ANALIZA WIDMOWEGO WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZANIA SZKŁA O RÓŻNYM SKŁADZIE CHEMICZNYM W ZAKRESIE NM *)

Podobne dokumenty
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

BADANIE EKSPLOATACYJNYCH ZMIAN PARAMETRÓW FOTOMETRYCZNYCH I KOLORYMETRYCZNYCH WYBRANEGO TYPU LAMP METALOHALOGENKOWYCH

OCENA PRZYDATNOŚCI FARBY PRZEWIDZIANEJ DO POMALOWANIA WNĘTRZA KULI ULBRICHTA

OCENA NIEPEWNOŚCI POMIARU NATĘŻENIA OŚWIETLENIA Z UŻYCIEM TEMPERATUROWYCH ŹRÓDEŁ ŚWIATŁA O TEMPERATURZE BARWOWEJ NAJBLIŻSZEJ RÓŻNEJ OD 2856 K

NOWE METODY KSZTAŁTOWANIA CHARAKTERYSTYK CZUŁOŚCI WIDMOWEJ FOTOODBIORNIKÓW KRZEMOWYCH

W polskim prawodawstwie i obowiązujących normach nie istnieją jasno sprecyzowane wymagania dotyczące pomiarów źródeł oświetlenia typu LED.

dr hab. inż. Krystyna Macek-Kamińska, profesor PO

OCENA PRZEPUSZCZANIA ŚWIATŁA DLA SZYB STOSOWANYCH W PRZEMYŚLE MOTORYZACYJNYM

STANOWISKO DO POMIARU ROZKŁADU WIDMOWEGO PROMIENIOWANIA LAMP KSENONOWYCH

UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO. Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2. Elektroluminescencja

ĆWICZENIE Nr 4 LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników POLITECHNIKA ŁÓDZKA

Sesja referatowa IV: Metrologia i sprzęt oświetleniowy. XXI Krajowa Konferencja Oświetleniowa Technika Świetlna 2012 Warszawa listopada 2012

BADANIE I ANALIZA WYPADKOWEGO ROZKŁADU WIDMOWEGO PROMIENIOWANIA LAMP HALOGENOWYCH I KSENONOWYCH 1. WPROWADZENIE

Właściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ

IME Instytut Maszyn Elektrycznych

Adres Telefon : Adres Telefon :

Cele pracy Badania rozsyłu wiązek świetlnych lamp sygnałowych stosowanych we współczesnych pojazdach samochodowych Stworzenie nowego ćwiczenia laborat

OKREŚLENIE KATEGORII EMISJI MASZYNY ZE WZGLĘDU NA ZAGROŻENIE PROMIENIOWANIEM NADFIOLETOWYM NA WYBRANYCH PRZYKŁADACH

Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

Ćwiczenie 2 WSPÓŁPRACA JEDNAKOWYCH OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH W RÓŻNYCH KONFIGURACJACH POŁĄCZEŃ. Opis stanowiska pomiarowego. Przebieg ćwiczenia

Wyznaczanie charakterystyki widmowej kolorów z wykorzystaniem zapisu liczb o dowolnej precyzji

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Wpływ promieniowania na wybrane właściwości folii biodegradowalnych

= e. m λ. Temat: BADANIE PROMIENNIKÓW PODCZERWIENI. 1.Wiadomości podstawowe

EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA KIERUNKU STUDIÓW ENERGETYKA

PODSTAWY BARWY, PIGMENTY CERAMICZNE

ĆWICZENIE NR 3 POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

SZKŁO LABORATORYJNE. SZKŁO LABORATORYJNE (wg składu chemicznego): Szkło sodowo - wapniowe (laboratoryjne zwykłe)

MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA PROMIENIOWANIA OPTYCZNEGO W BADANIACH MAŁYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH

WPŁYW WARUNKÓW OTOCZENIA NA WYBRANE PARAMETRY ŚWIETLNE PROMIENIOWANIA EMITOWANEGO PRZEZ NISKOCIŚNIENIOWE RTĘCIOWE LAMPY WYŁADOWCZE TYPU T5

Rys. 1. Zakres widzialny fal elektromagnetycznych dla widzenia w ciągu dnia i nocy.

Pomiar współczynnika pochłaniania światła

Ocena trwałości powłok malarskich i wypraw tynkarskich elewacyjnych, czyli o prowadzeniu badań starzeniowych w Spektrochemie

Opinia o dorobku naukowym dr inż. Ireneusz Dominik w związku z wystąpieniem o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego.

Wstępne propozycje tematów prac dyplomowych:

Uniwersalny przekładnik prądowy do dokładnego pomiaru prądów zwarciowych. Autorzy Jerzy Przybysz Jan Olak Zbigniew Piątek

ANALIZA PARAMETRÓW MIESZANINY ŚWIATŁA DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH O BARWIE BIAŁEJ Z DIODĄ O BARWIE CZERWONEJ LUB CZERWONO-POMARAŃCZOWEJ

Spis treści. Rozdział III Drgania mechaniczne i wstrząsy 1. Charakterystyka fizyczna i podstawowe pojęcia Źródła drgań...

