測量反射率的方法

㈠ 反射率的測量儀器

精科試驗機廠生產的反射率測定儀是為塗料、顏料、油墨等化工行業貫徹執行國際標准、國家標准而研製的專用儀器。它可用於漆膜遮蓋力的測定。該儀器完全符合國際標准ISO3906-1980(E)、國家標准GB/T13452.3-92、GB9270-88、GB5211.17-88對該儀器的規定要求。天津市精科材料試驗機廠是專業生產油漆、塗料、油墨設備材料試驗機及塗料行業試驗室專用設備的最大型企業。
工作原理：反射率測定儀由探頭、主體、標准板（黑白各一塊）、工作陶瓷板(黑白各兩塊)等組成。探頭採用0°照射，漫反射接收的原理。當試樣的反射光作用於硅光電池表面產生電訊號輸入到直流放大器進行放大，並予以讀數顯示。
主要技術參數：
1、測量范圍 0~100
2、重復精度 0.3%
3、顯示數據與反射光強度成正比
4、儀器的光普靈敏度近似等於Sc與Y的乘積
5、環境溫度 20°±5° 相對濕度<85%
6、輸入電源 220V±10% 50Hz
使用方法：
1、把探頭與電控箱連接，同時接上電源，開機預熱10-15分鍾。此時應把探頭放在黑色標准板上為佳。
2、校零：把探頭放在白色標准板上，調整主機上的校零旋鈕，使主機數字顯示為000.0，允許變動±0.1.
3、校正標准值：把探頭放在白色標准板上，調整主機的校標旋鈕，使主機顯示的數值與白色標准板的標定一致。允許變動±0.1反復調整一次（校零、校標）。
4、測量RB值：把探頭移至放有試樣的黑色工作陶瓷板上，顯示器所顯示的數值即為RB值。
5、測量RW值：把探頭移至放有試樣的白色工作陶瓷板上，顯示器所顯示的數值即為RW值。
6、計算求得對比率 對比率（這概率）= RB/RW ×100%
注意事項
1、為保證測量精度，測量環境溫度應接近25°C。儀器應經常校準，允許偏差為±0.3，若大於0.3需要新校準。
2、為克服硅光電池的光照疲勞現象，在測試的間隙時間內應將探頭放在黑色標准板上面。減少插頭的拔插次數，以免損壞插頭，造成接觸不良。
3、白色標准版應遠離污染，否則會影響測量精度。如有污漬可用高級繪圖橡皮除凈。
4、試樣的制備應嚴格依照相關的國家標准GB9271-88的規定進行。

㈡ 反射率的測定方法

反射率是不透明礦物最重要的光學性質，是鑒定礦物的主要光學常數。其測定方法一般有光電學方法（光電光度法）和光學方法（視測光度法和簡易比較法）。

一、光電學方法

光電學方法（光電法或光電光度法）是利用光電效應的原理，即利用光電元件所產生的光電流與其受照光強成正比的原理來測定礦物反射率。其方法是在同一條件下，分別測取「標准」與欲測礦物的光電流強度，從而根據已知反射率的「標准」計算出欲測礦物的反射率。測反射率的光電裝置，按所採用光電元件種類可分為光電池、光電管和光電倍增管顯微光度計。前兩種由於其靈敏度及准確性差而被淘汰；光電倍增管顯微光度計其靈敏度高，能測直徑小至0.5 μm面積的光強。所以被國際礦相學委員會規定為測定反射率的標准儀器。

圖2-4 光電倍增管結構示意圖

光電倍增管顯微光度計（法）因光的接收元件為光電倍增管而得名。由於它被光照後，其光電流強度（發射的光電子數）與照度（入射光強）成正比的線性關系較好，能感受很弱的光，故對細小礦物能精確地測其反射率。光電倍增管由陽極、陰極和多個二次發射靶屏極組成（圖2-4）。當光照射到光電陰極便會發射光電子，由於第一靶屏D₁ 與陰極間的電壓差所產生的靜電場作用，使光電子被吸到D₁ 上，並在那裡打出更多的二次電子落到第二靶屏D₂ 上，又成倍地產生了新的第二次電子。這樣經過多個（10 個～15個）靶屏極多次的第二次電子發射，當達到陽極時，其光電子將比原來多出幾百萬倍，從而提高了靈敏度。陽極輸出的電流可用靈敏檢流計測定。光電倍增管外加電壓一般為700 V～3000 V。

