146275. lajstromszámú szabadalom • Világos-sötét határvonal elmozdulását észlelő berendezés

Megjelent: 1960. március 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.275. SZÁM 42. h. 26—37. OSZTÁLY — SCHA—74. ALAPSZÁM Világos-sötét határvonal elmozdulását észlelő berendezés Schanda János fizikus, Budapest A bejelentés napja: 1958. augusztus 29. Számos optikai észlelésre visszavezetett műszernél világos-sötét határvonal elmozdulását kell észlelni, így pl. a totálreflexiós elven alapuló törésmutató mérőkészülékekben. Ha az elmozdulás mentén észlelni akarjuk, hogy a határvonal adott érték fölött vagy alatt áll-e, úgy az eddig szokásos módon két fotocellát helyeztek a fényútba, és ezeknél, ha csak az egyikre esett fény, ^ úgy a határvonal a megkívánt érték alatt volt, ha pedig mind a kettőre, úgy fölötte. Ezen eljárás hibája, hogy nem ad meghatározott nulla értéket, azaz nem jelzi biztonsággal, hogy mely esetben áll a határvonal a megkívánt helyen, és az a körülbelüli érték is függ a fényforrás intenzitásváltozásától, a fényútban bekövetkező abszorpcióváltozásoktól stb. A találmány szerinti rendszer előnye abban áll, hogy a megkívánt értéknél az érzékelő kimenetén jól meghatározott nullaátmenet van, s attól függően, hogy a határvonal a megkívánt érték alatt vagy fölött van-e, a kimenő jel előjelet vált. A találmány tárgya olyan rendszer, amelynek három fénydetektáló elemet tartalmazó detektáló egysége, a detektáló egység jelét erősítő egysége és ehhez csatlakozó fázisérzékeny egysége van. Az la ábrán látható a detektáló egység egyik megoldási vázlata: Az 1, 2 és 3 rések mögött helyezkednek el a 4, 5 és 6 fénydetektáló cellák. 7 a kapacitív áram kiegyenlítésére szolgáló kondenzátor. A 8 munkaellenállásról vehető le a hasznos jel. 9 a detektáló elemeket feszültséggel ellátó transzformátor. Az lb ábra a detektáló egység másik megoldását szemlélteti: Mindhárom detektáló cella a 10 áramforrásról egyenáramú tápfeszültséget kap. A 11, 12 és 13 elektromágnes a detektáló elemek mágneses modulációját végzi. A 14 és 15 egyenirányítók a moduláló áramokat vezérlik. A rendszer működése a következői; Ha a világos-sötét határvonal úgy esik, hogy az 1 és 2 résen keresztül a 4 és 5 fénydetektáló cella kap fényt, a 3 résen keresztül a 6 cella azonban nem, úgy az la ábra szerinti váltóáramú táplálásnál az egyik félperiódusfoan a 4 cella vezet, a másikban az 5. Az lb ábra szerinti esetben a két cella felváltva való működtetését a mágneses moduláció látja el. A leírt esetben alapfrekvencián így nincs kijövő jel. Ha csupán az 1 résen keresztül a 4 cella kap fényt, úgy minden második félperiódusban csak ez a cella fog vezetni, s így alapfrekvencián is van kijövő jel. Ha pedig mind a három cella kap fényt, úgy a 4 és 5 cella együttesen mind a két félperiódusban vezet, a 6 cella pedig azon félperiódusokban, amikor 4 nem vezet. A kijövő jelben így 6 cella jele szuperponálódik 4 és 5 cella egyforma jelére, s így olyan jelet eredményez, mely megfelel annak az esetnek, amikor csak 4 cella vezetett, de fázisa ettől 180°-kai eltér. Így ezt a jelet erősítve akár közvetlenül fázisérzékeny motor meghajtására használhatjuk, akár pedig fázisérzékeny egyenirányító segítségével olyan jelet állíthatunk elő, mely zérus, ha a 4 és 5 cella kap fényt, és pozitív, illetve negatív, ha csak a 4 cella, vagy mind a három cella kap fényt. Ez a jel már felhasználható indikálásra, regisztrálásra és szabályozásra egyaránt. Az le ábra a rendszer példakénti kiviteli alakját tünteti fel: A 16 paradicsom besűrítő berendezés falában nyer elhelyezést a 17 totálreflexiós prizma, melyet a 18 fényforrás világít ki. A világos-sötét totálreflexiós határvonal a 19 fénydetektáló egységre jut, mely pl. az la ábra szerinti kivitelű, és fotoelektron^sokszorzókkal működik. A detektáló egység jelét a 20 erősítő erősíti, ennek kimenő jelét a 21 fázisérzékeny detektor érzékeli, s hajtja a 22 motort, mely a 23 mechanikus kapcsolat segtíségével a 19 detektáló egységet elmozgatja oly módon, hogy a 4 és 5 cella kapjon fényt, a 6 pedig ne, A 23 mechanikus áttétel meghajtja a 24 regisztálóművet és a 25 automatikai, mely a 26 áttétel útján paradicsombesűrítőt vezérli. Szabadalmi igénypontok: 1. Világos-sötét mező határvonalának skálaértékhez viszonyított előjel szerinti elmozdulását érzékelő fényelektromos berendezés, azzal jellemezve, hogy legalább három villamos fénydetektáló eleme van, amelyek közül additiven kapcsolt két fénydetektáló elem a harmadik fény detektáló elemmel ellentétesen van kapcsolva és közös munkaellen-