PT101015A

PT101015A - Fonte de infravermelhos regulada

Info

Publication number: PT101015A
Application number: PT101015A
Authority: PT
Inventors: James R Braig; Daniel S Goldberger; Roger O Herrera
Original assignee: Critikon Inc
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1994-06-30
Also published as: ZA927495B; US5247185A; JPH05509413A; EP0564625A4; EP0564625A1; WO1993009412A1; AU2868492A; CA2099124A1

Description

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MEMORIA DESCRITIVA O presente invento refere-se a ima fonte de infravermelhos regulada, e mais particularmente, a uma fonte de infravermelhos que tem um detector de temperatura, e um mecanismo de realimentação para manter a saída da fonte de infravermelhos numa densidade de energia substancialmente constante.

Descrição da Arte Anterior A energia infravermelha é geralmente utilizada em dispositivos de detecção, para a medição dos parâmetros desejados. Por exemplo, a energia infravermelha emitida por um alvo, pode ser medida para determinar a temperatura absoluta do alvo. Assim, a energia infravermelha emitida por um paciente pode ser medida por um dispositivo, tal como um termómetro timpânico de infravermelhos, e pode ser utilizada para determinar a temperatura do corpo do paciente. Adicionalmente, os efeitos de absorção diferenciais de certos constituintes nos comprimentos de ondas dos infravermelhos tornam possível determinar os constituintes de materiais, tal como gases respiratórios, utilizando um sistema de detecção de capnógrafo de infravermelhos do tipo descrito, por exemplo, por alguns dos presentes inventores nos pedidos de patentes nos E.U.A. nss 07/522,177 e 07/522,208. Tal como aí descrito, a luz infravermelha em comprimentos de onda facilmente absorvidos por um determinado constituinte de ar expirado por um paciente, pode ser feita passar através do ar expirado pelo paciente, e o grau de absorção medido, para determinar se e até que quantidade aquele constituinte está presente no ar expirado.

Os sistemas de detecção de capnógrafo de infravermelhos do tipo descrito nos referidos pedidos de patente, funcionam mais eficazmente quando a fonte de infravermelhos é estável e eficiente, se bem que pequena, leve e segura. Embora as fontes de infravermelhos (também conhecidas como fontes de radiação de corpo negro) já estejam, geralmente, disponíveis na arte há bastante tempo, as fontes de infravermelhos adequadas não têm

74 404 YELD-0132 estado disponíveis para os dispositivos de detecção, os quais requerem um alto grau de estabilidade da fonte, quando há grandes variações na temperatura ambiente, bem como durante o uso clínico. As fontes de radiação do corpo negro típicas da arte anterior estão descritas, por exemplo, por M. C. Banca e outros na patente dos E.U.A. ns 3,138,697 e por A. G. De Bell e outros na Patente dos E.U.A. ns 3,205,343. Tal como descrito nestas patentes, foram projectadas fontes de infravermelhos as quais funcionam a temperaturas acima de 2000°C ou mesmo dos 2500°C; contudo, a estabilidade da fonte não era crítica para esses sistemas.

Outras fontes de infravermelhos, mais estáveis, foram projectadas para serem utilizadas em espectrómetros e outros, para utilização em análises espectrais de infravermelhos. As ditas fontes de infravermelhos estão descritas, por exemplo, nas patentes dos E.U.A. nas 4,499,382 de Vincent; 4,620,104 de Nordal e outros; 4,644,141 de Hagen e outros e 4,935,633 de Curbelo e outros. Contudo, estas fontes de infravermelhos também não são suficientemente estáveis para utilização em dispositivos de detecção de infravermelhos, do tipo descrito nos referidos pedidos de patente, porque devem ser frequentemente recalibrados.

