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霧度儀Haze Meter
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為什么計算霧度以散射光線2.5°角為標準

作者:3nh時間:2020-12-02636 次瀏覽

信息摘要:

為什么計算霧度以散射光線2.5°角為標準?其主要原因還是2.5度以內的光線穿透量更多也更容易穿透,而大于2.5度的光線,因材料內部構造及特性不同,也更容易發(fā)生散射。

首先我們來看看什么是霧度?霧度是平行光線射入透明/半透明材料時,發(fā)生偏離入射光方向的散射光通量與總透射光通量之比,霧度采用百分數表示。透明材料一般是指霧度值H介于0-30%之間的材料,常見的透明材料有塑料、玻璃、鋼化玻璃、亞克力板等等。通常將偏離入射光方向2.5度以上的散射光通量用于計算霧度,為什么計算霧度以散射光線2.5°角為標準?
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光線透射散射圖示

光線透射散射圖示
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先看看霧度計算公式及原理如下:
平行光線透過率Tp:透過材料樣品光量中的平行光量(簡稱平行透射光)
擴散光線透過率Td:透過材料樣品光量中的擴散光量(簡稱散射光)
于是Tt(總透射光通量)=Tp+Td
霧度Haze=Td/Tt×100% (即霧度單位是百分比值)
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霧度儀工作原理:
光線射到一透明或半透明物體時,部分產生定向反射,部分產生漫反射,進入樣品后部分被吸收,部分被透過。經樣品的出射光中,主透射部分按折射定律前進,部分產生半球散射,其前進方向是散亂的。即光線經過材料時,一部分光會被反射回去(反射光),一部分被吸收(吸收光),一部分則會穿透材料(透射光);其中透射光中的一部分光,有一些會保持原來的傳播方向,叫做平行透射,而另一部分透射光,則會因為材料的特性在內部散射開去,這部分散射光就是霧度定義中提到的散射光。
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因此以偏離入射光線2.5度以上的散射光通量用于計算霧度,實際上就是界定平行透射光與散射光。當這部分透光透明材料樣品表面,大于2.5°的散射透射光,屬于散射光;而小于2.5°的保持原來光線傳播路徑的是屬于平行透射光。所以想要根據上述霧度儀工作原理及計算公式來計算霧度,就需要確定這個光線角度,不然沒有辦法確定最終的霧度值。對于這一點我們很容易理解,一種儀器想要進行測量測定,就需要一個標準來界定,這個將偏離入射光方向2.5度以上的散射光通量用于計算霧度就是一個標準。
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這個偏離的角度為什么是2.5度,其主要原因還是2.5度以內的光線穿透量更多也更容易穿透,而大于2.5度的光線,因材料內部構造及特性不同,也更容易發(fā)生散射,也很少穿透這種透明材料。所以經過大量的總結分析,發(fā)現以2.5度以上的散射光通量用于計算霧度是比較準確的。當然,這個數值以后不會不會變化,那得看科學技術的進步程度了,這一點和遼寧號航母艦艏飛行甲板的角度17度,到后面1號艦山東艦調整到16度有些類似。社會和科學的發(fā)展,也會影響到一些測量和應用的標準。
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霧度和透光率都是材料檢測需要的兩項重要的光學性能指標,影響著產品購買用戶的使用和評價。從霧度計算公式來看,我們知道散射光線量增大,那么平行透射光線的量會減小,這樣對于透光率有有影響的。即通常情況下透光率高的材料霧度值低,反之透光率低的材料霧度值會高。那么,霧度越高透光率越低嗎?其實并不是,霧度越高只是代表在材料介質內部的散射光通量Td比較大,但是有些材料的Tp并不一定會很小。
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