NO176374B - Optisk anordning for indikasjon av fuktighet - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en optisk anordning for indikasjon av fuktighet i et substrat (blomsterjord e.l.) hvor virkemåten til anordningen er basert på forandringen av den kritiske vinkelen til den totale refleksjonen som oppstår på grenseflaten mellom et klart optisk materiale og luft under innflytelse av fuktighet.

Flere stav-f ormede anordninger er blitt foreslått for indikering av fuktighet i et substrat. I disse anordningene stiger fuktigheten til en absorpsjonsdel som er beliggende mellom hylsterdelene på grunn av kapillaritetsfenomenet, og fuktighetsindikasjonen blir gjort synlig ved at det foregår en forandring i absorps j onsdelen. US-patentspesif ikasjonene 3.019.638 og 4.130.012 beskriver en anordning hvor virkemåten er basert på forandringen av farven til et absorberende papir som blir benyttet som en absorpsjonsdel, fra lyseblå til mørkeblå når papiret blir fuktig. I anordningen beskrevet i US-patentspesifikasjon 3.824.844, er absorpsjonsdelen hvit når den er tørr, og den blir nesten klar når den blir fuktig, slik at farven som ligger t>ak kan bli sett igjennom denne.

GB-PS 2.059.077 beskriver en anordning som ligner den som er beskrevet ovenfor, med unntagelse av at det i steden for papir som absorpsjonsdel blir benyttet et hydroskopisk materiale, slik som kalsiumhydroksyd, som er ugjennomsiktig i krystallinsk form (når tørr), men gjennomsiktig når den er i form av en oppløsning (dvs. fuktig). Absorpsjonsdelen i alle de ovenfor nevnte anordningene forandrer enten farve eller så blir de delvis farveløse når de blir våte. En ulempe er den dårlige kontrasten. Selv litt tørring medfører at kontrasten fuktig/tørr blir utydelig.

FI-patentskrift 72812 beskriver en stav-lignende fuktig-hetsindikator, hvorpå virkemåten er basert på forandringen av den kritiske vinkelen til den totale refleksjonen. Fuktigheten stiger deri på grunn av kapi 11 ar fenomenene, enten i tynne spalter eller i et porøst kjernemateriale. Patent- skriftet "beskriver også bruken av en prismestruktur koblet til et multi-del kapillarrørsystem, hvorpå lyset blir reflektert tilbake fra et tørt prisme i henhold til prinsippet til en prismeref lektor, mens ikke noe rekleksjon oppstår med et fuktig prisme. En ulempe med denne strukturen er at bruk av indikasjonsfarver er begrensende og en stripet indikasjon er uklar.

US-patentspesifikasjon 2.943.530 beskriver en optisk anordning for indikering av en væskeoverflate, hvorpå anordningen er basert på forandringen av brytningsindekset til lyset på overflaten av et prisme, når væskeoverflaten faller nedenfor indikasjonsoverflaten til prismet. Den optiske indikasjonen som er synlig på en annen overflate av prismen forandres.

I anordningen i henhold til oppfinnelsen, blir det siste prinsippet benyttet for måling av fuktigheten i et substrat, slik at en markert forbedring blir tilveiebragt med hensyn på ulempene som er nevnt ovenfor. En fordel med oppfinnelsen er at ved bruk av prinsippet med total refleksjon, foregår forandringen fra en indikasjon på nærvær av fuktighet til en indikasjon på fravær av fuktighet markert, ikke gradvis. Foreliggende oppfinnelse er følgelig kjennetegnet ved at det optiske materialet som tilveiebringer fuktighetsindikasjonen er laget i form av et prisme 1,1' med en førsteside som ikke blir tildekket for å danne en fremvisningsoverflate 2,2', en andre side 4,4' på hvilken fuktigheten blir ledet gjennom en porøs absorpsjonsdel 5, og en tredje side 3,3' som blir farget eller mønstret for at de klart kan skjelnes fra farven til absorpsjonsdelen og som blir belagt med en beleggsfarve 6,6', idet vinklene til prismet avhenger av brytningsindeksen til materialet på en slik måte at når den andre siden 4,4' er fuktig, blir selve absorpsjonsdelen synlig gjennom f remvisningsoverf laten 2,2' til prismet, mens et bilde av den farvede eller mønstrede overflaten til den tredje siden 3,3' er synlig gjennom f remvisningsoverf laten 2,2' som et resultat av at det oppstår en total refleksjon på den andre siden 4,4' når nevnte andre side er tørr.