Wstępne propozycje tematów prac dyplomowych:

METODYKA BADAŃ RADIALNEGO ROZKŁADU TEMPERATURY W JARZNIKU WYSOKOPRĘŻNEJ LAMPY WYŁADOWCZEJ *)

DESTRUKCYJNE ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA UV Z POSZCZEGÓLNYCH PODZAKRESÓW WIDMOWYCH NA MATERIAŁY OPTYCZNE

METODY BADAŃ POMIAROWYCH W WIEJSKICH STACJACH TRANSFORMATOROWYCH

Energia emitowana przez Słońce

(Tekst mający znaczenie dla EOG) (2014/C 22/02)

Diody elektroluminescencyjne na bazie GaN z powierzchniowymi kryształami fotonicznymi

Dzień dobry. Miejsce: IFE - Centrum Kształcenia Międzynarodowego PŁ, ul. Żwirki 36, sala nr 7

RAPORT. Gryfów Śląski

Uniwersytet Wirtualny VU2012

SZCZEGÓŁOWE ZASADY OCENY WNIOSKÓW O PRZYZNANIE STYPENDIUM DOKTORANCKIEGO NA WYDZIALE PRAWA I ADMINISTRAJI. Przepisy ogólne

Słowa kluczowe: wzorcowanie, spektrofotometria, widmowy współczynnik przepuszczania, wzorce neutralne, wzorce napylane, wzorce ciekłe

ANALIZA WYBRANYCH WŁAŚCIWOŚCI RÓŻNYCH TYPÓW LUKSOMIERZY

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

Schemat układu zasilania diod LED pokazano na Rys.1. Na jednej płytce połączone są różne diody LED, które przełącza się przestawiając zworkę.

Politechnika Poznańska, Zakład Techniki Świetlnej i Elektrotermii. Oświetlenie awaryjne i inne nowe normy i zalecenia

Pomiary jakościowe i fotometryczne gwarancją dobrze wykonanej instalacji oświetleniowej

WZORCOWANIE SPEKTROFOTOMETRÓW ŹRÓDŁA BŁĘDÓW (CZ. 1)

IM21 SPEKTROSKOPIA ODBICIOWA ŚWIATŁA BIAŁEGO

Laboratorium techniki światłowodowej. Ćwiczenie 5. Badanie wpływu periodycznych zgięd na tłumiennośd światłowodu

Modelowanie jako sposób opisu rzeczywistości. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka

Słowa kluczowe: wzorcowanie, spektrofotometria, widmowy współczynnik przepuszczania, wzorce neutralne, wzorce napylane, wzorce ciekłe

PROMIENIOWANIE WIDZIALNE ŁUKU SPAWALNICZEGO METODY TIG

WYZNACZANIE BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ LAMP I OPRAW OŚWIETLENIOWYCH

Badanie parametrów fotometrycznych opraw parkowych z lampami sodowymi

Wykonawcy: Data Wydział Elektryczny Studia dzienne Nr grupy:

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Nowe zalecenia dotyczące oceny zagrożenia światłem niebieskim emitowanym przez lampy i oprawy LED

BIAŁOŚĆ WYROBÓW ELEWACYJNYCH - ZASADY POMIARU

Moduły kształcenia. Efekty kształcenia dla programu kształcenia (kierunku) MK_06 Krystalochemia. MK_01 Chemia fizyczna i jądrowa

LABORATORIUM SPEKTRALNEJ ANALIZY CHEMICZNEJ (L-6)

1. CHARAKTERYSTYKA STUDIÓW 2. SYLWETKA ABSOLWENTA

Nazwa przedmiotu INSTRUMENTARIUM BADAWCZE W INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Instrumentation of research in material engineering

Marek Lipiński WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNYCH WARSTW I OBSZARÓW PRZYPOWIERZCHNIOWYCH NA PARAMETRY UŻYTKOWE KRZEMOWEGO OGNIWA SŁONECZNEGO

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Czujniki. Czujniki służą do przetwarzania interesującej nas wielkości fizycznej na wielkość elektryczną łatwą do pomiaru. Najczęściej spotykane są

POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRONIKI i TECHNIK INFORMACYJNYCH

Fotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor

Dwuletnie studia II stopnia na kierunku fizyka, specjalność Geofizyka, specjalizacje: Fizyka atmosfery; Fizyka Ziemi i planet; Fizyka środowiska

