199989. lajstromszámú szabadalom • Berendezés és eljárás optikai inhomogenitások kimutatására
1 HU 199989 B 2 A találmány tárgya berendezés optikai inhomogenitások kimutatására, elsősorban átlátszó közegek törésmutatóinak mérésére és az inhomogenitások láthatóvá tételére, és ezáltal pl termodinamikai állapotjelzők meghatározására, amely optikai adó-vevő készülékkel, az adó-vevő készülék pedig primer fénynyalábot előállító fényforrással, pl. halogén lámpával vagy impulzus fényforrással, primer nyílással és leképező egységgel van ellátva. A találmány tárgya az eljárás is az optikai inhomogenitások kimutatására, elsősorban átlátszó közegek törésmutatóinak mérésére, és ezáltal pl. termodinamikai állapotjelzők meghatározására, amelyet hullámfelületű fénynyaláb kibocsátásával és alaktorzulásának mérésével hajtunk végre. Ismeretes, hogy az átlátszó közegek törésmutatója azok termodinamikai állapotjelzőinek függvénye. Ez a tulajdonság felhasználható arra, hogy a gázokban és folyadékokban kialakuló hőmérséklet, nyomás és koncentráció változásukat optikai úton meghatározzuk. Az ilen optikai inhomogenitások kimutatására különböző berendezések és eljárások ismeretesek. Erre a célra szolgálnak az ún. árnyék, schlieren és interferometriás eljárások, amelyek alkalmazásához különböző felépítésű berendezéseket használnak. Közös hátrányuk, hogy ha a látómezejük és az érzékenységük elegendően nagy is, helyhez kötöttek, nem mozgathatók, mechanikai és optikai beállításuk nehézkes, kezelésük munka- és időigényes, valamint különleges szakértelmet kiván. Mindezek miatt a vizsgálandó objektumot kell az optikai berendezéshez vinni, sőt az esetek többségében csak a vizsgálni kívánt folyamat vagy szerkezet modellje mérhető optikai eljárással. Az eddig ismert berendezések további hátránya, hogy igényesen megmunkált optikai és finommechanikai elemeket nagy számban tartalmaznak, ezek előállítási költsége pedig a látómező átmérőjének növekedésével progresszíven nő. A beállítási nehézségeket is elsősorban az alkalmazott optikai elemek nagy száma okozza. Ez abból a szempontból is kedvezőtlen, hogy csökkenti az általában korlátozott fényerőt, és különösen az időben változó, átmeneti folyamatoknál nehezíti a képrögzítést. A 4 310 242 lsz-ú US szabadalmi leírás átlátszó testek optikai tulajdonságainak meghatározására szolgál. Hátránya, hogy időben változó, átmeneti folyamatok optikai érzékelésére nem alkalmas. Kedvezőtlen az is, hogy átlátszó közegek, pl. gázok termodinamikai tulajdonságainak meghatározására nem alkalmazható. A 3 003 333 lsz-ú DE közrebocsátási irat párhuzamos sikú, átlátszó testek törésmutatóinak optikai inhomogenitését érzékelő eljárást javasol. Az eljárást elsősorban szemüveglencse alapanyagok minőségvizsgálatához használják. Az átlátszó testen infravörös sugarat bocsátanak át, az interferált hullámok intenzitását pedig detektorral érzékelik. A megoldás hátránya, hogy folyadékok és gázok termodinamikai tulajdonságainak meghatározására, valamint instacioner folyamatok érzékelésére nem alkalmas. A találmány célja az eddig ismert eljárások és berendezések hibáinak nagy látómező és érzékenység esetén is hordozható berendezéssel, valamint egyszerű és gyors beállítással történő kiküszöbölése. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy mozgatható homorú tükör és csekély számú optikai elemet tartalmazó adó-vevő készülék felhasználásával a berendezés hordozható és jó megvilágítást ad, az eljárás pedig minden esetben egyszerűen és gyorsan végrehajtható. A kitűzött célnak megfelelően a berendezés optikai inhomogenitások kimutatására, elsősorban átlátszó közegek törésmutatóinak mérésére és az inhomogenitások láthatóvá tételére, és ezáltal pl. termodinamikai állapotjelzők meghatározására - amely optikai adó-vevó készülékkel, az adó-vevő készülék pedig primer fénynyalábot előállító fényforrással, pl. halogén lámpával vagy impulzus fényforrással, primer nyílással és leképező egységgel van ellátva - oly módon van kialakítva, hogy a primer nyílás felől érkező fénynyalábnak a leképező egység felé való továbbítására alkalmas, öt szabadságfokú, mozgatható homorú tükörrel rendelkezik, az adó-vevő készülék hordozható, közös készülékházba van beültetve, a fényforrás és a primer nyílás közé egy vagy több kondenzor lencse van beiktatva, a leképező egység pedig legalább egy darab tükröt és - célszerűen szálkereszttel ellátott - megjelenítő szervet, pl. képernyőt foglal magában. A találmány további ismérve lehet, hogy az adó-vevő készülék beszabályozást segítő segédfényforrással, előnyösen lézerrel, a lézer által kibocsátott sugárnyaláb útján módosító, adott esetben állítható, legalább egy darab tükörrel, és a sugárnyaláb átmérőjéhez igazodó apertúrával rendelkezik. Az adó-vevő készülékben szabályozható helyzetű, a sugárnyaláb és a fénynyaléb átbocsátására és visszaverésére alkalmas, legalább egy darab féligáteresztő tükör van. A leképező egység objektiwel van ellátva, az objektív pedig előnyösen az egyik tükör és a megjelenítő szerv között foglal helyet. Egy lehetséges kiviteli alaknál a leképező egység tükrei között a primer nyilás leképezésére alkalmas képsik van, a képsikban pedig adott esetben optikai elem, pl. Bzincsik szűrő, vagy lyukblende helyezkedik el. Az adó-vevő készülék a sugárnyaláb megjelenítésére alkalmas, szálkereszttel ellátott beállító ernyőt tartalmaz. Egy további lehetséges kiviteli alaknál a homorú tükör az Öt szabadságfokú mozgatást 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
