183806. lajstromszámú szabadalom • Mérési elrendezés elektromágneses sugárforrások sugárzási energiájának a mérésére
1 183 806 2 szerű a tárcsát 60-os bordákkal ellátni. Az 1 abszorber anyaga feketített fém vagy grafit. A sugárforrásból kibocsátott sugárzás hatására az 1 abszorber abenne elnyelődött energia következtében felmelegszik. Az így keletkezett hő a 2 hőelemeken keresztül egy 3 hőtárolóba áramlik át. A 2 hőelemek két vége között fellépő hőmérséklet különbség termofeszültséget hoz létre, amely feszültséget a 8 kiértékelő és mérő berendezés segítségével lehet megmérni. A 2. ábrán bemutatott mérési elrendezésnél jól látható, hogy a 2 hőelemek úgy vannak elhelyezve, hogy a sugárforrás által kibocsátott energia következtében létrejövő termofeszültség az 1 abszorberben történő becsapódás szögétől függetlenül van integrálva a felület mentén. A 2. ábra a találmány egyik előnyös kiviteli alakját mutatja. Ebben az esetben a 2 hőelemek 5 külső és 4 belső lemezei valamint a 6 hőellenállás, amelyet jelen esetben egy ellenállás híd képez, síkban elhelyezett vezető nyalábok formájában vannak termikusán és villamosán szigetelő alaplapra felvíve. Ez a lap lehet például egy nyomtatott áramköri lemez is, ahol a 4 belső és az 5 külső lemezek valamint a 7 összekötő vezetékek maratással vannak megoldva. A 6 hőellenállás, illetőleg hőellenállás híd hőellenállás huzalból képezhető ki, és a maratott lemezes szerkezettel villamosán és termikusán vezető kapcsolatba hozható. Ezen kiviteli alaknak előnye, hogy a termoelektromos hatás erősebben érvényesül. Egy további előnyös kiviteli alakot képezhet a két előbb említett alak kombinációj a, vagyis amikor a 6 hőellenállás maratott vezetéknyalábok és/vagy hőellenálláshuzal együtteséből képezzük ki. A 2 hőelemek a fent ismertetett kialakítása egy olyan lehetőséget biztosít a mérés megvalósítására, amely minimális technológiai ráfordítást és egyszerű mérési eljárást tesz lehetővé, továbbá a sugárforrás sugárzási tulajdonságainak a mérésére több mérőfej is alkalmazható. A nyomtatott áramköri lemezben kiképzett nyalábok megfelelő méretezésével igen jó hőszigetelés, kis sugárzási veszteség és a mérés exakt reprodukálhatósága valósítható meg. A lecsengési időállandót a nyomtatott áramköri lemezen kiképezett nyalábok szélessége alapján lehet meghatározni. Ezzel a mérési elrendezéssel sugárimpulzust éppúgy lehet mérni, mint tartós sugárzást. A mérési pontosság tovább növelhető, ha a környezeti hőmérséklet zavaró hatásait, például a levegő hőmérsékletének az ingadozását kompenzáljuk. Erre a célra a már önmagában ismert különbségmérés elve alkalmazható. Egy ilyen mérőfejet mutat be a 3. ábra. Az ábrán látható mérőfej két 1 abszorberből, a mérőabszorberből és a referenciaabszorberből, továbbá 2 hőelemből áll, és ezek az egyszerűbb technológiai megvalósítás érdekében valamint a reprodukálhatóság érdekében nyomtatott áramköri lemezen vannak elrendezve, továbbá tartalmaz a mérőfej egy 3 hőtárolót. Ennél a kiviteli alaknál a 2 hőelemek 4 külső és belső lemezes szerkezeteinek egyes lemezei körgyűrű alakúra vannak kiképezve. Az 1 abszorber geometriai formáját tekintve többféleképpen is kialakítható. Mivel a mérés pontosságát az egyes lemezek száma határozza meg, előnyös, hogy ha a 4 külső és 5 belső lemezek száma egymással egyenlő. Az 1. ábrán bemutatott 1 abszorber vagy a 3. ábrán bemutatott két 1 abszorber egy rétegellenállás formájában fűtőellenállással látható el. Egy további változatot képezhet, amikor a fűtőellenállást egy tekercselt kivitelű ellenállás képezi. Ezáltal az egyes mérőfejeknek a hitelesítése ismert energia hozzávezetésével egyszerű módon megoldható. A 3. ábrán