Будова денситометрів

Прилади, які використовують для вимірювання оптичної густини, називаються денситометрами. Вони бувають різних типів, але суть вимірювання складається у порівнянні світлових потоків, що пройшли крізь досліджуване поле і деяке порівняльне, а також у вирінюванні яскравостей, які створюються цими потоками.

Для прикладу наведемо оптичну схему денситометра ІФТ-11. Його оптична схема зображена на рис. 1.5.

Джерело світла 7 формує два світлових пучка. Один проходить через круговий оптичний клин 6, молочне скло 5, досліджуване почорніння 4, дзеркало 3, яке посріблено знизу, а в центрі є отвір, з поверхні якого вилучено срібло, завдяки чому воно обмежує вимірюване поле. Далі пучок світла проходить через напівпрозору пластинку 2 і попадає в центральну частину поля зору окуляра.

Рис. 1.5. Оптична схема денситометра ІФТ-11

Другий порівняльний пучок відбивається від дзеркала 8, проходить через компенсаційний клин 9, який коректує нульову точку, молочне скло 10 та відбиваючись від дзеркала 11, направляється на напівпрозору пластинку 2. Частина променів проходить крізь пластинку й розсіюється, а частина відбивається і падає на зовнішню посріблену частину дзеркала 3. Промені, які відбилися від дзеркала, попадають на зовнішню кільцеву частину зору окуляра 1. Таким чином, спостерігач бачить центральну частину поля зору 13, яке освітлюється вимірювальним пучком променів та охоплює його кільцеве поле 12, яке освітлюється порівняльним пучком променів.

Кільцеве поле має постійну освітленість, причому падаючий на нього світловий пучок сильно послабляється компенсаційним світлофільтром. При відсутності вимірюваного зразка круговий оптичний клин встановлюється на саму щільну ділянку, так що яскравість обох полів зору вирівнюється. Це буде відповідати нульовому положенню приладу.

При фокусуванні на молочне скло вимірюваного почорніння, яскравість центрального кола зменшується. Щоб вирівняти яскравість обох полів зору, необхідно оптичний клин встановити на більш світлу ділянку так, щоб різниця його густин при нульовому положенні приладу й при положенні на вимірюваному зразку дорівнювала б густині вимірюваного почорніння. У цьому випадку обидва поля будуть освітлені однаково. Щільність кожної ділянки оптичного клина є нанесеною на шкалі, по якій й проводиться вимірювання густини почорніння. Яскравості пучків у денситометрі ІФТ-11 вимірюється візуально, тому вимірювання є недостатньо точними. На сьогодні сенситограмм вимірюються за допомогою фотоелектричного денситометра ДФЕ-10.

Принципова схема денситометра ДФЕ-10 наведена на рис. 6.

Рис. 1.6. Принципова схема денситометра ДФЕ-10

Джерело світла 6 живиться від мережі електричного струму через трансформатор. Його світловий потік розділяється 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 є рівними, а їх різниця дорівнює нулю. Це відповідає нульовому положенню гальванометра. Рівність опроміненості фотоелементів наступає тоді, коли перед вимірювальним фотоелементом розташовується сама щільна ділянка кругового оптичного клина.

Освітленість поверхні вимірювального фотоелемента зменшується за рахунок поглинання частини світлового потоку, який проходить через вимірюваний зразок. У ланцюзі гальванометра з’явиться струм, який приведе до відхилення стрілки гальванометра від нульового положення. Щоб повернути стрілку у 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, поки стрілка повернеться в нульове положення, і по шкалі клина висвітлюється вимірювана густина.

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.

Підготовка денситометра ДО-1М до роботи:

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

2. Прогріти прилад протягом 30 хв.

3. 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.

4. Прилад відкалібрований і готовий до роботи.

Порядок виконання роботи:

1. Вивчити принцип роботи денситометра.

2. Виміряти оптичну густину запропонованої викладачем сенситограми

3. Побудувати характеристичну криву на сенситометричному бланку для однієї сенситограми

4. З характеристичних кривих, за описаними вище методиками отримати коефіцієнт контрасту , фотографічну широту та заповнити сенситометричний бланк.

5. Побудувати аналогічні характеристичні криві для різного часу проявлення (t=2, 4, 8, 16 хв.), отримати сімейство характеристичних кривих.

6. З побудованих кривих і відомих значень часу проявлення побудувати графік залежності: , для відповідного фотореєструючого матеріалу.

Вказівки до роботи:

1. Експозиція за 11-м полем клину (від максимального почорніння) сенситометра Н=0, 63лк× сек.

2. На сенситометричному бланку по осі експозиції вліво від Н=0, 63 лк× сек(11 поле) аналізують 10 поле і т.п., а вправо від Н=0, 63лк× сек 12 поле і т.п. Значення оптичних густин кожного поля відкладають у вибраному секторі бланку відповідного оптичного поля (1-15).

3. Перед вимірюванням необхідно відкалібрувати денситометр згідно з навединими вказівками.

Контрольні питання:

1. З’ясувати будову денситометра та призначення всіх оптичних елементів.

2. Описати принцип роботи денситометра, механізм його калібрування.

3. Описати принцип побудови характеристичних кривих і визначення основних характеристик фотоматеріалів.

4. З’ясувати практичне значення основних сенситометричних характеристик.

Література:

1. Полянский Н.Н., Карташева О.А., Надирова Е.Б. Технология формных процессов: Учебник. – М.: МГУП, 2007.

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 г.