As saídas de energia das fontes de infravermelhos da arte anterior, foram mantidas relativamente constantes numa variedade de modos diferentes. Por exemplo, Curbelo e outros dizem que se a fonte está configurada para ter um elemento de radiação com uma área de superfície pequena, que é activado por uma onda quadrada AC de alta frequência, em que a frequência da onda quadrada AC é, preferivelmente, muito maior que o inverso da constante de tempo térmica dos filamentos aquecedores, então a saída da fonte de infravermelhos pode ser mantida relativamente constante. Contudo, as fontes de infravermelhos da arte anterior permanecem susceptíveis às variações da temperatura ambiente, as quais causam um desvio de temperatura, e subsequentes desvios nos espectros de emissão das fontes de infravermelhos, tal como mostrado na Figura 1, para o caso de um irradiador de corpo 74 404 YELD-0132 —4—

negro utilizado num analisador de gás de infravermelhos. Infelizmente, tal desvio de temperatura não é aceitável em sistemas de detecção de capnógrafo de infravermelhos do tipo descrito nos pedidos de patente referidos. Assim, é altamente desejável, uma fonte de infravermelhos que possa manter a sua saída constante durante um grande período de tempo sem recaiibração. São conhecidas outras técnicas na arte para estabilizar fontes de infravermelhos contra variações da temperatura ambiente. Por exemplo, a fonte de infravermelhos pode ser colocada num ambiente mantido numa temperatura ambiente substancialmente constante. Por outro lado, tal como descrito por McClatchie e outros na patente dos E.U.A. na 4,103,174, a fonte de infravermelhos pode ser estabilizada em relação às variações de temperatura, utilizando um esquema de carga de radiação em combinação com uma sensibilidade seleccionada da fonte de temperatura ambiente, sem utilizar um controlador de temperatura para manter as condições de ambiente constantes. De acordo com o esquema de carga de radiação de McClatchie e outros, a temperatura da fonte de infravermelhos pode ser mantida relativamente constante, proporcionando vim irradiador de infravermelhos que tenha uma emissividade tão alta quanto possível, e uma estrutura relativamente à fonte, a qual tenha também uma alta emissividade, de modo a evitar a reflexão de retorno para a fonte. Uma vez o esquema de carga de radiação de McClatchie e outros tende a proporcionar um plano de temperatura insensível à fonte de infravermelhos, o dispositivo de McClatchie e outros deve manter a temperatura da fonte relativamente constante, sem aquecedores especiais ou controladores de temperatura. Contudo, como será evidente para os peritos da arte, McClatchie e outros mantém a temperatura da fonte de infravermelhos relativamente constante, controlando a montagem da fonte, em vez de projectar a fonte, a qual é relativamente insensível às condições ambientais.

Outras técnicas foram ensinadas para proporcionarem fontes de infravermelhos com saídas relativamente constantes, para va- 74 404 YELD-0132 -5-

riarem as condições ambientais. Por exemplo, Broun, através da Patente dos E.U.A. ns 3.394.259, dá a conhecer que pode ser utilizado um regulador juntamente com a fonte referência de infravermelhos, para controlar a corrente para a fonte de infravermelhos, e portanto a temperatura e quantidade da radiação emitida, dispondo um termistor no enrolamento da fonte de infravermelhos. Em particular, o termistor está localizado no fio aquecedor, e a temperatura medida é realimentada para um regulador, o qual, por sua vez, regula o fluxo da corrente para o aquecedor, de acordo com as variações na temperatura detectada, mantendo assim a energia infravermelha emitida a um nível de temperatura relativamente constante. Brown ensina que são alcançados os melhores resultados quando o corpo enrolado com fio tem uma emissividade tão próxima da unidade quanto possível. Contudo, embora relativamente estável, a fonte de infravermelhos de Brown é relativamente grande e frágil, e portanto imprópria para ser utilizada como fonte de infravermelhos em capnógrafos de infravermelhos do tipo descrito nos pedidos de patente acima referidos. Além disso, a detecção da temperatura pelo dispositivo de Brown não é muito precisa, uma vez que o termistor só pode detectar a temperatura local num determinado ponto numa bobina, que está suspensa no ar, e portanto tem grandes variações de temperatura ao longo do seu comprimento.

Consequentemente, os presentes inventores começaram por proporcionar uma fonte de infravermelhos que é altamente estável, muito eficiente e muito pequena, de modo que se possa ajustar num invólucro de sensor que é pequeno, leve e seguro. Preferivelmente, a temperatura da fonte de infravermelhos pode ser mantida sob servo-controlo, e é eficiente, fácil de fabricar, de pequeno tamanho e resistente. O presente invento foi projectado para ir de encontro a estas necessidades.

