176296. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés infravörös sugárzás elnyelésének elvén működő gázelemzők detektorkamráinál fellépő hőmérsékleti hibák kiegyenlítésére
3 176296 4 torkamra töltőgázának hőmérsékletét egy termisztorral érzékeli A termisztor segítségével a detektorkamrában helyet foglaló kondenzátormikrofonhoz csatlakozó előerősítő erősítését úgy szabályozza, hogy annak erősítésváltozása az érzékenységváltozással azonos nagyságú, de ellentétes értelmű legyen. A találmány szerinti megoldást példakénti kiviteli alak kapcsán rajz alapján ismertetjük részletesen. Az S infravörös sugárzást emittáló sugárforrásból, mely villamosán izzított, rendszerint krómnikkelből készült fűtőtest, infravörös sugárzási energia lép ki, mely a P parabola tükör felületéről visszaverődve áthalad az MK mérő- és az ÖK összehasonlító kamrán. A P parabolatükörből kilépő sugárzási energiát az M motorral forgatott D diafragma modulálja oly módon, hogy a forgás első félperiódusában a sugárzás az MK mérőkamrán a második félperiódusba.i az ÖK összehasonlítókamrán halad át Abban az esetben, ha a két úton áthaladó sugárzási energia intenzitása kiegyenlített és MK mérőkamrában a mérendő gáz nincs jelen, a DK detektorkamra E elnyelő terébe egymást követően azonos nagyságú energia érkezik. A detektorkamra E elnyelőtere a mérendő gázalkotóval töltött, amelyben a folyamatosan érkező sugárzási energiának a mérendő gázra jellemző spektrumai elnyelődik, annak hőmérsékletét megemeli, így nyomása is megnő. A töltőgáz megnövekedett nyomása F kapillárison keresztül a Ci kondenzátormikrofon hátoldalán is megjelenik, így a kondenzátormikrofon A membránja nyugalomban marad. Amennyiben az MK mérőkamrán olyan gázelegy halad keresztül, amely tartalmazza a mérendő gázalkotót, úgy infravörös abszorpciója folytán gyengíti az MK mérőkamra felől a DK detektorkamra E : elnyelőterébe érkező energiát. Az összehasonlító oldalon keresztül érkező energia változatlan marad. A D diafragma által előállított modulációnak megfelelően így az első félperiódusban az MK mérőkamrán keresztül a D detektorkamra elnyelőterébe érkező energia csökken, a második félperiódusban az ÖK összehasonlító kamrán keresztül érkező energia változatlan marad. A D detektorkamra érzékelőterében levő gáztöltetének hőmérséklete és nyomása így időben az érkező energiakülönbségnek megfelelően változik. Az időben periodikusan változó nyomáshullám az F kapillárison keresztül annak a nyomásváltozásra tanúsított nagy ellenállása miatt a Cj kondenzátorrnikrofon hátoldalán nem jelentkezik, a Ci kondenzátormikrofon A membránját csak az E elnyelőtér felől támadja, így a Ci kondenzátormikrofon A membránja a nyomáshullám ütemében és nagyságának megfelelően elmozdul - a periodikus nyomásváltozást kapacitásváltozássá - alakítja. A kapacitásváltozást AC/AU kapacitás-feszültségátalakító alakítja feszültségváltozássá. Ez a feszültségváltozás arányos a Ci kondenzátormikrofonra ható nyomáskülönbséggel. A feszültség ME műveleti erősítőre jut, amelynek erősítését az R, és az R2, R3j R4 ellenállásokból és Rfl termisztorból álló hálózat szabja meg. C2 kondenzátor a működési frekvencián rövidzár. Ha a DK detektorkamra gáztöltetének hőmérséklete nő, az érzékenysége csökken, az R termisztor az ellenálláshálózat eredő ellenállását úgy változtatja, hogy az ME műveleti erősítő erősítése oly mértékben növekedjen, hogy ezt a változást kiegyenlítse. A találmány a DK detektorkamra töltőgázának hőmérsékletváltozásából eredő érzékenységváltozás kompenzálására vonatkozik, oly módon, hogy a DK detektorkamra töltőgáz hőmérsékletét az R# termisztor - amely a DK detektorkamra gázzal töltött terében foglal helyet — érzékeli, és ellenállásának változásával az érzékelő Ct kondenzátormikrofonhoz csatlakozó ME műveleti erősítő erősítését az érzékenységváltozás hőmérsékleti karakterisztikájának megfelelően, de azzal ellentétes értelemben szabályozza. A megoldás előnyei: Minthogy a kompenzációt végző R$ termisztor a DK detektorkamra gáztöltete hőmérsékletének függvényében változtatja ellenállását — és a mérési hiba a gáztöltet hőmérsékletváltozásáből adódik — ezért a kompenzáció kiegyenlíti egyrészt az S sugárforrásból érkező a DK detektorkamra töltőgázában abszorbeálódó energia által okozott hőmérsékletemelkedés miatt bekövetkező érzékenységcsökkenést, másrészt kiegyenlíti az abból adódó hibát, hogy a töltőgáz hőmérséklete azon okból is változik, hogy az S sugárforrásból érkező energia egyrésze nem abszorbeálódik, hanem a DK detektorkamra falát melegíti, majd a fal átadja melegét a töltőgáznak, harmadrészt kiegyenlíti az abból adódó hibát, hogy a DK detektorkamra töltőgázának hőmérséklete változik a külső hőmérséklet változásával. Így a készülék bekapcsolás után bemelegedési idő' nélkül a beállított korrekció pontosságán belül azonnal mérőképes. Szabadalmi igénypontok: 1. Kapcsolási elrendezés infravörös sugárzás elnyelésének elvén működő gázelemző készülékek detektorkamrájánál a detektorkamra töltőgázának hőmérsékletváltozásából fellépő hőmérsékleti hibák kiegyenlítésére, azzal jellemezve, hogy a detektorkamrában (DK) elhelyezett és egyik végpontjával a közös földre csatlakozó termisztorhoz (R$) sorosan kapcsolt ellenállás (R3) csatlakozik, míg ezen soros kapcsoláshoz egy további ellenállás (R4) van a földön keresztül párhuzamosan csatlakoztatva, továbbá a két ellenállás (R3, R4) közösített pontjához egy további ellenállás (R2) és egy kondenzátor (C2) soros kapcsolása csatlakozik, és a kondenzátor egy negyedik ellenálláson (Rí) keresztül műveleti erősítő (ME) kimenetére csatlakozik, a kondenzátor (C2) és a negyedik ellenállás (Rí) közösített pontja a műveleti erősítő (ME) egyik bemenetére csatlakozik, míg a műveleti erősítő (ME) másik bemenetére a detektorkamrában (DK) helyet foglaló kondenzátormikrofon (Cj) kimeneteivel összekötött kapacitás-feszültség átalakító (Ac/U) kimenete csatlakozik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
