DE2337557A1 - Infrarotgenerator - Google Patents
InfrarotgeneratorInfo
- Publication number
- DE2337557A1 DE2337557A1 DE19732337557 DE2337557A DE2337557A1 DE 2337557 A1 DE2337557 A1 DE 2337557A1 DE 19732337557 DE19732337557 DE 19732337557 DE 2337557 A DE2337557 A DE 2337557A DE 2337557 A1 DE2337557 A1 DE 2337557A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- screen
- ellipsoidal
- radiation
- focal point
- parabolic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 80
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/04—Optical design
- F21V7/09—Optical design with a combination of different curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
- G01J3/108—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry for measurement in the infrared range
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
W. JuIi J)r. D/'"-Π
DIPL-PHYS. F. ENDLICH SQ34 unterpfaffenhofen
POSTFACH
PATENTANWALT
z J ο / ο b /
TELEGRAMMADRESSE : PATENDLICH MÜNCHEN DIPU-PHYS. F. ENDLICH. 8Ο34 UNTERPFAFFENHOFEN. POSTFACH CABLE ADDRESS:
PATENDLICH MUNICH TELEX 5 212 308
3296
Infrarotgenerator
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Messung von
Materialeigenschaften gegebener Prüflinge in Abhängigkeit von ihrer Wechselwirkung mit infraroter Strahlung. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Erzeugung von Infrarotstrahlung mit hohem Wirkungsgrad, die sich für die Messung des Feuchtigkeitsgehaltes
von Papierbahnen eignet, wobei bei dieser Messung das Papier unter die Infrarotstrahlung gebracht und
der Einfluß der Feuchtigkeit im Papier auf die Strahlung ermittelt
wird. Bei den hierbei in Betracht gezogenen Meßsystemen handelt es sich um solche, wie sie in der US-PS J>
551 678 beschrieben sind.
k09816/0713
Die bekannten Infrarotstrahlungs-Generatoren in den bekannten
Systemen mangelt es in hohem Maße an einer geeigneten Leistungsfähigkeit. Da das grundsätzliche Signal-Rauschverhältnis eines
Systemes durch den Generator bestimmt ist, stellt eine derartige
mangelnde Leistungsfähigkeit eine Hauptschwierigkeit
in der Konstruktion eines Systems dar, das sich sowohl für eine Direktverwendung bei der Überwachung industrieller Verfahren
eigne.t und das gleichzeitig genau ist. Der Konstrukteur sieht sich hierbei dem Problem gegenübergestellt, Anordnungen, welche
für ein Spektrometer gedacht sind, aus der schützenden Umgebung eines wissenschaftlichen Labors zu nehmen und diese für eine
Verwendung in der rauhen unwirtlichen Umgebung der Fabrik, wie beispielsweise einer Papierfabrik, anzupassen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einem System der oben beschriebenen Art einen neuartigen hochwirksamen
IR-Strahlungsgenerator in Vorschlag zu bringen, der eine
derartige Leistungsfähigkeit aufweist, daß das Messungsvermögen
des Systems bemerkenswert erhöht wird, wobei gleichzeitig das System vereinfacht und robuster gestaltet werden soll. Es ist
auch eine spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen IR-Strahlungsgenerator in Vorschlag zu bringen, der wirkungsvoll,
leicht und kompakt ist, der sich einfach und kostensparend herstellen läßt und trotzdem einfach aufgebaut, dauerhaft und
robust ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Infrarotgenerator gemäß dem Gegenstand
des Hauptanspruches gelöst. Der erfindungsgemäße Infrarotgenerator
enthält eine oder mehrere ellipsoidförmige Reflektorschirme in Kombination mit einem paraboloidförmigen Reflektorschirm,
wobei der Brennpunkt des zuletzt genannten mit dem Brennpunkt des erstgenannten Reflektorschirms zusammenfällt und
eine an IR-Strahlung reiche Strahlungsquelle an dem anderen
Ellipsenbrennpunkt angebracht ist. Von der Strahlungsquelle ausgehende IR-Strahlung wird von dem ellipsoidförmigen Reflektor-
409816/0713
schirm oder den ellipsoidförmigen Reflektorsehirm gesammelt und die gesammelte Strahlung wird von dem paraboloidförmigen
Reflektorsehirm parallel gerichtet.
Bei der Verwendung gemäß der oben erwähnten US-PS 3 551 678
wird die parallel gerichtete Infrarotstrahlung gefiltert, so daß sie Infrarotstrahlen mit einem wohl definierten spektralen
Anteil bildet. Die Strahlen werden auf das Papier oder andere Material gerichtet und das System ermittelt, was von den Strahlen
übrig bleibt, nachdem sie in Wechselwirkung mit dem Papier getreten
sind. Anschließend wird von dem System irgendeine Materialeigenschaft oder Charakteristik, beispielsweise der Feuchtigkeitsgehalt
des Papiers, d.h. der prozentuale Anteil von flüssigem Wasser in dem von den Infrarotstrahlen beleuchteten
Teil des Papiers berechnet. Mit der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß 5o# und mehr der von der Strahlungsquelle'ausgehenden
Infrarotstrahlung parallel gerichtet und dem Filter zugeführt werden, was gegenüber bekannten Anordnungen eine Verbesserung
von etwa 1 Größenordnung darstellt.