SUMÁRIO DO INVENTO 0 presente invento refere-se a uma fonte de infravermelhos que tem uma densidade de energia de saída que é mantida substancialmente constante, ajustando a entrada de potência para 74 404 YELD-0132 -6-

o elemento aquecedor de Infravermelhos em resposta à temperatura âetectada por um elemento de detecção de temperatura, disposto muito próximo do elemento aquecedor de infravermelhos. Ã concepção da fonte de infravermelhos do invento permite que a fonte de infravermelhos seja pequena, altamente estável e eficiente, de modo a poder ser utilizada em sistemas de detecção de infravermelhos do tipo descrito nos pedidos de patente acima referidos. Preferivelmente, a concepção da fonte de infravermelhos do invento incorpora um detector de temperatura de resistência de platina (DTR) integrado no elemento aquecedor, para proporcionar um meio de servo-controlo electrónico da temperatura do aquecedor. 0 elemento aquecedor e o DTR estão fortemente acoplados termicamente, para proporcionarem um seguimento exacto e contínuo, e o controlo da temperatura do aquecedor. A concepção do invento proporciona uma saída de energia infravermelha de aproximadamente 0,5 juwatt por micron da largura da banda, num comprimento de onda de 4 micron, com menos do que 1 watt de entrada de potência para o elemento aquecedor.

Uma concretização preferida do presente invento refere-se a uma fonte de infravermelhos, compreendendo um elemento aquecedor que emite energia infravermelha, quando lhe é aplicada potência, um detector de temperatura de resistência que está termicamente acoplado ao elemento aquecedor, de modo a detectar continuamente o nível médio da temperatura do elemento aquecedor, e um regulador sensível a uma saída de detecção de temperatura do detector de temperatura de resistência, para regular a potência aplicada ao elemento aquecedor, de modo a manter, no nível desejado, a energia infravermelha emitida pelo elemento aquecedor. Preferivelmente, o elemento aquecedor compreende um fio aquecedor, e está disposto em relação ao DTR numa das várias maneiras que permitem ao fio aquecedor e ao DTR estarem fortemente acoplados termicamente.

Por exemplo, numa concretização presentemente preferida, a fonte de infravermelhos compreende ainda uma haste cerâmica em volta da qual está enrolado o fio aquecedor, perto de uma sua ponta. Numa tal concretização a haste cerâmica actua como um 4 74 404 YELD-0132 -7-

suporte e isolador de calor para o fio aquecedor, para isolar terraicaraente o fio aquecedor da estrutura de suporte da fonte de infravermelhos. Preferivelmente, a haste cerâmica tem, pelo menos, um orifício interno no qual o detector de temperatura de resistência está concentricamente disposto no fio aquecedor para ficar muito próximo do fio aquecedor. Numa concretização preferida, o fio aquecedor e o detector de temperatura de resistência estão enroscados através dos respectivos orifícios internos da haste cerâmica, desde uma base da haste cerâmica até à sua ponta. Numa outra concretização, o fio aquecedor pode estar ligado aos condutores externos em vez de estar ligado à haste cerâmica. Em qualquer concretização, a estrutura de fonte resultante é, preferivelmente, coberta por um revestimento de vidro, o qual proporciona uma superfície com uma emissividade desejável para a emissão de energia infravermelha, bem como uma camada para proteger o fio aquecedor contra a oxidação. O revestimento de vidro também elimina o ciclo de queima (cura) normalmente requerido nos aquecedores de fio nu da arte anterior.

Numa concretização alternativa, o detector de temperatura de resistência compreende uma bobina em platina, que está enrolada com o fio aquecedor em volta da haste cerâmica, tal como na concretização acima referida, o fio aquecedor, a bobina em platina, e a haste cerâmica podem ser cobertos por um revestimento de vidro, de modo a proporcionar uma superfície com uma emissividade desejável para a emissão da energia infravermelha, bem como uma camada para proteger o fio aquecedor da oxidação.

Cada concretização do presente invento pode também incluir um alojamento em plástico isolador, disposto numa base da haste cerâmica e um reflector elíptico em contacto com o alojamento em plástico. Preferivelmente, um tal reflector elíptico está disposto em relação ao elemento aquecedor, de modo a concentrar a energia infravermelha emitida pelo elemento aquecedor para um ponto de detecção, como se a fonte de infravermelhos fosse uma fonte pontual.