Anordningen virker på en, slik måte at vann blir ledet fra mål ingspunktet langs et porøst materiale for å settes i kontakt med en overflate av prismet slik at den kritiske vinkelen til den totale brytningen av lyset på denne overflaten blir forandret og at den synlige indikasjonen på en annen overflate av prismet blir forandret på samme måte. Virkemåten er basert på det faktum at brytningsindeksen på grenseflaten mellom det optiske materiale og luft er forskjellig fra brytningsindeksen på grenseflaten mellom det optiske materiale og vann. Nevnte optiske materiale kan være et hvilket som helst egnet gjennomsiktig, klart materiale, bl.a. glass eller akryl.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet i detalj med referanse til tegningene, hvori: Figur 1 illustrerer virkemåten til et prisme som er benyttet

i oppfinnelsen,

figur 2 illustrerer strukturen til anordningen i henhold til

oppfinnelsen sett fra fremvisningstiden,

figur 3 er et forstørret tverrsnitt i området til indikasjonsoverflaten langs linje III-III i fig.2, og figur 4 er et forstørret tverrsnitt i området til absorpsjonsdelen langs linje IV-IV i figur 2.

En første side av et prisme 1, dvs. en f remvisningsoverf late 2, er fullstendig synlig; en andre side, dvs. en fuktighetsindikerende overflate 4 er belagt med en porøs absorpsjonsdel 5; og en tredje overflate, dvs. en overflate 3 som er synlig når den er tørr, er belagt med en beleggsfarve 6. Lys som kommer til prismet gjennom f remvisningsoverflaten gjen-nemgår en total refleksjon på overflaten 4 når absorpsjonsdel 5 er tørr, slik at et bilde av overflate 3 indikerende fravær av fuktighet kan bli sett av den som observerer gjennom fremvisningsoverf laten som en refleksjon fra overflate 4. Når absorpsjonsdel 5 er fuktig, skjer ingen total refleksjon på overflate 4, slik at selve absorpsjonsdelen blir sett av den som observerer gjennom fremvisningsoverflaten. Vinklene til prisme 1 avhenger av brytningsindeksen til prismematerialet. Når det gjelder akryl bl.a., er brytningsindeksen 1,49, og en egnet, skarp vinkel er 6° og de andre vinklene er 132° og 42°. Med disse vinkelverdiene, forårsaker den totale refleksjonen som oppstår mellom prismematerialet og luft på f remvisningsoverf laten, at overflate 3 indikerende fravær av fuktighet kan bli sett gjennom fremvisningsoverf laten ved en hvilken som helst fremvisningsvinkel bare gjennom refleksjon fra overflate 4 når overflate 4 er tørr. Begrensningene til fremvisningsvinkelen, hvorpå overflate 3 er synlig gjennom refleksjon fra overflate 4, er en vinkel vinkelrett på overflaten på venstre og en vinkel som avviker omtrent 30° fra den rette vinkelen på høyre side. Med videre vinkler, oppstår en total refleksjon på overflate 4 også når overflaten er fuktig. Vinklene kan bli dimensjonerte for andre materialer på basis av lysningsindeksen. Ved å variere vinklene til prismen, er det også mulig å påvirke vidheten av den nyttbare fremvisningsvinkelen.