Das Wesen der Erfindung ist somit in einem Infrarotgenerator zu sehen, bei dem ein ellipsoidförmiger Reflektor in einem seiner
Brennpunkte eine Strahlungsquelle aufweist, welche reich an Infrarotstrahlung ist. Das Ende des Reflektors mündet in einem
paraboloidförmigen Reflektor, welcher derart angeordnet ist, daß der Brennpunkt dieses zuletzt genannten Reflektors mit dem zweiten
Brennpunkt des ellipsoidförmigen Reflektors zusammenfällt.
Ein zweiter ellipsoidförmiger Reflektor kann zwischen den ersten ellipsoidförmigen Reflektor und den paraboloidförmigen Reflektor
eingefügt sein, wobei einer seiner Brennpunkt mit dem zweiten Brennpunkt
des ersten ellipsoidförmigen Reflektors und sein zweiter Brennpunkt mit dem Brennpunkt des paraboloidförmigen Reflektors
zusammenfallen. Die Achsen der Reflektoren fallen zusammen und es können eine Linse und ein Einsatz oder eine äquivalente Anordnung
vorgesehen sein, um Strahlung zu gewinnen, die ansonsten
409816/0713 - 4 -
2337657
verlorengehen würde.
Die beiliegende Zeichnung bevorzugter Ausführungsform dient der weiteren Erläuterung der Erfindung. Darin zeigen:
Fig. 1: eine Seitenansicht im Schnitt von einem erfindungsgemäßen IR-Generator;
Fig. 2 und J5: Ansichten der gegenüberliegenden Enden des
in Fig. 1 gezeigten IR-Generators; und
Fig. 4 bis 7: Ansichten entsprechend der von Fig. 1, jedoch
von abgewandelten Ausführungsformen des in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen IR-Generators.
In Fig. 1 wird mit dem Bezugszeichen 1 ein Schirm bezeichnet, der eine innere reflektierende Oberfläche S aufweist, die mit
der Oberfläche eines Rotationsellipsoids, doh. einer um ihre
Hauptachse in Umdrehung gesetzten Ellipse zusammenfällt. Wie aus den Figo 1, 2 und 3 hervorgeht, entspricht der Schirm dieser
Oberfläche, die an beiden Enden derart angeschnitten ist, daß kreisförmige öffnungen gebildet werden. In Fig. 1 sind die
fehlenden Enden durch die gestrichelten Linienstücke 4, und 5 dargestellt, welche selbstverständlich ebenfalls mit der oben
genannten Ellipse zusammenfallen.
Die Hauptachse der Ellipse ist mit dem Bezugszeichen 6 gekennzeichnet
und die Ellipsenbrennpunkte sind mit den Bezugszeichen 7 und 8 dargestellt. Der Brennpunkt liegt in der Mitte eines
Heizdrahtes 9, dessen Längsrichtung mit der Achse 6 zusammenfällt. Der Heizdraht 9 wird auf irgendeine geeignete, in den
Zeichnungen nicht gezeigte Weise in einem transparenten Kolben Io einer Lampe 11 gehaltert. Die Basis 12 der Lampe wird von
409816/0713
2337bb7
einem Reflektor IJ gehaltert., der eine sphärische Reflexionsfläche 14 aufweist, dessen Radius mit der Achse 6 -zusammenfällt.
Der Reflektor IJ verschließt das Ende eines Zylinders l1}, der
im Inneren eine leicht konisch verlaufende oder eine geradzylindrische reflektierende Oberfläche 16 aufweist, deren Achse
mit der Achse· 6 zusammenfällt. Der Zylinder 15 und der Reflektor IJ verschließen gemeinsam die in dem Schirm 1 gebildete öffnung
J.
