Национальные эталоны единицы оптической плотности: принципы построения оптических схем, конструктивные и метрологические характеристики

Описано современное состояние метрологического обеспечения прецизионных измерений оптической плотности. С целью анализа принципов построения оптических схем, структурных, конструктивных и функциональных особенностей блоков, входящих в состав эталонов, и метрологических характеристик национальных эталонов единицы оптической плотности рассмотрены высокоточные средства измерений оптической плотности, разработанные национальными метрологическими институтами России, Германии, Китая, США. Приведены уравнения измерений оптической плотности, являющиеся математической моделью процесса измерения оптической плотности материалов в проходящем свете. Описаны принципы работы эталонов единицы оптической плотности в проходящем свете на основе фильтрации светового потока. Представлены данные исследований геометрических и спектральных характеристик пяти национальных эталонов единицы оптической плотности четырёх стран, а также проанализированы оптические схемы и характеристики эталонов по следующим направлениям: соответствие международным стандартам; особенности оптических схем; способы фильтрации светового потока и создания рассеянного излучения; особенности позиционирования объекта; тип приёмника излучения; метрологические характеристики. Приведены сведения об участии национальных эталонов в международных сличениях. Метрологические характеристики указанных национальных эталонов сведены в таблицу. Учёт и использование рассмотренных особенностей оптических схем, конструктивных решений в совокупности с метрологическими характеристиками описанных приборов способствует повышению уровня разработок при совершенствовании Государственного первичного эталона единицы оптической плотности ГЭТ 206-2016.

1. Early E. A., O’Brian T. R., Saunders R. D., Parr A. C. Film step tablet standards of diffuse visual transmission density – SRM 1001 and SRM 1008, NIST Special Publication 260-135, Washington (1998).

2. Buhr E., Hoeschen D., Bergmann D. The measurement of diffuse optical densities. Part I: The diffusion coefficient. Journal of Imaging Science and Technology, 39, 453 (1995).

3. Buhr E., Hoeschen D., Bergmann D., The measurement of diffuse optical densities. Part II: The German standard reference densitometers. Journal of Imaging Science and Technology, 43, 382–387 (1999).

4. Buhr E., Bergmann D., Early E. A., O’Brian T. R. Intercomparison of visual diffuse transmission density measurements. Journal of Imaging Science and Technology, 44, 156–159 (2000).

5. Rui C., Zai-qing L., Zi-long L., Yu W., Juan L. The study of the visual diffuse transmission density benchmark. Acta Metrologica Sinica, 32(4), 309–314 (2011). https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2011.04.05

6. Zi-long L., Yuxiao L., Yiqin J., Jin L., Ruping L., Shuguo Z., Qiaoxiang Z., Rui C. A new diffuse optics emitter for high visual diffuse transmission density measurement. Applied Sciences, 9(14), 2774 (2019). https://doi.org/10.3390/app9142774

7. Суханов В. Л., Забродский В. В., Аруев П. Н. и др. Исследование характеристик фотоприёмного устройства для денситометрического комплекса. Фотоника, (1(43)), 74–84 (2014). https://elibrary.ru/rxxqbt

8. Андреев В. И., Лясковский В. Л., Втулкин П. П. и др. Разработка Государственного первичного эталона единицы оптической плотности ГЭТ 206-2013. Законодательная и прикладная метрология, (6(133)), 38–43 (2014). https://elibrary.ru/szfrbn

9. Зябликов Д. Н., Иванов А. В., Колдашов А. В., Марченко С. Н. Государственный первичный эталон единицы оптической плотности ГЭТ 206-2016. Измерительная техника, (8), 3–7 (2021). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-8-3-7

10. Early E. A., Cromer C. L., Xiong X. et al. NIST reference densitometer for visual diffuse transmission density. The Journal of Imaging Science and Technology, 43, 388–397 (1999).

11. Early E. A., O’Brian T. R. NIST transmission density instrument. Analytica Chimica Acta V, 380(2-3), 143–153 (1999).