Figur 2 viser den fuktighetsindikerende anordning 7 virkende på prismeprinsippet sett i retning mot f remvisningsoverf late 2. Anordningen innbefatter to prismer 1 og 1' som er festet overfor hverandre som vist i figur 3. Fremvisningsvinkelen hvorpå det ene eller det andre prismet viser en overflate 7 og 7' indikerende fravær av fuktighet, når overflatene 4 og 4' er tørre, er alt i alt omtrent 60°. Fremvisningsoverf late 2 og 2' til prismene er ikke nøyaktig parallelle, slik at ved en f remvisningsvinkel på 90" , blir begge overflatene på samme tid laget for å indikere fravær av fuktighet, som gjør at indikasjonen blir mere intens. Et legeme 8 presser absorpsjonsdel 5 tett inn mot prismeoverf låtene 4 og 4'. Absorpsjonsdelen er en strimmel laget av et porøst materiale

(slik som filterpapir laget av et glassf ibermateriale). En ende av strimmelen stikker ut fra en absorpsjonsåpning 9 i legemet for å ta kontakt med et substrat som det skal be-stemmes fuktigheten til. Fuktigheten blir fordampet inn i luften i den andre enden av legemet gjennom en liten fordampningsåpning 10 som ligger bak staven.

Beleggsfarvelagene 6 og 6' dekker de overflatene av prismen som har en farve (f.eks. rød) som klart er forskjellig fra farven til absorpsjonsdelen. Punkt 11 på staven er slik formet at den kutter substratet og presser det effektivt mot absorpsjonsdelen.

Figur 4 viser et tverrsnitt av staven i området til ab-sorpsjonsåpningen. En legemedel 8a løfter opp en absorpsjonsdel 5 og ekstensjonene la og la' av prismedelen presser absorpsjonsdelen slik at det dannes kontakt med legemsdelen. Absorpsjonsdelen blir dermed holdt på plass og danner god kontakt med substratet, som for eksempel kan være blomsterjord e. 1.

Fuktighetsindikatoren ifølge oppfinnelsen kan også danne en indre del av en blomsterpotte, langs siden av potten og absorpsjonsdelen er 1 kontakt med hele substratets lengde eller bare deler derav.

Claims (4)

1. Optisk anordning for indikasjon av fuktighet i et substrat (blomsterjord e.l.) hvor virkemåten til anordningen er basert på forandringen av den kritiske vinkelen til den totale refleksjonen som oppstår på grenseflaten mellom et klart optisk materiale og luft under innflytelse av fuktighet,karakterisert vedat det optiske materialet som tilveiebringer fuktighetsindikasjonen er laget i form av et prisme (1,1') med en førsteside som ikke blir tildekket for å danne en fremvisningsoverflate (2,2'), en andre side (4,4') på hvilken fuktigheten blir ledet gjennom en porøs absorpsjonsdel (5), og en tredje side (3,3') som blir farget eller mønstret for at de klart kan skjelnes fra farven til absorpsjonsdelen og som blir belagt med en beleggsfarve (6,6'), idet vinklene til prismet avhenger av brytningsindeksen til materialet på en slik måte at når den andre siden (4,4') er fuktig, blir selve absorpsjonsdelen synlig gjennom fremvisningsoverflaten (2,2') til prismet, mens et bilde av den farvede eller mønstrede overflaten til den tredje siden (3,3') er synlig gjennom fremvisningsoverflaten (2,2') som et resultat av at det oppstår en total refleksjon på den andre siden (4,4') når nevnte andre side er tørr.

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at den er stav-formet og innbefatter et spiss-formet legeme (8) og en prismedel som er formet ved at to prismer (1,1') er festet til hverandre, og den porøst strimmel-for-tynnede absorpsjonsdelen er plassert mellom nevnte legeme og prismedelen på en slik måte at den kommuniserer med substratet gjennom en absorpsjonsåpning (9) og med atmosfæren gjennom en fordampningsåpning (10).

3. Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat prismedelen er laget av akryl med brytningsindeks på 1,49, og vinklene til prismene er 6°, 132° og 42°, og at vinkelen mellom f remvisningsoverf låtene til prismene er 9° .

4 . Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat den danner en indre del av en blomsterpotte, langs siden av potten og absorpsjonsdelen er i kontakt med hele substratets lengde eller bare deler derav.