PUr die vorliegenden Verwendungszwecke wird angenommen, daß die
Lampe 11 eine Strahlungsquelle ist, welche bei einer Erhitzung durch den elektrischen Strom auf Weißglut eine Strahlung liefert,
die reich an Infrarot ist, beispielsweise eine Jod-Quarz-Lampe
oder eine entsprechende Anordnung. Für alle praktischen Zwecke liefert der Heizfaden 9 eine zylindrische Strahlungsquelle von
Infrarotstrahlung. Der Zweck der bisher beschriebenen Struktur beruht darin, sozusagen aus der von dem Heizfaden ausgehenden
Strahlung eine quasi punktförmige Strahlungsquelle 17 zu bilden,
wie sie etwa in Fig. 1 am Brennpunkt 8 dargestellt ist. Es versteht sich, daß die Gestalt der Strahlungsquelle 17 bei jeder
tatsächlichen Verwirklichung einer derartigen Anordnung nur annähernd die gezeigte Form aufweisen würde, wobei jedoch in
jedem Falle, wie später noch gezeigt werden soll, die wirksame Länge dieser Pünktlichquelle längs der Achse 6 um einiges geringer
ist als die des Heizfadens 9, während ihre anderen Dimensionen mehr oder weniger genau mit den Querschnittsdimensionen
des Heizfadens übereinstimmen.
Schließlich wird eine Sammellinse 18 im Inneren des Schirmes 1 durch eine geeignete Einrichtung befestigt. Diese Halterungseinrichtung,
die in der Zeichnung nicht gezeigt ist, muß selbstverständlich so ausgebildet sein, daß sie die Strahlung im
Inneren des Reflektorschirmes möglichst wenig beeinflußt.
4098 16/07 13
BAD ORiQiNAL
2337bbV
Ml ram t man an, daß die Oberfläche >J eine ideale Glätte und
ein ideales Reflexionsvermögen bezüglich des erwünschten Spektralanceils der von aera Heizdraht 9 ausgehenden -Strahlung
auf vielst, wird unmittelbar klar, daß bei einer Erhitzung des Heizfadens auf Weißglut ein großer Teil der hervorgerufenen
Strahlung in den Brennpunkt 8 reflektiert wird, in dessen Nachbarschaft in etwa ein Bild des Heizfadens 9 erzeugt wird.
Bei einem Fehlen der Linse 18 und des Reflektors 13 würde die
Strahlung, welche in die von den verschiedenen Punkten des Heizfadens zu den Öffnungen 2 und j5 gebildeten Raumwinkel ausgeht,
verloren werden. Der Radius der Oberfläche 14 ist jedoch derart gewählt, daß hierdurch die von dem Endpunkt 19 des Heizfadens
ausgehende Strahlung auf die Linse 18 fokussiert wird. Die Linse 18 ist eine Sammellinse, welche derart dimensioniert
ist, daß sie die von dem Reflektor 14 ausgehende Strahlung und
die von dem Endpunkt 28 des Heizfadens ausgehende Strahlung in dem Brennpunkt 8 fokussiert. Die als Bild entstehende Strahlungsquelle
17 stellt somit eine hinsichtlich ihrer axialen Ausdehnung etwas verkürzte Version des Heizfadens 9 dar.
Bei der praktischen Ausführungsform fand sich, daß mehr als 5o^3 der von dem Heizfaden 9 ausgehenden Strahlung in der abgebildeten
Strahlungsquelle 17 reproduziert werden kann. Für einen
maximalen Wirkungsgrad ist selbstverständlich eine optimale Oberflächenbeschaffenheit der reflektierenden Oberflächen notwendig.
Im vorliegenden Falle erstreckt sich der interessierende Spektralbereich bis zu einer Wellenlänge von 1,8 Mikron„
Zur Erhaltung einer spiegelnden Reflexion bei dieser Wellenlänge wurde eine 4 Mikron Goldschicht auf die Oberfläche S plattiert,
nachdem die Oberfläche, welche ursprünglich durch eine maschinelle Abtragung von einem Kupferzylinder hergestellt
worden war,durch eine maschinelle Polierbehandlung oder ähnliches so weit wie möglich geglättet war.
Da der Brennpunkt 8 außerhalb des Schirmes 1 liegt, kann der
409816/0 7 13 _?-_
BAD ORfGiNAL
2337bb7
IR-Strahlungsgenerator nach Pig. 1 gemäß der US-PS 3 551 678
verwendet werden, in der eine Fokussierung der Strahlung auf
Filter erfolgt, um ein Material mit Strahlen eines vorbestimmten Spektralanteils zu beleuchten.
Erfindungsgemäß wird jedoch die von der Strahlungsquelle ausgehende
Strahlung von einem paraboloidförmigen Schirm parallel gerichtet, bevor sie den Detektor erreicht.
Es ist daher gemäß Fig. 4 ein Schirm 21 an dem Schirm 1 befestigt,
was über einen weiteren Schirm 22 erfolgt. Die Schirme 21 und 22 weisen reflektierende Oberflächen 23 und 24 auf,
wobei die reflektierende Oberfläche 23 eine rotationsellipsoidförmige
Fläche und die Oberfläche 24 eine rotationsparaboloidförmige Oberfläche bilden, welche jeweils koaxial zu der Achse
der Oberfläche S verlaufen.
