183949. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés spektrumok mérésére
1 2 183 949 van a hullámhosszat folyamatosan változtató szerv sebességvezérlő bemenete csatlakoztatva, ahol a mérésidőt az erősítés beállításával lehet változtatni. Célszerű lehet az olyan kivitel, amelynek az integrátor kimenetére csatlakoztatott analóg-digitális átalakítója, és az időmérő egység valamint az analóg-digitális átalakító kimenetére csatlakoztatott adatfeldolgozó egysége van. A találmány szerinti berendezés kialakítható például olyan módon, hogy a mérendő sugárzás hullámhosszát változtató szerv egy mérendő mintára sugárzást bocsátó monokromátor hullámhosszát változtatja és a sugárzásérzékelő a mintáról kibocsátott sugárzás útjábanvan elhelyezve. Lehetséges azonban olyan kivitel is, ahol a mérendő sugárzás hullámhosszát változtató szervet egy mérendő sugárforrás és a sugárzásérzékelő között elhelyezkedő szűrőt cserélő egység alkotja. A találmányt a továbbiakban a rajzon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti berendezés a hullámhossz lépésenként! változtatása esetén alkalmazható kiviteli alakjának tömbvázlata, és a 2. ábra a találmány szerinti berendezés a hullámhossz folyamatos változtatása esetén alkalmazható kiviteli alakjának tömbvázlata. Az ábrákon az azonos funkciójú vagy azonos elemeket végig azonos hivatkozási jellel láttuk el. Az 1. ábrán 1 monokromátorból kilépő sugárzás vizsgálandó 2 mintával kölcsönhatásba lépve 3 sugárzásérzékelőre jut, amely 19 kimenetén a mért i intenzitással arányos villamos jelet ad, így magába foglalja a sugárzásdetektorhoz kapcsolt erősítőt is. A spektrumot diszkrét mérési pontokon vesszük fel olyan módon, hogy mindegyik mérési ponton (meghatározott hullámhossz értéknél) annyi ideig tart a mérés, amíg a 3 sugárzásérzékelő 19 kimenetére csatlakozó 4 integrátor kimenő jele egy előre meghatározott I határértéket el nem ér. Eme I határérték érzékelésére a 4 integrátor 17 kimenetére 5 komparátor egyik bemenete van csatlakoztatva, amely 5 komparátor másik bemenetére beállítható 6 jelforrás ad az I határértéknek megfelelő jelet. Az 5 komparátor 18 kimenete egyrészt az 1 monokromátor hullámhosszát változtató 7 szerv, célszerűen impulzus motor léptető bemenetére, másrészt időmérő 12 egység leállító 14 bemenetére, harmadrészt 11 vezérlőegység egyik bemenetére van csatlakoztatva. Az időmérő 12 egység 9 órajelgenerátorból és ennek órajeleit számláló digitális 8 számlálóból áll. A 8 számláló nullázó és indító 15 bemenete, valamint a 4 integrátor nullázó és indító 16 bemenete a 11 vezérlőegység egyik kimenetéhez van kapcsolva. A 8 számláló digitális kimenete 10 adatfeldolgozó egységhez kapcsolódik, amely utóbbi írásvezérlő bemenete a 11 vezérlőegységhez van csatlakztatva. A 10 adatfeldolgozó egység kommunikációs 13 csatornával van ellátva, amelyhez perifériák, például megjelenítő egység, avagy központi adatfeldolgozó berendezés csatlakoztatható. Az 1. ábra szerinti berendezés indítás után az első mérési pontra állítja be a hullámhossz változtató 7 szerv útján az 1 monokromátort, majd a 15 illetve a 16 bemenetén nullázódik és egyszerre kerül indításra a 8 számláló és a 4 integrátor. A 4 integrátor a 19 kimeneten előzőleg már beállított, az i(X) intenzitásnak megfelelő jelet integrálja egészen addig, amíg az integrál értéke el nem éri a beállított I határértéket. Ekkor a 18 kimeneten kiadott jel leállítja a 8 számlálót, és továbblépteti a hullámhossz változtató 7 szervet a következő mérési pontra. Ez után a 11 vezérlőegység parancsot ad a 10 adatfeldolgozó egységnek a 8 számláló tartalmának kiolvasására és tárolására. A továbbléptetés után megfelelő késleltetéssel a 11 vezérlőegység nullázza, majd együtt újra indítja a 8 számlálót és a 4 integrátort. A berendezésben a 10 adatfeldolgozó egység az egyes k mérési pontok mérési idejét — tehát azt a t(X*) időtartamot, ami az előírt I határérték eléréséhez kellett — tárolja, és a keresett i(X*) intenzitás értéket az I határérték és a t(X*) időtartam hányadosaként képzi: I Az (1) egyenletet átrendezve azt kapjuk, hogy t(h) = ~ • (2) i(X*) A teljes T mérésidő a (2) egyenletből ahol n a mérési pontok száma. A teljes T mérésidő (a spektrum felvételének ideje) tehát a 6 jelforrással beállítható I határértéktől függ. Ha elő akarunk írni egy T0 mérésidőt, a spektrumot közelítő pontossággal fel kell venni, például a spektrofotométereknél szokásos módon, pontonként állandó mérésidővel. Az így megmért i(Xfc) intenzitás értékek reciprokát összegezni kell az összes mérési pontra, és a keresett L határértéket a (3) egyenlet átrendezésével az alábbiak szerint kapjuk: k=l Í(X)k A 2. ábrán az 1 monokromátor hullámhosszát változtató 23 szerv — például szervomotor — a 3 sugárzásérzékelő által detektált pillanatnyi i(X) intenzitással arányos, beállítható sebességgel folyamatosan változtatja az 1 monokromátorból a 2 mintára jutó sugárzás hullámhosszát. Az arányossági tényező beállítására a 3 sugárzásérzékelő 9 kimenete beállítható erősítésű 22 tagon, például változtatható erősítésű erősítőn keresztül van a 23 szerv bemenetére csatlakoztatva. A 23 szerv kimenete, amely az I monokromátor hullámhossz-változtató bemenetére csatlakozik, egy 24 távadó bemenetére is csatlakoztatva 'an, amely a spektrum meghatározott hullámhossz értékeinél vezérlő impulzusokat szolgáltat. Ezek a vezérlő impulzusok 21 vezérlőegységbe kerülnek. A 4 integrátor 7 kimenete 20 analóg-digitális átalakító analóg bemenetére van kapcsolva, a 20 analóg-digitális átalakító kimenete, valamint a 8 számláló kimenete 10 adatfeldolgozó egység egy-egy digitális bemenetére van csatlakoztatva. A mérés során az 1 monokromátor által kibocsátott sugárzás hullámhosszát a 23 szerv folyamatosan változtatja, mégpedig a 3 sugárzásérzékelő által detektált pillanatnyi i (X) intenzitással arányos sebességgel. A 21 vezérlőegység a 24 távadótól meghatározott hullámhossz lépésenként kapott vezérlő impulzusok hatására úgy vezérli a 4 integrátort, illetve a 8 számlálót, hogy az mindenkor két egymás után következő vezérlő impulzus közötti időtartam alatt integrál, illetve számlál. Az ntegrálási, illetve számlálási időtartam végén, azaz a kö3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
