182610. lajstromszámú szabadalom • Rácsos monokromátorral felépített közeli infravörös optikai analizátor
182ßl0 5 4 felüláteresztő élszűrőn, az 5 síktükrön és a 7 gyűjtőlencsén keresztül. A 7 gyűjtőlencse a 10 gömbtükör felületén képet alkot a közel egyenletesen kivilágított 2 gyűjtőlencsének a 3 fényrekesz által szabadon hagyott felületéről. A 10 gömbtiikör párhuzamos sugárnyalábbal világítja meg all optikai rácsot, amelyen diffraktálódik a sugárzás. A diffraktált sugárzásból a 10 gömbtiikör a 16 síktükör irányeltérítése után a 17- kilépő rés síkjában előállítja adott relatív lineáris diszperzióval a spektrumot, amelyből a cserélhető 8 belépő és 17 kilépő rések résmérete meghatározza a továbbjutó sugárzás spektrális sávszélességét. A 4 felületáteresztő élszűrő a nemkívánatos szórt fényeket vágja. A 8 belépő rés mögött a 0 fényszaggató kerék helyezkedik el, amelyet a kvarc-vezérelt szinkron 15 motor hajt meg. A 9 fényszaggató kerék egyidejűleg egy 39 optikai csatoló áramkört is szaggat, amely a detektorrendszer szabályozóját látja el a fordulatszám pillanatértékével arányos jellel. Az adott optikai elrendezésben a 11 optikai rács szöghelyzete határozza meg a 17 kilépő résen áthaladó fény frekvenciáját. A 12 szinusz mechanizmus teszi lehetővé azt, hogy a 13 léptetőmotor kiindulási helyzetétől való lépésszáma lineáris kapcsolatban legyen a 17 kilépő résen áthaladó fény hullámhosszával. A 12 szinusz mechanizmus részletesen a 3. ábrán látható. A 13 léptetőmotor a keresztcsuklós 26 tengelykapcsolón keresztül forgatja a 38 csapágyakon megvezetett 27 menetes orsót. Az elfordulás ellen biztosított 28 menetes anya a 29 lappal és a 30 kapcsoló karral együtt a 13 léptetőmotor forgásirányától függő irányban, lépésszámával arányos mértékben elmozdul. Ennek hatására all optikai rácsnak a 36 csapágyban meg vezetett 35 tengelye a ráerősített 33 kar és 34 rugó hatására holtjátékmentesen elfordul. Az elfordulás szögének szinusza arányos a 13 léptetőmotor lépéseinek számával. A fenti mechanizmus, valamint a diffrakciós 11 optikai rács azon tulajdonsága, hogy rögzített megvilágítási és megfigyelési irány esetén a hullámhossz arányos a 11 optikai rács egy alkalmasan választott iránytól mért szögének szinuszával, kézenfekvő megoldást kínál lineáris hullámhossz skála elérésére. Az alaphelyzet kijelölését a 30 kapcsoló kar és a 31 kapcsoló végzi. A 18, 20 lencsék (2. ábra) és a 19 rekesz gondoskodik a 22 vagy 24 küvettában lévő minta egyenletes kivilágításáról. A detektor kiválasztó 21 tükörrel a monokromátból kilépő fénynyalábot ±90°-kal el lehet fordítani és ilymódon választhatunk a transzmissziós vagy reflexiós mérési módok között. A 21 tükör pozíciójáról a 21 tükör tengelyére ékelt 51 kapcsoló (4. ábra) ad jelzést az elektronikának. A hőmérséklet szabályozó és mérőrendszert a 4. ábrán mutatjuk be. Mind a transzmissziós 52 detektor, mind a reflexiós 53 detektor azonos eszközökből épül fel. A 23, 25 fényérzékelők fotóellenállások. A fotóellenállások érzékenységének, valamint sötét-6 ' áramának hőfokfüggése miatt, azokat termikusán' stabilizálni kell. A mérés során követelmény az, hogy a küszöbérzékenység 501) (optikai denzitás) legyen. A megvalósítás szükséges feltétele az, hogy a 23, 25 fényérzékelők hőmérsékletváltozása ne legyen nagyobb, mint 1,100 °(7perc. A 49 termosztátban elhelyezett 23, 25 fényérzékelők hőmérsékletét a 48 hőmérsékletérzékelő figyeli. Az 50 hőmérsékletszabályozó 45 hibajel képző áramköre a hőmérsékletkülönbséggel arányos jelet szolgáltat. A komplementer 46 teljesítmény-végfokozat a 47 Feltier-cellát táplálja olymódon, hogy a hibajel előjelének megfelelően a 47 Peltier-oella fűt vagy hűt. A 25, 23 fényérzékelők a-9 fényszaggató kerék által modulált fénnyel arányos váltakozó feszültséget szolgáltatnak a 40 vagy 41 erősítők bemenetére. A "10, 41 erősítők erősítési tényezője a 100 mikrocomputer által változtatható (AGC). Az 51 kapcsoló állásától függően 40 vagy 41 erősítő ki menete az 54 mérőrendszerrel kapcsolódik. Az 54 mérőrendszer bemenetét egy 42 sávszűrő képezi. A 42 sávszűrő szerepe az, hogy az 52 vagy 53 detektorból származó össz-zajteljesítményt a 42 sávszűrő sávszélességének megfelelő arányban elnyomja. Ennek következtében a sávszélességtől függően növelhető a detektivitás mértéke. A 42 sávszűrő bemenő és kimenő jelének fáziskülönbségével arányos jele(AFC) az fc frekvenciát mindig egy fix értéken tartja. A 42 sávszűrő kimenetén fellépő váltófeszültségű jelet a 43 demodulátor alakítja át egyenfeszültséggé. Az analóg-digitál átalakítást a 44 A/D átalakító végzi. A 44 A/D átalakító közvetlenül a 100 mikrokomputer buszrendszeréhez csatlakozik. A berendezésben az eddigiekhez képest műszaki megoldásában újdonságként jelentkezik az, hogy — a fényszaggató rendszer segítségével (a szaggatási frekvencia-detektivitás függvény optimumára) beállítható a szaggatási frekvencia. Ezáltal a detektorok detektivitásának mértéke két nagyságrenddel növelhetővé válik. — Az alkalmazott detektor termosztálási megoldás, amely stabilitása az eddigiekhez képest egy nagyságrenddel javult (0,01 °C/perc) olymódon, hogy a Peltier-elemek a beállított hőmérséklet környezetében fűtőnek vagy hűtőnek és így a kívánt hőmérsékletstabilitás a bekapcsolástól számítva néhány perc alatt beáll az eddigi 1—2 órás bemelegedési időhöz képest. Szabadalmi igénypontok: 1. Közeli infravörös optikai analizátor, amely fényforrását, a fény útjában elhelyezett monokromátort, optikai rendszert és detektort, továbbá mikorcomputert tartalmaz, azzal jellemezve, hogy fényszaggató mechanizmussal és optikai rácsos (11) monokromátorral rendelkezik, az optikai rács (11) szinusz mechanizmussal (12) van összekötve, továbbá az optikai rendszer után a fény útjában transzmissziós vagy reflexiós mérési módot kiválasztó tükör (21) és fényérzékelőkkel (23, 25) rendelkező transzmissziós illetve reflexiós 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