Der Brennpunkt 8 der Oberfläche S bildet einen Brennpunkt der
Oberfläche 23* wobei der weitere Brennpunkt' gleichzeitig der
Brennpunkt 25 der Oberfläche 24 ist. Die Schirme 1 und 21 weisen eine gemeinsame öffnung 26 auf, welche der öffnung 2 von Fig.
entspricht, Jedoch wesentlich kleiner ist als diese. Die Schirme 21 und 22 weisen eine gemeinsame öffnung 27 auf.
Wie im oben beschriebenen Falle befindet sich eine Line 18 in dem Schirm 1, welche die Strahlung von dem Brennpunkt 8 fokussiert,
aisätzlich ist ein Reflektor 28, der eine reflektierende
Oberfläche 29 aufweist, durch eine geeignete, nicht gezeigte Einrichtung im Inneren des Schirmes 22 gehaltert. Die reflektierende
Oberfläche ist in der Form eines Rotationshyperboloides ausgebildet, dessen Achse mit der Achse der Oberfläche S zusammenfällt
und dessen Apex sie im Brennpunkt 25 schneidet.
Die Anordnung von Fig« 5 entspricht im wesentlichen der von
Fig. 4, wobei jedoch in diesem Falle die Linsen 18 und der
409816/0713 ~8~
233YS57
Reflektor 28 fehlen. Die Anordnung von Fig. 6 entspricht
schließlich der Anordnung von Fig. 4 wobei in diesem Falle die Linse 18, der Schirm 21 und der Reflektor 28 fehlen. Der
Grundgedanke der in Fig. 4 gezeigten Anordnung ist eine Reduzierung
des Schirmes 1 zur Verminderung der öffnungsbedingten Zerstreuung, wobei der Einsatz 28 ein Entweichen von nicht
parallel gerichteter Strahlung aus der öffnung 27 vermindern soll. Dies bedeutet, daß die axiale Längsausdehnung des Schirmes
22 sehr kurz ist, während ihre öffnung 3o sehr groß ist, so daß
bei Fehlen eines Reflektors 28 ein wesentlicher Anteil der von
der Oberfläche 25 ausgehenden Strahlung nicht auf die Oberfläche
24 fällt und somit nicht parallel gerichtet wird.
Wenn andererseits bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung der Reflektor I3 mit einer ebenen Reflexionsfläche 3I versehen ist
anstatt mit. der sphärischen Fläche 14 und wenn die Linse 18 weggelassen
wird, weist die von dem Endpunkt des Heizfadens 9 ausgehende strahlung einen relativ kleinen Winkel auf, so daß
sie annähernd als parallel ausgerichtet betrachtet werden kann.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung ist der Schirm durch eine äquivalente brechende Anordnung, die Linse 32 ersetzt. Die Linse
32 weist eine ebene Oberfläche 33 auf, in der ein gemeinsamer
Brennpunkt y\ der Oberflächen S und 24 liegt, sowie eine gemeinsame
öffnung 35. Die äußere Oberfläche 36 der Linse 32 kann
als eine Rotationsfläche beschriebenwerden, welche durch Drehung der Involute einer Ellipse um die Achse der Ellipse,
im vorliegenden Falle der Oberfläche S entsprechend, gebildet wird.
Es ist schließlich auch möglich, den Schirm 21 einfach wegzulassen
und den Schirm 22 direkt an den Schirm 1 derart zu befestigen, daß beide die gemeinsame öffnung aufweisen. Für praktische
Fälle erweist sich die öffnung als zu groß, wenn der Schirm
- 9 409816/0713
1 so dimensioniert wurde, daß er die Strahlung auf ein Filter vor der Öffnung 8 fokussiert. Demgemäß wird wie in Fig. 7 dargestellt
ist, ein Adapter J>6 verwendet, welcher eine konische
reflektierende Oberfläche 37 aufweist. Mittels des Adapters J>6
wird die Öffnung 2 des Schirmes 1 mit der erheblich kleineren Öffnung 38 der paraboloidförmigen Oberfläche 24 verbunden. Die
Oberflächen S und 24 weisen einen gemeinsamen Brennpunkt 39 auf, welcher ungefähr in der Ebene der Öffnung 38 liegt.
Die Ausbildungsform der in Fig. 4 bis 7 gezeigten neuen
Infrarot-Strahlungsgeneratoren weist ungefähr den Wirkungsgrad der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsform bezüglich
des von dem Heizfaden ausgehenden Anteils der Strahlung auf, die schließlich von dem Generator ausgesandt wird« Das beste Maß
für die Leistungsfähigkeit stellt jedoch aus höherer Sicht gesehen das Signal-Rauschverhältnis an dem Detektor dar» Bei dem
vorliegenden Stand der Technik würde der Detektor von einer Photozelle oder einer ähnlichen Anordnung gebildet, welche eine
wesentlich ebene Oberfläche aufweist, die senkrecht zu der Achse des Generators steht und die eine Integration der auf sie aus
allen Richtungen fallenden Strahlung durchführt und ein entsprechendes elektrisches Signal erzeugt. Die unmittelbare Strahlungsquelle
- nicht der Hintergrund - für die Oberfläche des Detektors bildet das von dem Generator angestrahlte Material.
