DE1008026B - Strahlungsunterbrecher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsunterbrecher für Doppelstrahl-Gasanalysatoren.

Vorrichtungen hierfür sind in der Technik bekannt; sie bestehen beispielsweise aus einem hin,- und hergehenden Verschluß oder einem rotierenden Flügel oder einer durchlöcherten drehbaren Trommel. Doch haften allen diesen und anderen Lichtunterbrechern Nachteile an. So ist es bei der Konstruktion eines Doppelstrahl-Gasanalysators, mit dem man- die beiden Strahlenbündel mit 180° Phasenunterschied unterbrechen will, im allgemeinen erwünscht, daß bei einer gegebenen Zunahme der Strahlungsintensität in dem einen Bündel die Strahlungsintensität in dem anderen Bündel um den gleichen Betrag abnimmt. Dies ist jedoch mit den bisher verwandten Unterbrechiervorrichtungen nicht möglich. Außerdem bedingen die bekannten Unterbrecher ein Umschaltsignal von der doppelten Frequenz des Unterbrechers.

Der Strahlungsunterbrecher gemäß der Erfindung ermöglicht den Fortfall des Umschaltsignals sowie die Verwendung der maximalen öffnung eines etwa benutzten Kollimatorspiegels und gegebenenfalls die Teilung von Strahlenbündeln ohne eine Vielzahl von reflektierenden Flächen.

Der erfindungsgemäße Strahlungsunterbrecher ermöglicht die Vermeidung der genannten Nachteile und ist dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Strahlenbündel ein blattförmiges Teil vorgesehen ist, daß die beiden blattförmigen Teile in bestimmtem Abstand von einer gemeinsamen Rotationsachse drehbar angeordnet sind und jedes blattförmige Teil einen Zylinderquadranten definiert, daß beide Zylinderquadranten auf der Rotationsachse hintereinanderliegen und starr miteinander verbunden sind, und daß die Breite des Lichtbündels dem Durchmesser des Zylinders entspricht.

Bei Verwendung des Strahlungsunterbrechers gemäß der Erfindung ist es also wichtig, daß das kollimierte Strahlenbündel die Unterbrecheröffnung vollständig ausfüllt. Wenn das Bündel vertikal verschoben wird, so daß die Öffnung nicht vollständig von oben bis unten ausgefüllt ist,, entsteht ein Umschaltsignal.

Das den Unterbrecher oder Modulator bildende blattförmige Teil besteht aus einem für die zu modulierende Strahlung undurchlässigem Werkstoff. Das Blatt und die sonstigen Konstruktionsteile absorbieren oder reflektieren die Strahlung. Die Trennwände des Modulators sollen nach Möglichkeit die Strahlung aller Wellenlängen absorbieren. Ob es wünschenswert ist, daß das Blatt reflektiert oder absorbiert, hängt von der effektiven verwandten Bandenbreite ab. Wenn z.B. die effektiven Bandenbreiten im Bereich 10 μ liegen, sind die Blatteile am besten Richtstrahler, da. ein schwarzer Körper bei Zimmertemperatur seine Maximalstrahlung im ΙΟ-μ-ßereich besitzt.

Strahlungsunterbrecher

Anmelder:

The Distillers Company Limited,
Edinburgh (Großbritannien)

Vertreter: Dx,-Ing. A. von Kreisler

und Dr.-Ing. K. Schönwald, Patentanwälte,

Köln 1, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 22. Februar 1952

Charles Walter Munday, Epsom, Surrey

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Zweckmäßig wird der Modulator dynamisch ausgewuchtet, beispielsweise durch Zusatz oder durch Wegnahme von Gewichten.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die beiden blattförmigen Quadranten untereinander eine solche relative räumliche Versetzung auf dem Zylinderumfang aufweisen, daß die Summe der Intensitäten beider Strahlenbündel während der Unterbrechung gleichbleibt.

Das blattförmige Teil des Strahlungsunterbrechers kann als ebenes, rechteckiges Blatt ausgebildet sein oder auch eine gekrümmte Fläche bilden. So kann z. B. das blattförmige Teil ein Zylinderquadrant sein, dessen Achse mit der Rotationsachse zusammenfällt. Insbesondere ist es konstruktiv vorteilhaft, wenn die beiden Stirnwände parallel zueinander und die geradlinigen, parallelen Kanten des bandförmigen Teils rechtwinklig dazu liegen.

Im nachfolgenden ist die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert. Weiterhin ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Strahlungsunterbrechers bei Doppel strahl-Gasanalysatoren erläutert.

Fig. 1 ist ein Aufriß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlungsunterbrechers;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch Fig. 1 längs B-B;

Fig. 3 ist ein Schnitt durch Fig. 1 längs C-C;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch Fig. 1 längs D-D;

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines Infrarot-Gasanal ysators;

709 508/395

Fig. 6 ist eine schexnatische Ansicht eines Infrarot-Gasanalysators mit Verwendung eines •Strahlungsunterbrechers gemäß der Erfindung;

Fig. 7 ist ein Aufriß einer weiteren Ausführung des Strahlungsunterbrechers.;

Fig. 8 ist ein Aufriß einer anderen Ausführung des Strahlungsunterbrechers;

Fig. 9 ist ein Schnitt durch Fig. 8 längs E-E.

