DE1100325B

DE1100325B - Interferometer

Info

Publication number: DE1100325B
Application number: DEZ6998A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Kinder
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1958-12-06
Filing date: 1958-12-06
Publication date: 1961-02-23
Also published as: CH377553A

Description

Interferometer Die vorliegende Erfindung betrifft ein Interferometer zu Meßzwecken, bei dem die Auswanderung der Interferenzstreifen zur Ermittlung der Anderung einer Meßgröße, beispielsweise der Konzentration eines Gases, dient. Dabei werden die Interferenzstreifen Jdurch einen Kompensator wieder in die Null-Stellung geschaben, wobei die Verschiebungsgröße den Meßwert ergiibt. Insbesondere soll die Streifenauswanderung über Hchtelektriseh betätigte Elemente kompensiert und die der Kompensation entsprechende Meßgröße direkt registriert werden.Interferometer The present invention relates to an interferometer for measuring purposes, in which the migration of the interference fringes to determine the Changing a measured variable, for example the concentration of a gas, is used. Included the interference fringes J are returned to the zero position by a compensator scraped, the displacement amount giving the measured value. In particular, the Stripe migration over high-electric actuated elements compensated and the the measured variable corresponding to the compensation can be registered directly.

Es ist ein Interferometer bekannt, bei welchem zur Messung die Streifenauswanderung durch über lichtelektrische Mittel betätigte optische Elemente kompensiert wird und bei welchem die Anderung einer Meßlgröße direkt abgelesen bzw. registriert wenden kann. Solange die Änderung der Meßgröße so klein bleibt, daß die Auswanderung der Interferenzstreifen kleiner ist als ein halber Streifenabstand, arbeitet das bekannte Interferometer ohne Fehler. Ändert sich jedoch die Meßgröße stärker, d. h. tritt eine Auswanderung von mehreren Streifenbreiten auf, so können Fehler dadurch entstehen, daß bei einer plötzlichen Anderung der Meßgröße die Einrichtung außer Takt kommt, d. h., daß ein falscher Streifen zur Einstellung benutzt wird. Dieser Fehler kann auch dann auftreten, wenn die Interferenzstreifen mit weißem Licht erzeugt werden, so daß farbige Streifen entstehen. An interferometer is known in which the strip migration is used for measurement is compensated by optical elements operated by photoelectric means and in which the change in a measured variable is read off or registered directly can. As long as the change in the measured variable remains so small that the emigration of the If the interference fringe is smaller than half a fringe spacing, the known works Interferometer without errors. However, if the measured variable changes more, i. H. occurs an emigration of several strip widths, errors can arise as a result, that in the event of a sudden change in the measured variable, the device gets out of step, d. that is, a wrong strip is used for adjustment. This bug can also occur when the interference fringes are generated with white light, so that colored stripes appear.

Das Interferometer gemäß der vorliegenden Erfindung vermeidet diesen Nachteil, d. h. also, es erlaubt eine exakte Messung auch bei einer großen oder plötzlichen Änderung der Meßgröße. Dies vvird erfindungsgemäß dadurch erreicht,'daß zusätzlich zum Meßkammerpaar mindestens ein Hilfskammerpaar vorgesehen ist, das bei der Messung in dem zugehörigen interferenstriefensystem eine geringere Streifena. uswanderung erzeugt als das MeBkammerpaar, und daß den HiJfskammernüberHchteleiktrischeMittelbetätigte, mit den dem Meßkammerpaar zugeordneten Kompensationselementen gekoppelte optische Kompensationselemente zugeordnet sind. Es ist vorteilhaft, das Hilfskammerpaar so auszubilden, daß an dem zugehörigen Interferenzstreifensystem eine Streifenauswanderung von stets weniger als einer halben Streifenbreite erzeugt wird. The interferometer according to the present invention avoids this Disadvantage, d. H. So, it allows an exact measurement even with a large or sudden change in the measurand. This is achieved according to the invention in that in addition to the pair of measuring chambers, at least one auxiliary chamber pair is provided which a smaller stripe a during the measurement in the associated interference stripe system. migration generated as the pair of measuring chambers, and that the auxiliary chambers were optical components coupled to the compensation elements assigned to the pair of measuring chambers Compensation elements are assigned. It is advantageous to have the auxiliary chamber pair like this train that on the associated interference fringe system a fringe migration is always produced by less than half a stripe width.