Die besten Ergebnisse erhält man, wenn diese Strahlung senkrecht zu der Detektoroberfläche verläuft -und wenn die gesamte Strahlung
auf die Oberfläche gelangt. Durch ein Fokussieren gemäß der Lehre der ÜS-PS 3 551 678 rührt jedoch derjenige Anteil der
Strahlung, der durch das Material hindurchgelassen wird, tatsächlich von einer annähernd punktförmlgen Strahlungsquelle im
Brennpunkt 8 der Ellipse her, so daß man eine ungleichmäßige Verteilung über die Detektorfläche erhält· Wenn man daher die
von der Oberfläche S gesammelte Strahlung parallel richtet, so .erhält man eine gleichmäßigere Verteilung der durchgelassenen
Strahlung auf der Oberfläche des Detektors und ebenfalls einen
409816/0713 - io - ■
- lc -
2337b57
geringeren Verlust, da eine punktf örr.-ilje Strahlungsquelle
ihre Strahlung in einem Raumvjinkel von einer Halbkugel aussendet,
so daß ein großer Anteil dieser Strahlung niemals die Detektoroberfläche erreicht.
Im Hinblick auf die obige Betrachtungsweise ist die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform des Generators diejenige mit der
größten Leistungsfähigkeit und dies bedeutet, daß man mehr parallel gerichtete Strahlung für die Ausfilterung erhält,
welche vor der Bestrahlung des Materials geschieht, dessen Feuchtigkeitsgehalt oder sonstige Eigenschaft gemessen werden soll,
als bei all den anderen dargestellten Ausführungsformen. Wenn man jedoch die Ellipse 21, die Linse 18 und den Reflektor 28
verwendet, so wird hierdurch die Ausbildung komplizierter und man erhält in der Praxis einen Generator, der relativ lang ist.
Diese Folgen lassen sich teilweise durch die in den Fig. 6 und 7 gezeigten AusfUhrungsformen mit einem ausreichend geringen
Verlust an Kollimationsvermögen mildern, so daß aus allen hier
gezeigten Ausführungsformen die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform der Erfindung für die praktische Verwendung am geeignetsten
ist. Alle Ausführungsformen weisen im wesentlichen eine gleiche Gesamtleistungsfähigkeit hinsichtlich der Sammlung der von
dem Heizfaden 9 ausgehenden Strahlung auf und hinsichtlich deren Abstrahlung aus dem offenen Ende des Generators, wobei sie sich
jedoch in gewissem Maße hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit bezüglich der Parallelrichtung der gesammelten Strahlung unterscheiden.
Es wird zwar ein gewisser Anteil der vom Heizfaden ausgehenden Strahlung für eine Aufzeizung der Generatorstruktur
verloren, man kann jedoch annehmen, daß die gesamte Energie aus dem Generator austritt, gleichgültig ob sie nun parallel
gerichtet ist oder nicht.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die Oberfläche S des Schirmes 1 für alle Ausführungsformen der dargestellten Infrarot-Generatoren
typischerweise die in Fig. 1 gezeigten tat-
409816/0713 - η -
BAD ORfötNAL·'
233V557
sächlichen Dimensionen aufweisen. Die Figuren sind hinsichtlich
ihrer relativen Proportionen richtig, mit der Ausnahme derjenigen der Linsen 18 und J>13 der Oberflächen 14, 16
und 24 sowie des Einsatzes 28, welche hinsichtlich ihrer Gröi3c lediglich annähernd dargestellt sind. Die äußere Form, welche
inoptischer Hinsicht keine Bedeutung aufweist, kann selbstverständlich von der dargestellten Form erheblich abweichen.
- Patentansprüche -
- 12 409816/0713
Claims (8)
- PatentansprücheIR-Generator, gekennzeichnet durch nen ellipsoidformigen Schirm (21), der in einem Brennpunkt (8) eine Strahlungsquelle (17) aufweist, wobei an dem ellipsoidförmigen Schirm ein kleineres Teil an dem am anderen Brennpunkt (25) gelegenen Ende fehlt, so daß eine öffnung (27) in dem ellipsoidf ormigen Schirm gebildet wird, durch einen paraboloidformigen Schirm (22), dessen Brennpunkt wesentlich mit dem anderen Brennpunkt (25) des ellipsoidformigen Schirms (21) zusammenfällt, wobei an dem paraboloidförmigen Schirm (22) an dem Ende, das seinem Brennpunkt entspricht, ein Teil fehlt, so daß eine öffnung in dem paraboloidförmigen Schirm gebildet wird, sowie dadurch, daß die beiden Schirme miteinander derart verbunden sind, daß ihre öffnungen im wesentlichen zusammenfallen, sowie daß beide inneren Oberflächen (23, 24) der Schirme für die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung reflektierend ausgebildet sind.