ANALIZA WYNIKÓW ORAZ ŹRÓDŁA NIEPEWNOŚCI PRZY WZORCOWANIU WZORCÓW SPEKTROFOTOMETRYCZNYCH

KARTA OPISU MODUŁU KSZTAŁCENIA

WNIOSEK O PRZYZNANIE STYPENDIUM DOKTORANCKIEGO

LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI

Analiza działania kolektora typu B.G z bezpośrednim grzaniem. 30 marca 2011

MODELOWANIE ROZKŁADU TEMPERATUR W PRZEGRODACH ZEWNĘTRZNYCH WYKONANYCH Z UŻYCIEM LEKKICH KONSTRUKCJI SZKIELETOWYCH

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE


Ćwiczenie 3 WPŁYW NASŁONECZNIENIA I TECHNOLOGII PRODUKCJI KRZEMOWYCH OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH NA ICH WŁASNOŚCI EKSPLOATACYJNE

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

ASPEKTY METROLOGICZNE STOSOWANIA NORMY PN-EN BEZPIECZEŃSTWO FOTOBIOLOGICZNE LAMP I SYSTEMÓW LAMPOWYCH

ZNACZENIE POWŁOKI W INŻYNIERII POWIERZCHNI

SPOSÓB POMIARU PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW OŚWIETLENIA

Dzień dobry. Miejsce: IFE - Centrum Kształcenia Międzynarodowego PŁ, ul. Żwirki 36, sala nr 6

Laboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT

90-lecie. Prof. zw. dr hab. inż. Zbigniew Kikiewicz

NOWA KONCEPCJA ZINTEGROWANYCH FOTODETEKTORÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH *)

UCHWAŁA Nr 25 Rady Wydziału Nauk Technicznych Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie z dnia 6 czerwca 2013 roku

Transkrypt:

Lucyna HEMKA Maciej RAFAŁOWSKI ANALIZA WIDMOWEGO WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZANIA SZKŁA O RÓŻNYM SKŁADZIE CHEMICZNYM W ZAKRESIE 3 38 NM *) STRESZCZENIE Celem badań jest opracowanie symulatora światła dziennego D 65 z wykorzystaniem wysokoprężnej lampy wyładowczej metalohalogenkowej. Na podstawie dotychczas przeprowadzonych prac stwierdzono możliwości poprawy charakterystyk emisyjnych lamp wyładowczych, wykorzystywanych dla uzyskania wzorca światła dziennego D 65 (kategorii AB). Jak wykazały dotychczasowe analizy i pomiary prowadzone nad uzyskanym modelem symulatora standardowo stosowane balony, z twardego szkła barokrzemowego, w znacznym stopniu ograniczają emisję składowej nadfioletowej, co jest przyczyną niskiej kategorii symulatora w zakresie UV (kat. C). Przeprowadzono wstępne analizy możliwości zastosowania jako materiału na balony emiterów szkieł o odmiennej charakterystyce transmisyjnej szkieł optycznych, na ogół stosowanych w wytwarzaniu aparatury optycznej i oferowanych w katalogach wyspecjalizowanych dostawców. Wstępna ocena właściwości wskazuje, że można oczekiwać poprawy charakterystyki emisyjnej symulatora w zakresie UV w pożądanym kierunku. Jednak nie odbywa się to bez wpływu na warunki transmisji promieniowania w zakresie widzialnym, co może wymagać dalszej optymalizacji spektrum emisyjnego symulatora za pomocą innych narzędzi analitycznych. Słowa kluczowe: symulator światła dziennego D 65, spektrum emisyjne, emisja składowej UV, charakterystyka transmisyjna szkieł optycznych *) Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 26-28 jako projekt badawczy nr 3T1C353. dr Lucyna HEMKA e-mail: l.hemka@iel.waw.pl Instytut Elektrotechniki prof. dr hab. inż. Maciej RAFAŁOWSKI e-mail: kpomraf@pb.edu.pl Politechnika Białostocka PRACE INSTYTUTU ELEKTROTECHNIKI, zeszyt, 237, 28

246 L. Hemka, M. Rafałowski 1. WPROWADZENIE: SPEKTRUM EMISYJNE WZORCA ŚWIATŁA DZIENNEGO D 65 Celem pracy jest opracowanie symulatora światła dziennego D 65 z wykorzystaniem wysokoprężnej lampy wyładowczej metalohalogenkowej do zastosowania w kolorymetrii, np. przy ocenie parametrów barwy wszędzie tam, gdzie wymagane jest stosowanie źródła emitującego światło dzienne. Za najbardziej interesujący spośród obecnie stosowanych praktycznie wzorców promieniowania światła białego można uznać iluminant D 65, którego rozkład widmowy odpowiada rozkładowi uśrednionego promieniowania dziennego w różnych porach dnia, na różnej szerokości geograficznej. Taki rozkład promieniowania występuje dla ciała czarnego o temperaturze 65 K [rys.1]. Iluminant D65 CIE Względna Gęstość gęstość widmowa widmowa natężenia napromienienia 14 12 1 8 6 4 2 3-315- 33-345- 36-375- 39-45- 42-435- 45-465- 48-495- 51-525- 54-555- 57-585- 6-615- 63-645- 66-675- 69-75 72 735 75 765 78 795 81 825 Dł. fali [nm] Rys. 1. Iluminant D 65 (CIE) Wymagania teoretyczne dla iluminantu D 65, zalecone przez CIE, nie są w pełni realizowane przez żadne znane sztuczne źródło światła ze względu na znaczne różnice we względnych rozkładach widmowych tych źródeł w stosunku do rozkładów iluminantów światła dziennego. Praktycznie realizacja urządzeń, spełniających funkcje iluminantu, odbywa się poprzez zastosowanie wybranych sztucznych źródeł światła zwanych symulatorami światła dziennego o względnych rozkładach widmowych zbliżonych w różnym stopniu do rozkładu widmowego iluminantu teoretycznego.

