<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen lichtoptischen Linearanalyse, welche aus einem Auswertegerät, einer Auswahlvorrichtung sowie einer Registriereinheit besteht, wobei das Auswertegerät ein Mikroskop, eine diesem zugeordnete Abtastvorrichtung sowie einen photoelektrischen Wandler und die Auswahlvorrichtung einen Amplitudendiskriminator aufweist.
Derartige Einrichtungen dienen zur Mikrostrukturanalyse, insbesondere zur Ermittlung verschiedener Daten einer ausgewählten Phase eines zu untersuchenden Präparates, beispielsweise zur Bestimmung der Komzahl, der Korngrössenverteilung oder des Reflexions- bzw. Durchlässigkeitskoeffizienten dieser Phase.
EMI1.1
stimmt ist. Femer gelangen zur Auswahl der zu bestimmenden Phase meist Diskriminatoren zur Anwendung, bei denen die Lage und Breite des Messkanals nur durch Einstellen der oberen und unteren Schwelle festgelegt werden kann.
Da nun aber die Kanalbreite praktisch immer von anderer Grössenordnung als die Kanallage ist, kann der Messkanal nicht mit der wünschenswerten Genauigkeit eingestellt werden, was eben eine weitere Ursache der angeführten Mängel darstellt.
Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung, bei welcher die oben erwähnten Mängel beseitigt sind, die also ein hohes Auflösungsvermögen, eine grosse Genauigkeit und eine hohe Analysengeschwindigkeit gewährleistet.
Dieses Ziel wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Bauart erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass dem photoelektrischen Wandler ein zur Bildung eines kunstlichen Extremwertes in einem ausgewählten Punkt eines Spannungs- oder Stromverlaufes dienender Extremator nachgeordnet und dieser gegebenenfalls über einen Modulator an den Amplitudendiskriminator angeschlossen ist, sowie dass ein mit der Abtastvorrichtung gekoppelter Synchronisator vorgesehen und gegebenenfalls über einen Impulsgenerator mit dem Modulator funktionell verbunden ist.
EMI1.2
den unipolaren Umsetzer aufweist, wobei wenigstens ein Zweig dieser Brückenschaltung mit einer Steuerstufe als Spannungs- bzw. Stromumsetzer versehen ist.
Die erfindungsgemässe Kombination des Extremators mit dem Amplitudendiskriminator bietet eine neue Möglichkeit der Einstellung des gewünschten Messkanals. Nunmehr können Lage und Breite des Kanals unabhängig voneinander und direkt eingestellt werden. Die Kopplung der Abtastvorrichtung mit dem Synchronisator gewährleistet wieder, dass die Registriereinheit unabhängig von der jeweiligen Abtastgeschwindigkeit stets richtige Werte anzeigt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig.1 ein Blockschalibild einer erfindungsgemässen Einrichtung zur automatischen lichtoptischen Linearanalyse, Fig. 2 Diagramme zur Erklärung derBildung eines Messkanals mit Hilfe eines Extremators und einesAmplitudendiskriminators und Fig. 3 Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten der Blockschaltung gemäss Fig. l.
Die Einrichtung gemäss Fig. l besteht aus einem Auswertgeerät --1--, einer Auswahlvorrichtung --2-- sowie einer Registriereinheit-3-. Das Auswertegerät-l-weist ein Mikroskop-4-, einen photoelektrischen
EMI1.3
lichen Extremwertes in einem ausgewählten Punkt eines Spannungs- oder Stromverlaufes. Zum gleichzeitigen Auswählen mehrerer Phasen, d. h. zur Verarbeitung mehrerer Spannungsverläufe, kann der Extremator-11auch mehrkanalig ausgebildet werden.
Zwischen dem Extremator --11-- und dem Amplituden diskriminator --12-- ist auch eine Direktverbindung vorgesehen, da bei einer Analyse, bei der bloss die Gesamtzahl der Körner - unabhängig von deren Grösse - er- mittelt werden soll, der Modulator-13-nicht benötigt wird.
Die Verbindung des Auswertegerätes-l-mit der Auswahlvorrichtung-2-erfolgt so, dass der Ausgang des photoelektrischen Wandlers-5-an den Eingang des Extremators-11-und der Ausgang des Syndchronisators-7-an den Eingang des Modulators-13-angeschlossen ist.
Zur Verringerung der Trägheit und somit zur Verbesserung des Auflösungsvermögens ist der photoelektri- scheWandler-S-zweckmässigerweise über eineAnpassungsstufe-14-, beispielsweise über einen Kathodenoder Emitterfolger, an den Extremator-11-angeschlossen.
