190986. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nedvesség- és/vagy gőzérzékeny interferenciatükör (elszűrő) vagy interferenciaszűrő (sávszűrő) előállítására, valamint eljárás és berendezés levegőben vagy más gázban levő relatív nedvességtart és/vagy gőztartalom, illetve ezek változásainak mérés
1 190 986 2 vágó szűrőről beszélünk. Az ábrán a vízszintes tengelyre a X hullámhossz a függőleges tengelyre pedig a T transzmisszió van felvive. A gáztérben lévő nedvesség és/vagy gőz %-os telítettségének növekedésével az egyes A-F transzmissziógörbék önmagukkal párhuzamosan eltolódnak. Az eltolódás mértéke arányos a nedvesség és/vagy gőz %-os telítettség-változásával. A 4. ábra így olyan nedvesség és/vagy gőzérzékeny vékonyrétegrendszerre vonatkozik, amelynél a fény hullámhosszának növekedésével a T transzmisszió hirtelen megnő, az 5. ábránál pedig hirtelen lecsökken. A T transzmissziós görbe eltolódásával megváltozik az átbocsátóit fény intenzitása - megnő vagy lecsökken - és ezt a változást a 60 detektor érzékeli és erősítés után 62 megjelenítő kijelzi, ami már nedvesség és/vagy gőz %-os telítettségére van kalibrálva. Ha a keskenysávú fényforrás X hullámhosszánál egy merőleges egyenest húzunk, ezen merőleges egyenes metszéspontja a különböző relatív telítettségéhez tartozó A-F transzmissziós görbével a függőleges tengelyre kivetítve az adott %-os telítettséghez tartozó T transzmissziós értéket adja. A 6. ábra függőleges tengelye a nedvesség és/vagy gőz érzékenységmérő berendezés kimenő U jelét mutatja a X hullámhossz függvényében. Az ábrán három, első J, második K, harmadik L görbe látható. Az első J görbe kis, a második K görbe közepes, a harmadik L görbe pedig a nagy %-os relatív páratartalomnál a legmeredekebb. Tehát a berendezés érzékenysége nagymértékben változtatható aszerint, hogy a különböző %-os relatív telítettség közül melyiket realizáltuk. Az egyes görbékhez tartozó hullámhosszváltozást AX3, AA.4, AX5 valamint a hozzájuk tartozó kimenő feszültségváltozást kimenő AU3, A1/4, illetve AU5 feszültségváltozással jelöltük. A berendezés egyes páratartalom J,K,L jelleggörbéi alapvetően négy tényezőtől függnek : a) a nedvesség és/vagy gőzérzékeny interferenciatükör vagy interferenciaszűrő optikai átviteli függvényének alakjától azon hullámhossztartományban, amelyet mérésre használunk ; b) a mérésre használt hullámhossztartomány és a keskenysávú fényforrás hullámhosszának viszonyától ; c) a nedvesség és/vagy gőzérzékeny interferencíatükőr vagy interferenciaszűrő hullámhossz eltolódásának mértékétől (0-100% relatív nedvesség és/vagy gőztelítettség tartományban); d) A keskenysávú fényforrás sávszélességétől. A 7-8. ábra két olyan elrendezést mutat, amikor a keskenysávú 30 fényforrás 33 fénynyalábja kétszer van átvezetve a nedvesség és/vagy gőzérzékeny 40 interferenciatükrön. A 33 fénynyaláb irányában elhelyezett 40 interferenciatükör keskenysávú 30 fényforrással ellentétes oldalán vagy közvetlenül a 40 interferenciatükör átlátszó 41 hordozójának felületén, vagy attól távolabb reflektáló felület, 45 tükör van. Ezekkel az elrendezésekkel a berendezés érzékenysége kétszeresére növelhető. A 45 tükör a 33 fénynyalábot ugyanolyan szögben visszaveri. A visszavert 33 fénynyalábot, mely másodszor is áthalad a 40 interferenciatükrön, a 60 fényérzékelő érzékeli. A 8. ábrán látható példakénti kiviteli alak abban különbözik a 7. ábra szerinti kiviteli alaktól, hogy a 45 tükör a 40 interferenciatükör átlátszó hordozójának ellentétes oldalán van a keskenysávú 30 fényforráshoz képest. A 9. ábra a találmány szerinti berendezés további két példakénti kiviteli alakját szemlélteti. Az egyik példakénti kiviteli alaknál a 20 tápforrás stabilizált 21 áramgenerátor, a keskenysávú 30 fényforrás pedig fényemittáló 31 diódából és keskenysávú 32 interferenciaszűrőből áll. A fényemittáló 31 dióda felületén azzal jó hőcsatolásban 64 hőmérsékletérzékelő van. A 61 erősítő és a 62 megjelenítő között kompenzáló 66 egység van. A kompenzáló 66 egység bemenetére 65 erősítőn át a 64 hőmérsékletérzékelő csatlakozik. A 60 fényérzékelőre jutó fényintenzitás a levegőben vagy más gázban lévő nedvesség és/vagy gőzök relatív telítettségével arányos, ezért szükségszerű követelmény, hogy a fényemittáló 31 dióda kisugárzott fényintenzitása stabil legyen. Ezért pontosan ismerni kell a fényemittáló 31 dióda által kisugárzott fényintenzitás értékét. Mivel a fényemittáló 31 dióda táplálását konstansáramú 21 áramgenerátor végzi, így a kisugárzott fényintenzitás csak a fényemittáló 31 dióda hőmérsékletétől függ. A kisugárzott fényintenzitás negativ hőfokfüggést mutat, az alábbi összefüggés szerint: ahol A<p a kisugárzott fényintenzitás változása és AT a dióda hőmérsékletváltozása. A fényemittáló 31 dióda fényintenzitásának csökkenése - 1 %/°C nagyságrendű és a fényemittáló 31 dióda hullámhosszától függően kismértékben változik. Tehát a 64 hőmérsékletérzékelővel mérjük a fényemittáló 31 dióda hőmérsékletét a kompenzáló 66 egységgel a hőmérsékletváltozás hatását kompenzálni tudjuk. Egy további példakénti kiviteli alaknál a fényemittáló 31 dióda két bemenete és a kompenzáló 66 egység bemenete között 63 differenciál-erősítő van. Ezen kiviteli alak működése megegyezik az előbbi kiviteki alak működésével, azzal a különbséggel, hogy a fényemittáló 31 dióda hőmérsékletének meghatározása a fényemittáló 31 dióda nyitóirányú feszültségének mérésével történik. Amennyiben a fényemittáló 31 dióda IF áramát a hőmérsékletváltozástól függetlenül állandó értéken tartjuk, a nyitóirányú UF feszültség a T hőmérséklettel csökkenni fog. A nyitóirányú feszültség értéke a fényemittáló 31 dióda konstrukciójától, illetve áramától függ és - 1,3 mV/'C-tól -2,3mV/°C nagyságrendjébe esik. A differenciál-erősítő méri a fényemittáló 31 dióda kivezetésein lévő nyitóáramú feszültségkülönbséget, amely a fényemittáló 31 dióda hőmérsékletével arányos. A differenciálerősítő kimenő jelével a kompenzáló 66 egység kiegyenlíti a hőmérsékletváltozás hatására a fényemittáló 31 dióda kisugárzott fényintenzitásában létrejövő változásokat. A 10. ábra a konstansáramú 21 generátor egy példakénti kiviteli alakját mutatja, melynek láncbakapcsolt referencia 22 feszültségforrása és műveleti 23 erősítője, valamint a fényemittáló 31 diódával 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
