DD138240B1

DD138240B1 - Anordnung zur optischen strahlenfuehrung im probenraum von analysemessgeraeten,z.b.spektralfotometern

Info

Publication number: DD138240B1
Application number: DD20742178A
Authority: DD
Inventors: Oswald Schiek
Original assignee: Oswald Schiek
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1982-11-24
Also published as: DD138240A1

Description

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Titel; Anordnung zur optischen Strahlenführung im Probenraum von Analysenmeßgeräten, z. B. Spektralfotometern

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur optischen Strahlenführung im Probenraum von Analysenmeßgeräten. z„ B, von Spektralfotometern. Sie ermöglicht den Einsatz von Küvetten unterschiedlicher geometrischer Abmessungen (Mikro-¹ und Makro-Küvetten) in derartigen Meßgeräten, ohne daß dadurch die Lichtstärke nachteilig verändert oder eine Umrüstung, wie z. B. durch den Einbau von Blenden oder Zusatzoptiken erforderlich wird. Weiterhin sollen Keilfehler der Küvetten, die dadurch entstehen, daß die vom Strahlengang durchsetzten Küvettenfenster nicht genau parallel zueinander sind,weitgehend unwirksam gemacht und damit eine Verlagerung des Strahlenbündelquerschnitts auf der Empfängerfläche weitgehend vermieden werden, weil dadurch infolge unterschiedlicher Empfindlichkeit von Teilbereichen der Empfängerfläche häufig Meßungenauigkeiten entstehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bei bekannten Geräten der Spektralfotometrie erfolgt der Strahlenverlauf im Probenraum in der Weise, daß der aus dem Austrittsspalt des Monochromators tretende Lichtstrom durch eine dort angebrachte Feldlinse gebündelt und in der Regel durch Abbildung der Aperturblende.des Abbildungssystems durch diese Feldlinse auf die Katode des lichtelektrischen Empfängers demselben zur Messung zugeführt wird. Um eine

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möglichst hohe Empfindlichkeit der Meßanordnung zu erreichen, muß der Lichtleitwert des Monochromators so abgestimmt werden, daß er mit demjenigen der Küvette übereinstimmt, um so einen Strahlenbeschnitt zu vermeiden. Bezeichnet man mit F. bzw. F„ die Lichtbündelquerschnitte des eine Küvette durchstrahlenden Lichtbündels an deren Lichteintritts- bzw. Lichtaustrittsseite, so ist der Lichtleitwert Уѵ. durch die Beziehung

F * F J 2

_m/\, = —₉ bestimmt, d^

wobei d die Schichtdicke der Küvette bedeutet. Das bedeutet aber, daß die Verwendung von Mikroküvetten, die sich durch kleine Lichteintritts- und Lichtaustritts-Öffnungen und geringe Schichtdicken auszeichnen, andere Abbildungsverhältnisse als bei der Verwendung von Makroküvetten mit großer Schichtdicke erforderlich macht, wenn man den Lichtleitwert und damit die Empfindlichkeit der Meßanordnung gleichgroß erhalten will. Sieht man von den Fällen ab, wo die letztgenannte Forderung nicht eingehalten wird und man den Lichtbündelquerschnitt durch Blenden verringert, so wird bei der Verwendung von Mikroküvetten eine Zusatzoptik erforderlich, die in der Regel mit einem besonderen Küvettenhalter gepaart und justiert ist. Der Nachteil dieser Anordnung besteht in der jeweils erforderlichen Umrüstung des Gerätes beim Wechsel der Küvettenart.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile der bekannten Anordnung_r wie die umständliche Umrüstung des Gerätes beim Küvettenwechsel zu vermeiden, wodurch zugleich der Zubehörumfang der Geräteausrüstung vermindert wird, Mikro- und Makroküvetten sollen in gleicher V7eise in das Meßgerät eingesetzt werden können. Weiter soll gleichzeitig die erfindungsgemäße Anordnung die störende Wirkung von Keilfehlern der Küvetten ausschalten.

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Darlegung des Wesens der Erfindung;

Erfindungsgemäß soll die Aufgabe durch eine Anordnung zur optischen Strahlenführung im Probenraum von Analysenmeßgeräten gelöst werden, in der das von der Lichtquelle herrührende und den Probenraum durchsetzende Lichtbündel auf die Empfängerfläche eines Strahlungsempfängers geleitet wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Probenraum ein optisches System vorgesehen ist, welches diesen längs seiner optischen Achse und in Lichtführungsrichtung nacheinander angeordnet in mindestens einen ersten und einen zweiten, zur Aufnahme von auf einem Träger befindlichen Küvetten unterschiedlicher geometrischer Abmessung (z.B. Makro- und Mikro-Küvetten) vorgesehenen Abschnitt unterteilt, wobei das optische System das am Ort des Lichtaustrittsfensters der Küvette im ersten Abschnitt entstehende Bild- der Aperturblende des Analysenmeßgerätes auf die Empfängerfläche des Strahlungsempfängers abbildet und im zweiten Abschnitt des Probenraumes eine Einschnürung des Lichtbündels am Bildort einer weiteren Blende, z.B. des Austrittsspaltes der Lichtquelle vornimmt.