Dadurch, daß das vom Hilfskammerpaar erzeugte Streifensystem bei der Messung vorzugsweise um weniger als eine halbe Streifenbreite auswandert, wird erreicht, daß die dem Hilfskoammerpaar zugeordnete Nachführeinrichtung zur Einstellung stets den richtigen Streifen benutzt. Durhc die Kopplung der dem Meßkammer-und dem Hilfskammerpaar zugeordneten Kompensationselemente wird erreicht, daß durch die Kompensation im Hilfszweig zugleich eine Grob- verschiebung der Streifen im Meßzweig vorgenommen wird. Sorgt man durch entsprechende Ausbildung der Nachführeinrichtung dafiir, daB nach erfolgter Kompensation im Hilfszweig die verbleibende Streifenauswanderung im Meßzweig kleiner ist als eine halbe Streifenbreite, so wind auch die dem Meßkammerpaar zugeordnete nachführeinrichtung stets den richtigen Streifen zur Einstellung benutzen. The fact that the strip system generated by the auxiliary chamber pair at the measurement preferably migrates by less than half a strip width achieved that the tracking device assigned to the auxiliary chamber pair for adjustment always uses the correct strip. Through the coupling of the measuring chamber and the Auxiliary chamber pair associated compensation elements is achieved that by the Compensation in the auxiliary branch at the same time a coarse displacement of the strips in the measuring branch is made. This is ensured by appropriate training of the tracking device for the fact that after compensation has taken place in the auxiliary branch, the remaining strip migration in the measuring branch is smaller than half a strip width, so will the measuring chamber pair The assigned tracking device always use the correct strip for setting.

Es ist zur Erreichung dieses Zieles lediglich erforderlich, die Nachführeinrichtungen geniigend empfindlich auszubilden und für eine solche Kopplung der den einzelnen Kammerpaaren zugeordneten Kompensationselemente zu sorgen, daß diese entsprechend dem Verhältnis der Streifenauswanderung zur Wirkung kommen. It is only necessary to achieve this goal, the tracking devices sufficiently sensitive to train and for such a coupling of the individual Compensation elements assigned to chamber pairs to ensure that these accordingly the ratio of strip migration come into play.

E, ist zweckmäßig, die Hilfskammern kürzer zu wählen als die Meßkammern und eine direkte Verbindung zwischen einander zugeordneten Kammern herzustellen. Dadurch wird automatisch erreicht, daß die Streifenauswanderung in dem vom Hilfakammerpaar erzeugten Interferenzstreifensystem nur einen Bruchteil der Streifenauswanderung des vom Meßkammerpaar erzeugten Interferenzstreifensystems beträgt. E, it is advisable to choose the auxiliary chambers shorter than the measuring chambers and to establish a direct connection between associated chambers. This automatically ensures that the strip migration into the pair of auxiliary chambers generated interference fringe system only a fraction of the fringe migration of the interference fringe system generated by the pair of measuring chambers.

Dasselbe Ziel läßt sich auch dadurch erreichen, daß man die Hilfskammern und die Meßkammern gleich lang ausbit1det und an sich bekannte Vorrichtungen vorsieht, welche'in den Hilfskammern eine geringere Konzentrabionlder Meßsulbstanz aufrechterhalten als in den Meßkammern. The same goal can also be achieved by opening the auxiliary chambers and detects the measuring chambers of the same length and provides known devices, which maintain a lower concentration of the measuring substance in the auxiliary chambers than in the measuring chambers.

Soll der Meßbereich des Interferometers. sehr groß sein, so ist es vorteilhaft, mehrere Hilfskammerpaare vorzusehen, die, eine untereinander verschiedene Streifenauswanderung erzeugen. In diesem Fall wird die Grobverschiebung in verschiedenen Schritten vorgenommen, wobei jeweils dafür gesorgt ist, daß die Auswanderung der Interferenzstreifen des durch ein bestimmtes Kammerpaar erzeugten Interferenzstreifensystems durch die vorausgehende Grobverschiebung bis auf mindestens eine halbe Streifenbreite kompensiert wird. Should be the measuring range of the interferometer. be very big, so it is advantageous to provide several pairs of auxiliary chambers, which are different from one another Generate strip migration. In this case, the coarse shift is in different Steps are taken, in each case it is ensured that the emigration of the Interference fringe of the interference fringe system generated by a specific pair of chambers by the previous coarse shift except for at least one half the strip width is compensated.

Um das Interferometer an verschiedene Meßbedingungen angleichen zu können, kann es zweokmäßig sein, ein Hilfskammerpa. ar variabler Länge vorzusehen. To adjust the interferometer to different measurement conditions can, it can be two-way, an auxiliary chamber pa. ar variable length to be provided.

