199019. lajstromszámú szabadalom • Optikai elrendezés füstölésmérő berendezéshez
1 HU 199019 B 2 A találmány tárgya optikai elrendezés füstölésméró berendezéshez, amely fényforrással és kondenzorral ellátott adómodulból, valamint a fényforrás fényét érzékelő fotodiódával és kondenzorral ellátott vevőmodult tartalmaz. A környezet fokozott védelmének igénye tette szükségessé a belső égésű motorok, különösen a dízelmotorok füstkibocsátásénak ellenőrzését, vagy a füstölésmérő berendezések kialakítását. A füstölés mérésére a gyakorlatban két mérési alapelv megvalósítása terjedt el. Az egyik szerint a füst szilárd alkotórészecskéit, az aeroszolokat összegyűjtik és mennyiségüket megállapítják, míg a másik szerint áramló füst fényelnyelését (opacitásót) mérik. A fényelnyelés (opacitás) mérésére alkalmas optikai elrendezést mutat be a 4 544 273 lsz. US szabadalmi leírás, amely két egymással párhuzamos csövön keresztül kapcsolódó detektorkamrával és reflektorkamrával van ellátva. Az elrendezés a fénynyaláb előállításéra adómodulként fényforrással csatolt féligáteresztő lencsét vagy tükröt, a nyaláb párhuzamosítására több blendét tartalmaz, míg vevőmodulként fénynyalábot blendén majd a füstáramon átvető homorútükröt és fényérzékeny detektort alkalmaznak. Ezt az elrendezést a nagy méretek, a blendék jelenléte miatt jelentős fényáramveszteség jellemzi. További hátránya a nagy méretek miatti szerelési érzékenység: egymástól viszonylag távol levő optikai elemek között kell az egylengelyűséget biztosítani, ellenkező esetben a fényforrás által kibocsátott fényáram vesztesége tovább növekedhet. Hordozható berendezések kialakítására ezért ez az elrendezés kevéssé alkalmas, a pontatlan mérés veszélye fokozottan jelentkezik. Mivel az optikai elemek egy része füsttel érintkezhet, Így gyakorta van szükség belsőtéri tisztításra. Jelen találmány célja füstölésmérő berendezésben használható olyan optikai elrendezés kidolgozása, amelyet egyszerű felépítés, kis méretek jelllemeznek, és amelynél gyakorlatilag nincs szükség belsőtéri tisztításra. Más szavakkal, célkitűzésünk olyan optikai elrendezés létrehozása, amely alkalmas kis divergenciájú, nagy fénysűrűségű fény nyaláb előállítására, továbbá a füstön áthaladó fénynyaláb hatékony összegyűjtésére. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a fény előállítását és a fényintenzitás mérését egymással belső terük révén nem közlekedő modulokban kell biztosítani, ami lehetővé válik, ha a fényforrás fényének a füstáramon való átvezetéséhez az optikai paramétereket, illetve a méréshez felhasznált fotóelektronikai elemek paramétereit alkalmas módon választjuk meg. A kitűzött cél elérésére olyan optikai elrendezést dolgoztunk ki, amely fényforrással és kondenzorral ellátott adómodult, valamint a fényforrás fényét érzékelő fotodiódával és kondenzorral ellátott vevőmodult tartalmaz és a találmány szerint az adómodul és a ve vő modul kon de Tízóraira a f v dd Dz > Di, és —* > — fa de összefüggések teljesülnek, ahol Dl az adómódul kondenzovának átmérője, Dz a vevőniodul kondenzorának Átmérője, fv a vevőmodul kondenzorának fókusztávolsága, fa az adómodul kondenzorának fókusztávolsága, dd az optikai berendezésben alkalmazott fotodióda felületének átmérője, mig de a fényforrás által kisugárzott fénynyaláb átmérője. Előnyösen a fényforrás pontszerű és/vagy monokromt.íkus fény kibocsátására alkalmasan van kiképezve, továbbá az adómódul kondenzora bikonvex lencséből és plánkonvex lencséből van összeállítva, mig a vevő modul kondenzora bikonvex lencsét tartalmaz. Ugyancsak célszerű, ha a vevömodulban a kondenzor és a fotodióda között infraszűrő Van elrendezve. A találmány szerint.i optikai elrendezés kis méretekben hozható létre, benne nagy fényerő biztosítható, a fény nyaláb kis divergenciája miatt az adómodul és a vevőmodul optikai tengelyeinek egy beesési pontosságával szembeni követelmények az ismert megoldásokhoz képest, kevésbé szigorúak. A találmány tárgyát, a továbbiakban példaként! kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti optikai elrendezés vázlata. A javasolt optikai elrendezés füstölés mérésénél szükséges eredmények megállapítására alkalmas 18 füstölésmérö berendezésbe van beépítve (1. ábra), a mérendő füst 1 adómódul és 2 vevőmodul között áramlik. Az 1 állomodul 3 adóházba van beépítve, amelynek hátsó 8 zárólapja előtt de átmérőjű területen emittáló 10 tápegységre csatlakoztatott 4 fényforrás van elrendezve. A 4 fényforrással szemben, az általa kibocsátott fénynyaláb útjában egy vagy több lencséből álló, ez utóbbi esetben 11 és H’ fösikokkal jellemzett., Di átmérőjű 5 kondenzor van elrendezve, amely után a 3 adóházat lezáró, üvegből készült 9 kilépő ablak van. Az 5 kondenzor célszerűen 6 bikonvex és 7 plánkonvex lencséből áll, feladata kis mértékben divergens fénynyaláb előállítása. A 4 fényforrás által kibocsátott fénynyaláb útjában a 2 vevőmodul első elemként a 9 kilépő ablaktól A távolságra elhelyezkedő, ugyancsak üvegből készült 15 belépő ablakot tartalmaz. A 2 vevőmodul 11 vevóházba van beépítve, a 15 belépő ablak mögött Dz átmérőjű, egy vagy több lencséből álló, ez utóbbi esetben H és H' fösikokkal jellemzett, célszerűen bikonvex lencseként működő 12 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
