DE1123841B

DE1123841B - Strahlungsquelle fuer Infrarot-Spektrophotometer

Info

Publication number: DE1123841B
Application number: DEB54730A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Jacobs; Albert Melcher
Original assignee: Bodenseewerk Perkin Elmer and Co GmbH
Current assignee: PE Manufacturing GmbH
Priority date: 1959-09-08
Filing date: 1959-09-08
Publication date: 1962-02-15
Also published as: GB952880A

Description

Strahlungsquelle für Infrarot-Spektrophotometer Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungsquelle fürInfrarot-Spektrophotometer, bei welcher als Strahler ein Stab aus siliziumhaltigem Material, bekannt unter dem Warenzeichen Silit, dient, der unter Freilassung einer Strahlenaustrittsöffnung von einem durch ein Kühlmittel gekühlten Mantel umgeben ist.
Die Kühlung hat den Zweck, die in die Umgebung der Strahlungsquelle abgestrahlte und die durch Wärmeleitung abfließende Energie abzuleiten, damit keine unzulässige Erwärmung der umgebenden Teile des Gerätes erfolgt. Bei bekannten Geräten dieser Art wird als Kühlmittel Wasser verwendet. Das ist aus manchen Gründen nachteilig. Einmal ist es erforderlich, daß in der Nähe des Spektrophotometers ein Wasseranschluß vorgesehen ist. Das ist nicht immer der Fall. Vor allem aber ist es unerwünscht, in ein solches Gerät, das sehr empfindliche und zum Teil feuchtigkeitsempfindliche Teile enthält, Wasser zu führen. Durch Undichtigkeiten oder durch Verwechslung von Anschlüssen können dabei nämlich erhebliche Schäden entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß der Silitstab von einem wärmeisolierenden Mantel aus geeignetem Isoliermaterial umgeben ist, der von einemMetallmantel umschlossen wird, und daß derMetalimantel in einem Lichtquellengehäuse angeordnet ist, welches mit dem Metalimantel einen Kanal für einen Kühlluftstrom bildet.
Es ist an sich bekannt, Lichtquellen durch einen Luftstrom zu kühlen. Beispielsweise sind bei Stehbildwerfern Ventilatoren vorgesehen, welche einen Kühlluftstrom durch das Gerät leiten. Es ist auch bekannt, Hochleistungsleuchtröhren durch einen Luftstrom zu kühlen. Eine solohe Kühlung würde aber für den erfindungsgemäßen Zweck nicht ausreichen. Es ist ja nicht Zweck der Erfindung, den Silitstab zu kühlen.
Dieser muß vielmehr auf einer hohen Temperatur gehalten werden. Zweck der Kühlung ist lediglich, die empfindlichen Teile des Gerätes vor der Wärme des Silitstabes zu schützen.
Es ist auch schon bekannt, Lichtquellen mit einer wärmeisolierenden Schicht zu umgeben. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art handelt es sich um eine Leuchtröhre mit einer Füllung von kondensierbaren Metalldämpfen. Dort soll eine gewisse Temperatur der Leuchtröhre aufrechterhalten werden, um eine Kondensation der Dämpfe zu vermeiden. Um ähnliche Probleme handelt es sich bei anderen bekannten Lichtquellen mit bekannten wärmeisolierten Lichtquellen.
Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Er- kenntnis, daß durch die erfindungsgemäße Konstruktion mit einer Kombination von Wärmeisolierung und Luftkühlung eine ausreichende Sicherung der übrigen Spektrometerteile gegen Erwärmung gewährleistet ist, während der Silitstab bei geringen Wärmeverlusten auf seiner vorgeschriebenen Temperatur gehalten wird.
Die erfindungsgemäße Konstruktion gestattet eine leicht auswechselbare Halterung des Silitstabes. In weiterer Ausbildung der Erfindung umgibt eine mit einem Gewinde versehene Keramikhülse den Glühstab mit Abstand, und es werden die beiden vorzugsweise verdickten Enden des Glühstabes durch auf die Hülse aufgeschraubte, ebenfalls aus keramischem Material bestehende Führungshülsen zentriert gehalten.
Es kann dann der Glühstab mit seinem unteren Ende in einen federnden Sockel, der die Stromzuführung bildet, eingesetzt und auf das obere Ende des Glühstabes eine die Stromzuführung bildende federnde Kappe aufgesetzt sein. Nach Abziehen der oberen Stromzuführung läßt sich der Glühstab ohne weiteres aus der Hülse und dem unteren Sockel herausziehen, ohne daß dazu eine Demontage des Lichtquellengehäuses erforderlich wäre. Nach Einsetzen eines neuen Glühstabes braucht die Lichtquelle nicht erneut justiert zu werden, sondern nach Aufsetzen der Stromzuführungsgappe kann sofort wieder gemessen werden.
Zweckmäßigerweise ist die Keramikhülse mit dem Metallmantel durch aufgeschraubte Halteringe verbunden und der Zwischenraum zwischen Hülse und Mantel durch Isoliermittel, vorzugsweise Mikro-Quarzfasergespinst, ausgefüllt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben: Fig. 1 zeigt eine Strahlungsquelle nach der Erfindung im Längsschnitt; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie II-II von Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine Ansicht der oberen Stromzuführung.
