DK9200048U3 - Sensor baseret på tynde optiske membraner - Google Patents

Description

DK 92 00048 U3 i 5 Opfindelsen angår en opstilling til brug i sensorer hvor tynde optiske membraner indgår. Disse sensorer kan realiseres på mange måder, men denne opstilling er fordelagtig fordi man kan opnå høj effektivitet med billige komponenter.

10

Princippet i sensor.

En lysdiode belyser en fluorescerende membran. Membranen absorberer en del af dette lys og udsender selv lys ved en 15 anden bølgelængde. Dette lys opfanges så af en detektor ( se tegning nr. 1 ). Måleprincippet består i at mængden af det af membranen udsendte lys afhænger af det vi ønsker af måle ( f.eks. mængden af en bestemt gas der befinder sig i membranens omgivelser ).

20 Der er to kritiske punkter for realisering af sådan en sensor. Den ene er at membranen kun udsender meget lidt lys med en ny bølgelængde. Det er derfor af stor vigtighed at så meget af det af membranen udsendte lys når detektoren. Det er i min opstilling opnået ved at placere membranen 25 meget tæt på detektoren. Det andet problem er at det er meget svært at undgå at lyset fra lysdioden kobles over til detektoren og derved skaber et falsk signal. Det er derfor normalt et krav et der placeres et meget effektivt og dermed dyrt filter foran detektoren. Kravet til dette 30 filter kan slækkes meget i min opstilling.

Sensor baseret på tynde optiske membraner.

På tegning nr. 2 ses princippet i min opstilling.

35 Lyset fra Led'en kobles ind i et tyndt glas substrat med så skrå en vinkel, at der er total indre refleksion inde i glas substratet, det vil altså sige at alt lys, som kobles ind i substratet vil fastholdes derinde indtil det når membranen. Herved opnås at næsten intet lys kobles fra 40 lysdiode til detektor. Glasset og membranen har næsten samme brydningsindeks, så lyset vil vandre fra glas sub- DK 92 00048 03 2 stratet til membranen, som vil udsende lys med en anden bølgelængde. Noget af det lys vil fortsætte gennem glas substratet ud til detektoren.

Lyset fra LED'en kollimeres ved hjælp af en linse.

Det er ligeledes muligt at opnå høj effektivitet når lyset fokuseres ned på membranen.

Der er flere måder at koble lyset ind i substratet, men jeg mener at indkobling ved hjælp af et prisme er det mest fordelagtige.

Substratet kan være af glas eller en god optisk plast f.eks. akryl, idet både glas og akryl har brydningsindeks omkring 1.5

Claims (1)

1. 5 Bruasmodelkrav. Det nye i opstillingen til sensoren består i at sensoren er opbygget ud fra princippet om total indre refleksion i et glas - eller plastsubstrat. Lyset, der Skal eksitere membranen, kobles ind i substratet 10 med en sådan vinkel, at der er total indre refleksion. For det af membranen udsendte lys vil der ikke være total indre refleksion, så det vil kunne ramme detektor. Ved at benytte denne opstilling opnås derfor en meget effektiv adskillelse mellem det af LED og membran udsendte 15 lys; som følge heraf nedsættes kravene til et filter meget kraftigt, det kan måske helt undgås. Opstillingen har yderligere den fordel at substratet kan gøres meget tyndt ( den optimale tykkelse vil formentligt ligge mellem 0,5 og 1,0 mm ), herved vil afstanden mellem 20 membran og detektor blive meget mindre end i andre typer af sensorer, hvilket vil give en højere koblingseffektivitet mellem membran og detektor end i andre typer af sensorer. Ved brug af denne opstilling opnås altså en høj effektivitet ved brug af billige komponenter.