Die zweimalige Einschnürung des Strahlenbündels im Probenraum ist auch von Vorteil, wenn die Küvetten um eine senkrecht zur optischen Achse befindlichen Achse drehbar angeordnet sind, die sich zumindest in der Nähe des optischen Systems befindet.

Es ist weiterhin Gegenstand der Erfindung, daß sich die Küvetten irn ersten Abschnitt des Probenraumes zur optischen Achse in einer definierten Lage befinden.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll im weiteren anhand von Ausführungsbeispielen und dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Strahlenverlauf in der

ег^паипдэдеглаВел Anordnung, Fig. 2 die Anordnung gemäß der Erfindung mit einem

rotierenden Küvettenträger und Fig. 3 den Strahlenverlauf in der Anordnung bei

Berücksichtigung einer mit Keilfehlern behafteten Küvette.

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In Pig. 1 wird die Aperturblende eines Monoehromators durch eine an dessen Austrittsspalt SP angeordnete kurzbrennweitige Linse 1 in das Lichtaustrittsfenster P. einer Mikroküvette M. bei A¹B¹ abgebildet-. Das den Probenraum unterteilende optische System, bestehend aus einer Linse 2, bildet das Zwischenbild A'B' der Aperturblende als Bild A"B" auf die Empfängerfläche 3 eines Strahlungsempfängers ab

Die Linse 3 kann ein fester Bestandteil des Probenraumes sein, sie kann aber auch zu Probenträgereinsätzen gehören, die wahlweise in den Probenraum eingebracht werden. Die in Fig. 1 dargestellten Abbildungsverhältnisse ermöglichen z. B. die Anwendung eines Küvettenwechslers, dessen verschiebbarer Schlitten sowohl mit Meßplätzen für Mikroküvetten M.

im Probenraumabschnitt I als auch für Makroküvetten M.

im Probenraumabschnitt. II ausgestattet ist. Die nochmalige Bündelung des Lichtbündeis L am Ort des Bildes S¹P¹ des Austrittsspaltes SP bildet darüberhinaus die Möglichkeit, in einer anderen Ausführungsform (Fig. 2) einen rotierenden Küvettenträger 4 zu verwenden, der sich um die Achse A in der Nähe der Linse 2 dreht. Auf dem Küvettenträger sind die Küvetten, insbesondere Mikroküvetten K so angeordnet, daß für den Fall, bei dem sich eine Küvette in Meßstellung befindet, der Licht strom bei S¹P¹ durch den Zwischenraum zweier benachbarter Küvetten hindurchtritt.

Die Anordnung nach Fig. 1 gestattet es auch, die unerwünschte Wirkung von Keilfehlern bei Küvetten, die zu einer zusätzlichen Ablenkung des die Küvette durchsetzenden Lichtbündels führen, weitgehend zu vermeiden. Es muß nur gewährleistet sein, daß sich die Lichteintrittsfenster Fg aller Küvetten M^

in gleicher Lage (Winkelstellung) zum einfallenden Strahlenbündel befinden. Man erreicht dies z* B. durch Andruck der Lichteintrittsfläche aller Küvetten an eine feste Anlagewand 5 (Fig. 3). Durch die Abbildung der Aperturblende in das Lichtaustrittsfenster F. der Küvette bleibt die Lage

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•ihres Bildes unabhängig von der Neigung dieses Fensters und damit von der Größe des Keilfehlers an gleicher Stelle. Die Abbildung des Aperturblendenbildes A'B¹ in der Ebene, des Lichtaustrittsfensters F. der Küvette durch die Linse 2 auf die Empfängerfläche 3 bewirkt, daß sich die Lichtablenkung durch die Neigung des Fensters F^ nicht in einem Lichtbündelversatz auf der Empfängerfläche auswirkt.

Claims

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Erfind ungsanspruoh;

1. Anordnung zur optischen Strahlenführung im Proben— raum von Analysemeßgeräten, z.B. Spektralfotometern, in der das von der Lichtquelle herrührende und den Probenraum durchsetzende Lichtbündel auf die Empfängerfläche eines Strahlungsempfängers geleitet wird, gekennzeichnet dadurch, daß im Probenraum ein optisches System vorgesehen ist, welches diesen längs seiner optischen Achse und in Lichtführungsrichtung nacheinander angeordnet in mindestens einen ersten und einen zweiten zur Aufnahme von auf einem Träger befindlichen Küvetten unterschiedlicher geometrischer Abmessung (z.B. Makro- und Mikroküvetten) vorgesehenen Abschnitt unterteilt, wobei das optische System, das am Ort des Lichtaustrittsfensters der Küvette im ersten Abschnitt entstehende Bild der Aperturblende des Analysemeßgerätes auf die Empfängerflache des Strahlungsempfängers abbildet und im zweiten Abschnitt des Probenraumes eine Einschnürung des Lichtbündels am Bildort einer weiteren Blende, z. B. des Austrittsspaltes der Lichtquelle vornimmt.
2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Küvetten um eine senkrecht zur optischen Achse befindlichen Achse drehbar angeordnet sind, die sich zumindest in der Nähe des optischen Systems befindet.
3. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Küvetten im ersten Abschnitt des Probenraumes zur optischen Achse in einer definierten Lage befinden.
12. 6. 1981
Bm/Büt

Hierzu__s2_Seiten Zeichnungen

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