Analiza widmowego współczynnika przepuszczania szkła... 247 2. SPEKTRUM SYMULATORA ŚWIATŁA DZIENNEGO D 65 W ramach prac statutowych Instytutu Elektrotechniki opracowano metody kształtowania widma promieniowania wysokoprężnych lamp wyładowczych na drodze zmian czynników konstrukcyjnych i technologicznych oraz warunków energetycznych. Na podstawie dotychczas przeprowadzonych badań stwierdzono możliwości dalszej poprawy charakterystyk emisyjnych lamp wyładowczych. W związku z tym przewidziano wykonanie prac nad uzyskaniem wzorca światła dziennego D 65 (kategorii AB) spełniającego wszelkie wymagania norm i procedur dotyczących procesów wzorcowania. Jednym z rodzajów źródła światła, rokujących perspektywę realizacji ww. zadania, są wysokoprężne lampy wyładowcze metalohalogenkowe. Procesy prowadzące do emisji promieniowania z łuku lampy wyładowczej w znacznym stopniu mogą być sterowane i kontrolowane przez konstruktora lampy. Wynika to z zasad konstrukcji lampy, ilościowego i jakościowego napełnienia jarznika jak i metody prowadzenia procesu wyładowczego. Przyjęcie powyższych założeń pozwoliło na wykonanie prac nad metodami kształtowania widma emisyjnego lampy wyładowczej. Prace badawcze zostały zakończone wykonaniem modelu symulatora światła dziennego D 65 kategorii BC, obliczonej według procedury CIE [1,2,3] oceny przydatności sztucznych źródeł światła do stosowania ich jako symulatory wzorców promieniowania o pożądanym rozkładzie widmowym [rys. 2]. 6 5 Energia [%] 4 3 2 1 3 315 33 345 36 375 39 45 42 435 45 465 48 495 51 525 54 555 57 585 6 615 63 645 66 675 69 Dł. fali [nm] Rys. 2. Symulator D 65 z wysokoprężnej lampy wyładowczej

248 L. Hemka, M. Rafałowski W trakcie badań parametrów promienistych uzyskanego symulatora [4,5] stwierdzono, że charakteryzuje się on bardzo wysokim wskaźnikiem oddawania barw (R a = 97%), praktycznie nieosiągalnym do tej pory przez lampy wyładowcze. Wartość tego parametru daje możliwości wykorzystania praktycznego lampy w obszarach pozakolorymetrycznych, np. do ogólnych celów oświetleniowych. 3. PROBLEM OPTYMALIZACJI SZKŁA ZEWNETRZNEGO ZE WZGLĘDU NA CHARAKTERYSTYKĘ TRANSMISJI W WYBRANYCH ZAKRESACH WIDMA EMISYJNEGO Istotnym problemem realizacyjnym jest konieczność zmiany szkła zewnętrznego balonu lampy. Jak wykazały prace prowadzone nad uzyskanym modelem symulatora, dotychczas stosowane balony z typowego szkła twardego (barokrzemowego), w znacznym stopniu ograniczają emisję składowej nadfioletowej, co jest przyczyną niskiej kategorii symulatora w zakresie UV (kat. C). Charakterystykę transmisyjną tego materiału, o standardowo stosowanej grubości warstwy d = 3 mm, przedstawiono na rysunku 3. Wspóczynnik przepuszczania 1,8,6,4,2 76,5 643,8 589,3 546,1 48 44,7 334,1 długość fali [nm] Rys. 3a. Transmisja całkowita szkła barokrzemowego, stosowanego w dotychczasowych realizacjach symulatora

