DE2337557A1 - Infrarotgenerator - Google Patents

Infrarotgenerator

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
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Description

W. JuIi J)r. D/'"-Π
DIPL-PHYS. F. ENDLICH SQ34 unterpfaffenhofen
POSTFACH
PATENTANWALT
O O O '7 Γ Γ Π TELEFON O8U / 84 36
z J ο / ο b /
TELEGRAMMADRESSE : PATENDLICH MÜNCHEN DIPU-PHYS. F. ENDLICH. 8Ο34 UNTERPFAFFENHOFEN. POSTFACH CABLE ADDRESS:
PATENDLICH MUNICH TELEX 5 212 308
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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.
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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-
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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-
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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 -
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    IR-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. 2. Infrarotgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (27) kreisförmig sind.
  3. ^. 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. 4. Infrarotgenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Einsatz (28) in Form des reflektierenden Endes eines hyperboloidformigen Schirmes
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    aufweist, 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. 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. 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. 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)
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    des paraboloidförmigen Schirms zusammenfällt und daß die Achsen der paraboloidförmigen und der hyperboloidförmigen Schirme zusammenfallen.
  8. 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.
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DE19732337557 1972-10-06 1973-07-24 Infrarotgenerator Pending DE2337557A1 (de)

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