74 404 YELD-0132 -8- BREVE DESCRICÃO DOS DESENHOS ~

Os objectivos e vantagens do invento atrás referidos e outros tornar-se-ão mais evidentes e mais facilmente apreciados a partir da descrição detalhada seguinte das concretizações exemplificativas do invento presentemente preferidas, juntamente com os desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 ilustra os efeitos da absorção diferencial do desvio da temperatura e subsequente mudança nos espectros de emissão de uma fonte de infravermelhos; a Figura 2 ilustra um corte transversal de uma concretização generalizada de uma fonte de infravermelhos de acordo com o invento; a Figura 3 ilustra em maior detalhe uma concretização preferida de uma fonte de infravermelhos de acordo com o invento; as Figuras 4(a) e 4(b) ilustram uma concretização de uma fonte de infravermelhos de acordo com o invento; e a Figura 5 ilustra uma outra concretização alternativa de uma fonte de infravermelhos de acordo com o invento.

DESCRICÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS

As concretizações preferidas do invento serão agora descritas com referência às Figuras 2-5. Será apreciado pelos peritos na arte, que a descrição aqui proporcionada em relação às figuras, tem apenas objectivos exemplificativos, e não tem a intenção de limitar de qualquer modo, o âmbito do invento. Todas as questões referentes ao âmbito do invento podem ser resolvidas por referência às reivindicações anexas. A Figura 2 ilustra uma concretização generalizada de uma fonte de infravermelhos de acordo com o invento. Tal como 74 404 YELD-0132 -9-

ilustrado, a fonte de infravermelhos do invento compreende um elemento aquecedor de infravermelhos 200, o qual, tal como será seguidamente descrito com relação às Figuras 3-5, contém um detector de temperatura de resistência (DTR) disposto numa haste cerâmica (Figuras 3 e 4), ou envolvido em volta da haste cerâmica com o fio aquecedor (Figura 5). Adicionalmente, o elemento aquecedor de infravermelhos 200, assim configurado, está revestido por uma camada de vidro para evitar a oxidação do fio aquecedor, proporcionando também uma superfície com boa emissividade.

Tal como mostra a Figura 2, os condutores 202 do elemento aquecedor de infravermelhos 200 (e o seu DTR) são de preferência a entrada para um circuito de controlo 204, o qual controla a potência aplicada ao elemento aquecedor de infravermelhos 200 de acordo com a temperatura detectada pelo DTR. Por exemplo, o circuito de controlo 204 pode conter um circuito em ponte do tipo descrito por Brown na patente dos E.U.A. na 3,394,259, pelo qual um desequilíbrio no circuito em ponte, provocado pela saída do DTR, faz com que a corrente aplicada ao elemento aquecedor de infravermelhos 200 varie. Crê-se que tais técnicas estão bem dentro do âmbito dos peritos na arte, e consequentemente o circuito de controlo 204 não será aqui descrito com mais detalhe.

Preferivelmente, o elemento aquecedor de infravermelhos 200 do invento é mantido no lugar por um alojamento de alta temperatura 206, tal como mostrado. Um tal alojamento 206 é, preferivelmente, um isolador em plástico que pode suportar altas temperaturas, tal como uma poliimida Envex™. O alojamento 206 minimiza a transferência do calor desde a fonte de infravermelhos até ao alojamento de sensor exterior, e pode ser utilizado para manter o elemento aquecedor de infravermelhos 200 no lugar em relação a um inserto reflector curvo 208, o qual, tal como os peritos da arte sabem, concentra a saída do elemento aquecedor de infravermelhos 200 através da abertura de fonte 200, e da janela de transmissão de infravermelhos 212 até ao alvo. Os ditos insertos reflectores 208 são geralmente 74 404 YELD-0132 10-