Analiza widmowego współczynnika przepuszczania szkła... 249 przepuszczania 1,8,6,4,2 44,7 365 334,1 312,6 długość fali [nm] Rys. 3b. Transmisja szkła barokrzemowego, stosowanego w dotychczasowych realizacjach symulatora dla zakresu 4 3 nm Na obecnym etapie badań podjęto wstępne prace analityczne nad wykonaniem balonów zewnętrznych lamp ze szkła o tak dobranym składzie chemicznym, aby umożliwiał emisję składowej nadfioletowej w stopniu większym, niż balony ze szkła tradycyjnego. W związku z powyższym przebadano różne typy szkieł w zakresie widmowego współczynnika przepuszczania w obszarze widmowym 3 35 nm dla umożliwienia doboru optymalnego materiału, zarówno pod względem składu chemicznego domieszek, jak i grubości warstwy. Pierwszym aspektem analizy była ocena perspektyw zastosowania balonu ze szkła kwarcowego, jako typowego materiału stosowanego w lampach o zastosowaniach technicznych i medyczno-kosmetycznych, przeznaczonych do naświetleń w zakresie promieniowania UV. Podawane w literaturze i ofertach handlowych charakterystyki transmisyjne takiego materiału wykazują bardzo równomierną charakterystykę transmisyjną. Przykładowe dane na podstawie danych ofertowych firmy Hoben International przedstawiono w tabeli 1. Wskazują one na bardzo wysoką czystość składu chemicznego z minimalną zawartością zanieczyszczeń. TABELA 1 Skład chemiczny kwarcu topionego SiO 2 99,9% Al 2 O 3 <,2% CaO <,1% K 2 O <,1% P 2 O 5 <,2% Mn 3 O 4 <,1% HfO 2 <,1% ZnO <,1% SrO <,1% CuO <,1% TiO 2 <,1% Fe 2 O 3 <,1% MgO <,2% Na 2 O <,3% Cr 2 O 3 <,1% ZrO 2 <,2% PbO <,2% BaO <,1% SnO 2 <,1% L.O.I. @ 125ºC -.1% Sulphur Trioxide after L.O.I. and Fusion.5% Przykładową charakterystykę transmisyjną omawianego materiału przedstawia rysunek 4. Wcześniejsze doświadczenia w zakresie doboru różnych materiałów na balony emiterów promieniowania na bazie lamp wyładowczych

25 L. Hemka, M. Rafałowski wykazały jednak problemy z realizacją urządzeń o ww. precyzyjnie zdefiniowanych charakterystykach widmowych. Ponieważ w ocenie charakterystyk transmisyjnych balonu lampy istotna jest zarówno charakterystyka pochłaniania wewnętrznego materiału, jak i odbicie na powierzchniach, określane zazwyczaj prostą zależnością matematyczną, to współczynnik odbicia na pojedynczej powierzchni warstwy dielektrycznej zależy od jej współczynnika załamania n( λ) 1 ρ = n( λ) + 1 2 (1) W związku z tym w tabeli 2 przedstawiono wartości współczynnika załamania dla tego materiału. Materials S1-UV Ultraviolet Grade Fused Silica, Grades A and B Rys. 4. Charakterystyka transmisyjna kwarcu topionego TABELA 2 załamania kwarcu topionego Długość fali µm,2,22,25,3,32,36,4,45 załamania 1,5551 1,52845 1,5745 1,48779 1,48274 1,47529 1,4712 1,46557 Długość fali µm,5,55,59,6,65,7,75,8,85 załamania 1,46233 1,468 1,45846 1,4584 1,45653 1,45529 1,45424 1,45332 1,4525 Długość fali µm,9 1, 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,8 załamania 1,45175 1,4542 1,4492 1,4485 1,44692 1,44462 1,44342 1,44217 1,4487 Długość fali µm 1,9 2, 2,2 2,4 2,6 2,8 3, 3,2 3,37 załamania 1,43951 1,4389 1,4351 1,43163 1,42789 1,42377 1,41925 1,41427 1,499

Analiza widmowego współczynnika przepuszczania szkła... 251 W tym konkretnym przypadku emisja urządzenia w zakresie UV, będąca przedmiotem analiz w niniejszym zadaniu badawczym, ma charakter zdecydowanie nadmierny. Sugestia zastosowania dodatkowych, zewnętrznych w stosunku do konstrukcji symulatora urządzeń filtrujących, zostanie ew. przeanalizowana w późniejszym czasie, ze względu na spodziewane ograniczenie możliwości aplikacyjnych aparatury. Na obecnym etapie przeprowadzono wstępne analizy możliwości zastosowania jako materiału na balony emiterów szkieł o odmiennej charakterystyce transmisyjnej szkieł optycznych, na ogół stosowanych w wytwarzaniu aparatury optycznej i oferowanych w katalogach wyspecjalizowanych dostawców. 4. POMIARY CHARAKTERYSTYKI TRANSMISJI WIDMOWEJ WYBRANYCH SZKIEŁ OPTYCZNYCH W dostępnym krótkim okresie czasu realne było uzyskanie kilku próbek z następujących materiałów, wg katalogu firmy Schott: K7; BK7; SK5; FK5; BK1 o następujących charakterystykach, przedstawionych w tabelach 3 5. TABELA 3 i załamania szkieł optycznych dla wybranych długości fali w zakresie 7 3 n długość fali [nm] K7 n BK7 n SK5 n FK5 n BK1 n 76,5 1,577 1,51289 1,58451 1,4841 1,49419 656,3 1,5854 1,51432 1,58619 1,48535 1,49552 643,8 1,5895 1,51472 1,58666 1,48569 1,49589 632,8 1,5934 1,5159 1,5871 1,4861 1,49623 589,3 1,5115 1,51673 1,5894 1,48743 1,49775 587,6 1,51112 1,5168 1,58913 1,48749 1,49782 546,1 1,51314 1,51872 1,59142 1,48914 1,4996 486,1 1,517 1,52238 1,59581 1,49227 1,5296 48 1,51748 1,52283 1,59635 1,49266 1,5337 435,8 1,52159 1,52668 1,61 1,49593 1,569 44,7 1,5254 1,5324 1,653 1,49894 1,5114 365 1,53189 1,53627 1,6126 1,541 1,51561 334,1 1,53891 1,54272 1,6243 1,5939 1,52144 312,6 1,54537 1,54862 1,62759 1,51428 1,52674 296,7 1,51867 1,53151