Mit 1 ist ein als Strahler dienender Silitstab (Globar) bezeichnet. Dieser ist von einer Gewindehülse 2 aus keramischem Material mit Abstand umgeben.
Auf die Gewindehülse 2 sind beiderseits Führungshülsen 3, 4 aufgeschraubt, welche die verdickten Enden des Stabes 1 zentrisch halten. Der Stab 1 ist mit seinem unteren Ende in einen federnden, die Stromzuführung bildenden Sockel 5 eingesetzt. Das andere Ende wird von einer aufgesetzten federnden Kappe 6 (Fig. 3) umsohlossen, welche die zweite Stromzuführung bildet. Die Hülse 2 ist durch aufgeschraubte Halteringe 7, 8 mit einem Metallmantel 9 verbunden. Die Halteringe bestehen ebenfalls aus keramischem Material. Der Zwischenraum zwischen der Hülse 2 und dem Mantel 9 ist durch eine wärmeisolierende Schicht 10 von Mikro-Quarzfasergespinst ausgefüllt.
Der Mantel9 ist auf seiner Innenfläche poliert, auf seiner Außenfläche silberbronziert. Das Ganze ist in einem rohrförmigen Gehäuse 11 angeordnet und gehaltert, welches mit einem Flansch auf einer Grundplatte 12 über einem Durchbruch 13 befestigt ist. Auf der anderen Seite der Grundplatte ist ein den Durchbruch 13 umschließender Schlauchanschlußstutzen 14 vorgesehen. Der Sockel 5 wird von einem trichterförmigen Ablenkkörper 15 umschlossen, an dessen oberes Ende sich der Metallmantel anschließt.
An den Stutzen 14 wird über einen nicht dargestellten Schlauch ein Gebläse angeschlossen. Der Kühlluftstrom geht an dem Ablenkkörper 15 vorbei.
Dadurch wird die Wärme abgeführt, welche an den Enden des Stabes 1 durch Wärmeleitung auf den Sockel 5 und von diesem auf den Ablenkkörper übergeht. Die Kühlluft streicht dann durch den zwischen Mantel 9 und Gehäuse 11 gebildeten Kanal und kühlt den Mantel 9, während schließlich die Anschlußkappe 6 oben frei im Kühlluftstrom liegt. Es wird aber verhindert, daß die Kühlluft an dem Glühstab 1 entlangstreicht, weil das natürlich ungleichmäßige und undefinierte Temperaturen des Glühstabes zur Folge hätte.
In der Mitte ist ein Fenster 16 zum Austritt der gewünschten Strahlung in das Instrument.
Auf diese Weise wird durch die kombinierte Kühlung und Isolation erreicht, daß der Außenmantel der Lichtquellenanordnung höchstens 1000 C erreicht und kaum Wärme an die Umgebung abgibt, so daß keine Gefahr für in der Nähe der Lichtquelle montierte Spiegel und andere empfindlicheBauteile des Spektral- apparates besteht. Die Temperatur der Lichtquelle beträgt dabei bei einer Ausführungsform der Erfindung 14000 C, die Leistungsaufnahme etwa 250Watt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Strahlungsquelle für Infrarot-Spektrophotometer, bei welcher als Strahler ein Silitstab dient, der unter Freilassung einer Strahlenaustrittsöffnung von einem durch ein Kühlmittel gekühlten Mantel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Silitstab (1) von einem wärmeisolierenden Mantel (2) aus geeignetem Isoliermaterial (10) umgeben ist, der von einem Metallmantel (9) umschlossen wird, und daß der Metallmantel (9) in einem Lichtquellengehäuse (11) angeordnet ist, welches mit dem Metallmantel (9) einen Kanal für einen Kühlluftstrom bildet.
2. Strahlungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Gewinde versehene Keramikhülse (2) den Glühstab (1) mit Abstand umgibt und die beiden vorzugsweise verdickten Enden des Glühstabes (1) durch auf die Hülse (2) aufgeschraubte, ebenfalls aus keramischem Material bestehende Führungshülsen (3, 4) zentriert gehalten werden.
3. Strahlungsquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikhülse (2) mit dem Metallmantel durch aufgeschraubte Halteringe (7, 8) verbunden ist.
4. Strahlungsquelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gliihstab (1) mit seinem unteren Ende in einem federnden Sockel (5), der die Stromzuführung bildet, eingesetzt ist.
5. Strablungsquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf das obere Ende des Glühstabes (1) eine die Stromzuführung bildende federnde Kappe (6) aufgesetzt ist.
6. Strahlungsquelle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (5) von einem metallischen Ablenktrichter (15) umgeben ist, welcher von dem Kühlluftstrom getroffen wird und an dessen oberes Ende sich der Metallmantel (9) anschließt ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 57 458, 724 394, 597 916; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 738 016, 1 750 594, 176003, 1776218, 1681570, 1 643 149, französische Patentschriften Nr. 926 584, 694 426; britische Patentschriften Nr. 266 489, 381 609, 481 320; schweizerische Patentschrift Nr. 306500; USA.-Patentschrift Nr. 2321678; Druckschriften E. Leitz, »Infrarot-Spektrograph«, 1J55/DX und V58pX.