190892. lajstromszámú szabadalom • Sík felületek reflexióját mérő berendezés, különösen csillogásmérő
5 190.892 6 megvilágító nyaláb terelésére a 36 fényterelő elem szolgál, mely olyan totálreflexiós prizma, melynek belépő és kilépő lapjai a rajta áthaladó megvilágító nyaláb optikai tengelyére merőlegesek. (A 85°-os mérőnyaláb terelésére az ugyanolyan alakú 136 fényterelő elem szolgál. (Az ily módon felépített három megvilágító nyaláb az 50 mintafelületet csak az 51 vizsgált mintafelület terjedelmében világítja meg. Az 50 mintafelület a 71 mérőfej alaplap kivágásának oldalán fekszik fel. Az 51 vizsgált mintafelületről, melynek mérete jelen példában sxp ellipszis, kilépő mérőnyalábok a megfelelő (114) 124,134 észlelő objektíveken és (112) 122, 132 észlelő blendéken át a (111) 121,131 mérőészlelőkre esnek. Az észlelés térszögei a 112, 122, 132 észlelő blendék mérete és a 114, 124, 134 észlelő objektívek hasznos belépő méretének olyan nagynak kell lennie, hogy az észlelés térszögei és az 51 vizsgált mintafelület sxp méretét is figyelembe véve sugárveszteség ne keletkezhessék. A 11, 21, 31 fényforrások az 1 referencia észlelő, a 111, 121, 131 mérőészlelők villamos vezetékei a 67 szerelőlapon levő áramkörökhöz vannak csatlakoztatva. Ugyanezen ábrán tűntettük fel a 61 villamos választókapcsoló és a 66 digitális kijelző elhelyezését, mely utóbbi átfordíthatóan is dugaszolható (szaggatott vonal). Ez az átfordítás akkor előnyös, amikor pl. kisméretű sorozatminták mérésénél az egész készülék átfordítva a 72 mérőház burkolatra szerelt 73 talppogácsákon nyugszik. Ez esetben ugyanis kényelmesebb a könnyebb mintákat a csillogásmérőre helyezni, mint a nehezebb csillogásmérőt a kisebb mintákra. A 2. ábrán a mérőberendezés elvi blokkvázlatát tűntettük fel. A különböző mérési módokhoz tartozó pl. 11 fényforrást - pl. 111 mérőérzékelőt a 61 villamos választókapcsolóval választjuk ki. A 11 fényforrást a 63 áramgenerátorral hajtott 62 vezérlőegységgel vezérelt 64 impulzusüzemet biztosító tápegység táplálja. Alii észlelő és 1 referencia észlelők jelei a fényforrás „sötét” periódusában (az ábrán feltűntetett állapot) a 102 és 2 áram-feszültség konvertereken és a 62 vezérlőegységgel vezérelt 105 és 5 vezérelt kapcsolókon át a 106 és 6 tárolókba, míg a fényforrás „világos” állapotában a 107 és 7 tárolókba jutnak. A 106 és 6, valamint 107 és 7 tárolók kimenetei 60 villamos aritmetikai egység bemeneteire, míg az aritmetikai egység kimenete 66 kijelzőhöz van kapcsolva. A „sötét” és „világos” periódust követő „mérő” periódusban a 60 aritmetikai egység először 107 és 106, illetve 7 és 6 tárolókban tárolt értékek különbségét, majd ezen különbségek hányadosát képezi, mely hányadosérték a 66 kijelzőn jelenik meg. Azily módon képzett mérési érték független az észlelőkre jutó zavaró háttérfény hatásától, valamint a fényforrás intenzitásának időbeli változásaitól. A 3. ábrán mutatjuk be a 11 fényforrás (jelen esetben fényemittáló dióda) kiviteli alakját abban az esetben, ha a dióda 11 világító magjának mérete kisebb mint a 20°-os csillogásmérési geometriához tartozó 12 fényforrásblende szükséges s’xp’ mérete. Ezen kiviteli alaknál a fényemittáló dióda 11” hasznos kilépő felületének méretét s’xp’ méretre lemunkáljuk és mattítjuk, ill. szükség esetén all’” oldalfelületeket tükröző bevonattal is elláthatjuk. Az