Die Erfindung wird im folgenden an Han der Ausführungsbeispiele darstellenden Fig. 1 bis 8 näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein gemäB der Erfindung aufgebautes Interferometer in schematischer Darstellung, Fig. 2 a die durch das Interferometer nach Fig. 1 erzeugten Interferenzstreifensysteme in der Null-Stellung, Fig. 2b die durch das Interferomete nach Fig. 1 erzeugten Interferenzstreifensysttemem bei einer Änderung der Meßgröße, Fig. 3 die Helligkeitsverteilung im Interferenzbild sowie die Anordnung der zur liehtelektrischen Nachführeinrichtung gehörenden beiden Spalte, Fig. 4a ein Ausführungsbeispiel der Hchteleiktrischen Nachführeinrichtung, Fig. 4b ein anderes Ausführungsbeispiel der lichtelektrischen Nachführeinrichtung, Fig. 5 die dem Elektromotor der Nachführeinrichtung zugeführte Steuerspannung, Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der lichtelektrischen Nachführeinrichtung, Fig. 7 ein Interferometer mit mehreren Hilfskammerpaaren, Fig. 8 ein Interferometer mit einem Hilfskammerpaar, dessen Länge gleich ist der Länge des Meßkammerpaares. The invention is illustrated below using the exemplary embodiments Fig. 1 to 8 explained in more detail. 1 shows a construction according to the invention Interferometer in a schematic representation, Fig. 2a through the interferometer according to Fig. 1 generated interference fringe systems in the zero position, Fig. 2b the Interferometer system generated by the interferometer according to FIG. 1 at a Change in the measured variable, Fig. 3 the brightness distribution in the interference image and the arrangement of the two gaps belonging to the electrical tracking device, FIG. 4a shows an embodiment of the high-electrical tracking device, FIG. 4b another embodiment of the photoelectric tracking device, FIG. 5 the control voltage supplied to the electric motor of the tracking device, FIG. 6 a further embodiment of the photoelectric tracking device, Fig. 7 shows an interferometer with several pairs of auxiliary chambers, FIG. 8 shows an interferometer with a pair of auxiliary chambers, the length of which is equal to the length of the pair of measuring chambers.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Lichtquelle, mit 2 eine Linse, mit 3 ein Doppelspalt, mit 4 eine Lochblende und mit 5 eine weitere Linse bezeichnet. Von dem aus diesen Elementen aufgebauten optischen System werden zwei Paralllelstrahl : bündel 6 und 7 erzeugt. Diese beiden Lichtbündel treten in ein aus den beiden Teilen8 8 und 9 zusammengesetztes Prisma, dessen mit 19 bezeichnete Teilungsfläche halbdurchlässig verspiegelt ist. An dieser Teilungsfläche werden die beiden Lichtbündel 6 und 7 in jeweils zwei kohärente Teillichtbündel 6a, 6b und 7a, 7b aufgespalten. Die Teillichtbiindel 7a und 7 b treten durch das Meßkammerpaar 10, 11, wobei der Doppelspalt 3 durch die Linse 5 in die Ebene der beiden Planspiegel 14. und 15 abgebildet wird. Dasselbe gilt hinsichtlich des Lichtbündels 6, das an der Teilungsfläche 19 in die beiden Teillichtbündel 6 a und 6b aufgespalten wird, von denen das eine (60) durch die eine Hilfskammer 13 und das andere (6 b) durch ßdie andere Hilfiskammer 12, geführt wird. Mittels einer weiteren Linse 16 werden die Spiegelflächenl4 umd 15 auf demDoppelspalt21/22abgebildet, so Idaß n'ach Überlagerung der TeBlstrahlenpaare 6a, 6b bzw. 7a, 7b an der halbdurchlässigen Schicht 19 bei einer geringen Neigung der Spiegel 14 und 15 gegeneinander entstehende Interferenzerscheinung am Ort dieser Planspiegel lokalisiert ist, deren Bilder als Interferenzstreifensysteme in der Ebene des Doppelspaltes 21/22 entstehen. In der Ebene 17 entsteht dabei ein Bild der Blende4das nach Vereinigung der Teillichtbiindel7a und 7b auf der Teilungsflache 19 von den Lichtbündeln 6 und 7 gebildet wird. In Fig. 1, 1 is a light source, 2 is a lens, 3 is a Double slit, denoted by 4 a pinhole and 5 a further lens. from The optical system made up of these elements becomes two parallel beams : bundle 6 and 7 generated. These two bundles of light come in from the two Dividing 8 8 and 9 composite prism, its dividing surface marked 19 is semi-permeable mirrored. The two light bundles are at this dividing surface 6 and 7 split into two coherent partial light bundles 6a, 6b and 7a, 7b. The partial light bundles 7a and 7b pass through the pair of measuring chambers 10, 11, the The double slit 3 is shown through the lens 5 in the plane of the two plane mirrors 14 and 15 will. The same applies with regard to the light bundle 6 that is located on the dividing surface 19 is split into the two partial light bundles 6a and 6b, one of which (60) through one auxiliary chamber 13 and the other (6 b) through the other auxiliary chamber 12, is performed. By means of a further lens 16, the mirror surfaces 14 are reversed 15 imaged on the double slit 21/22, so that after the superimposition of the beam pairs 6a, 6b and 7a, 7b on the semi-permeable layer 19 with a slight inclination the mirror 14 and 15 against each other resulting interference phenomenon at the location of this Plane mirror is localized, whose images as interference fringe systems in the Level of the double gap 21/22 arise. A picture is created in level 17 of the diaphragm 4 after the partial light bundles 7a and 7b have been united on the division surface 19 is formed by the light bundles 6 and 7.