<Desc/Clms Page number 2>
Um hinsichtlich Form und Stabilität verbesserte Impulse zu erhalten ist der Synchronisator-7-in vorteilhafter Weise über einen Impulsgenerator --15-- mit dem Modulator-13-funktionell verbunden, wobei
EMI2.1
grössen oder zur Betriebskontrolle ausser mit dem Amplitudendiskriminator --12-- noch mit andern Einheiten der Einrichtung in Verbindung stehen. In Fig.1 ist beispielsweise eine zusätzliche Verbindung zwischen der Registrier- einheit-3-und der Anpassungsstufe-14-gezeigt, die eine direkte Messung photometrischer Grössen (z. B.
Reflexions- oder Durchlässigkeitskoeffizient der jeweiligen Phase) gewährleistet.
An Hand der Fig. 2 wird nun die Bildung bzw. Auswahl eines Messkanals für die jeweils zu analysierende Phase erläutert. Unter dem Terminus "Messkanal" ist ein für die jeweilige Phase charakteristischer Strom- bzw.
Spannungsbereich zu verstehen.
Die Bildung des Messkanals erfolgt erfindungsgemäss mit Hilfe der Kombination des Extremators -11- mit
EMI2.2
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
(Fig. 2a).! also darin, dass es nunmehr möglich ist, die Haupfparameter des Messkanals (Breite und Lage) unabhängig von- einander einzustellen. Die dargelegte Arbeitsweise ist schaltungstechnisch einfach, exakt, zuverlässig und uni- versell.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur automatischen lichtoptischen Linearanalyse arbeitet wie folgt :
EMI3.2
der Abbildung der Blende-10-auf der Präparatoberfläche überstrichen wird. Die genannte Zeile überquert Gebiete (Körner) des Präparats mit verschiedenen Reflexions- bzw. Durchlässigkeitskoeffizienten (d. h. verschiedene Phasen), Berispielsweise --R1, R2 und Rs-.
Am Ausgang des photoelektrischen Wandlers -5- (Fig. 1) und folglich am Ausgang der Anpassungstufe --14-- entstehen Spannungsimpulse, --I, II und III-- (Fig.3b), wobei die Impulshöhe der Helligkeit (d. h. dem Reflexions- bzw. Durchlässigkeitskoeffizienten) und die Dauer des Impulses der Länge der jeweils überstrichenen Phase proportional ist. Die Auswahl der jeweiligen Phase erfolgt also auf Grund der Höhe und Dauer der Spannungsimpulse am Ausgang der Anpassungsstufe-14- (Fig. l).
Angenommen, es sollen die Körner der Phase-R2- (Fig. 3a) hinsichtlich der Komzahl, der Korngrösse, bzw. der Korngrössenverteilung untersucht werden. Der Phase --R2-- entspricht der Eingangsspannungsimpuls-II- (Fig, 3b).
Die Kanalbreite und -lage werden nun so gewählt, dass in den Bereich des Kanals nur die Eingangsspannungsimpulse-II-gelangen, die durch die Spannungen--U1 bzw. IL-begrenzt werden. Legt man dabei als Kanalmitte die Spannung-U,,-fest, die der Impulshöhe der Eingangsspannungsimpulse-II-entspricht, so nimmt der Impuls-II-am Ausgang des Extremators-11-einen Extremalwert (Nullwert) in bezug auf die Spannungsimpulse --I und III-- (Fig.3c) an, die den andern Phasen des Präparats -9- (Fig. l) entsprechen..
Zur Ermittlung der jeweiligen Dauer der Impulse-II-wird die Ausgangsfunktion (Fig. 3c) des Extremators --11-- dem Modulator --13-- zugeführt, wo sie die vom Impulsgenerator --15-- gelieferten Standardimpulse moduliert (Fig. 3d).
Der Impulsgenerator --15-- ist mit dem Objektträger --6-- mit Hilfe des Synchronisators-7-synchro- nisiert, wodurch auf die Längeneinheit der Verschiebung entlang einer Zeile stets die gleiche Impulszahl unabhängig von der jeweiligen Verschiebungsgeschwindigkeit (Abtastgeschwindigkeit) des Präparats -9- entfällt.
Die im Modulator-13-mit der Ausgangsfunktion des Extremators-11-modulierten Impulse werden
EMI3.3
-12- einer Diskriminierungtors-13-ist in Fig.3d durch --U5-- angedeutet.
Am Ausgang des Amplitudendistriminators --12-- (Fig.1) erhält man sodann ein Impulspaket (Fig.3e), das dem Eingan gsspannungsimpuls --I-- des Extremators --11-- (Fig.1) entspricht. Dieses Impulspaket (Fig. 3e) wird der Registriereinheit-3- (Fig. l) zugeführt.
EMI3.4
der Lage sein, die Impulspakete auf die Kanäle je nach der Impulszahl des Pakets zu verteilen, die Paketzahl in jedem Kanal und die Gesamtzahl der Impulse aller Pakete zu zählen.
