183806. lajstromszámú szabadalom • Mérési elrendezés elektromágneses sugárforrások sugárzási energiájának a mérésére
1 183 806 2 sítják meg. Hátrányos ennél a kiértékelési módszernél, hogy a sugárzásról kapott adatok kiértékelése nem azonnal történik meg, és sorozatvizsgálatoknál vagy több sugárforrás vizsgálata esetén az eljárás nem alkalmazható. A találmány célja, hogy egy olyan mérési elrendezést valósítson meg, amely alkalmas elektromágneses sugárforrások sugárzási energiájának nagypontosságú, rövid mérésidejű, valamint környezettől független mérésre. További cél az, hogy ez a mérési eljárás viszonylag egyszerű alkatrészekkel és egyszerű technológiával legyen megvalósítható, és ezáltal gyors, szériaszerű méréseket lehessen elvégezni nagyszámú sugárforrás esetén is. A találmány feladatát abban látja, hogy egy új megoldást valósítson meg elektromágneses sugárforrások által létrehozott hőenergia elvezetésére és mérésére. A találmány szerinti mérési elrendezés az elektromágneses sugárforrások sugárzási tulajdonságait a kalorimetriás mérési elv alkalmazásával valósítja meg, mérőfejek segítségével, amely mérőfejek abszorberből, hőelemekből és hőtartályból állnak. A találmány lényege abban van, hogy a hőelem sorozatok egy külső és egy belső, minden esetben önmagában zárt termikus és villamos vezető lemezes szerkezetből vannak kiképezve, ahol az egyes lemezelemek hőellenállás hidakon keresztül vannak összekötve a belső lemezes szerkezettől a külső lemezes szerkezet felé, továbbá ezek a hőelemek sorba vannak kapcsolva, továbbá, hogy a belső, önmagában zárt lemezes kialakítás belsejében az abszorber elemek termikusán vezető kapcsolatban vannak egymással, és a külső önmagukban zárt lemezes elemek termikus vezető kapcsolatban vannak a hőtartállyal, továbbá egy kiértékelő egység van a hőelemsorozat csatlakozásaihoz csatlakoztatva. A külső és belső lemezes szerkezet egyes lemezei körgyűrű alakban lehetnek elhelyezve. Természetesen más geometriai alakzatban is elhelyezhetők. A külső és a belső lemezes szerkezet lemezelemeinek a száma célszerűen azonos, de a kívánt mérési pontosságtól függően bizonyos határok között változtatható. A találmány egyik előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a belső és a külső lemezes szerkezet, valamint az ezeket összekötő hőellenállás hidak sík vezeték nyalábok formájában vannak kialakítva egy termikusán és villamosán szigetelő alapanyagon. A hőtároló egy termikusán jól vezető anyagból kialakított tároló, amelynek hőkapacitása a hőelemsorozat hőkapacitásának sokszorosa kell legyen. A hőellenállás hidak általában ellenálláshuzalból vannak kialakítva és a lemezes elemekkel villamosán és termikusán vezető kapcsolatban vannak. A már ismertetett mérőfej segítségével igen rövid idő alatt, nagy pontossággal és nagy elbontóképességgel meg lehet mérni az elektromágneses sugárforrás energiáját. Ezen mérési eljárás további kiegészítő elemek segítségével alkalmas a sugárzás divergenciájának megállapítására is. Ebben az esetben legalább két mérőfejet kell a sugárnyaláb útjába elhelyezni, és a mérőfejeknek azok az abszorberei, amelyek a sugárforrástól a legtávolabb vannak a középpntjukban nyílásokkal vannak ellátva, amely nyílások mindenkor a sugárforrás felől nézve előre meghatározható, szabadon kiválasztható térszögnek felelnek meg. A találmány egyik további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy legalább három mérőfej van egymásután a sugár útjába elhelyezve, és az abszorber elemeknek a nyílásai a