192355. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés előnyösen szórtfény intenzitásának a mérésére szolgáló távadókhoz
1 192.355 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés távadókhoz, előnyösen fény intenzitásának a mérésére szolgáló távadókhoz, mely alkalmas például ipari szennyvizek zavarosságának a meghatározására, a vízelőkészítés! technológiák ellenőrzésére avagy élelmiszeripari termékek tisztaságának a minősítésére. A szakirodalomból ismert, hogy a folyadékok lebegőanyagtartalmának meghatározására a szórtfény intenzitásának mérésén alapuló mérőeszközök adják a legjobb eredményeket. Az érzékelés fizikai lényege ezeknél az eszközöknél abban áll, hogy a mérendő közeget, azaz a folyadékot és a benne lebegő anyagokat adott szög alatt fénnyel világítjuk meg. A fény a lebegő anyagokon szóródik, és a szórtfény intenzitását olyan optoelektronikus eszközzel érzékeljük, melynek kimenő árama arányos a-szórt fény intenzitásával, és így adott mérési feltételeknél közel arányos a lebegőanyagtartalommal. A mérőeszköznek igen lényeges eleme maga az érzékelő, amely csak igen kisszintű kimenőjelet tud szolgáltatni. További problémát jelent az érzékelő kimenőjelének hőmérsékletdriftje, és időbeli instabilitása. Az érzékelőhöz kapcsolódó elektrinikának, melyet távadóként szokásos kialakítani, így egyidejűleg ki kell elégíteni a következő követelményeket: — kisszintű jelek fogadása és feldolgozása, — időbeli stabilitás és — változó hőmérséklet mellett is stabil működés. További követelményként jelentkezik a be- és a kimeneti jellemzők, azaz a mérési és így a feldolgozási tartomány, valamint a távadó kimeneti áramtartományának az állíthatósága. Ezen követelményeket egyidejűleg az. ismert berendezések nem tudják kielégíteni. Problémát jelent ugyanis a stabil működés biztosítása a be- és kimeneti jellemzők változtatása mellett. Ismert ugyan az automatikus nullázás elve, amely kiválóan alkalmazható kisszintű jelek mérésére, de a fiziko-kéiniai érzékelőknél a hibafeszültség tárolása a rosszul megválasztott vonatkoztatási feszültség miatt nem megoldott. E probléma részben megkerülhető speciális, igen igényesen kivitelezett, és ezért nehezen beszerezhető integrált áramkörökkel, de a be- és kimeneti jellemzők változtatásából következő változó nullázási feltételekből fakadó problémákat önmagukban ezek az áramkörök sem képesek megoldani. A találmány célja az ismertetett hiányosságok kiküszöbölése,-azaz változtatható be- és kűncneti jellemzők között működtethető, stabil, kisszintű bemeneti jeltartományban működő távadó kidolgozása. A találmány tárgyát képező kapcsolási elrendezés ezt a célkitűzést azzal éri el, hogy az előnyösen szórt fény intenzitásának a mérésre szolgáló távadók hagyományos elmei, azaz érzékelő, áramgenerátor, kezelőszervek és az érzékelő és az áramgenerátor között soros hatásláncban elhelyezkedő követő erősítő és programozható erősítő mellett, az automatikus nullázást változó feltételek mellett lehetővé tevő további egységeket alkalmaz. így nullázó generátora, váltó kapcsolója, tartó kondenzátora, kapcsolója, második követő erősítője, aluláteresztő szűrője és programozható feszültséggenerátora van. A tartókondenzátor egyik végével a programozható erősítő kimenetére, a másik végével pedig a második követő erősítő, illetve a kapcsoló bemenetére csatlakozik. A kapcsoló kimenete a programozható feszültséggenerátor bemenetével van összekapcsolva. Az érzékelő kimenete és követő erősítő bemenete közé van a váltókapcsoló közbeiktatva. A követő erősítő kimenetével a programozható erősítő bemenetére csatlakozik. A második követő erősítő az aluláteresztő szűrőn keresztül van az áramgenerátorra kapcsolva. A kezelőszervek kimenetei a programozható feszültséggenerátorra, a programozható erősítőre és az áramgenerátorra vannak bekötve. A váltó kapcsoló második bemenete a földre van kapcsolva. A programozható feszültséggenerátor igen előnyös kiviteli alakjánál a programozható feszültséggenerátornak a kapcsoló kimenetéhez csatlakozó bemenetét kétkimenetű kapcsoló bemenete képezi. A kétkimenetű kapcsoló egyik kimenete a földre, a másik kimenete pedig két sorbakapcsolt ellenállások a föld és referencia feszültséggenerátor kimenete közé vannak beiktatva. A programozható feszültséggenerátor vezérlő bemenetét a kétkimenetű kapcsoló vezérlő bemenete alkotja. A programozható feszültséggenerátornak egy általánosabb kiviteli alakjánál a kétkimenetű kapcsolót "n" kimenetű kapcsoló helyettesíti. Az 'V-kimenetű kapcsoló kimeneteihez pedig a két sorbakapcsolt ellenállást helyettesítő "n" darab sorbakapcsolt ellenállás egy-egy pontja van hozzárendelve. A találmány tárgyát rajz segítségével ismertetjük részletesebben. Az. 1. ábrán látható a kapcsolási elrendezés tömbvázlata, valamint a jellegzetes egységek cgy-egy lehetséges kiviteli példája. Az 1. ábrán valamennyi egységet folyamatos vonallal határoltuk, kivéve a pontvonallal ábrázolt 12 programozható feszültséggenerátort. Az 1. ábra szerinti, szórtfény intenzitásának a mérésére szolgáló távadó kapcsoló elrendezésben 1 érzékelő kimenete a soros hatásláncba kötött 5 váltó kapcsolón, 6 követő erősítőn, 7 programozható erősítőn. 8 tartó kondenzátoron, 10 második követő erősítőn és 11 aluláteresztő szűrőn keresztül van 2 áramgenerátorral összekötve. A 10 második követő erősítő bemenete 9 kapcsolón keresztül 12 programozható feszültséggenerátorra bemenete 13 földdel, a vezérlő bemenete pedig 4 nullázó generátor kimenetével és a 9 kapcsoló vezérlő bemenetével van összekötve. Továbbá a 3 kezelőszervek első kimenetűkkel a 12 programozható feszültséggenerátorra, második kimenetűkkel a 7 programozható erősítő és harmadik kimenetűkkel a 2 áramgenerátorra csatlakoznak. Az ismertetett kapcsolási elrendezésben a hagyományos soros jelfeldolgozó láncot az 1 érzékelő, a 6 követő és a 7 programozható erősítő, valamint a 2 áramgenerátor alkotja. A be- és kimeneti feltételek a 3 kezelőszervek segítségével állíthatók be.Az automatikus nullázást lehetővé tevő elemek, azaz az 5 váltókapcsoló, a 8 tartókondenzátor, a 9 kapcsoló, a 10 második követő erősítő és a 11 aluláteresztő szűrő a 12 programozható feszültséggenerátor segítségével veszik figyelembe a változtatható be- és kimeneti feltételeket. A 8 tartó kondenzátor elhelyezkedése és a 12 programozható feszültséggenerátor feszültségkombinációi olyanok, hogy a 8 tartó kondenzátornak bármely be- és kimeneti feldolgozási feltételnél kis hibafeszültséget kelljen az automatikus nullázáshoz tárolnia. A 6 követő erősítő és a 10 második követő erősítő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