egyes fényforrások eltérő intenzitása, a megvilágító és észlelő egységek és a fényvezető elemek eltérő átviteli hatásfoka, valamint az egyes észlelők eltérő érzékenysége miatt, normált mérési értékek kiszámításához az észlelők jelét a különböző mérési módozatokban különböző mértékben kell figyelembe venni. A különböző mérési módozatok: pl. abszolút tükrös reflexióképesség, szórásmérés, csillogásmérés stb. és az értelemszerű fényforrásészlelő párosítások nagyszámú, eltérő normálást kívánnak, ez esetben a jelek arányának külön-külön jelszabályozó elemmel történő beállítása nem gazdaságos. Ez esetben célszerűbb a készülék kalibrálásánál meghatározott normálási állandókat is külön tárolókban tárolni, majd a normálást a mérési módhoz és a kiválasztott párosításhoz tartozó más-más számítóprogrammal elvégezni. A három mérési geometriához 9 készülék állandó ismerete szükséges: a három megvilágító nyaláb relatív intenzitásértéke tükrözés nélkül azonos detektorral mérve, az ezen intenzitásértékekhez tartozó három referenciajel, valamint ismert n = 1,567 törésmutatójú üvegminta esetén a tükrözési irányokban levő mérőészlelő három mérőjele (a csillogási mérőszámokhoz történő korreláció és az abszolút reflexióérték normálásához). Ezen kilenc készülék állandó ismeretében bármely fényforrásészlelő párosításban, és mérési módban normált mérési értékek származtathatók. Ha a mérőberendezést csak csillogásmérőként kívánjuk üzemeltetni, a normálás egyszerűbben oldható meg, mivel csak az azonos beesési és észlelési szögű párosításoknál történik a mérés. Ez esetben az n = 1,567 törésmutatójú üveget behelyezve, három villamos és/vagy optikai jelszabályozó elem elégséges, hogy a három csillogási mérőgeometriában a mérőjel értékét 100-ra normáljuk, továbbá ekkor aritmetikai egységnek egyszerű villamos osztóáramkört is alkalmazhatunk. Egy ilyen, csak csillogásmérőként használt találmány szerinti mérőberendezés villamos kapcsolási elrendezését a 4. ábrán mutatjuk be. A 61 villamos választókapcsoló, jelen példában a 20°-os geometriához tartozó 11 fényforrást, 111 mérőészlelőt és 115 jelszabályozó elemet választja ki. A 63 óragenerátor a 62 vezérlőegységen és 64 impulzusüzemű tápegységen át táplálja all fényforrást. Az ábrán feltűntetett állapot all fényforrás „sötét” periódusának felel meg, vagyis a 111 mérőészlelő áramjele (ami ekkor a háttérfényből származhat) a 102 áram-feszültség konverter és összegző áramkörön és a 62 vezérlőegységgel vezérelt 105 vezérelt kapcsolón keresztül, fordított polaritásban, a 103 első mintavevő és tartó áramkörre jut, melyet a 62 vezérlőegység mintavevő állapotban tart. All fényforrás „világos” periódusában a 105 vezérelt kapcsoló a 102 áram-feszültség konverter és összegző áramkört a 104 második mintavevő és tartó áramkörre, a 62 vezérlőegység pedig a 103 első mintavevő és tartó áramkört tartó helyzetbe és a 102 áram-feszültség konverter és összegző áramkör bemenetére kapcsolja. Mivel a 111 mérőészlelő ekkor a 11 fényforrás fényét és a háttérfényt észleli, a 102 áram-feszültség konverter és összegző áramkör már ezen két érték különbségét képezi és táplálja a 104 második mintavevő és tartó áramkörbe, mely így all fényforrás fényétől származó „hasznos” jelet fogja tárolni. Hasonló módon kerül tárolásra az 1 referen-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