Die getrennte Anordnung der Spiegel 14 und 15 ist im übrigen auch zwecks Justierung der eingestellten Lage der Interferenzstreifen vorteilhaft.The separate arrangement of the mirrors 14 and 15 is also for the rest advantageous for the purpose of adjusting the set position of the interference fringes.

Die Vergleichskammer 10 des Meßkammerpaares ist mit der Hilfskammer 12 und die eigentliche Meßkammer 11 ist mit der Hilfskammer 13 verbunden. The comparison chamber 10 of the pair of measuring chambers is with the auxiliary chamber 12 and the actual measuring chamber 11 is connected to the auxiliary chamber 13.

Dadurch ist gewährleilstet, daß in verbundenen Kammern jeweils derseLbe Druck herrscht und daß in ihnen stets dieselbe Susbstanz enthalten ist. Die Kammern 11 und 13 enthalten die Meßsubstanz, beispielsweise ein Gas, während die Kammern 10 und 12 die Vergleichssubstanz, beispielsweise ein Vergleiohsgas enthalten.This ensures that the same in connected chambers There is pressure and that they always contain the same substance. The chambers 11 and 13 contain the substance to be measured, for example a gas, while the chambers 10 and 12 contain the comparison substance, for example a comparison gas.

Vor der Kammer 10 ist eine planparallele platte 91 und vor der Kam-merl2 eine planparallele Platte 92 angeordnet. Die Dicke der Platten91 und 92 verhält sich wie die Länge der Kammern 10 und 12. Die Platten 91 und 92 sind miteinander verbunden und um eine'gemeinsame Achse 93 drehbar. Um diese Achse werden die Platten 91 und 92 bei der Justierung des Interferometers verldreht. In front of the chamber 10 is a plane-parallel plate 91 and in front of the chamber 12 a plane-parallel plate 92 is arranged. The thickness of the plates 91 and 92 behaves as the length of the chambers 10 and 12. The plates 91 and 92 are together connected and rotatable about a common axis 93. The plates are around this axis 91 and 92 twisted when adjusting the interferometer.

Vor der Kammer 11 ist eine planparallele Platte 94 und vor der Kammer 13 eine planparallele Platt 95 angeordnet. Diese beiden Platten sind genauso aufgebaut wie die Platten 91, 92, und sie sind um eine gemeinsame Achse96 drehbar. In front of the chamber 11 is a plane-parallel plate 94 and in front of the chamber 13 a plane-parallel plate 95 is arranged. These two plates are constructed in the same way like the plates 91, 92, and they are rotatable about a common axis96.

An Stelle der hier gezeichneten Kompensationselemente91, 92und 94, 95 können auch verschiebbare Doppelkeile mit den Längen der Kammern entsprechenden Dicken, Druckkompensatoren oder andere bekannte Kompensationselemente verwendet werden. Instead of the compensation elements 91, 92 and 94 shown here, 95 sliding double wedges with the lengths of the chambers can also be used Thicknesses, pressure compensators or other known compensation elements are used will.

Die Fig. 2 a und 2b zeigen eine Draufsicht auf die Doppelspalte 21 und 22. Mit 26 ist das vom Hilfskammerpaarl2, 13 erzeugte Streifensystem und mit 27 das vom Meßkammerpaar 10, 11 erzeugte Streifensystem bezeichnet. Fig. 2a zeigt die beiden Streifensysteme in der Null- Stellung, wobei lediglich zum Zweck der Veranschaulichung die beiden Null-Streifen mit einem Kreuz bezichnet sind. Fig. 2ib zeigt die beiden Streifensystem bei der Messung. Das Streifensystem27 tist dazbei beilspielsweise um genau zehn Streifenbreiten ausgewandert. Eine Kompensationsvornichtung allein würde also zur Einstellung einen falschen Streifen verwenden. Es ist jedoch das Interferenzstreifensystem26 um weniger als eine halbe Streifenbreite ausgewandert, so daß sich für die nachgeschaltete Nachführeinrichtung eindeutige Verhältnisse ergaben. FIGS. 2 a and 2 b show a plan view of the double column 21 and 22. With 26 is the strip system generated by the auxiliary chamber pair2, 13 and with 27 denotes the strip system generated by the pair of measuring chambers 10, 11. Fig. 2a shows the two strip systems in the zero position, only for the purpose of Illustration the two zero stripes are marked with a cross. Fig. 2ib shows the two strip systems during the measurement. The stripe system27 is included for example emigrated by exactly ten strip widths. A compensation device alone would therefore use the wrong stripe for adjustment. However, it is the interference fringe system26 migrated by less than half a fringe width, so that there are clear conditions for the downstream tracking device revealed.

