DE1133571B - Spektroskopische Vorrichtung zur Herstellung von zeitlich aufgeloesten Spektren - Google Patents

Spektroskopische Vorrichtung zur Herstellung von zeitlich aufgeloesten Spektren

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DE1133571B
DE1133571B DEB53548A DEB0053548A DE1133571B DE 1133571 B DE1133571 B DE 1133571B DE B53548 A DEB53548 A DE B53548A DE B0053548 A DEB0053548 A DE B0053548A DE 1133571 B DE1133571 B DE 1133571B
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    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2889Rapid scan spectrometers; Time resolved spectrometry

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

  • Spektroskopische Vorrichtung zur Herstellung von zeitlich aufgelösten Spektren Bei der Untersuchung und Auswertung von in üblicher Weise erzeugten Funkenspektralaufnahmen verursacht die Überlagerung der Spektren infolge der zeitlichen Änderung der Lichtemission imFunkenSchwierigkeiten. Aus den bisherigen Untersuchungen ist bekannt, daß in den Funkenspektren zu Beginn der Entladung das charakteristische, kontinuierliche Hintergrundspektrum dem umgebenden Gases erscheint, welchem sich danach dessen schwerer anregbare Spektrallinien überlagern. In der ersten Periode der Entladung erscheinen auch die vom Dampf der Elektrode ausgestrahlten Linien, und erst dann (mit Abnahme der Anregungsenergie) wird das interessierende Bogenspektrum ausgestrahlt. Zu Beginn der Funkenentladung tritt außerdem in der Funkenstrecke infolge des von den durch die starken elektrischen Felder der Elektronen und Ionen verursachten Starkeffekts auch die Verbreiterung der Linien und Wellenlängenverschiebung einiger Linien auf. Wegen der sehr veränderlichen Verhältnisse in der Lichtquelle ist auch die Veränderung der Halbwertsbreite und Selbstabsorption der Spektrallinien sehr bedeutend. Weiterhin ist auch das Auftreten und der zeitliche Verlauf dieser Erscheinungen an verschiedenen Stellen der Funkenstrecke unterschiedlich. Aus diesen Erörterungen ergibt sich, daß die restlose Aufklärung der in der spektroskopischen Lichtquelle verlaufenden optischen Erscheinungen nur mittels zeitlich aufgelöster Spektren möglich ist.
  • DieAufgabe, zeitlich aufgelöste Spektren von Hochfrequenzfunkenentladungen relativ kleiner Energie aufzunehmen, ist dadurch erschwert, daß die Lichtausbeute einer einzigen solchen Funkenentladung zur Schwärzung der fotografischen Platte nicht genügt. Es muß vielmehr der Lichteffekt von mehreren hundert oder tausend solcher Entladungen verwendet werden, um eine brauchbare Aufnahme des Spektrums zu erhalten. Da zur Untersuchung von zeitlich aufgelösten Spektren eine Auflösung in der Größenordnung von Mikrosekunden oder noch darunter nötig ist, müssen solche mehrere hundert oder tausend zeitlich aufgelöster Spektren genau aufeinander fotografiert werden.
  • Um dies zu erreichen, wurden verschiedene Wege beschritten: a) Auflösung der Spektren durch lichtelektrische Verfahren, b) Auflösung der in der Funkenentladung herrschenden Spektralerscheinungen durch Drehspiegel. Im letzten Fall läßt sich das Spektrum fotografisch oder fotoelektrisch wahrnehmen.
  • Das Verfahren nach b) hat den Nachteil, bei foto- grafischer Wahrnehmung des Spektrums lediglich für Funkenentladungen hoher Energie brauchbar zu sein, da in diesem Falle einmalige Funkenentladungen mit geringem Energieinhalt nicht zur Schwärzung der fotografischen Platte ausreichen.
  • Bei Verwendung solcher Drehspiegel ist das zeitliche Auflösungsvermögen diejenige Zeit, in der sich das Bild der Lichtquelle um seine eigene Länge weiterbewegt. Das Auflösungsvermögen ist also um so größer, je kleiner das Bild der Lichtquelle in der Längsrichtung des Spektrografenspaltes und je größer die Laufgeschwindigkeit des Bildes längs dieses Spaltes ist. Daraus ist ersichtlich, daß die Grenze des Auflösungsvermögens bei der Kleinheit des Ausschnittes liegt bzw. bei der Kleinheit des Funkenüberganges. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß zu einer weitgehenden Zeitauflösung sehr kleine Lichtquellenabmessungen gehören. Für eine Zeitauflösung in der Größenordnung einer Mikrosekunde kann daher die zum Spektrografenspalt parallele Dimension der Lichtquelle die Größenordnung von 0,1 mm nicht übersteigen. Diese geringe Ausnutzung der Lichtenergie der spektroskopischen Lichtquelle ist auf gewissen praktischen Arbeitsgebieten der Spektroskopie, hauptsächlich in der spektrochemischen Analyse, unzulässig. Als Nachteil wird auch die verhältnismäßig verwickelte Optik bei einer solchen Drehspiegelanordnung empfunden, welche mit einem großen Unsicherheitsfaktor sowie erheblichem Wirkungsgradverlust verbunden ist.