Der in den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellte Strahlungsunterbrecher umfaßt Trommeln 1 und 2 gemäß der Erfindung und eine mit diesen ein. einziges Gerät bildende Trommel 3. Die Vorrichtung besteht aus den kreisförmigen Trägerwänden 4, 5 und 6, zwischen denen die die massiven peripheral Teile der Trommeln _. bildenden Quadranten 7 und 8 liegen. Die Quadranten, 7 und 8 sind so auf ihren Unterstützungsteilen angeordnet, daß die Tangentialebene durch den Rand 9 des Quadranten 7 mit der durch; den, Rand 10 des Quadranten 8 gehenden Tangentialebene zusammenfällt. Die Trommel 3 ist mit einem Paar von öffnungen 11 und 12 versehen, und das Ganze ruht drehbar auf den: Wellen 13 und 14.

Alternative Ausführungen des Strahlungsunterbrechers sind in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellt. In Fig. 7 ist ein dem in Fig. 1 dargestellten ähnlicher Strahlungsunterbreeher gezeigt. Er besteht aus den kreisförmigen Trägerwänden 35, 36 und 37, zwischen denen, die die massiven peripheren Teile der Trommeln bildenden Quadranten 38 und 39 liegen. Die Quadranten 38 und 39 sind so auf ihren Unterstützungsteilen angebracht, daß die Tangentialebene durch den Rand 40 des Quadranten 38 mit der durch den Rand 41 des Quadranten 39 gehenden Tangentialebene zusammenfällt. Die Trommel 42 ist mit einem Paar von öffnungen 43 und 44 versehen, und das Ganze ruht drehbar auf den Wellen 45 und 46. Die mittlere Trägerwand 36 ist durch Kugellagerverbindungen mit den Hauptträgern 47 und 48 verbunden, so daß jegliche Schwingung der Trommel unmöglich wird.

Die Fig. 8 und 9 stellen einen Strahlungsunterbrecher mit Ringen 50 und 51 dar, die auf mit einer passenden drehbaren Welle 53 und 54 verbundenen Speichen 52 sitzen. Auf dieser Vorrichtung liegt das ebene Blatt 55.

Das in den Fig. 1, 2, 3, 4 oder 7 dargestellte Gerät eignet sich besonders für die Verwendung in einem Doppelstrahl - Gasanalysator. So ist beispielsweise zur Veranschaulichung in Fig. 5 ein Analysator für eine im Doppelstrahlenbündel zerlegte Strahlung schematisch dargestellt. Das Diagramm zeigt die Strahlungsquelle 15, die durch Reflexion an dem Konkavspiegels 16 ein paralleles Strahlenbündel 17 liefert. Dieses geht durch die Absocptionszelle 18 und die Filterzelle 19 und wird durch den in Fig. 1 veranschaulichten Strahlungsunterbreeher 20 aufgespalten. Die Strahlenbündel gehen dann durch die Analysenzelle 21 bzw. 22 und werden durch den Konkavspiegel 23 auf dem Strahlungsdetektor 24 wieder vereinigt. Fig. 6 zeigt ebenfalls die Verwendung des Strahlungsunterbrechers bei einem Infrarot-Gasanalysator. In der schematischen Abbildung ist die Strahlungsquelle 25 dargestellt, die durch Reflexion am Kokavspiegel ein paralleles Strahlenbündel 27 liefert. Dieses geht durch (im Diagramm nicht gezeigte) Absorptionsund Filterzellen und wird durch, den in Fig. 1 dargestellten Strahlungsunterbrecher 28 aufgespalten und unterbrochen. Die Öffnungen 11 und 12 in der Trommel 3 des Strahlungsunterbrechers unterbrechen ihrerseits ein davon unabhängiges, von Lichtquelle 29 kommendes Lichtstrahlenbündel, das von der die Bezugsphasenspannung liefernden. Photozelle 30 aufgenommen wird. Das Strahlenbündel 27 wird durch den Konkavspiegel 31 im Strahlungsdetektor 32 wieder zusammengefaßt. Die Abweichspannung am Strahlungsdetektor 32 wird durch den Verstärker 32' und die Bezugsphasenspannung durch den. Verstärker 33' verstärkt. Die genannten Spannungen setzen den phasenunterscheidenden Motor 33 in Betrieb. Dieser ist mechanisch mit dem in das Strahlenbündel eintretenden und wieder daraus austretenden Kamm 34 und der Schreibvorrichtung 34' gekuppelt. Der phasenunterscheidende Motor führt so den. Kamm in eines der Strahlenbündel ein und hält dadurch das Instrument im Gleichgewicht; die von. der Antriebsvorrichtung verbrauchte Energie wird von der Schreibvorrichtung aufgezeichnet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Strahlungsunterbreeher für Doppelstrahl-Gasanalysatooren, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Strahlenbündel ein blattförmiges Teil vorgesehen ist, daß die beiden blattförmigen Teile in bestimmtem Abstand von einer gemeinsamen Rotationsachse drehbar angeordnet sind und jedes blattförmige Teil einen Zylinderquadranten definiert, daß beide Zylinderquadranten auf der Rotationsachse hintereinanderliegen und starr miteinander verbunden sind, und daß die Breite des Lichtbündels dem Durchmesser des Zylinders entspricht.

2. Strahlungsunterbreeher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden blattförmigen Quadranten untereinander eine solche relative räumliche Versetzung auf dem Zylinderumfang aufweisen, daß die Summe der Intensitäten beider Strahlenbündel während der Unterbrechung gleichbleibt.

3. Strahlungsunterbreeher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das blattförmige Teil ein ebenes, rechteckiges Blatt ist.

4. Strahlungsunterbreeher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das blattförmige Teil ein Zylinderquadrant ist, dessen Achse mit der Rotationsachse zusammenfällt.

5. Strahlungsunterbreeher nach einem der vor-' stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnwände parallel zueinander und die geradlinigen, parallelen. Kanten des blattförmigen Teiles rechtwinklig dazu liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften.:
Deutsche Patentschriften Nr. 621 494, 730'478.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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