192395. lajstromszámú szabadalom • Optikai reflexiós koncentrációmérő
1 2 192395 csak termosztólható a 29 detektorok) 30 tartóeleme is. A 2. ábrán az 1. ábrán bemutatott berendezés térbeli rajza látható, részben metszetben, A készre szerelt berendezés 33 csavarokkal van 32 műszerházban rögzítve. A 26 lemez köralakúra van kiképezve, és 34 távtartókkal van rögzítve. A 4 lencse hűtőbordákkal ellátott 36 tartóelemben van, egy 35 lemez tartja a 12 motort, míg a 37 nyomtatott áramköri lemez az áramkörök kivezetéseire szolgáló részt tartalmazza. A 3. ábján látható a találmány szerinti berendezés vázlatos rajza mellett a jelfeldolgozó egység blokkvázlata. All szűrőtárcsát magába foglaló 7 ház termosztálását 19 hőmérsékletérzékelő 38 alapjeladó és 39 összehasonlító áramkör segítségével végezzük el, ahol a 19 hőméisékletérzékelő a 39 összehasonlító áramkör egyik bemenetére van kapcsolva, míg a 39 összehasonlító áramkör másik bemenete 38 alapjeladóvan van összekötve, kimenete pedig a 7 házra felerősített 18 fűtőelem ki-, illetve bekapcsolását végzi. Hasonlóan a 29 detektorokat tartó 30 tartóelem is termosztálva van. Itt a 41 alapjeladó van 42 Peltierelemre kapcsolva, melynek egy további bemenete a 30 tartóelemen elhelyezett 40 hőmérsékletérzékelővel van összekötve. A 29 detektorok sötétáramát 45 áramkörrel'lehet korrigálni, amely akkor történik, amikor a 11 szűrőtárcsán egy olyan elem kerül a fényútba, amely a 46 fényutat elzárja. A 45 áramkör kimenete 50 erősítőn keresztül van egy mikroprocesszoros 48 vezérlő és jelfeldolgozó egységre vezetve, amelynek egy kimenete vissza van vezetve a 45 áramkörre. Az 50 erősítő változtatható erősítési tényezőjű erősítő. A 29 detektorok kimenete egy másik 51 erősítővel van erősítve úgy, hogy a különböző 29 detektorokhoz különböző erősítési tényező van rendelve. Mind a 16 érzékelő jeladó, mind a 44 érzékelő jeladó, továbbá az 51 erősítő és 50 erősítő kimenete el van vezetve a mikroprocesszoros 48 vezérlő és jelfeldolgozó egységre, amely jelfeldolgozást és jeltovábbítást is végez, és kimenetén a kívánt információ nyerhető, attól függően, hogy a jeleket hogyan kívánjuk a továbbiakban feldolgozni. Beállítható például a koncentráció alsó és felső határa, és szükség esetén mindkettő egy-egy vészjelzővel is összekapcsolható. A találmány egyik előnyös kiviteli alakja úgy van kiképezve, hogy all szűrőtárcsán tizennégy interferencia 9 szűrő és egy lezárt nyílás helyezkedik el. A tárcsát 1500/min fordulattal forgatjuk. Az interferencia 9 szűrők átmérője 20 mm, a hasznos kallimált fényút átmérője 9 mm, áteresztési optikai félértékszélességük 10-20 nm között van. Az egyes 9 szűrők optikai áteresztése 30—60%. A 29 detektor ólomszulfidból van kiképezve, a jel növelése és a zavaró jel kiküszöbölése céljából négy párhuzamosan van kapcsolva. All szűrőtárcsa első 13 áttétele 1:4 lassító áttétel , a másoik 20 áttétel 1:16. A 11 szűrőtárcsa 9 szűrőinak a helyzetét a 17 tárcsán kiképzett tizenöt darab 6 x 0,6 mm méretű nyílással érzékeljük a 16 érzékelő jeladóval. Az alkalmazott 1 fényforrás 12V, 100 W típusú kvarc halogén izzó, a koÚimátor 4 lencse f * 15 mm fókusztávolságú, az optikai 8,10 és 27 ablakok x,=l, x2=4 mm vastagságúak, mind