Влияние шероховатости поверхности отражателя на светораспределение фар

Зеркальное отражение от металлической поверхности тем выше, чем лучше ее полировка. Разработана методика количественной оценки качества поверхности по степени ее шероховатости. Простейший метод оценки заключается в рассмотрении отраженного изображения оптической миры.

Степень зеркальности определяется номером участка миры, Штриховку которого еще можно увидеть невооруженным глазом. Применение такого метода дает хорошие результаты для проверки простых поверхностей, плоских, цилиндрических или сферических; на поверхностях двоякой или множественной кривизны его применение затруднительно.

В машиностроении чистота обработки поверхности деталей имеет значение для механической прочности, износостойкости, коррозионной стойкости и др.; поэтому ГОСТ 2789-73 дает метод их количественной оценки по высоте микронеровностей поверхности. Эта классификация применяется при изготовлении штампов и пресс- форм для производства отражателей и рассеивателей. Для оценки классов шероховатости поверхности и измерения микронеровностей разработаны приборы, называемые профилометрами или профилографами, непосредственно измеряющие значения неровностей (профилометр) либо дающие в сильно увеличенном масштабе их изображение.

Значительный вклад в вопрос об оптических свойствах металлических поверхностей автомобилей внес М. М. Гуторов, установивший связь между чистотой металлической поверхности, определяемой шероховатостью, и ее оптическими свойствами. Смешанное рассеянно-направленное отражение характеризуется индикатрисой рассеяния в форме эллипсоида вращения, большая ось а которого совпадает с направлением зеркального отражения (рис. 3-35).

Для светотехники оказалось необходимым разделить металлические поверхности на два вида. Поверхностями типа А М. М. Гуторов предложил назвать такие, у которых нет предпочтительного направления шероховатости. Поверхности, у которых шероховатость в одном из направлений измерения получается минимальной, а в перпендикулярном ему направлении максимальной, М. М. Гуторов предложил называть поверхностями типа Б. В светотехническом отношении поверхность типа Б отличается тем, что индикатриса отраженного излучения представляет собой трехосный эллипсоид, меньшая малая полуось которого лежит в одной плоскости с направлением меньшей шероховатости.

Степень (коэффициент) зеркального отражения характеризуется отношением а/b — большой полуоси эллипсоида к его малой (в случае трехосного эллипсоида — к меньшей из малых) оси. Данное определение зеркальной составляющей опирается на постоянство интегрального коэффициента отражения для данного материала; это означает, что объемы эллипсоидов, получаемых как для разных классов шероховатости, так и для обоих типов поверхностей, должны быть одинаковы, поскольку они пропорциональны световому потоку. Из этой же предпосылки следует, что

где а — большая полуось эллипса, представляющая в некотором масштабе половину зеркальной составляющей отраженного света: V—объем эллипсоида, который для нашего случая будем считать постоянным; a/b, а/с — отношения осей эллипсоидов, получаемые для каждого класса чистоты, причем b и с соответственно большая и меньшая малые полуоси трехосного эллипсоида.

По приведенным данным построен график зависимости зеркальной составляющей, выражаемой отношением полуосей индикатрисы отраженного излучения от шероховатости отражающей поверхности (рис. 3-35). На этом графике приведены также кривые угла рассеяния а отраженного светового потока, за который принят угол, исходящий из вершины эллипса и опирающийся на его малую полуось.

Из рис. 3-35 также видно, что начиная с шероховатости 0,125—0,25 мкм коэффициент зеркального отражения быстро растет, т. е. только для таких значений шероховатости можно реально говорить о зеркальности. Такое значительное изменение зеркальной составляющей при уменьшении шероховатости алюминиевого слоя фарных отражателей автомобиля подтвердилось тем, что только за счет улучшения отражающей поверхности осевая сила света отражателей с нитью дальнего света была увеличена более чем в 2 раза.

• < Оценка зеркальной поверхности фар
• Контроль аберрации отражателя при помощи аберрографа >