156589. lajstromszámú szabadalom • Berendezés ampullatöltetek szilárd szennyezettségének kimutatására

156589 3 4 Általában problémát jelent az ampulláknak a pörgetőszerkezethez való olyan rögzítése, aróely az ampulla egyszerűen elvégezhető berakása és kiviétele mellett a méretszórásoktól függetlenül biztosítja az együttforgást, úgy hogy ampullarepedés a mechanikai külső erőhatások következtében ne léphessen fel, végül hogy a befogószerkezet a vizsgáló fénnyaláb útját nem kívánt módon ne befolyásolja. Mindezen nehézségeken kíván segíteni találmányunk, melynél a fénytörés elve kerül felhasználásra. Ebben az esetben az üvegszennyezések kimutatása nem jelent problémát és vizsgálhatók az ún. színes oldattal töltött ampullák is. A találmány alapgondolata az, hogy a vizsgálandó ampulla előtt és mögött egy-egy optikai rácsot helyezünk el, éspedig úgy, hogy megfelelő optika segítségével az ampulla előtt levő rácsot az ampulla mögötti rácsra leképezzük. A leképezésnél az előbbi rács bordái az utóbbi rács réseibe kell kerüljenek. Ilyen rendszernél a rendszer előtt elhelyezett fényforrás képe szenynyezésmentes ampullatöltet esetén nem jut a rendszer végén elhelyezett értékelőre, amely pl. egy fotocella, vagy egy fototranzisztor. Ha már most a rendszerbe behelyezett ampulla töltetében szilárd szennyezés van, akkor az fénytörést okoz, s így a fénysugár az ampulla mögötti rács résein keresztül eljut az érzékelőhöz. A rácsosztások méretei egyértelműen meghatározzák a kijelezhető minimális szennyezésméreteket. A találmány szerinti berendezés a legáltalánosabb esetben fényforrásból, fénysugárnyalábot előállító optikából, az ampullatöltetnek az ampullához viszonyított megmozgatását biztosító eszközökből, valamint fényérzékelőből áll, amelynél a vizsgálandó ampulla előtt és mögött egy-egy optikai rács van elhelyezve, és amelynél megfelelő optika van alkalmazva az ampulla előtti rácsnak az ampulla mögötti rácsra való leképezéséhez úgy, hogy előbbi rács bordái az utóbbi rács réseibe kerüljenek. Az ismertetett optikai megoldással lehetővé válik egyszerű és olcsó érzékelő alkalmazása. Az érzékelőre jutó fénysugarak két részből tevődnek össze: a) az egyik részt az ampulla üvege által okozott fénytörés hozza létre; ebbe beleértendő az ampulla geometriai méreteiből, ill. azok szórásából, valamint az üvegfal belső feszültségéből adódó fénytörések; b) a másik rész az ampullatöltetben levő szilárd szennyezések által okozott fénytörésből adódik. Mivel a szilárd szennyezések a gravitációs erő hatására igyekeznek az ampulla aljára lejutni, az általuk okozott fénysugarak nagyszámú és intenzív felvillanásokat fognak eredményezni. Az optikai rácsokon átjutott — fent tárgyalt — fénysugarakat egy fotocellára, vagy fototranzisztorra. képezzük le egy optika segítségével. Ilymódon a fénysugarakat elektromos jellé alakítottuk át, mely jelet azután erősítő útján felerősítünk. A találmány könnyebb megértése, valamint a működés részletesebb ismertetése érdekében a berendezés egy példáképpeni kiviteli alakját mutatjuk be ábráink segítségével. Az 1 ábra a találmány szerinti berendezés egy elvi vázlatát mutatja be; A 2a és 2b ábrán a fotocella áramát, ill. az erősítő kimenetét mutatja azonos minőségű szilárd szennyezés esetén, azonban az utóbbinál az ampullában üvegfeszültség található. A találmány szerinti berendezés felépítése és működése a következő: Az 1 fényforrás és 2 optikai lemez fókuszában helyezkedik el, minek következtében a fénysugarak a 2 optikai lencse után párhuzamos sugárnyalábot alkotnak. A sugárnyaláb méreteinek meghatározására, ül. beállítására a 3 fényrekesz (blende) szolgál. Az előállított párhuzamos fénysugárnyaláb áthalad a 4 rácson, majd az 5 optikára jut, mely a 4 rácsot leképezi a 6 rácsban, még pedig úgy, hogy a 4 rács bordái a 6 rács nyílásaiba kerüljenek. Ez a leképezés azt eredményezi, hogy a 2 optikát elhagyó intenzív fénysugár-nyaláb csak abban az esetben juthat a 6 rács mögött elhelyezett 7 optikára, ha a 4 és 6 rács között valamilyen fénytörő közeg van. Ide helyezendő a 8 vizsgálandó ampulla. Az ampulla geometriai méreteiből és a töltetből adódó fénytörések nagy részét a 6 rács után beiktatott 9 fényrekesz (blende) segítségével kiküszöbölhetővé tehetjük. Tekintettel arra, hogy a szilárd szennyezések általában az ampulla alján helyezkednek el, a kellő biztonsággal való kijelzés érdekében gondoskodni kell arról, hogy ezen szilárd szennyeződések legalább az ampulla hasznos magasságának feléig felemelkedjenek. (Az ampulla „hasznos" magassága alatt az ampullatöltet oszlopmagasságát értjük.) Az ismert berendezéseknél erre a célra az ampulla megforgatását, majd hirtelen lefékezését használták, amikor a töltet forgásba jött, s a szilárd részecskék felemelkedtek. A forgatás megoldása meglehetősen bonyolult, ezért a találmány szerint a forgatás helyett a magnetostrikció elvén működő 10 ultrahanggenerátort alkalmazunk, melynek segítségével a vizsgálandó ampullák töltetét néhány századmásodperéig megrázza. Ezután következik a tulajdonképpeni mérés. A mérés során a 7 optika a 6 rácson és 9 fényrekeszen keresztüljutott fénysugarakat a 11 fotocellára — vagy fototranzisztorra — képezi le, mely a fénysugarakat elektromos jellé alakítja át. Ezt a jelet azután a 12 erősítővel felerősítjük. A mérési metodika tökéletes megértése céljából vegyük tekintetbe a 2a és 2b ábrákat. Ezeken két átvilágított, azonos szennyezettségű ampulla áramát láthatjuk, ahol 1/ fotocella 'árama, Ue

pedig az erősítő kimenő feszültsége. Az egyszerűség kedvéért tételezzük fel, hogy mindkét ampulla 1—1 darab azonos méretű és minőségű szilárd szennyezést tartalmaz, de egyik ampullában ezen kívül üvegffeszültség is fellép. A* 2a ábrán bemutatott keletkezett jel „a" alapnívóját az ampullaüveg méretéből adódó derengés határoz-10 15 20 25 ao •jC 40 45 50 55 60 2