sugárforrástól való távolságuktól függően egyre kisebbek lesznek, azaz a távolabb levő abszorberen kisebb nyílás van. Ezzel a módszerrel lehetőség van arra, hogy különböző térszögek mellett az energiaeloszlást megmérjük. A kapott mérési eredmények kijelzésére és kiértékelésére azáltal van lehetőség, hogy a mérőfejekhez tartozó kiértékelő egység egy további központi kiértékelő egységgel van összekapcsolva. Ezen mérési elrendezés segítségével lehetőség van sugárforrások sugárzási energiájának a mérésére és megvizsgálására, továbbá sugárforrások sugárzási divergenciájának mérésére, luminescensdiódáknál vagy lézereknél, impulzus üzemmódban vagy tartós üzemmódban. A mérés gyorsan és kívánt pontossággal valósítható meg. Azáltal, hogy a sugárforrás összenergiáját valamint a sugárzási divergenciát egyidejűleg tudjuk meghatározni, a mérési idő tényleges értékét is megkapjuk. A sugárforrás fluktuációja, amely a rendszerből fakad, valamint az esetleges és szükséges középérték képzés mérési hibát nem okoz. A mérési eredmények igen nagy biztonsággal adódnak. A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével ábrákon ismertetjük. Az 1. ábra a mérőfej vázlatos rajzát mutatja egy, a sugárzás energiájának mérésére kialakított mérési elrendezésnél, a 2 ábra a mérőfejben levő hőelemsorozat vázlatos rajza, a 3. ábra egy olyan mérési elrendezést mutat a sugárzási energia mérésére, ahol a környezeti hőmérséklet változásának zavaró hatása ki van küszöbölve, a 4 ábra a kiértékelő berendezés egyik előnyös kiviteli alakját mutatja, az 5. ábra egy olyan mérési elrendezés vázlatos rajzát mutatja, ahol a sugárzási energiát és a sugárzás divergenciáját is mérhetjük, a 6 ábra a sugárzási energia és sugárzás divergenciájának meghatározásához egy további mérési elrendezést mutat be. Az 1. ábrán bemutatott vázlatos mérési elredezés elektromágneses sugárzás energiáját méri kalorimetriás mérési elv alkalmazásával. Ennél a mérési elrendezésnél a mérőfej egy 1 abszorberből, egy 2 hőelemből és 3 hőtárolóból áll, és az 1 abszorber megfelelően hővezető kapcsolatban van a 3 hőtárolóval. Az ábrán a 2 hőelemek sorozata csak vázlatosan van bemutatva, részletesebben ez a 2. ábrán látható. A 2 hőelem, ahogyan 2. ábrán látható, jó villamos és termikus vezetőképességű önmagukba zárt 4 külső és 5 belső lemezes szerkezetből van kialakítva. A könnyebb érthetőség kedvéért a lemezeknek csak igen száma van megrajzolva. A lemezek számát ugyanis a mérés pontossága határozza meg, amelyet az adott mérési elrendezéstől megkívánunk. Az 5 belső és a 4 külső lemezek egyes lemezei 6 hőellenállással vannak egymással összekapcsolva. Az egyes lemezeken átáramló hő jobb integrálása érdekében a lemezek 7 összekötő vezetékkel egymással sorba vannak kapcsolva. A 2 hőelem kivezetései 7 összekötő vezetékekkel vannak a 8 kiértékelő berendezéshez csatlakoztatva. Az 1. ábrán jól látható, hogy az 1 abszorber hővezető érintkezésben van az 5 belső lemezes szerkezet minden egyes lemezével. A 4 külső lemezes szerkezet egyes lemezei pedig hővezető kapcsolatban vannak a 3 hőtartállyal. A 3 hőtároló egy termikusán jól vezető anyagból, például rézből van kialakítva, amely 3 hőtartálynak a hőkapacitása a 2 hőelem hőkapacitásának sokszorosa. Az elektromágneses sugárforrás egy 9 sugárnyalábot bocsátki, amely az 1 abszorberbe csapódik be. Az abszorber lehet tárcsaalakú vagy például kúpalakú is. Tárcsaalak esetében az abszorbciós tulajdonság növelése érdekében cél5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