252 L. Hemka, M. Rafałowski TABELA 4 Transmisja wewnętrzna ww. szkieł optycznych dla warstwy d = 3 mm, obliczona na podstawie informacji katalogowych producenta długość fali K7 BK7 SK5 FK5 BK1 [nm] 76,5,999,999,999,999,999 656,3,999,999,999,999,999 643,8,999,999,999,999,999 632,8,999,999,999,999,999 589,3,999,999,999,999,999 587,6,999,999,999,999,999 546,1,999,999,999,999,999 486,1,998,999,998,999,998 48,998,999,998,999,998 435,8,998,999,999,999,999 44,7,999,999,998,999,998 365,996,996,99,999,995 334,1,971,97,939,997,979 312,6,795,769,783,987,9314 296,7,396,353,573,9597,751 TABELA 5 Transmisja zewnętrzna szkieł optycznych dla warstwy d = 3 mm, obliczona na podstawie informacji katalogowych producenta z uwzględnieniem odbicia na powierzchniach powłoki zgodnie ze wzorem (1) długość fali K7 BK7 SK5 FK5 BK1 [nm] 76,5,918939,9175,89942,924561,92212 656,3,918576,917146,898989,924257,921777 643,8,918475,91747,898868,924175,921686 632,8,918378,916955,898755,92497,92163 589,3,917956,916549,898256,923751,92123 587,6,917938,916531,898233,923737,921213 546,1,917439,91655,897643,923335,92777 486,1,915564,915144,895615,922571,9193 48,915445,91532,895476,922476,918929 435,8,914425,91472,895172,921676,91898 44,7,914392,913183,893166,92939,917262 365,9129,98934,884131,919693,913155 334,1,885475,883633,836673,916527,89752 312,6,723683,698929,696212,96139,85225 Na podstawie wyżej przedstawionych symulacji uzyskano wyniki, które dogodnie można pokazać na wykresach (rys. 5).

Analiza widmowego współczynnika przepuszczania szkła... 253 Transmisja całkowita dla d= 3 mm bez pokryć Transmisja całkowita dla d= 3 mm bez pokryć dla zakresu 4-3nm K7 Tcałk. 1,8 przepuszczania,6,4,2 76,5 643,8 589,3 546,1 48 44,7 lambda λ [nm] 334,1 K7 BK7 SK5 FK 5 BK 1 Od LH Tcałk. 1,8,6,4,2 przepuszczania 44,7 365 334,1 lambda λ [nm] 312,6 BK7 SK5 FK 5 BK 1 Od Lh Rys. 5. Symulowana charakterystyka transmisyjna balonu lampy symulatora D 65 dla kilku szkieł optycznych (wg. katalogu Schotta), w porównaniu z wariantem obecnie zrealizowanym praktycznie (LH) z prawej strony wykres dla zakresu UV, będącego szczególnym obszarem zainteresowania w niniejszej pracy Należy stwierdzić, że istotnym utrudnieniem prac analitycznych i ich weryfikacji praktycznej jest fakt, że dane nt. emisji samego ośrodka emitującego (jarznika lampy) nie mogą być zweryfikowane ze względów technicznych bez powłoki balonu ochronnego. W związku z tym symulowanie skutków zmiany materiału balonu mogą być ilustrowane drogą pośrednią, poprzez wyeliminowanie z uzyskanego rozkładu widmowego wpływu transmisji powłoki obecnie stosowanej (oznaczanego jako b/d na wykresach podanych na rysunku 6), a następnie uwzględnianie hipotetycznej zmiany sygnału wskutek wpływu transmisji powłoki balonu, wykonanej z kilku szkieł optycznych (z katalogu Schott). Wyniki takiej symulacji w wartościach unormowanych przedstawiono na wykresach (rys. 6). 12 1 8 6 4 2 D65 B/D*K7 B/D*BK7 B/D*SK5 B/D*FK5 12 1 8 6 4 2 48 486,1 44,7 365 334,1 d65 b/d*k7 b/d*bk7 b/d*sk5 b/d*fk5 Rys. 6. Symulowana charakterystyka emisyjna balonu lampy symulatora D 65 dla kilku szkieł optycznych (wg. katalogu Schotta), w porównaniu z wariantem obecnie zrealizowanym praktycznie (LH)