  • Es ergab sich somit die Forderung auf ein Gerät, welches folgende Bedingungen erfüllen muß: 1. Die Zeitauflösung des Analysefunkens muß unter einer Mikro sekunde liegen.
  • 2. Die Analysefunken dürfen in ihrem Energieinhalt nicht beschnitten sein.
  • 3. Der Spektrografenspalt zur Durchlässigkeit eines Funken ausschnittes muß so groß sein, daß kein nennenswerter Wirkungsgradverlust eintritt bzw. daß der Bildausschnitt hierdurch unzulässig beschränkt wird.
  • 4. Der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung soll möglichst hoch sein, um die Zeitdauer der Belichtung bei fotografischen Aufnahmen kurz halten zu können.
  • 5. Die Punkte 1 bis 4 müssen in einem Gerät vereinigt sein, das auf wirtschaftliche Weise herzustellen ist.
  • Diese Bedingungen werden durch eine spektroskopische Vorrichtung zur Herstellung zeitlich aufgelöster Spektren mit einer zeitlich sehr genau arbeitenden periodischen Lichtquelle, einem damit synchron bewegten Unterbrecher und einem elektrischen Signalgenerator erreicht, die erfindungsgemäß als Unterbrecher eine da sich bekannte Blende verwendet.
  • Der Unterbrecher ist im Wege des von der spektroskopischen Lichtquelle ausgestrahlten Lichtes zum Spektrografen angeordnet. Durch Bewegen des Unterbrechers wird einmal der Signalgenerator gesteuert, welcher die Funkenentladung einleitet, zum andern aber auch gleichzeitig bzw. mit einer kurzen vorausbestimmbaren und einstellbaren Laufzeitverzögerung der Spektrografenspalt freigegeben. Durch die Einstellmöglichkeit der erfindungsgemäß verwendeten Blende ist es möglich, aus der Gesamtdauer des Analysefunkens einen bestimmten Zeitabschnitt, welcher unter einer Mikrosekunde liegen kann, herauszuschneiden und einmalig oder in wiederholter Folge auf den Spektrografen bzw. dessen fotografische Platte oder lichtelektrische Einrichtungen zu projizieren.
  • Der aus dem gesamten Ablauf des Funkens herausgeschnittene Zeitabschnitt kann hierbei immer gleichbleiben oder kann durch Wahl der Laufzeit zwischen Aussteuerung des Signalgenerators und Freigabe des Spektrografenspaltes innerhalb der Zeitdauer des Analysefunkens verschoben werden.
  • Die Vorrichtung ermöglicht auf diese Weise eine Zeitauflösung welche ohne weiteres unterhalb einer Mikro sekunde gelegt werden kann. Somit ist die erste oben gestellte Bedingung erfüllt. Da weiterhin ein so ausgestattetes Gerät unabhängig vom Energieinhalt des Analysefunkens arbeitet, ist auch die zweite Forderung in vollkommener Weise berücksichtigt.
  • Die Form des Spektrografenspaltes kann nach den opitmalen Bedingungen des Spektrografen gewählt werden, da die Spaltbreite keinen Einfluß auf die Zeit-Auflösung hat, wenn das Gerät mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Außerdem wird der Bildausschnitt nicht eingeengt, und es tritt durch unzulässige Abdeckung der Lichquelle kein Wirkungsgradverlust ein. Da weiterhin die nachfolgende Optik durch Verwendung leistungsstarker Funken wesentlich vereinfacht werden kann, ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad der Gesamtanordnung, womit die Voraussetzung zur Erfüllung der Punkte 3 und 4 gegeben ist. Die Herstellung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist auf einfachste Weise möglich, da lediglich die als Unterbrecher dienende Blende im Wege des vom Analysefunken ausgehenden Lichtes angeordnet und bewegt werden muß. Somit ist auch die fünfte Bedingung erfüllt.
  • Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Blende als Drehscheibe mit mindestens einer Öffnung auszubilden. Bei Verwendung einer solchen rotierenden Scheibe als Unterbrecher sind die Verhältnisse besonders leicht überschaubar. Insbesondere trifft dies zu, wenn der Signalgenerator durch eine optische Einrichtung, also beispielsweise durch eine Fotozelle, gesteuert wird. Zweckmäßigerweise wird dann davon ausgegangen, daß durch die erwähnte Öffnung in der Drehscheibe hindurch die Fotozelle belichtet wird, die ihrerseits den Signalgenerator aussteuert, der die Einleitung der Funkenentladung bewirkt, und daß die gleiche Öffnung sodann beim Weiterwandern der Drehscheibe den Spektrografenspalt freigibt und hiermit einen Abschnitt aus dem Analysefunken zur Projektion freigibt, wobei die Größe dieses Abschnittes der Zeit nach durch die Größe der Öffnung und die Drehzahl der rotierenden Scheibe und der Lage nach durch die Laufzeitverzögerung zwischen Belichtung der Fotozelle und Freigabe des Spektrografenspaltes festlegbar ist.
  • Ein weiterer Vorteil einer solchen als Drehscheibe ausgebildeten Blende ist darin zu sehen, daß sich Öffnungen beliebiger Form an verschiedenen Stellen auf dem den Spektrografenspalt abdeckenden Umfang der Drehscheibe anbringen lassen. Hierdurch ist sowohl die Zeitdauer des interessierenden Teiles aus der Gesamtdauer des Analysefunkens zu beeinflussen als auch die gegebenenfalls erwünschte zeitliche Wanderung des herausgeschnittenen Zeitabschnittes.
  • Es sei hier noch angemerkt, daß Blenden zwar bei den verschiedensten optischen Vorrichtungen bekannt sind, sie dort aber einerseits der Schwächung von Strahlenbündeln und andererseits der räumlichen Zuordnung von Gegenstandspunkten zu entsprechenden Bildpunkten dienen. Demgegenüber wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung keinesfalls eine solche Wirkung beabsichtigt, sondern es ist hierdurch erst möglich geworden, die volle Lichtausbeute des Analysefunkens auf die lichtempfindliche Schicht bzw. die fotografische Platte des Spektrografen zu projizieren.
  • Außerdem ist der Analysefunken in seinem Energieinhalt nicht beschnitten, sondern die Blende ergibt die Möglichkeit, Analysefunken mit derjenigen Energie zu verwenden, welche vom spektroskopischen Standpunkt aus gefordert werden muß.
  • In den Zeichnungen sind einige Ausführungen der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, doch ist die Erfindung nicht auf sie beschränkt.
  • Fig. 1 stellt die Lichtquelle hoher Präzision, den mit diesem synchron bewegten Abblendschirm in Draufsicht ferner schematisch den elektrischen Signalgenerator und den Spektrografen dar; Fig. 2 a zeigt in Vorderansicht eine Drehscheibe als Abblendschirm mit dem dazugehörigen Skalensystem; it2b 2b ist eine Draufsicht zu Fig. 2 a mit dem Motor zum Antrieb der Drehscheibe; Fig. 3 und 4 zeigen zwei Abänderungen der Drehscheibe als Abblendschirm.
  • Im unteren Teil der Fig. list das Schaltschema des elektronisch gesteuerten Präzisions-Funkenerzeugers als Lichtquelle dargestellt, der obere Teil zeigt die optische Vorrichtung.
  • Im Funkenerzeuger ist C der die Anregungsenergie liefernde Kondensator (Arbeitskondensator), welcher vom Hochspannungstransformator T über die Gleichrichterdioden V 1 und V2 aufgeladen wird. Links vom Kondensator C des in Fig. 1 dargestellten Funkenerzeugers befindet sich der Ladungsstromkreis rechts der Entladungsstromkreis. Im Entladungskreis ist A die Analysenfunkenstrecke, die durch Widerstand R 5 überbrückt wird, G1 und G2 sind Steuerfunkenstrecken, L 2 und R 3 im Entladungskreis sind eine zur Einstellung der Betriebsverhältnisse benötigte Selbstinduktion bzw. ein ohmscher Widerstand. R 1 und R2 sind spannungsteilende ohmsche Widerstände, welche die Ladespannung des Kondensators C gleichmäßig auf die symmetrisch eingestellten Doppelsteuerfunkenstrecken G1 und G 2 verteilen. V3 ist eine Elektronenröhre oder ein gleichwertiges Element, in dessen Anodenkreis der Widerstands4 eingeschaltet ist. Die Elektronenröhre ist durch etine negative Vorspannung auf dem Gitter abgesperrt.