Jedem der Streifensysteme26 und 27 ist eine lichtelektrische Nachführeinrichtung nachgeschaltet. Jede dieser Einrichtungen besteht aus einem Doppelspalt, einer Wechsellichtblende, einer Photozelle und einem dieser nacbgeschalteten Verstärker. Die dem Interferenzstreifensystem 26 zugeordnete Nachlaufeinrichtun, ist mit 21a, 21b, 23, 25, 29 bezeichnet, während die dem Interferenzstreifensystem 27 zugeordnete Nachlaufeinrichtung mit 22 a, 22b, 24, 28, 30 bezeichnet ist. Fig. 4a zeigt die dem Streifensystem26 zugeordnete Nachlaufeinrichtung in der Ansicht von der Seite. Each of the strip systems 26 and 27 is a photoelectric tracking device downstream. Each of these facilities consists of a double slit, an interchangeable lens hood, a photocell and one of these downstream amplifiers. The one of the interference fringe system 26 associated Nachlaufeinrichtun is designated with 21a, 21b, 23, 25, 29, while the tracking device associated with the interference fringe system 27 with 22 a, 22 b, 24, 28, 30 is designated. 4a shows the tracking device assigned to the strip system 26 in the side view.

In Fig. 3 ist mit 31 die Intensitätslourve des Interferenzstreifensystems 26 bezeichnet. Die, auch in den Fig. 2a und 2b sichtbaren Spalte 21a und 21b des Doppelspaltes 21 sind in gleichem Abstand von einem Minimum der Kurve 31 angeordnet. In der Null-Stellung wird also die linke und rechte Flanke dieses Minimums auf je einen der beiden Spalte 21a, 21b afbgebildet. Dadurch ergibt sich bei seitlicher Verschiebung der Interferenzstreifen die größte Helligkeitsänderung auf den Spalten. In FIG. 3, 31 is the intensity curve of the interference fringe system 26 designated. The column 21a and 21b of the, also visible in FIGS. 2a and 2b Double gap 21 are arranged at the same distance from a minimum of curve 31. In the zero position, the left and right flanks of this minimum are on each one of the two gaps 21a, 21b is formed. This results in lateral Shifting the interference fringes causes the greatest change in brightness on the columns.

Das von den beilden Spalten 21 a unid 21 b ausgehende Licht wird mittels der Wechsellichtblende 23 abwechselnd unterbrochen und fällt auf die Photozelle25, welcher der Verstärker29 nachgeordnet ist. The light emanating from the two columns 21 a and 21 b is alternately interrupted by means of the interchangeable light screen 23 and falls on the photocell 25, which the amplifier29 is downstream.

Der Verstärker29 liefert also eine Spannung, welche dem Helligkeitsunterschied des durch die Spalte 21a, 21 b tretenden Lichtes proportional ist. Die Polarität dieser Spannung ist abhängig. davon, durch welchen der beiden Spalte mehr Lidht fällt. Infolgedessen ist die vom Verstärker 29 gelieferte Spannung nach Phase und Amplitude von der Stellung des Interferenzstreifensystems abhängig und kann demzufolge als nachführspannung verwendet werden.The amplifier29 thus supplies a voltage which corresponds to the difference in brightness the through column 21a, 21 b is proportional to the light entering. The polarity of this voltage is dependent. of which of the two columns more lidht falls. As a result, the voltage supplied by the amplifier 29 is after Phase and amplitude depend on the position of the interference fringe system and can therefore be used as a tracking voltage.

Die vom Verstarker29 29 gelieferte Spannung ist in Fig. 5 mit 32 bezeichnet. Dabei ist angenommen, Idaß das Interferenzstreifensystem um eine halbe Streifenbreite auswandert. Zugleich wandere das Interferenzstrifensystem 27 um zehn volle Streifembreiten aus. The voltage supplied by the amplifier 29 29 is indicated by 32 in FIG designated. It is assumed that the interference fringe system is reduced by half Stripe width emigrates. At the same time, the interference fringe system 27 wanders by ten full strip widths.