Die Registriereinheit muss schnell genug sein und ein ausreichendes Fassungsvermögen der Zähler haben. Es ist z. B. zweckmässig, wenn das Fassungsvermögen der Zähler der Zahl von Impulsen entspricht, die vom Syn- chronisator-7-während derAbtastzeit der zu untersuchenden Oberfläche des Präparats erzeugt werden. Wenn diese Zahl durch zehn teilbar ist, so entspricht der Ziffernwert des vom Zähler gelieferten Ergebnisses schon dem Ziffernwert des Analysenbefundes in Prozent, wodurch die Zeit für die Auswertung der Analyse verkürzt wird.
Bei einer quantitativen Analyse erfolgt in der Registriereinheit --3-- eine Summierung der Impulse aller Pakete, und man erhält als Ergebnis den Prozentgehalt der ausgewählten Phase des Präparats.
Bei einer Korngrössenanalyse erfolgt in der Registriereinheit -3- eine Verteilung und Summierung von Impulspaketen nach einzelnen Korngruppen, d. h. je nach der Impulszahl pro Paket. Am Ausgang der Registriereinheit erhält man sodann eine Verteilungskurve für die Längsausdehnung der Körner entlang den Abtastzeilen.
Diese Kurve muss noch nach einer einfachen mathematischen Methode, die auf der Wahrscheinlichkeitstheorie und der mathematischen Statistik beruht, in eine wahre Verteilung der Komzahl als Funktion der Korngrösse umgerechnet werden.
Zur Bestimmung der Gesamtzahl der Körner der ausgewählten Phase sind die Komzahlen aller Komgruppen
<Desc/Clms Page number 4>
zu addieren. Diese Aufgabe kann bedeutend schneller gelöst werden, wenn der Extremator-11-mit dem Amplitudendiskriminator-12-direkt, also ohne Modulator-13-, gekoppelt wird. In diesem Fall wird die Spannungsschwelle des Amplituden diskriminators --12-- durch --U5-- (Fig.3c) festgelegt, so dass man am Ausgang des Amplitudendiskriminators -12- den in Fig. 3f wiedergegebenen Spannungsimpuls erhält, der einem Korn der zu analysierenden Phase des Präparats entspricht.
Diese Impulse (Fig. 3f) werden in der Registriereinheit -3- (Fig. 1) summiert. Da jeder Impuls aber nur dem Abschnitt eines Komes längs der Abtastzeile entspricht, liefert diese Summe erst die Gesamtzahl der Abschnitte der Körner der analysierenden Phase längs der Abtastzeilen und muss daher noch in eine wahre Komzahl umgerechnet werden.
Mit Hilfe von Messgeräten der Registriereinheit-3-, die an die Anpassungsstufe-14-angeschlossen sind, kann man den Reflexions- bzw. Durchlässigkeitskoeffizienten der zu untersuchenden Phase messen, was deren Beurteilung bei einer qualitativen Analyse erleichtert.
In der erfindungsgemässen Einrichtung erfolgt die Phasenauswahl mit Hilfe eines Extremators und eines Amplitudendiskriminators, die gegebenenfalls über einen Modulator in Serie geschaltet sind, was es ermöglicht, sowohl eine quantitative Analyse nach Komponenten als auch eine Korngrössenanalyse ohne Vergrösserung der Anzahl vonFunktionseinheiten durchzuführen. Zweckmässigerweise erfolgt ferner eine Verteilung des Lichtstroms von der zu photometrierenden Oberfläche des Präparats auf die gesamte Kathodenfläche des photoelektrischen
EMI4.1
lichkeit der Photokathode des Wandlers sowie Ungleichmässigkeiten der Beleuchtung des zu untersuchenden Präparats egalisiert werden.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist einfach in der Konstruktion, zuverlässig und exakt bei der Arbeit sowie bequem bei der Abstimmung.
Die Anwendung der Einrichtung zur Mikrostrukturanalyse (beispielsweise in der Mineralogie, Biologie, Metallurgie u. v. a.) gestattet es, die Leistungsfähigkeit wesentlich zu erhöhen und die Häufigkeit der subjektiven Fehler bei einer Analyse zu verringern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur automatischen lichtoptischen Linearanalyse, welche aus einemAuswertegerät, einer Auswahlvorrichtung sowie einer Registriereinheit besteht, wobei das Auswertegerät ein Mikroskop, eine diesem zugeordnete Abtastvorrichtung sowie einen photoelektrischen Wandler und die Auswahlvorrichtung einen Amplitudendiskriminator aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem photoelektrischen Wandler (5) ein zur Bildung eines künstlichen Extremwertes in einem ausgewählten Punkt eines Spannungs- oder Stromverlaufes dienender Extremator (11) nachgeordnet und dieser gegebenenfalls über einen Modulator (13) an den Amplitudendiskriminator (12) angeschlossen ist, sowie dass ein mit der Abtastvorrichtung (6, 8) gekoppelter Synchronsator (7) vorgesehen und gegebenenfalls über einen Impulsgenerator (15)
mit dem Modulator (13) funktionell ver- bunden ist.
EMI4.2
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.