- 2. Infrarotgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (27) kreisförmig sind.
- ^. Infrarotgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (27) in dem ellipsoidf ormigen Schirm (21) in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Hauptachse des ellipsoidförmigen Schirmes verläuft und daß die öffnung in dem paraboloidförmigen Schirm in einer Ebene liegt, welche senkrecht zur Achse des paraboloidförmigen Schirmes (22) verläuft.
- 4. Infrarotgenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Einsatz (28) in Form des reflektierenden Endes eines hyperboloidformigen Schirmes409816/0713aufweist, wobei der Schnittpunkt dieses Endes mit der Achse des hyperboloidförmigen Schirmes mit dem Brennpunkt (25) des ■paraboloidförmigen Schirmes zusammenfällt und daß die Achse des paraboloidförmigen und des hyperboloidförmigen Schirmes zusammenfallen.
- 5. Infrar.otgenerator nach einem der vorstehenden Anspriiche, dadurch gekennze lehnet , daß er einen zweiten ellipsoidförmigen Schirm (l) enthält, dessen einer Brennpunkt (8) mit dem ersten Brennpunkt des ersten ellipsoidförmigen Schirms (21) zusammenfällt und daß der zweite ellipsoidförmige Schirm (1) eine Strahlungsquelle (lo) an seinem anderen Brennpunkt (7) aufweist, wobei die Strahlungsquelle (17) ein Bild der zweiten Strahlungsquelle (lo) ist und daß die Hauptachsen (6) der ellipsoidförmigen Schirme koaxial zueinander verlaufen, so daß die ellipsoidförmigen Schirme sich in einer gemeinsamen Ebene schneiden, wobei an Jedem der ellipsoidförmigen Schirme ein kleineres Teil fehlt, das dieser Ebene gegenüberliegt und daß die innere Oberfläche S des zweiten ellipsoidförmigen Schirms (1) für die Strahlung reflektierend ausgebildet ist.
- 6. Infrarotgenerator nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine Linse (l8) zwischen den Brennpunkten (7* 8) des zweiten ellipsoidförmigen Schirms angeordnet ist, um den in ein bestimmtes Raumwinkel-Element fallenden Anteil der Strahlung der zweiten Strahlungsquelle (lo) auf die erste Strahlungsquelle (17) abzubilden, wobei dieser Raumwinkel durch die öffnungen (27) bestimmt ist.
- 7. Infrarotdetektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzei chnet , daß ein Einsatz (28) in Form des kleinen Endes eines hyperboloidförmigen Schirms derart angebracht ist, daß der Schnittpunkt des kleineren Endes mit •der Achse des hyperboloidförmigen Schirms mit dem Brennpunkt (25)409816/0713- 14 -des paraboloidförmigen Schirms zusammenfällt und daß die Achsen der paraboloidförmigen und der hyperboloidförmigen Schirme zusammenfallen.
- 8. Infrarotgenerator nach Anspruch 5* 6 oder 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- und .Nebenachsen . des ersten ellipsoidförmigen Schirms kleiner sind als die Haupt- und Nebenachsen des zweiten ellipsoidförmigen Schirms (l).9· Infrarotgenerator nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß eine Zerstreuungslinse (33) an dem Ort angebracht ist, an welchem die öffnungen zusammenfallen und daß die Zerstreuungslinse auf die von der Strahlungsquelle in einem festen Raumwinkel ausgesandte Strahlung anspricht, um diese Strahlung auf die innere Oberfläche des paraboloidförmigen Schirms so zu richten als ob diese Strahlung von dem Brennpunkt des paraboloidförmigen Schirms ausginge, wobei der Raumwinkel für diese Strahlung von den öffnungen festgelegt wird.Io. Infrarotgenerator, gekennzeichnet durch einen ellipsoidförmigen Schirm (21) und einen paraboloidförmigen Schirm (22), von denen jeder eine reflektierende innere Oberfläche (23s 24) aufweist und durch eine Infrarotstrahlungsquelle (17) an einem Brennpunkt des ellipsoidförmigen Schirms (21), wobei die Schirme (21, 22) miteinander so verbunden sind, daß der andere Brennpunkt des ellipsoidförmigen Schirms mit dem Brennpunkt des paraboloidförmigen Schirms zusammenfällt und wobei an den Schirmen benachbart zu deren Verbindungsstellen Teile fehlen, welche falls sie vorhanden wären, ein Austreten der IR-Strahlung von dem einen Brennpunkt zu der inneren-Oberfläche des paraboloidförmigen Schirms verhindern würden.4098 16/0713
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US29542172A | 1972-10-06 | 1972-10-06 | |