conhecidos e são descritos, por exemplo, por Blunck e outros na patente dos E.U.A. na 3.949.231, como sendo úteis para concentrar a energia de saída do elemento aquecedor de infravermelhos 200. Foi escolhido um único ponto de montagem do elemento aquecedor de infravermelhos 200 em relação ao inserto reflector 208, para facilitar a montagem e também para minimizar os circuitos de condução de calor. Preferivelmente, a ponta do elemento aquecedor de infravermelhos 200 está localizado optimamente dentro do inserto reflector 208, de modo a concentrar a energia infravermelha de saída no alvo. Por outras palavras, a concepção óptica permite, preferencialmente, a aproximação do elemento aquecedor 200 de uma fonte pontual dentro do inserto reflector 208. A Figura 3 ilustra mais detalhadamente uma concretização preferida do elemento aquecedor de infravermelhos 200 da fonte de infravermelhos do invento. Tal como está mostrado, o elemento aquecedor de infravermelhos 200 compreende, preferivelmente, um corpo cerâmico oco 300, o qual tem uma bobina DTR 302 disposta nos orifícios internos 304, próximos da ponta do corpo cerâmico 300. A bobina DTR 302 pode compreender, por exemplo, uma bobina em platina com o diâmetro de 0,178 mm com o valor de resistência desejado. A bobina aquecedora 306 é então, preferivelmente, enrolada com dois fios em volta do diâmetro exterior do corpo cerâmico 300 no diâmetro DTR 302. A bobina aquecedora 306 compreende preferivelmente um fio Kanthal^ com um diâmetro muito pequeno de 0,051 mm. Os fios da bobina DTR 302 e a bobina aquecedora 306 estão preferivelmente enroscados através dos orifícios 304 tal como mostrado, e a resistência está soldada em 308 aos fios soldáveis 202, os quais são preferivelmente em liga de paládio. Cada fio 202 é, preferivelmente, aliviado em tensão nos quatro orifícios 304 no corpo cerâmico 300 com vidro fundido 310, o qual encapsula, preferivelmente, todo o corpo do elemento aquecedor de infravermelhos 200. Preferivelmente, a espessura do revestimento é da ordem dos 0,051 a 0,127 mm, para aumentar a robustez e protecção contra a oxidação. Esta implementação é desejável, uma vez que também permite a aproximação da fonte de infravermelhos do invento da fonte pontual, e tem uma resposta 74 404 YELD-0132 -11-

muito rápida, devido ao acoplamento térmico do aquecedor 306 e do elemento DTR 302, e devido ao pequeno tamanho.

As Figuras 4(a) e 4(b) ilustram uma outra concretização do elemento aquecedor de infravermelhos 200 do invento. Tal como na concretização da Figura 3, o fio aquecedor do aquecedor 306 está, preferivelmente, concentrado numa pequena área perto da ponta da haste cerâmica 300, de modo que o restante da haste cerâmica 300 possa actuar como um isolador de calor na base de montagem 400 do isolador. Tal como mostrado na Figura 4(b), a qual é tirada pelas linhas de corte A-A da Figura 4(a) dentro da haste cerâmica 300, o elemento DTR 302 está localizado concentricamente sob o fio aquecedor 306, o qual pode ser a peça número SDl PT100-8A da Sensing Devices, Inc.. Tal como na concretização da Figura 3, o fio aquecedor do aquecedor 306 e o elemento DTR 302 estão muito próximos um do outro. Também, tal como mostrado, o aquecedor 306, a haste cerâmica 300 e o elemento DTR estão, preferivelmente, revestidos com vidro fundido 310 para terem robustez e protecção contra a oxidação. Contudo, ao contrário da Figura 3, a concretização da Figura 4 inclui os condutores soldáveis 402, aos quais são soldadas terminações dos fios aquecedores do aquecedor 306 antes do revestimento em vidro fundido ser aplicado. Tal como na concretização da Figura 3, esta disposição proporciona um acoplamento térmico apertado do aquecedor 306 e do elemento DTR 302 e permite que se forme uma fonte muito pequena.