Die entsprechende, vom Verstärker 30 gelieferte Steuerspannung ist in Fig. 5 mit 33 bezeichnet. Die Verstärkung des Verstärkers 29 sei dabei fünfmal so groß gewähl wie die Verstärkung des Verstäkers 30.The corresponding control voltage supplied by amplifier 30 is denoted by 33 in FIG. 5. The gain of the amplifier 29 is five times chosen to be as large as the gain of amplifier 30.

Die beiden Spannungen 32 und 33 werden gemeinsam einem Elektromotor 34 zugeführt, so. daß sich eine resultierende Steuerspannung 35 ergibt. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird, sobald mit Hilfe der Grobverschiebungsspannung 32 das Interferenzstreifensystem 27 bis auf weniger als eine halbe Streifenbriete nachgestellt ist, die engülltige Feinverschiebung vom Streifensystem27 gesteuert.The two voltages 32 and 33 are common to an electric motor 34 fed so. that a resulting control voltage 35 results. How out 5, as soon as the coarse displacement voltage 32 is used, the interference fringe system 27 except for less than half a strip of bread, the narrow one Fine displacement controlled by the strip system27.

Mit dem Motor 34 ist ein Schneckenrad 36 verbunden, welches in ein Zahnsegment 37 eingreift. Bei einer Erregung des Motors 34 werden.demzufolgedie planparallelen Platten 94, 95 so lange um Sdie Achse 96 verdreht. bis der endgültige Abgleich erreicht ist. With the motor 34, a worm wheel 36 is connected, which in a Toothed segment 37 engages. When the motor 34 is excited, the plane-parallel plates 94, 95 so long rotated about S the axis 96. until the final Adjustment is achieved.

Mit dem Motor 34 ist weiterhin ein Schreibstift 38 verbunden, welcher bei einer Drehung des Motors in seitlicher Richtung verschoben wird. Dieser Schreibstift 38 zeichnet auf einer bewegten Unterlage 39 direkt die Meßlkurve40 auf. A pen 38 is also connected to the motor 34, which is shifted sideways when the motor rotates. This pen 38 records the measurement curve 40 directly on a moving base 39.

In Fig. 4b ist aine andere Ausgestaltun, der Nachlaufeinrichtung dargestellt. Der Doppelspalt 21 der Fig. 4a ist hier durch einen Einfachspalt 41 mit nachgeschaltetem Prisma 46 ersetzt. Spiegel 42, 43, 44, 45 sowie ein Prisma 47 dienen zur Vereinigung der durch das Prisma46 erzeugten Teillichtbündel auf der Photakathode der Photozelle 25. Eine Wechsellichtblende 48 unterbricht dabei die beiden Teillichtbündel abwechselnd. In Fig. 4b there is another embodiment, the follow-up device shown. The double gap 21 of FIG. 4 a is here formed by a single gap 41 replaced with downstream prism 46. Mirrors 42, 43, 44, 45 and a prism 47 serve to combine the partial light bundles generated by the prism46 on the Photacathode of the photocell 25. An interchangeable light diaphragm 48 interrupts the two partial light bundles alternately.

Das in Fig. 1 dargestellte Interferometer dient zur kontinuierlichen Messung. Soll ein solches Interferometer. jedoch zur diskontinuierlichen Messung verwendet werden, so ist es zweckmäßig, die in Fig. 6 dargestellte Nachlaufeinrichtung zu verwenden, bei welcher die von den Verstärkern 29 und 30 gelieferten Spannungen einem Relais 50 zugeführt werden. The interferometer shown in Fig. 1 is used for continuous Measurement. Should such an interferometer. but for discontinuous measurement are used, it is expedient to use the tracking device shown in FIG to use at which the voltages supplied by the amplifiers 29 and 30 a relay 50 are supplied.