bemutatott különbségi elv alkalmazásával működő kapcsolási elrendezésnél, a második 1 abszorber, amely referencia abszorberként működik, meghatározott energia hozzávezetésével van ugyanarra a hőmérsékletre vive, mintáz 1 abszorber, azaz a mérőabszorber. A különbségi elv alkalmazásával kialakított mérési elrendezésnél a reagálási idő körülbelül kétszeres, a lecsengési időállandó pedig egy vagy két nagyságrenddel kisebb, mint a nem különbségi mérési elv alapján kialakított mérési elrendezésnél. Ennek a mérési eljárásnak még további előnye, hogy a következő mérésig a Nullpont vándorlás elhanyagolható értékű. A 3. ábrán bemutatott mérőfejhez csatlakoztatható 8 kiértékelő berendezés egyik előnyös kiviteli alakjának tömbvázlata látható a 4. ábrán. Itt egy elektronikus, vezérelt kompenzációs eljárást ismerhetünk meg. A tömbvázlat tartalmaz 10 mérőerősítőt, 11 A/D átalakítót, 12 kapuáramkört, 13 óragenerátort, 14 számlálót, 15 feszültséggenerátort, valamint 16 hitelesítő generátort, amelyek 7 összekötő vezetékkel vannak összekapcsolva egymással. A 8 kiértékelőberendezés villamos vezetékei, 7 összekötő vezetékek a 2 hőelemhez a mérőfejen belül vannak csatlakoztatva. Az 1 abszorberek (mérő- és referenciaabszorber) ebben az esetben kúpalakúra vannak kialakítva. A 17 ellenállások jelképezik a fűtőellenállást, amely fűtőellenállás a mérési képesség helyreállításának hitelesítésére van az 1 abszorberre felvíve. A17 ellenállás szintén villamosán van a 8 kiértékelő berendezéssel összekapcsolva. A 11 A/D-átalakító feszülség-idő átalakítóként működik és ez az átalakító a jellel a 12 kapuáramkört vezérli, amely 12 kapuáramkör 14 számlálóra van csatlakoztatva, és amely 11 A/D- átalakító kimenete ugyanekkor a 15 feszültséggenerátort is bekapcsolja, azaz az 1 abszober, amely referenciaabszorberként működik a 17 ellenálláson keresztül ugyanazt az energiát megkapja egy rövid áramimpulzus alakjában. A mérőfej abszolút hitelesítésére van a mérési elrendezésbe a 16 hitelesítő generátor beépítve. Az ismertetett mérési eljárás segítségével valamint a mérőfejnek a leírt kiviteli alakban történő elhelyezésével az elektromágneses sugárforrás összenergiája gyorsan és pontosan meghatározható. A sugárforrás összenergiája mellett gyakran szükség van arra, hogy meghatározzuk, hogy az összenergia a 9 sugárnyaláb keresztmetszete mentén milyen formában oszlik meg. Ez azt jelenti, hogy a 18 sugárforrástól egy távolabbi térben a sugárzás divergenciáját kell mérni. Egy erre a célra kialakított mérési elrendezés látható az 5. ábrán. Az 5. ábrán látható kiviteli alaknál az elektromágneses 18 sugáforrás 19 sugarának mentén legalább két 22 mérőfej van elhelyezve, ahogyan ez az ábrán jól megfigyelhető. A jobb áttekinthetőség érdekében csak az 1 és 1’ abszorbereket ábrázoltuk a sugárzás síkjára merőlegesen és a keresztmetszettel párhuzamos metszetben. Jelen esetben két 22 mérőfej van az összenergia és a sugárzás divergenciájának mérésére a mérési elrendezésben elhelyezve. Azonban a mérés megvalósítására tetszőleges számú mérőfej is alkalmazható. A 22 mérőfej 1 abszorbere, amely a 18 sugárforrástól legtávolabb fekvő 22’mérőfej van elhelyezve, középen egy 20 nyílással van ellátva. A 20 nyílás nagyságát a kívánt térszög határozza meg, amelyben a 18 sugárforrás energiaeloszlását kívánjuk mérni. A 22’mérőfej, amely az utolsó mérőfej, 1 abszorbere az elektromágneses sugárforrás energiatartamának regisztrálására szolgál, mégpedig annak az energiának, amely minden akadály nélkül halad keresztül az 1 abszorber 20 nyílásán. Egy központi 21 kiértékelő egység van kiképezve az egyes 8 kiértékelő egysé5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