圖2-5 MPV－1型光電倍增管光度計在反射光中測定原理示意圖

1—物台；2—光片；3—物鏡；4—孔徑光欄（像）；5—目鏡光欄；6—目鏡；7—半透明反射器；8—反射棱鏡；9—透鏡；10—觀察目鏡光欄；11—目鏡的出射光瞳；12—測量光欄；13—半透明反射器；14—毛玻璃；15—光電倍增管；16—測量光欄照明燈泡；17—反光顯微鏡照明系統；18—觀察目鏡；19—反射玻片；20—補償棱鏡；21—人眼

光電倍增管及其光度計目前已有很多光學工廠生產。常見的有奧普同廠生產的MPM型和萊茨廠生產的MPV系列，後者分1、2和3型。MPV光度計基本組成部分包括：OR-THOPLAN型顯微鏡；帶有穩壓器和干涉濾光器的光源；光電倍增管及它所用的穩壓高壓電源；測定光電流的儀表、數字顯示器和微處理機等。MPV－1型光度計測定反射率時光線進行情況見圖2-5。光線由照明系統17入射，經反射器19向下經物鏡3至光片2，從光片反射向上再經物鏡、玻片反射器至目鏡6，透過目鏡至半透明反射玻片7上，部分透射向上至倍增管15；另一部分反射向右進入觀察目鏡中，在此觀察被測礦物的影像。在12處有一測量光欄，用它來限定被測面積，此光欄被小輔助燈16照明後，其影像經7和反射棱鏡8反射後，也進入觀察目鏡重疊在被測礦物影像上，以便選擇測定部位。此外，視野光欄5也重疊在被測礦物的影像上，它比光欄12大一些。這樣用雙重光欄遮擋可使射入被測范圍內的有害雜光減至最少。測定時從電流計上讀出電流讀數，然後計算出所測的光學常數（反射率）。

反射率「標准」

不論用哪種方法測定礦物的反射率，都需與反射率已知的標准物質進行對比。這種簡稱「標准」的物質其選擇頗為重要，因為它對測定反射率的精確性起著決定作用。作為「標准」的物質，須具備的條件是：化學成分固定、化學性質穩定不易腐蝕，反射率色散曲線近於水平，均質性，無內反射，硬度高不易劃傷並能磨光成平整的鏡面。

所用標准按上述要求條件及實際工作需要可分兩個等級。一級「標准」的反射率是通過「光強直接測定法」標定，或根據對其所測定的N、K值計演算法而得出；二級標准可利用一級標准用「光電光度法」標定。國際礦相學委員會（COM）規定三種人造物質作為「標准」（一級標准）：黑色中性玻璃，空氣中平均反射率為4.5% ±；碳化硅（SiC）單晶體切面的磨光片，空氣中平均反射率為20% ±；碳化鎢（W，Ti）C的底面磨光片，空氣中平均反射率為45% ±。各種「標准」對不同波長光的反射率精確測定值由所供工廠給出，並經責任工程師書寫在每個「標准」所附的卡片上。

二、光學方法

此法是藉助裝在顯微鏡上的視測光度儀來測定礦物的反射率，或在顯微鏡下同一視域中來比較兩種礦物（「標准」與欲測礦物）的反光強度（反射率）。前者稱視測光度法，後者為簡易比較法（視測比較法）。視測光度法主要有裂隙顯微光度儀法和視覺顯微光度儀法等。由於均以觀測者的視覺為准，故難免帶有主觀因素，所以精度較差，達不到精度要求，現已被淘汰。在日常的一般鑒定工作中，有時只需知道欲測礦物反射率的大致范圍，即可查表定出礦物時，可採用簡易比較法。由於它除顯微鏡外不需專門儀器及附件，操作簡便而易於掌握。

反射率簡易比較法

其具體方法是將欲測礦物和標准礦物光片用軟泥緊密鑲在載玻璃上，再用壓平器壓於同一水平面上，置於鏡下以目力比較其反射率。即在同一視域中比較兩礦物的明亮程度（代表反射率）；若標准礦物與欲測礦物不能出現在同一視域中進行比較時，可反復迅速推移載片來比較它們的亮度。當待測礦物與幾種標准礦物比較後，即可定出欲測礦物反射率的范圍（高於或低於某些礦物，應屬於哪一反射率級）。本書鑒定表是以下列四種標准反射率礦物（表2-1）將反射率分為五級：

表2-1 四種二級標准礦物反射率值

R＞黃鐵礦R Ⅰ級

黃鐵礦R＞R＞方鉛礦R Ⅱ級

方鉛礦R＞R＞黝銅礦R Ⅲ級

黝銅礦R＞R＞閃鋅礦R Ⅳ級

R＜閃鋅礦R Ⅴ級