179775. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fényabszorbció méréséra, hőmérséklet kompenzált fénykibocsátó dióda fényforrással

MAGYAR

NÉPKÖZTÁRSASÁG

SZABADALMI

LEÍRÁS

179775

SZOLGALATI TALALMANY

#

Bejelentés napja: 1978. XI. 30. (ME—2227) Közzététel napja: 1981. IX. 28.

Nemzetközi osztályozás:

G 0Î J 1/44 G 01N 21/02

nszo3

ORSZÁGOS

TALÁLMÁNYI

HIVATAL

Megjelent: 1984. III. 31.

Feltalálók :

Dr. Blazsó Tibor oki. fizikus, Budapest 70%

Bócz László oki. vegyészmérnök, Budapest, 30%

Szabadalmas:

MMG Automatika Művek. Budapest

Berendezés fényabszorpció mérésére, hőmérséklet kompenzált fénykibocsátó dióda fényforrással

1

Optikai mérőműszerekben a fényforrás az egyik legfontosabb elem. A látható és közeli infravörös tartományban a hagyományos izzólámpa mellett egyre inkább használják a fénykibocsátó diódát, amely mint félvezető eszköz, számos előnyös tulajdon- 5 Sággal rendelkezik. Lényeges hátránya, hogy a kibocsátott fényenergia erősen függ a hőmérséklettől, ez mérőműszerekben hibát okoz. A hiba kiküszöbölésére, illetve kompenzálására több megoldás született. A találmány az eddigieknél egyszerűbb, illetve pontosabb 10 kompenzáló eljárást tartalmaz.

Csaknem minden optikai jellegű mérőműszer (abszorpció mérő, nephelcméter, fluoriméter stb.) tartalmaz egy fényforrást, amely a méréshez szükséges fényt kibocsátja. A fényforrás az optikai műszerek 15 igen lényeges eleme, tulajdonságai meghatározóak az egész műszer szempontjából.

Előnyös, ha a fényforrás az alábbi tulajdonságokkal rendelkezik : 20

a) Hosszú élettartam.

b) Stabil fényteljesitmény.

ej Jó hatásfok (fényteljesitmény/villamos teljesítmény).

d) Modulálhatóság (a fényerő kövesse a villamos tel- 25 jesitmény változásait).

Egy adott műszerben a fényforrás kiválasztását természetesen a kívánt hullámhossz is befolyásolja. A látható és közeli infraVörös tartományiján mindeddig az izzólámpa volt a legelterjedtebb fényforrás. Előnye a 30

2

nagy stabilitás, jó hatásfok és olcsó ár. Egyes alkalmazási területeken azonban hátrányos a viszonylag nagy felvett teljesítmény és rövid élettartam, továbbá nagy tehetetlensége. Ezért érthető, hogy mind több alkalmazásban felváltja a fénykibocsátó dióda. (Light Emitting Diode, LED) amely a következő előnyös tulajdonságaival tűnik ki:

a) Hosszú élettartam (105—106 óra).

b) Alacsony teljesítményfelvétel.

c) Kedvező geometriai méretek (csaknem pontszerű fényforrás, alkalmas optikai leképzésre).

d) Monokromatikus fény.

e) Jó modulálhatóság, egészen a MHz-es tartományig.

A LED fenti tulajdonságai főként ipari fotoelektromos műszerekben érvényesülnek, ahol különösen előnyös. hogy mind méreteiben, mind feszültség- és áramviszonyaiban jól idomul a tranzisztoros és integrált áramkörös (analóg és digitális) áramkörökhöz.

Precíziós optikai műszerekben a LED alkalmazását korlátozza, hogy kibocsátott fénvteijesítménye erősen függ a hőmérséklettől: növekvő hőmérséklettel a kibocsátott fényteljesitmény azonos meghajtó áram mellett csökken. Az 1. ábrán egy átlagos fénykibocsátó dióda relatív (25 cC-ra normált) fényteljesitményét láthatjuk a hőmérséklet függvényében. Az ábráról leolvasható, hogy a fényteljesitmény pl. 0 cC-ról 75 cC-ig a felére csökken, amely mérőműszerekben megengedhetetlen.

A fentiek alapján világos, hogy minden optikai mű-179T75