254 L. Hemka, M. Rafałowski 5. PODSUMOWANIE Wstępna ocena subiektywna przedstawionych powyżej zależności pozwala stwierdzić, że należy oczekiwać poprawy charakterystyki emisyjnej symulatora w zakresie UV w pożądanym kierunku. Jednak nie odbywa się to bez wpływu na warunki transmisyjne promieniowania w zakresie widzialnym, co może wymagać dalszej optymalizacji spektrum emisyjnego lampy symulatora za pomocą narzędzi analitycznych już wcześniej opracowanych w ramach pracy doktorskiej dr. L. Hemki. Biorąc pod uwagę perspektywiczną możliwość wprowadzenia oceny stopnia transmisji wybranych zakresów promieniowania na podstawie składu chemicznego ośrodka zarejestrowano przykładowy skład chemiczny niektórych z ww. materiałów: BK 7: SiO 2 = 68,9%; B 2 = 1,%; Na 2 O = 8,8%; K 2 O = 8,4%; BaO = 2,8%; As 3 2 = 1,%; SK 5: SiO 2 = 38,7%; B 2 = 14,9%; A1 2 = 5,%; BaO = 4,1%; Sb 2 3 =,3%; As 3 2 = 1,%; FK 5: SiO 2 = 56,9%; B 2 = 15,7%; K 2 O = 5,6%; As 3 2 =,2%; KHP 2 = 21,6%. Należy podkreślić, że w realizacji konkretnego urządzenia typu symulatora D 65 konieczna jest optymalizacja całego szeregu parametrów technicznych: zarówno parametrów zasilania elektrycznego tak pod względem wartości napięcia i natężenia prądu oraz ich stabilności czasowej, ustalenia temperatury eksploatacji i uniezależnienia jej od czynników zewnętrznych, odpowiedniej stabilności parametrów emisji widmowej, zależnej od zoptymalizowanego składu chemicznego napełnienia jarznika, jak i omawianych tutaj parametrów transmisyjnych balonu lampy tak w sensie absorpcji materiału, jak i optymalizacji parametrów strat odbiciowych na powierzchniach granicznych powłoki w całym zakresie widmowym, wykorzystywanym w praktycznych zastosowaniach symulatora. Tak więc kolejną możliwością poprawy kategorii symulatora, która wymaga prac analitycznych i eksperymentalnych, jest zbadanie możliwości kształtowania widma emisyjnego w całym wymaganym obszarze widmowym (3 7 nm) za pomocą termoodpornych powłok optycznych o zróżnicowanym widmowym współczynniku transmisji, nanoszonych na ścianki jarznika lampy. Przy realizacji technicznej wariantów, proponowanych na podstawie analiz przewiduje się zlecenie wykonania próbek takich powłok w firmie specjalistycznej, przebadanie ich spektroradiometrycznie i wybór optymalnej wersji.

Analiza widmowego współczynnika przepuszczania szkła... 255 Dotychczasowe wyniki prac eksperymentalnych i badań wstępnych wykazują, że prawdopodobna jest potrzeba kompleksowego rozwiązywania wszystkich ww. realizacji układu kompleksowo i we wzajemnym powiązaniu. Głównym wynikiem przeprowadzonych prac będzie prototyp symulatora światła dziennego D 65 kategorii AB przeznaczony do celów pomiarów kolorymetrycznych oraz pomiaru sprawności ogniw fotowoltaicznych. Opracowana technologia wytwarzania powtarzalnych pod względem wartości parametrów promienistych lamp o wysokim wskaźniku oddawania barw pozwoli na zastosowanie lamp do oświetlenia wnętrz w celu zapewnienia w nich światła dziennego. LITERATURA 1. PN-91/E-442/2 Pomiary promieniowania optycznego. Pomiary kolorymetryczne. Iluminanty i źródła normalne. 2. PN-91/E-442/1 Pomiary promieniowania optycznego. Pomiary kolorymetryczne. Postanowienia ogólne. 3. Hemka L., Mańk A., Mańk B.: Uogólnione wzory na kategorię symulatora promieniowania dziennego. Referat wygłoszony na konferencji Kolorymetrycznej KSK 21, Szczyrk, maj 21. 4. Hemka L., Piotrowski L.: Model symulatora światła dziennego wykonany z wysokoprężnych lamp wyładowczych. Referat wygłoszony na VI Sympozjum Kolorymetrycznym KSK23, Białowieża, czerwiec 23. 5. Rozprawa doktorska mgr Lucyny Hemka: Metody realizacji symulatorów światła dziennego na podstawie modelowania rozkładów widmowych wysokoprężnych lamp wyładowczych. Wydział Elektryczny Politechniki Białostockiej, 24. Rękopis dostarczono dnia 1.4.28 r. Opiniował: prof. dr hab. Władysław Dybczyński

