201607. lajstromszámú szabadalom • Transzmissziós analizátor
HU 201607 A gálandó mintára a közeli infravörös tartományba eső monokromatikus fényt kibocsátó, fényforrást és szűrőt tartalmazó optikai rendszere, mintatartóban elhelyezkedő mintán áthatoló fény intenzitását érzékelő mérődetektora, a fényforrással optikai kapcsolatban álló referencia detektora, a detektorokhoz csatlakoztatott adatgyűjtő, feldolgozó és vezérlő egysége van. Ezt a találmány értelmében fejlesztettük tovább, hogy legalább egy fényforrás legalább egyszűrőhöz egymáshoz viszonyított helyzetüket szabadon meghatározó száloptikán át van hozzárendelve. Ez az elrendezés biztosítja, hogy a vizsgálandó mintához szükséges számú fényforrás, illetve szűrő a mérésnek leginkább megfelelő elrendezésben, kis térfogaton belül elhelyezhető úgy, hogy a fénysugarat továbbító száloptikák biztosítják az optikai rendszer zártságát. A találmány szerinti transzmissziós analizátor egy előnyös kiviteli alakja értelmében a mintát tartalmazó mintatartó és a mérődetektor között elrendezett száloptikához mérő fénysugár homogenizátor van csatlakoztatva. A találmány szerinti transzmissziós analizátor egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a fényforrás az egy vagy több optikai szűrőn keresztül a mérődetektorra egymással a fényáteresztő mintatartó teljes felülete mentén megválasztható helyzetben optikai kapcsolatban álló száloptikákon keresztül kapcsolódik, mely száloptikák szinkron beállító szerkezettel vannak társítva. Ez a kialakítás viszonylag nagyobb méretű minták folyamatos letapogatását és mérését, azaz egyetlen mintán belül egész méréssorozat elvégzését teszi lehetővé a mintatartó mozgatása nélkül. Előnyös továbbá a javasolt analizátor olyan kiviteli alakja, amelynél a referencia detektor a fényforrás szórt fényének tartományában van elrendezve, hiszen ezáltal nem csökken a fényforrás által kibocsátott fő fénysugár mennyisége és ereje. A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt transzmissziós analizátor példakénti kiviteli alakjának vázlatos felépítése látható. A javasolt analizátor csupán előnyös példaként bemutatott kiviteli alakjánál 1 fényforrás szélessávú fényemittáló diódával van megvalósítva, amely 2 tengelyvonaltól kismértékben eltoltan van elhelyezve. Az 1 fényforrást alkotó fényemittáló diódából a fény kúpalakban lép ki és a dióda homlokfelületéhez csatlakozó 3 száloptikába lép be, amely a fényt optikai 4 szűrőhöz vezeti. Az 1 fényforrás fénykibocsátásának kúpátmérője mindig kisebb a csatlakozó fényvezető 3 száloptika átmérőjénél. Az átmeneti fényveszteség csökkentése érdekében az 1 fényforrás és a 3 száloptika közé azonos törésmutatójú csatlakoztató folyadékot helyezhetünk be. Az 1 fényforrást és a fényvezető 3 száloptikát közös hüvely veszi körül, amelyben az optikai elemek légmentesen, ragasztással vannak rögzítve. A közös hüvely biztosítja az egymáshoz csatlakozó optikai elemek megvezetését és egytengelyűségét is. A 3 száloptikához csatlakozó optikai 4 szűrő a 2 tengelyvonalhoz egyenlő távolságban, gyakorlatilag körív mentén elrendezett különböző hullámhosszú 3 4 szűrőket jelent, amelyek az egyszerűség kedvéért a rajzon fel nem tüntetett forgatóberendezéssel vannak társítva. Az optikai 4 szűrőből kilépő fény az előbb leírt közvetlen optikai csatolással fényvezető 7 száloptikába jut, amelynek másik vége 5 mintát tartalmazó mintatartóhoz van csatlakoztatva. Az 5 mintán átjutó fény 8 homogenizátoron és további fényvezető 9 száloptikán át 11 mérődetektorba van vezetve. Az ismertetett kiviteli alaknál az 1 fényforrás, azaz a fényemittáló dióda homlokfelületéhez van további fényvezető 6 száloptikán át referencia 10 detektor csatlakoztatva. A referencia 10 detektor és a 11 mérődetektor kimenete adatgyűjtő, feldolgozó és vezérlő 15 egység 13,14 erősítő és illesztő fokozatainak bemenetére van vezetve, míg a vezérlő 15 egyég 12 léptetőmotorral áll vezérlőkapcsolatban. A bemutatott kiviteli alaknál rögzített optikai 4 szűrők mellett a 12 léptetőmotor az 1 fényforrással, valamint az alakjukban rögzített 3,7 száloptikákkal áll hajtókapcsolatban, és ezeket a 2 tengelyvonal körül meghatározott szögelfordulással elfordítja. Ilyen esetben a 3, 7 száloptikák a körív mentén elhelyezkedő optikai 4 szűrők közül mindig egy másik 4 szűrőn keresztül „látnak rá” egymásra, így történik a kívánt hullámhossz kiválasztása. Amennyiben rögzített 1 fényforráshoz elforduló 3 száloptika csatlakozik, úgy a 3 száloptika végén levő hengeres fémhüvely az 1 fényforrás csatlakozóhüvelyében siklócsapágyként tud elfordulni. Ebben az esetben a fényvezető 3 száloptika vége annyira van eltávolítva az 1 fényforrás homlokfelületétől, hogy elfordulás közben az álló és mozdó felületek nem érintkeznek. Hasonló módon valósítható meg rögzített végű és hozzá csatlakozó elforduló fényvezető 3, 7, 9 száloptikai mechanikai és optikai összekapcsolása. A leírtakhoz hasonló módon csatlakoztathatók a 3, 7, 9 száloptikákhoz az optikai 4 szűrők is. Tekintettel arra, hogy a fényvezető 3,7,9 száloptika külső burkoló felületén a fénysugár a totális reflexió következtében nem lép ki és a csatlakozások a mechanikai rögzítésen túl, optikai burkolatot is jelentenek, az optikai elrendezés a környezettől teljesen elzárt, időben állandósított rendszert képez, A 12 léptetőmotorral végrehajtott elfordulás helyzeteit a kiindulási alaphelyzetből az elkezdett lépésszám számolása adja meg. Az ily módon teljes átfedéssel létrejövő pozicionálás az optikai rendszer elrendezésének következtében szinte hibamentes az ismert megoldások nyitott optikai rendszerekkel vetített fénytovábbításához viszonyítva. Az 1 fényforrás fényintenzitásának tranziens jelenségei szakirodalomból ismert, levegő referencia etalonhoz való fénykicsatolóval működtetett összehasonlító méréssel kompenzálható, és a referencia 10 detektor és a 11 mérődetektor jeleinek hányados és logaritmus képzése összefüggésbe hozható a vizsgálandó 5 minta összetételével. Az analizátor adatgyűjtő, feldolgozó és vezérlő 15 egység 13, 14 erősítő és illesztőfokozatai ismert módon lineáris erősítőket, logaritmusképző fokozatok és analógdigitális átalakítókat tartalmaznak. Természetesen a fényvezető 3, 7 száloptikák 12 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