optikai kemény üvegből készültek. A 29 detektorok jelének átalakítására AD 574 típusú, 12 bites analóg-digitális átalakítót, digitális-analóg átalakítóként AD 561 típust használunk. A mikroszámítógép 8085 alapú, egy-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 kártyás mikrogép. Ebben a konkrét megvalósítási példában a berendezés két egységből épül fel. Az optikai egység tartalmazza a találmány szerinti optikai-mechanikai egységet, az analóg áramköri részeket, a fényforrást. Az elektronikai egység tartalmazza a mikroszámítógép kártyát megfelelő analóg-digitális átalakítóval és a csatlakozó felületeket. Ebben az egységben helyezkedik el a fényforrást, mikroszámítógép kártyát, a szűrőház termosztálását, a Peltier elemeket ellátó tápegység is. A példában ismertetett berendezés mezőgazdasági termékekben nyers fehérjetartalmat, zsírtartalmat és nedvességtartalmaz mér. A 4. 5. és 6. ábrán három lehetséges beépítést mutatunk be. A4, ábrán bemutatott optikai reflexiós koncentrációmérő berendezés 32 műszerháza 52 silóra van rögzítve olyan módon, hogy a köralakú 26 lemezen a beleépített optikai 26 ablakkal közvetlenül érintkezik a silóban elhelyezett 53 mérendő terménynyel. Az 52 silóban finomszemcsés (d<0,3mm) vagy durvaszemcsés (d>0,3mm) termény, például extrahált szójadara, húsliszt, kukoricadara, halliszt lehet. A termény így kitölti a teljes optikai 27 ablakot, amelyen keresztül a mérés történik. Ha a mérendő felülethez képest a tennény szemcsemérete elenyészően kicsi, akkor álló termény is kis hibával mérhető. Ha az átlagos szemcseméret nagyobb, a szemcseméret eloszlás szélesebb, a mérés csak áramló mintán, mérésátlagolással végezhető el. A 4. ábra elrendezése szerint akkor lehet durvaszemcsés anyagot vizsgálni, ha 52 silóból anyag elvétel történik, így az 52 süó fala mentén lassan áramlik, a műszer tehát minden 11 szűrőtárcsa fordulat után más-más optikai képet lát. A 11 szűrőtárcsa gyors forgása biztosítja, hogy néhány perc alatt minden hullámhosszon többször is végezhető mérés, valamint ezek a mérési eredmények átlagolhatók. A teljes mérési ciklus a 11 szűrőtárcsa tizenhatszori körülfordulásából áll. Az 1:16 áttétel miatt egyszer kerül a 24 reflexiós standard és egyszer a 25 abszorpciós standard a fényútba. A 24 reflexiós standard és a 25 abszorpciós standard mérete olyan, hogy egy teljes 11 szűrőkerék körbefordulás idejére a fényutat megszakítva tartják, így mindkét standradról, minden egyes 9 szűrőnél jelet lehet venni. A 29 detektor jele A hullámhosszúságú szűrőnél a 24 reflexiós standaranál 1^ a 25 abszorpciós standardnál tizenötödik pozícióban a fényutat a 11 szűrőtárcsán elhelyezett betételem teljesen elzárja, ekkor lehet ún. sötétáram kompenzációt végezni, illetve háttér jelet venni, amennyiben az 53 mérendő terményen keresztül fény nem szivárog a rendszerbe (1^ m Ia <$- ^ ^lig kitakart fényútnál végzett mérést leszámítva a többi állásnál a megfelelő hullámhosszúságon a mintát mérjük, (L, ^), illetve annak "sötét" hátterét (I 0». A mért és átlagolt értékekből a kémiai koncentrációt, például az axtrahált szójadara fehéijetartalmát.a következő összefüggéssel számíthatjuk ki: fehérjetartalom % = *o + Kl W, ■ JM,0 ...*Kn ‘m,X4 4