Para a máxima eficiência das concretizações preferidas, o elemento aquecedor de infravermelhos 200 da fonte de infravermelhos do invento é projectado de modo a ser pequeno, de modo a proporcionar uma temperatura de funcionamento muito elevada, para uma dada potência de entrada. A bobina aquecedora 306 e a bobina DTR 302 estão também, preferivelmente, enroladas concentricamente próximo da porta da haste corpo de cerâmico oco 300, para minimizar a condução de calor à base do alojamento 206 ou à base de montagem isoladora 400. Uma tal disposição também aumenta o tempo de resposta do aquecedor 306. A base do corpo cerâmico 300 tem, preferivelmente, quatro terminais de fio 74 404 YELD-0132 -12-

soldáveis 308, os quais são aliviados em tensão relativamente ao corpo de cerâmica, tal como anteriormente descrito. A base pode também ser suportada por um alojamento em plástico isolador de calor (Envex™) 206, tal como mostrado na Figura 2. Todo o exterior do aquecedor integrado/elemento DTR também está, preferivelmente, revestido com uma camada de vidro 310, tal como descrito, para evitar a oxidação do fio aquecedor, ao mesmo tempo que proporciona uma superfície com uma emissividade muito boa. A fonte de infravermelhos resultante é muito simples e robusta, de modo a poder resistir bem a impacto mecânico e manuseio. Isto é extremamente importante para a utilização com sensores, que são provavelmente deixados cair repetidamente. A Figura 5 mostra uma outra concretização alternativa do invento, na qual o elemento DTR 302 no corpo cerâmico oco 300 é substituído por um elemento DTR 500 o qual é enrolado com dois fios em volta do corpo cerâmico 300 juntamente com o fio aquecedor do aquecedor 306. Tal como nas concretizações das Figuras 3 e 4, o aquecedor 306, o corpo de cerâmica 300 e 6 elemento DTR 500 também são preferivelmente revestidos com vidro fundido 310 para terem robustez e protecção contra a oxidação. Numa tal concretização, o elemento DTR 500 pode medir facilmente a temperatura média do fio aquecedor ao longo de todo o seu comprimento. Contudo, esta concretização provou ser mais difícil de fabricar do que as concretizações das Figuras 3 e 4; consequentemente, as concretizações das Figuras 3 e 4 são presentemente as preferidas. Não só a concepção do presente invento é muito mais robusta e mecanicamente estável, comparada com uma bobina conformada oscilante do tipo descrito por Brown, por exemplo, mas o presente invento também pode alcançar uma temperatura de funcionamento muito mais alta, devido aos materiais utilizados -cerâmica, metal e vidro. Ao contrário da fonte de Brown, os pontos quentes ou pontos frios no aquecedor 306 são eliminados pela concepção, devido ao processo de enrolamento da bobina e do revestimento de vidro. Além disso, o revestimento de vidro 310 no aquecedor 306 também proporciona uma superfície de radiação 74 404 YELD-0132

-13-homogénea com boa emissividade. Além disso, a construção em vidro e em cerâmica da concretização preferida, dá a possibilidade de se aplicar um único vidro num vedante hermético metálico, em que é requerido um gás de enchimento, tal como o árgon. É claro que podem ser utilizados outros elementos de detecção de temperatura em vez do elemento DTR 302 ou 500. Contudo, o elemento DTR de fio em platina 302, 500 seleccionado de acordo com o presente invento é preferido, uma vez que é inerentemente mais estável do que um termistor ou um termopar e proporcionará uma estabilidade típica de 0,1°C por ano. Além disso, a implementação do DTR 302, 500 na concepção do presente invento proporciona uma medida da temperatura média de toda a ponta da fonte de infravermelhos, comparada com a leitura da temperatura localizada que resultaria se o termistor ou o termopar fossem utilizados. Preferivelmente, o elemento DTR 302, 500 tem uma resistência da ordem dos 50 ohms +/- 1% a 0°c, e tem uma estabilidade com, pelo menos, um desvio de +/- 0,3 °C num ano. 0 aquecedor 306 tem, preferivelmente, também uma resistência da ordem dos 50 ohms +/- 1% para um dispositivo que tenha um nível de temperatura de funcionamento entre 0 e 550°C.