US05/327,693 US3959660A (en) | 1972-10-06 | 1973-01-29 | IR generator having ellipsoidal and paraboloidal reflectors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2337557A1 true DE2337557A1 (de) | 1974-04-18 |
Family
ID=26969115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732337557 Pending DE2337557A1 (de) | 1972-10-06 | 1973-07-24 | Infrarotgenerator |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US3784836A (de) |
DE (1) | DE2337557A1 (de) |
FR (1) | FR2202365B3 (de) |
NL (1) | NL7309291A (de) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4013892A (en) * | 1973-01-29 | 1977-03-22 | Sybron Corporation | Ir generator having ellipsoidal and paraboloidal reflectors |
US4155226A (en) * | 1973-12-06 | 1979-05-22 | Gerald Altman | Infrared cooler for restricted regions |
US4147040A (en) * | 1974-02-25 | 1979-04-03 | Gerald Altman | Radiation cooling devices and processes |
US3983039A (en) * | 1975-03-03 | 1976-09-28 | Fusion Systems Corporation | Non-symmetrical reflector for ultraviolet curing |
US4188543A (en) * | 1978-03-20 | 1980-02-12 | Coulter Electronics, Inc. | Ellipsoid radiation collector apparatus and method |
DE3280358D1 (de) * | 1981-02-25 | 1991-10-24 | Oskar Oehler | Detektionsvorrichtung fuer den optisch-spektroskopischen nachweis von gasen. |
DE3378551D1 (en) * | 1982-06-25 | 1988-12-29 | Oskar Oehler | Light collector device and utilization thereof for spectroscopy |
US4618771A (en) * | 1983-11-14 | 1986-10-21 | Beckman Industrial Corporation | Non-dispersive infrared analyzer having improved infrared source and detecting assemblies |
DE3445673A1 (de) * | 1984-12-14 | 1986-06-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Spektrometer mit einem infrarot-diodenlaser |
JPS62148834A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Horiba Ltd | 分析計 |
US4905034A (en) * | 1986-03-25 | 1990-02-27 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Automatic focusing projector |
GB8620676D0 (en) * | 1986-08-27 | 1986-10-08 | Lowrie D J | Infra-red rework station |
US5003184A (en) * | 1989-08-25 | 1991-03-26 | Mobay Corporation | Low temperature infrared source |
DE69007291T2 (de) * | 1989-09-29 | 1994-09-22 | Ca Atomic Energy Ltd | Infrarot-gasdetektor. |
US5012250A (en) * | 1990-04-30 | 1991-04-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Radiator of microwave and infrared energy to simulate target |
RU2047875C1 (ru) * | 1993-03-30 | 1995-11-10 | Научно-производственная фирма "МГМ" | Устройство для светолучевой обработки |
RU2047876C1 (ru) * | 1993-03-30 | 1995-11-10 | Научно-производственная фирма "МГМ" | Устройство для светолучевой обработки |
US5584557A (en) * | 1994-04-06 | 1996-12-17 | Janos Technology Inc. | High efficiency compact illumination system |
USRE36489E (en) * | 1994-04-06 | 2000-01-11 | Janos Technology Inc. | Spectral analyzer with new high efficiency collection optics and method of using same |
US5428222A (en) * | 1994-04-06 | 1995-06-27 | Janos Technology Inc. | Spectral analyzer with new high efficiency collection optics and method of using same |
JPH10505426A (ja) * | 1995-06-23 | 1998-05-26 | クリストフアー・シー アレクセイ, | 高効率小型照明システム |
GB2392994A (en) * | 2002-05-30 | 2004-03-17 | Medivance Instr Ltd | Apparatus and method for monitoring the efficacy of an X-ray or photographic development process |
US20100242299A1 (en) * | 2003-01-09 | 2010-09-30 | Con-Trol-Cure, Inc. | Uv curing system and process |
US20080055755A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware | Electromagnetic device and method |
US20080055923A1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-06 | Miller Jack V | High efficiency light projector |
US20090171422A1 (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-02 | Searete Llc , A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware | Radiation treatment device |
US7728988B2 (en) * | 2008-01-24 | 2010-06-01 | Raytheon Company | Method and apparatus for testing conic optical surfaces |
US8314408B2 (en) * | 2008-12-31 | 2012-11-20 | Draka Comteq, B.V. | UVLED apparatus for curing glass-fiber coatings |
