ГОСТР ИСО 11551-2015
7.2.3 Калибровка теплового отклика
Температурный отклик, вызванный поглощаемым теплом, может отличаться от теоретического
значения для ряда материалов и геометрических характеристик образцов, соответствующего идеаль
ным материалам с неограниченной теплопроводностью. В таких случаях должен быть определен кор
ректирующий коэффициент fc, который компенсирует влияние этого явления на результат измерений
коэффициента поглощения. Если влиянием конечного значения теплопроводности можно пренебречь, то
fc равен 1.
Для калибровки эталонный образец с известным коэффициентом поглощения, подобный кали
бруемым образцам по размерам, теплоемкости и теплопроводности, проверяют на поглощение, как
описано ниже. Время облучения и методика измерений, используемые при калибровке, должны быть
такими же. как при обычных типовых испытаниях образцов, для которых проводят калибровку.
В зависимости от методики, используемой при измерениях коэффициента поглощения, корректи
рующий коэффициент fc может быть вычислен путем подстановки в формулу (2) (см. 8.3) или (5) (см.
8.4) известного значения коэффициента поглощения и для калибровочного образца.
П рим ечания
1 Значение определенного коэффициента поглощения гложет быть достигнуто при использовании тонкого
слоя высокопотощающего покрытия всей площади поверхности облучаемого образца. При проверке на поглоще
ние образцов с высоким значением коэффициента поглощения мощность лазерного излучения должна бытьосла
блена. чтобы избежать разрушения образцов иобеспечить рост результирующей температуры в том же интервале
значений, как это имеет место при типовых измерениях.
2 Альтернативой облучению лазерным пучком стандартного образца с известным коэффициентом погло
щения может быть использование выделения тепловой энергии в тестируемом образце электрическим способом
посредством наложения электрического резистора на тестируемую поверхность. Поглощаемую мощность опре
деляют показателем Rt2. где R - электрическое сопротивление и / - сила тока во время облучения. Необходимо
обеспечить хороший тепловой контакт между резистором и образцом. Для образцов с низкой теплопроводностью
площадь резисторадолжна точно соответствовать площади, облучаемой лазерным пучком при обычных условиях
проверки.
7.2.4 Измерения фонового сигнала
Для достижения максимальной точности измерений и исключения возможных искажений сигна
лов должны быть оптимизированы процессы формирования и юстировки лазерного пучка. Измерения
с держателем без образца или с элементом без поглощения можно использовать для контроля схе
мы измерений в отсутствии влияния отраженного и рассеянного излучений. Амплитуда температурных
флуктуаций во время измерения должна быть в 10 раз менее увеличения температуры, происходящего
при поглощении излучения в образце во время измерений.
7.3 Определение коэффициента поглощения
Коэффициент поглощения оптических элементов определяют калориметрически на установке,
представленной на рисунке 1. Перед началом измерений необходимо добиться теплового равновесия,
при этом неконтролируемый температурный дрейф и тепловые шумы, по крайней мере, должны быть в
10 раз менее максимума температурного роста, вызванного облучением. Максимальный температур ный
рост во время измерений не превышает нескольких градусов Кельвина.
В протоколе измерений должна быть указана обнаруженная зависимость значения коэффициента
поглощения как от мощности или плотности энергии падающего излучения, так и от температуры изме
ряемого образца. Измерения следует проводить в условиях, предписанных для измеряемых образцов.
Измерения выполняют в трех последовательных интервалах:
- интервал до облучения Г0...Г, (около 30 с):
- интервал нагрева(f, = t2 - t t равно от 5 до 300 с), во время которого лазерный пучок на
правлен на поверхность образца:
- интервал охлаждения f0(около 200 с).
Для образцов с высокими тепловыми потерями облучение должно быть закончено значительно
ранее спада роста температуры, обусловленного поглощаемой мощностью, вследствие возрастания
тепловых потерь.
Во время измерений в протокол измерений должны быть внесены температура образца 7(0 и
мощность лазерного сигнала P(t). Результирующий набор калориметрических данных (ГА, 7(ГЛ)] и [Гк,
P[tk)] с числовым индексом к сохраняют для вычисления коэффициента поглощения.
4