171619. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés a Mössbauer-spektroszkópiánál alkalmazott álló és mozgatható részt tartalmazó sugárforrást, vagy abszorbenst periódikusan mozgató elektromechanikai szerkezet mozgatható része mechanikus nullhelyzetének stabilizálására
3 171619 4 hogy ehhez a nullhelyzethez viszonyított pozitív és negatív kitérések hosszú időre számított szummázott értéke nulla legyen. Figyelembe véve az elektronikus elemek mai fejlettségi fokát, az offset áramok és offset feszültségek hőmérsékleti és időokozta megváltozásai miatt a mozgásban is valamelyik irányban történő lassú elvándorlás úgynevezett drift következik be. A drift okozta mozgás ellen csak a centrirozó foszforbronz-rugó fejt ki erőt és az elektromechanikus mozgató szerkezet függőleges helyzetű használata esetén a mozgatható rész és a hozzákapcsolt tengely jelentős súllyal terheli azt. Tekintve, hogy a Mössbauer-spektroszkópiai mérések természetüknél, fogva hosszú begyűjtési időket igényelnek 2-100 óra, ezalatt az elektromechanikus mozgató szerkezet mozgatható részének tekercsei elhagyhatják a homogén mágneses térszákaszt, ami a sebességmérés pontosságát nagymértékben lerontja. Eközben megváltozhat a sugárforrás és a detektor közötti távolság, melynek hatására megváltozik az átlagbeütésszám. Mindkét hatás a Mössbauer-spektroszkópiai mérések pontosságát jelentősen csökkenti. Az elmondottakból következik, hogy szükség van egy olyan megoldásra, amely biztosítja, hogy a mozgatható rész mérés közben állandóan a homogén mágneses térszakaszon belül mozogjon. A legegyszerűbb megoldás, ha az áramköri driftek okozta mozgás-drifteket egy potenciométerrel tudjuk az elektromos oldalon kompenzálni. Ennek az a hátránya, hogy időről-időre meg kell figyelni a mozgatható rész helyzetét és ennek megfelelően kell azt helyesbíteni, ha szükséges. A gyártó cégek automatikus nullhelyzet-kompenzáló megoldásokat alkalmaznak. Az egyik ismert megoldást az ELSCINT cég alkalmazza, ennél a homogén mágneses térszakasz két határánál elhelyezett érzékelők jelzik, ha a mozgatható rész mozgása közben eléri azokat. A mozgatható rész az érzékelők által meghatározott két szélső helyzet között a periodikus sebesség-időfüggvény értékéhez képest elhanyagolhatóan kicsiny sebességgel mozog. Egy másik ismert megoldásnál, amikor a mozgatható rész eléri az egyik szélső érzékelőt, egy olyan nagyságú meghajtójelet kap, amelynek hatására rövid idő alatt újból középhelyzetbe kerül. Mindkét megoldásnak hátránya az, hogy állandóan változik — ha kismértékben is — a sugárforrás és a detektor közötti átlagos távolság, melynek hatására változik az átlagbeütésszám. A sugárforrás és a detektor közötti átlagos távolság megváltoztatása különösen a modern „High-Count-Rate" -,nagy beütésszámú — Mössbauer effektus méréseknél érezteti erősen negatív hatását, ilyenkor ugyanis a sugárforrás és a detektor közel vannak egymáshoz. A feszültség-sebesség átalakítótól megköveteljük, hogy széles pl. 30 cm/sec-tól 0,2 cm/sec-ig terjedő sebesség tartományban lineáris legyen. Célunk, hogy találmányunkkal az elektromechanikus mozgató szerkezetnél széles sebességtartományban biztosítsuk a pontos mechanikus nullhelyzetbe történő beállítást, mind vízszintes, mind függőleges helyzetű mozgató szerkezet esetén. A megoldásnak legyen olyan karakterisztikája, mely a mechanikus nullhelyzettől való eltérés nagyságának függvényében avatkozik be a mozgórész mozgásába. 5 A találmánnyal kapcsolatban végzett kísérletek során kezdetben az eltérés mértékével lineárisan csökkenő sebesség-korrigáló hatást alkalmaztunk kis és nagy eltéréseknél egyaránt. így eljárva azonban a mechanikus nullhelyzet elérése nagyon hosszú 10 időt vett igénybe. A találmány szerint ezért az eltérés nagyságától függően két különböző jellegű és nagyságú sebességkorrigáló hatást alkalmazunk. A találmány szerint úgy járunk el, hogy a 15 homogén mágneses tér középpontját mechanikus nullhelyzetnek választva, a mechanikus nullhelyzet két oldalán a határok megjelölésével megválasztjuk a beállított sebességhez tartozó -például a maximális úthossz 1%-ának megfelelő — finomszabályo-20 zási tartományt. A finomszabályozási tartomány nagyságára vonatkozó kísérletek a maximális úthossz 0,5-2%-ig terjedő részét mutatták elfogadhatónak. Legelőnyösebbnek azt találtuk, ha a finomszabályozási tartományt a maximális úthossz 25 1%-ára választottuk, így ez az érték optimálisnak tekinthető. Az 1%-os érték mellett a beállási idő kb. 1-1,5 perc. Az 1%-os érték növelésének határt szab a beállási idő növekedése, csökkentésének viszont határt szab a minimális sebesség 30 — kb. 0,2 cm/sec — által létrehozott kitérés nagysága és az optoelektronikus helyzetérzékelő átváltásához szükséges minimális úthossz, azonkívül ilyen kis sebességnél már észlelhetők az elmozdulás és a sebességzaj jelenségek is. 35 Az ismert feszültség-sebesség átalakítót, az ismert elektromechanikus mozgató szerkezetet, az eljárás foganatosítására alkalmas berendezést, a berendezés kiviteli alakjait, a helyzetérzékelő és logikai komparátorok kimenő jeleit, a sebességkorri-40 gáló feszültség-jeleket, valamint az áramkörök jeldiagramjait a rajzok szemléltetik. Az 1. ábra az ismert feszültség-sebesség átalakítót, 45 a 2. ábra az ismert elektromechanikus mozgató szerkezetet, középen a találmány részét képező optoelektronikus helyzetérzékelővel, a 3. ábra a találmányt képező berendezés elvi blokk-vázlatát, 50 a 4. ábra a sebesség és elmozdulás időfüggvényét, .az 5. ábra a találmány szerinti berendezés kiviteli alakját a feszültség-sebesség átalakító részeivel együtt, 55 a 6. ábra, a 7. ábra, a 8. ábra az első, második és harmadik logikai komparátor kimenő jelét, a 9. ábra az optoelektronikus helyzetérzékelő kimenő jelét, a 10. ábra a nagy eltéréseknél alkalmazott se-60 besség-korrigáló feszültség-jel karakterisztikáját, all. ábra a kis eltéréseknél a finomszabályozási tartományban hatásos sebesség-korrigáló feszültség-jel karakterisztikáját, a 12. ábra az Fe2 57 0 3 anyag vonalas rajzolatú 65 Mössbauer-spektrumát, 2