EP2449938B1 (de) * | 2009-06-30 | 2015-12-02 | LG Electronics Inc. | Ladevorrichtung eines reinigungsroboters |
DK2388239T3 (da) | 2010-05-20 | 2017-04-24 | Draka Comteq Bv | Hærdningsapparat, der anvender vinklede UV-LED'er |
US8871311B2 (en) | 2010-06-03 | 2014-10-28 | Draka Comteq, B.V. | Curing method employing UV sources that emit differing ranges of UV radiation |
DK2418183T3 (en) | 2010-08-10 | 2018-11-12 | Draka Comteq Bv | Method of curing coated glass fibers which provides increased UVLED intensity |
US10610434B2 (en) | 2016-09-15 | 2020-04-07 | Segars California Partners, Lp | Infant medical device and method of use |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US804996A (en) * | 1905-03-10 | 1905-11-21 | Charles Brock | Telescopy. |
US1867502A (en) * | 1930-03-07 | 1932-07-12 | Karl A Edstrom | Light reflector |
US2198014A (en) * | 1937-07-22 | 1940-04-23 | Harry G Ott | Optical system |
US2647203A (en) * | 1950-08-02 | 1953-07-28 | Harold E Smith | Light reflector |
US2819404A (en) * | 1951-05-25 | 1958-01-07 | Herrnring Gunther | Optical image-forming mirror systems having aspherical reflecting surfaces |
US2759106A (en) * | 1951-05-25 | 1956-08-14 | Wolter Hans | Optical image-forming mirror system providing for grazing incidence of rays |
US3028483A (en) * | 1959-02-09 | 1962-04-03 | Simmon Brothers Inc | Illuminating apparatus for photographic printers and enlargers |
DE1199205B (de) * | 1964-04-11 | 1965-08-26 | Quarzlampen Gmbh | Vorrichtung zum Einleiten von Licht in Glasfaserbuendel |
US3405268A (en) * | 1965-03-12 | 1968-10-08 | Brun Sensor Systems Inc | Radiant energy absorption gage for measuring the weight of a base material and the content of a material sorbed by the base material |
-
1972
- 1972-10-06 US US00295421A patent/US3784836A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-01-29 US US05/327,693 patent/US3959660A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-07-03 NL NL7309291A patent/NL7309291A/xx unknown
- 1973-07-12 FR FR7325664A patent/FR2202365B3/fr not_active Expired
- 1973-07-24 DE DE19732337557 patent/DE2337557A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3959660A (en) | 1976-05-25 |
US3784836A (en) | 1974-01-08 |
NL7309291A (de) | 1974-04-09 |
FR2202365B3 (de) | 1976-06-25 |
FR2202365A1 (de) | 1974-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2337557A1 (de) | Infrarotgenerator | |
DE3320939C2 (de) | Vorrichtung zur Fehlerprüfung der Oberfläche eines konvex gekrümmten Körpers | |
DE2222378A1 (de) | Betrachtungsvorrichtung zum Untersuchen eines Hohlraumes | |
DE2431265C2 (de) | Optische Einrichtung zur Erzeugung eines sehr kleinen Strahls | |
DE2719191C2 (de) | Infrarotstrahlungs-Einbruchdetektor | |
DE3328090A1 (de) | Lichtuebertragungsvorrichtung | |
EP0431406B1 (de) | Vorrichtung zum Beleuchten eines zu prüfenden Bereiches einer Flasche | |
DE2736907A1 (de) | Strahlungslenkvorrichtung | |
DE3229944A1 (de) | Ringfoermige beleuchtungsvorrichtung fuer mikroskope | |
DE60126076T2 (de) | Gaszelle | |
DE3208753A1 (de) | Epidunkles beleuchtungssystem | |
DE3729846A1 (de) | Kathodolumineszenzdetektor | |
DE2152086A1 (de) | Anordnung zur Ausrichtung von Licht fuer ein optisches Beleuchtungsfasersystem | |
DE2727177A1 (de) | Steckverbinder zum koppeln optischer fasern mit einem lichtstrahler oder lichtempfaenger | |
DE3008183A1 (de) | Vorrichtung zum anzeigen von in einem gas suspendierten teilchen | |
DE2714397A1 (de) | Verfahren und vorrichtung fuer messungen an duennen filmen mit spiegelnden oberflaechen unter verwendung von infrarotstrahlung | |
DE4243144A1 (de) | Objektiv für ein FT-Raman-Mikroskop | |
DE3147689A1 (de) | Zusatzgeraet zur durchfuehrung von reflexionsmessungen mit einem ir-spektrometer | |
DE3143137C2 (de) | Reflexions-ausblendende, fokussierende optische Vorrichtung | |
DE2323593A1 (de) | Laser-doppler-anemometer | |
DE2512625C2 (de) | Doppelmonochromator | |
CH630176A5 (en) | Method of producing a tomogram and device for tomographically investigating an object | |
DE2242644A1 (de) | Abtastvorrichtung | |
EP0215363B1 (de) | Abtasteinrichtung für Halbton-Durchsichtsvorlagen | |
DE2021784B2 (de) | Beleuchtungseinrichtung fuer auflichtmikroskope |