256 L. Hemka, M. Rafałowski ANALYSIS OF THE SPECTRAL TRANSMITTANCE OF GLASSOF DIFFERENT COMPOSITION WITHIN 3 38 NM Lucyna HEMKA, Maciej RAFAŁOWSKI ABSTRACT The aim of this research work is to develop a simulator of daylight D 65 using a high pressure metal halide discharge lamp. Basing on the hitherto work it was found that it is possible to improve the emission characteristics of discharge lamps used to obtain a standard of the D 65 daylight (category AB). As it was shown by hitherto analyses and measurements, conducted on the obtained simulator model, the conventionally used balloons made of hard barium silicone glass significantly limit emission of the ultraviolet component, which causes the category of the simulator to be low in the range of UV (category C). Initial analyses of a possibility were conducted, to use glass with other transmission characteristics for emitter balloons, namely the optical glass, generally used for production of optical apparatus and offered in catalogues of specialized suppliers. Preliminary assessment of properties, indicates that improvement in simulator emission characteristics in the UV range, in the desired direction can be expected. However it affects the radiation conditions in the visible range what can require further optimization of the simulator s emission spectrum, using other analytical tools. Dr Lucyna Hemka ukończyła Wydział Matematyczno Fizyczno Chemiczny na Uniwersytecie Łódzkim, kierunek fizyka doświadczalna, specjalność fizyka promieniowania kosmicznego. Od 1982 pracowała w Centralnym Ośrodku Badawczo Rozwojowym POLAM, a po jego likwidacji w 21 r. podjęła pracę w Instytucie Elektrotechniki. Jest autorką i współautorką około trzydziestu publikacji i referatów na Konferencje i Sympozja Naukowe. 25 listopada 24 r. obroniła doktorat na Politechnice Białostockiej w Katedrze Promieniowania Optycznego Wydziału Elektrycznego. Główne zainteresowania zawodowe to: badanie widm emisyjnych źródeł promieniowania, pomiary spektroradiometryczne i fotometryczne, prace nad zastosowaniem promieniowania optycznego i badanie jego destruktywnego wpływu na człowieka i materię, odnawialne źródła energii, zagadnienia związane z technologią wysokoprężnych lamp wyładowczych.

Analiza widmowego współczynnika przepuszczania szkła... 257 Prof. dr hab. inż. Maciej Rafałowski pracę naukową i dydaktyczną rozpoczął 1.1.1971 r. w Instytucie Konstrukcji Przyrządów Precyzyjnych i Optycznych Politechniki Warszawskiej, gdzie pracował do 2 roku. Prowadził prace analityczne w zakresie teorii odwzorowania i aberracji układów optycznych z zaburzeniami symetrii osiowej oraz oryginalnych optycznych metod kontrolno- -pomiarowych. Od 1.9.1993 r. podjął pracę w Katedrze Promieniowania Optycznego na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej jako profesor nadzwyczajny. Jego aktywność naukowa i dydaktyczna przeorientowała się w kierunku zagadnień z dziedziny elektrotechniki, związanych z problematyką techniki świetlnej, a w szczególności z różnymi aspektami pomiarów charakterystyk promieniowania optycznego w zakresie widzialnym. Znalazło to odzwierciedlenie w monografii, wydanej przez Wydawnictwa Politechniki Białostockiej w 24 roku. Został wyróżniony 7 nagrodami JM Rektora PW oraz 4 nagrodami JM Rektora PB za osiągnięcia naukowe i dydaktyczne oraz 2 Nagrodami Ministra Szkolnictwa Wyższego i Techniki za prace naukowo-badawcze i dydaktyczne. Jest autorem 2 monografii oraz współautorem 3 skryptów dydaktycznych. Opublikował 37 artykułów w czasopismach (w tym 19 w czasopismach indeksowanych) oraz 24 referaty (w tym 12 na konferencjach i seminariach międzynarodowych). Brał udział w szeregu prac dla przemysłu (w sumie 31 poz.). Uzyskał 5 patentów (jako współtwórca). W latach 1983 1992 był przewodniczącym Branżowej Komisji Normalizacyjnej przy Centralnym Laboratorium Optyki w Warszawie. W czasie trwania XVII XXVII konkursów projektów badawczych był członkiem Sekcji Technologii i Automatyzacji Maszyn i Produkcji (T7D) Komitetu Badań Naukowych (razem 1 razy w latach 1999 24). W ramach popularyzacji wiedzy w latach 2 21 opracował i prowadził wykłady pt. Technika oświetleniowa dla słuchaczy Studium Fotografii przy Oddziale Warszawskim Związku Polskich Artystów Fotografików. W dniu 8.6.26 otrzymał tytuł naukowy profesora w dziedzinie nauk technicznych. IEl, Warszawa 28. Nakład 2 egz. Ark. wyd. 21,74. Ark. druk. 16,6. Pap. off. Kl.III. 8 g. Oddano do druku w grudniu 28 r. Druk ukończono w grudniu 28 r. Redakcja Dział Informacji Naukowo-Technicznej Indeks nr 37656