Dieses Relais führt, sobald die Grobverschiebungsspannung einen bestimmten einstellbaren Wert iiberschreitet, die vom Verstärker 29 gelieferte Spannung dem Elektromotor 51 zu. Gleichzeitig schaltet das Relais 50 zwischen dem Elektromotor 51 und dem Schneckenrad 36 das Getriebe 52 ein. Durch. dieses Getriebe wird eine Übersetzung der Drehzahl des Motors 51 bewirkt, so daß das Segment37 sehr schnell verschwenkt wird. Sobald die Grobverschiebungsspannung den eingestellten Wert unterschreitet, verbindet das Relais 50 den Verstärker 30 mit dem Motor51 und schaltet zugleich das Getriebe 52 aus und das Getriebe 53 ein. Das Getriebe 53 bewirkt eine Untersetzung der Drehzahl des Motors 51, so daß also zur Feinversch. iebungdas Segment 37 sehr langsam gedreht wird.This relay leads as soon as the coarse displacement voltage reaches a certain level the adjustable value exceeds the voltage supplied by the amplifier 29 Electric motor 51 to. At the same time, the relay 50 switches between the electric motor 51 and the worm wheel 36, the gear 52 a. By. this gearbox will be a Translation of the speed of the motor 51 causes the segment37 to be very fast is pivoted. As soon as the coarse displacement voltage falls below the set value, the relay 50 connects the amplifier 30 to the motor 51 and switches at the same time the transmission 52 off and the transmission 53 on. The gear 53 causes a reduction the speed of the motor 51, so that for Feinversch. The segment 37 very much is rotated slowly.

In Fig. 7 ist ein Interferometer dargestellt, welches aus dem Meßkammerpaar 55, 56 und den Hilfskammerpaaren 57, 58 sowie 59, 60 und 61, 62 besteht. In Fig. 7, an interferometer is shown, which from the measuring chamber pair 55, 56 and the auxiliary chamber pairs 57, 58 and 59, 60 and 61, 62.

Die Länge der Hilfskammern ist dabei so gewählt, daß, wenn der volle Meßbereich des Meßkammerpaares 55, 56 ausgenutzt wird, das vom HU. fskammerpaar 61, 62 gelieferte Interferenzstreifensystem sich um weniger als eine halbe Streifenbreite verschiebt.The length of the auxiliary chambers is chosen so that that if the full Measuring range of the pair of measuring chambers 55, 56 is used, which is from the HU. pair of chambers 61, 62 supplied interference fringe system by less than half a fringe width shifts.

Bei der nun folgenden Grobverschiebung wird zunächst das dem Hilfskammerpaar 59, 60 zugeordnete Interferenzstreifensystem so lange verschoben, bis seine Streifenauswanderung weniger als eine halbe Streifenbreite beträgt. Sodann übernimmt das dem Hilfskammerpaar 59, 60 zugehörende System die Verschiebung des Interferenzstreifensystems des Hilfskammerpaares 57, 58, welches sodann die Feinverschiebung des dem MeBkammerpaar55, 56 zugeordneten Interferenzstreifensystems bewirkt. Das als Kompensationselement dienende System planparalleler Platten besteht aus den Teilen 63, 64, 65, 66, deren Dicken den Längen der zugeordneten Kammern entsprechen.In the now following coarse displacement, that of the auxiliary chamber pair is initially applied 59, 60 associated interference fringe system shifted until its fringe migration is less than half a stripe width. Then the auxiliary chamber couple takes over 59, 60 associated system the displacement of the interference fringe system of the auxiliary chamber pair 57, 58, which is then the fine displacement of the measuring chamber pair 55, 56 assigned Interference fringe system causes. The system serving as a compensation element plane-parallel plates consists of parts 63, 64, 65, 66, the thicknesses of which correspond to the lengths correspond to the assigned chambers.

Bei dem hier dargestellten Interferometer kann der Meßbereich sehr groß gewählt werden, ohne daß an die einzelnen Nachführeinrichtungen hohe Anforderungen zu stellen sind. In the case of the interferometer shown here, the measuring range can be very large can be chosen large without placing high demands on the individual tracking devices are to be asked.

Fig. 8 zeigt ein Interferometer, bei welchem das Hilfskammerpaar 72, 73 dieselbe Länge aufweist wie das Meßkammerpaar70, 71. Die Kammern 70 und 72 enthalten das Vergleichsgas und stehen über ein längeres Rohr 75 mit der Außenluft in Verbindung. Mit 74 ist der Einlaßstutzen bezeichnet. Fig. 8 shows an interferometer in which the auxiliary chamber pair 72, 73 has the same length as the pair of measuring chambers 70, 71. The chambers 70 and 72 contain the reference gas and are connected to the outside air via a longer pipe 75 in connection. With 74 the inlet connection is designated.

