и оптическую плотность среды, сравнивая показатели исследуемого и контрольного потоков.
Классификация
В зависимости от измеряемой величины различают следующие типы фотометров:
- люксметр – освещённость;
- яркометр – яркость;
- интегрирующий фотометр – энергия, световой поток;
- спектрометр – анализ спектров;
- колориметр – определение интенсивности цвета.
Различают визуальные фотометры, где роль приёмника играет глаз, и физические – физический приёмник. Приборы могут работать на фотоэлектрическом или фотографическом эффекте.
Сферы эксплуатации
Фотометры для воды применяют в сельском хозяйстве – анализ почвы на фосфор и иные вещества. Без них не обходятся химическая, пищевая, металлургическая промышленность.
Лабораторные фотометры используют в медицине, например, фототерапия, офтальмология – диагностируют близорукость, дальнозоркость, астигматизм; при ведении научно-исследовательской деятельности, в фотометрии и фотоколориметрии. В сфере охраны труда с помощью приборов определяют уровень света на рабочих местах, в больницах, учебных помещениях; электронике и оптике – эффективность световых / оптических систем.