197962. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés elektromágneses sugárimpulzusok kalorimetriás elvű energiamérésre
197962 Elrendezés elektromágneses sugárimpulzusok kalorimetriás elvű energiamérésére, amely elrendezés mérőfeje mérőabszorbert és referenciaabszorbert tartalmaz, melyek egy-egy hőeiemmel és közös hőkapacitással állnak termikus kapcsolatban, és a mérőfejhez elektronikus kíértékelőegység csatlakozik. A találmány szerinti elrendezés abszolút értéket mérő és közvetlen mutató mérőműszerek esetében alkalmazható sugárimpulzusok energiájának mérésére. Az elrendezés mérési tartománya időben a milliszekundum tartománytól a nanoszekundum tartományig terjed, míg a mérhető hullámhossztartomány az ibolyántúli sugárzástól egészen az infravörös sugárzásig húzódik. A szakirodalomból, valamint a szabadalmi dokumentációból számos műszaki megoldás vált ismertté, elektromágneses sugárimpulzusok energiájának mérésére. Sugárimpulzusok energiájának kalorimetriás elven történő mérésére a DD 160 325 számú szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelynél a kalorimetriás mérési elv szerint a sugárzási energiát hőenergia révén hőmérsékletnövekedéssé alakítják át, amelyet mérnek, majd kiértékelnek. A sugárzási energiát ehhez a lehető legteljesebben kell abszorbeálni, mely célból az említett szabadalom üreges kúp alakú abszorbereket alkalmaz feketített fémből, grafitból vagy más hasonló anyagból. Ezzel a mérési elrendezéssel, amely a környezet zavaró hatásainak kiküszöbölésére differenciálelrendezésként van felépítve, igen pontos mérési eredmények nyerhetők, függetlenül a sugárzás beesési helyétől, eloszlásától és hullámhosszától. Az elrendezés két abszorber elemből áll, méghozzá egy mérőabszorberből és egy referenciaabszorberből, továbbá két hőelemből, egy tárolóként szolgáló hőkapacitásból és egy elektronikus kiértékelő kapcsolásból. A differenciálelrendezés miatt olyan abszorberekre van szükség, amelyek érzékenységüket, felfutási idejüket és lecsengési időállandójukat tekintve abszolút azonos paraméterekkel rendelkeznek. Ez azonban bonyolultabb technológiai folyamatokkal, bonyolult mérő- és hitelesítési eljárásokkal és így jelentős gazdasági ráfordításokkal jár. A mérőabszorber és a referenciaabszorber abszolút azonos felépítése esetén, mint az említett DD 160 325 számú szabadalmi leírás kiviteli példája is mutatja, lehetőség van a méréssorozat növelésére a referenciaabszorber visszafűtése révén. A referenciaabszorber hőmérsékletkiegyenlítése a mérés után történik egyetlen visszafűtő impulzus segítségével. Ekkor bekövetkezhet, hogy a referenciaabszorber hőmérséklete túllendül azon a nullponton, amely a mérőabszorber hőmérsékletének felei meg. Ahhoz, hogy ezt a nullponton való túllendülést, amely méréssorozat, illetve a mérési pontosság csökkenéséhez vezet, elkerülhessük, az említett hőmér- 2 1 sékletkiegyenlítést-igen bonyolult módon kell elvégezni. A DD 132 544 számú szabadalmi leírás folyamatos elektromágneses sugárzás teljesítményének mérésére alkalmas kalorimétert ismertet. Ez a találmány különösen lézerek, akár nagyobb teljesítményű lézerek energiájának mérésére alkalmas és egy üreges kúpból áll, amelynek hőelvezető tárcsáján radiális hőmérséklet gradienseket meghatározó hőelemek vannak elréndezve, valamint elektronikus kiértékelőegysége van. Az említett műszaki megoldás hátránya abban áll, hogy az üreges kúp hőelvezető tárcsával való őszszekapcsolása igen magas technológiai ráfordítást követel meg és nem reprodukálható. Az ilyen típusú abszorberelemek differenciálelrendezés létrehozásához, a környezeti behatásoktól lehetőleg messzemenően független mérési eredmények elérésére nem alkalmasak, mivel az abszorberek abszolút azonos paraméterei a bonyolult gyártástechnológiával nem biztosíthatók. így sajnálatos módon az ismertetett megoldás elektromágneses sugárimpulzusok energiájának- igen pontos mérésére a környezeti befolyások kompenzációjának hiánya miatt nem alkalmas. A találmánnyal célunk elektromágneses sugárimpulzusok energiájának mérésére alkalmas elrendezés létrehozása, amely mentes a felsorolt hiányosságoktól és amelynek mérési pontossága nagy mérésszám mellett és a környezeti befolyásoktól való lehető legnagyobb függetlenség mellett növelhető a 'űrési problémák és a gyártási ráfordítások egyidejű csökkentésével. A találmánnyal megoldandó feladatot úgy határozhatjuk meg, hogy az elektromágneses sugárímpulzusok energiájának mérésére más elrendezést és a mérési eredmények kiértékelésére újfajta kapcsolást kellett megvalósítani. A kitűzött feladatot elektromágneses sugárimpulzusok energiájának kalorimetriás elvű mérésére alkalmas elrendezéssel oldottuk meg, amelynek különbségi mérésre alkalmas mérőfeje mérőabszorbert és referenciaabszorbert tartalmaz, melyek egy-egy hőelemmel és egy közös hőkapacitással állnak termikus kapcsolatban, és amelyhez elektronikus kiértékelőegység csatlakozik. Ezt az elrendezést a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a mérőfej és a mérőabszorber bemenete között, a sugárzást átvezető csatornán kívül a mérőabszorberből kilépő szórási sugárzást felfogó optoelektronikus mérővevők vannak elrendezve, továbbá a hőelemek bemeneti erősítőre csatlakoznak, melynek kimenete meghatározott, azonos számú műveleti erősítővel és nullpont kompenzálófokozattal van összekapcsolva, továbbá a kiértékelőegység a mérőabszorber fütőellenállásával összekötött impulzusgenerátort és a referenciaabszorber fűtőellenállásával összekötött visszafűtőegységet tartalmaz, és a*kiértékelőegységnek olyan vezérlőfokozata van. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