Uma vez que o elemento DTR 302, 500 e o aquecedor 306 estão fortemente termicamente acoplados, o sistema do presente invento quando utilizado com um servo-controlo electrónico com baixo desvio para a temperatura do aquecedor, proporcionará uma curva do corpo negro altamente estável e repetível. De acordo com uma tal disposição, a fonte de infravermelhos do invento também alcançará instantaneamente a sua temperatura de funcionamento e manterá um controlo de temperatura excelente, mesmo com variações da temperatura ambiental. Além disso, a concepção do invento proporciona uma saída de energia infravermelha de aproximadamente 0,5 Mwatt por largura de banda micron num comprimento de onda de 4 micron com menos do que l watt de entrada de potência para o elemento aquecedor. Além disso, a concepção do invento elimina também o ciclo de queima prolongado (cura) tipicamente requerido pelos aquecedores tipo arame nu de

74 404 YELD-0132 liga de níquel e crómio da arte anterior de modo a alcançar uma camada de óxido com elevada imunidade. Também, por causa da camada protectora de vidro, a fonte de infravermelhos do invento manterá uma superfície de emissividade constante ao longo da sua vida.

Os peritos na arte apreciarão facilmente que são possíveis muitas modificações no invento, dentro do âmbito do invento. Por exemplo, o espectro de emissão da fonte de infravermelhos e os circuitos de suporte do invento podem ser definidos durante a calibração inicial do instrumento e armazenado numa memória de calibração que fica com o detector, quando a fonte do invento é utilizada com detectores do tipo descrito nos pedidos de patente acima referidos. Assim, o âmbito do invento não está limitado às concretizações preferidas acima descritas, mas apenas às reivindicações anexas.

Claims

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REIVINDICACÕES 1 - Fonte de energia de infravermelhos, caracterizada por compreender; - um elemento aquecedor que emite energia infravermelha quando lhe é aplicada potência; - um detector de temperatura de resistência, o qual está isolado electricamente do dito elemento aquecedor, mas está termicamente acoplado ao mesmo, de modo a detectar continuamente a temperatura média do dito elemento aquecedor; e - um regulador sensível a uma saída de detecção de temperatura do dito detector de temperatura de resistência, para regular a potência aplicada ao dito elemento aquecedor, de modo a manter a energia infravermelha emitida pelo dito elemento aquecedor num nível desejado.
2 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dito elemento aquecedor compreender um fio aquecedor.
3 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por compreender ainda uma haste cerâmica, na qual o dito fio aquecedor está enrolado, perto de uma sua ponta, actuando a dita haste cerâmica como um suporte do dito fio aquecedor.
4 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por a dita haste cerâmica ter, pelo menos, um orifício interno, no qual o dito detector de temperatura de resistência está disposto concentricamente sob o dito fio aquecedor, de modo a ficar muito perto do dito fio aquecedor.
5 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o dito fio aquecedor e o detector de temperatura de resistência estarem enroscados através de respectivos orifícios internos da dita haste cerâmica, desde uma base da dita haste cerâmica até à dita ponta

74 404 YELD-0132 da dita haste cerâmica.
6 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por compreender ainda um revestimento de vidro protector em volta do dito fio aquecedor, da dita haste cerâmica e do dito detector de temperatura de resistência.
7 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o dito detector de temperatura de resistência estar enroscado através de, pelo menos, um orifício interno da dita haste cerâmica, desde a base da dita haste cerâmica até à dita ponta da dita haste cerâmica e o dito fio aquecedor estar ligado a condutores externos à dita haste cerâmica.
8 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por compreender ainda um revestimento de vidro protector em volta do dito fio aquecedor, da dita haste cerâmica e do dito detector de temperatura de resistência.
9 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o dito detector de temperatura de resistência compreender uma bobina em platina, que está enrolada com o dito fio aquecedor em volta da dita haste cerâmica.
10 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por compreender ainda um revestimento de vidro protector em volta do dito fio aquecedor, da dita bobina em platina e da dita haste cerâmica.
11 - Fonte de energia de infravermelhos de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por compreender ainda um alojamento em plástico isolador de calor, disposto numa base da dita haste cerâmica e um reflector elíptico em contacto com o dito alojamento em plástico e disposto em relação ao dito -17- 74 404 YELD-0132 elemento aquecedor, de modo a concentrar a energia infravermelha emitida pelo dito elemento aquecedor para um ponto de detecção. Lisboa, OUt 1992 Por CRITIKON, INC. =0 AGENTE 0FICIAL=