Die Kammern 71 und 73 enthalten das zu messende Gas. Dabei ist mit 76 die GasauslaßöfFnung bezeichnet, an welche im Betrieb eine Saugvorrichtung angeschlossen wird. 77 bezeichnet das Gaseinlaßrohr für die Meßkammer 71. Das zur Hilfskammer 73 führende Rohr 78 steht mit einem Mischbehälter 79 in Verbindung, welcher seinerseits über ein Rohr 80 mit dem Meßgas und uber ein Rohr 81 mit einem das Vergleichsgas enthaltenden Behälter 82 in Verbindung steht. Wird bei 76 eine Saugvorrichtung angeschlossen, so strömt das zu messende Gas direkt in die Meßkammer 71 ein. In die Hilfskammer 73 strömt zugleich ein Gasgemisch, welches beispielsweise 90 ouzo Vergleichsgas und 10% Meßgas Enthßt, Das entsprechende Verhältnis wind durch den Mischungsregler 79 bestimmt. The chambers 71 and 73 contain the gas to be measured. It is with 76 denotes the gas outlet opening to which a suction device is connected during operation will. 77 denotes the gas inlet pipe for the measuring chamber 71. That to the auxiliary chamber 73 leading pipe 78 is connected to a mixing container 79, which in turn via a pipe 80 with the measuring gas and via a pipe 81 with a reference gas containing container 82 is in communication. If a suction device is connected to 76, the gas to be measured thus flows directly into the measuring chamber 71. In the auxiliary chamber 73 flows at the same time a gas mixture, which for example 90 ouzo reference gas and 10% measuring gas removed, the corresponding ratio is determined by the mixture regulator 79 determined.

Das hier dargestellte Interferometer weist ebenfalls den Vorteil auf, daß die Auswanderung des dem Hilfskammerpaar 72, 73 zugeordneten Streifensvstems nur einen Bruchteil der Auswanderung des dem Meßkammerpaar 70, 71 zugeordneten Interferenzstreifensystems beträgt. Dies wird durch die Herabsetzung g der Konzentration des Meßgases in der Hi, lfskammer73 erreicht. Als Kompensationselement findet auch hier beispielsweise eine Platte Verwendung, welche aus den beiden planparallelen Teilen 83 und 84 besteht. Die Dicke dieser beiden Teile entspricht dabei dem Verhältnis der Konzentration des Meßgases in den Kammern 71 und 73. The interferometer shown here also has the advantage that the emigration of the strip system associated with the auxiliary chamber pair 72, 73 only a fraction of the migration of the interference fringe system associated with the pair of measuring chambers 70, 71 amounts to. This is achieved by reducing the concentration of the measuring gas in the g Hi, reached lfskammer73. A compensation element is also used here, for example a plate use, which consists of the two plane-parallel parts 83 and 84. The thickness of these two parts corresponds to the ratio of the concentration of the measuring gas in chambers 71 and 73.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Interferometer, in which the strip migration is used to measure is compensated by optical elements operated by photoelectric means, characterized in that, in addition to the pair of measuring chambers, at least one pair of auxiliary chambers is provided during the measurement in the associated interference fringe system a smaller stripe migration than the pair of measuring chambers, and that the auxiliary chambers operated by photoelectric means with the compensation elements assigned to the pair of measuring chambers coupled optical compensation elements are assigned.

2. Interferometer according to claim 1, characterized by such Formation of the auxiliary chamber pair that in the associated interference fringe system a stripe migration of always less than half a stripe width is generated will.

3. Interferometer according to claim 1 and 2, characterized in that that the auxiliary chambers are shorter than the measuring chambers and are in direct communication with them stand.

4. Interferometer according to claim 1 and 2, characterized in that that auxiliary chambers and measuring chambers are of equal length and that devices are provided which maintain a lower concentration of the substance to be measured in the auxiliary chambers as in the measuring chambers.

5. Interferometer according to claim 1 to 3, characterized in that that several pairs of auxiliary chambers are provided with mutually different lengths.

6. Interferometer according to claim 1, 2 and 4, characterized in that that several pairs of auxiliary chambers of the same length, but different from one another Concentration of the substance to be measured are provided.

7. Interferometer according to claim 1 to 3, characterized in that that a pair of auxiliary chambers of variable length is provided.

8. Interferometer according to claim 1 to 7, characterized by a such coupling of the den compensation elements assigned to individual chamber pairs, that these come into effect according to the ratio of strip migration.

9. interferometer according to claim 8, characterized in that before arranged in the chambers containing the measuring substance pivotable plane-parallel plates are that the thickness of these plates is in proportion to the lengths of the chambers and that the plates are interconnected and rotatable about a common axis.

10. Interferometer according to claim 1, characterized in that the to actuate the compensation elements serving means from two neighboring, arranged at the same distance from a maximum or minimum of the interference figure Columns, an interchangeable lens hood arranged behind these columns, a photoelectric one Receiver with a downstream amplifier and a trailing motor connected to it exist.

11. Interfer-ometer according to claim 10, characterized in that the electric motor with a writing device used to record the respective measured value connected is.

Considered publications: Pohl, Introduction to Optics, Springer-Verlag, 1948, p. 67; Zeiss brochure 05-221-d W IX / 54 Noo; British patent specification No. 790 973.