  • Die Doppelsteuerfunkenstrecken G1 und G2 sind so eingestellt, daß im aufgeladenen Zustand des Kondensators C durch diese Funk strecken eben kein Durchschlag erfolgt. Wird in diesem Zustand auf das Gitter der Röhre V 3 ein positives Spannungssignal gegeben, zündet die Röhre an, und die ganze Ladungsspannung des Kondensators C erscheint an der Funkenstrecke G1, infolgedessen schlägt diese durch, und der Kondensator C beginnt sich über L2-R3-R5-G1-R4 und V3 zu entladen. Da der Durchschlag bei G1 praktisch einen Kurzschluß bedeutet, erscheint nach dem Durchschlag nahezu die ganze Ladungsspannung des Kondensators C an den Polen der Widerstände R 4 und R 5 und erfolgt somit der Durchschlag bei G2 oder A abhängig davon. welcher von den letzteren durch einen größeren Widerstand überbrückt ist. Falls - wie es in der Praxis üblich ist R 5 bedeutend größer ist als R 4, folgt dem Durchschlag bei G 1 ein Durchschlag von A Nachher gestaltet sich der Weg zur Entladung des Kondensators C so: L2-R3-A -G1-R4-V3.
  • Nach diesem Moment erscheint aber die Ladespannung des Kondensators C an den Polen von R 4 bzw.
  • G2, somit schlägt auch G2 durch, dann entladet sich C über L2-R3-A-G1-G2 und liefert die Anregungsenergie. Der Entladungskreis ist in der Figur mit starken Linien gezeichnet.
  • Einen möglichen Aufbau des optischen Systems stellt der obere Teil der Fig. 1 dar. Das aus der Analysenstrecke A kommende Licht bildet die Linse L durch den Spalt S auf die Kollimatorlinse des Spektrografen ab. D ist das Prisma des Spektrografen, P die fotografische Platte oder im Fall unmittelbarer Lichtmessung die Stelle der Fotozellen. In Fig. 1 liegt im Weg des Lichtes beispielsweise eine abschirmende Drehscheibe T auf der Welle eines Synchronmotors. In Fig. 1 ist die Scheibe T in Draufsicht dargestellt. Auf der Scheibe sind entsprechende Öffnungen bzw. Einschnitte angebracht. Ein solcher Einschnitt der Scheibe T ist in Fig. 1 mit K bezeichnet. Durch diese Öffnungen bzw. Einschnitte gelangt das Licht in den Spektrografen. Natürlich befindet sich in Fig. 1 die Drehachse der Scheibe T weit unter dem Spalt des Spektrografen, damit der Einschnitt K der Scheibe T vor dem Spalt S zu liegen kommt.
  • Das Zusammenwirken zwischen Lichtquelle und optischem System wird im vorliegenden Beispiel durch die Fotozelle 1 ermöglicht. Das aus der HilfslichtquelleH kommende Licht fällt durch eine Öffnung der Scheibe auf die Fotozelle 1. Der durch die Fotozelle gelieferte und durch Verstärker IG verstärkte Fotostrom dient zur Steuerung des Gitters der Elektronenröhre V3. Die mit der Rotation der Scheibe T synchrone Belichtung der Fotozelle kann auch so erfolgen, daß das Bild der Hilfslichtquelle H auf einen Drehspiegel fällt, welcher dann das Licht auf die Fotozelle wirft.
  • Zum leichteren Verständnis der Wirkungsweise der optischen Vorrichtung ist in Fig. 2 a und 2 b die Drehscheibe nach Fig. 1 auch in Vorderansicht und Draufsicht ersichtlich. In Fig. 2 b ist x-x die optische Achse, A die Analysenstrecke. Die vor dem Spalt S rotierende Scheibe T ist an der Welle des Motors Z befestigt. Die Scheibe T läßt durch den Spalt S nur so lange Licht in den Spektrografen eintreten, als einer der Einschnitte vor dem Spalt S vorbeiläuft. Durch entsprechende Einstellung der Drehphasenstellung der Scheibe T relativ zum Spalt des Spektrografen kann erreicht werden, daß nur vor oder nach einer bestimmten Zeit Licht aus der Funkenentladung in den Spektrografen gelangt. Die Einstellung der Drehphasenlage der Drehscheibe T relativ zum Spalt des Spektrografen kann z. B. in folgender Weise geschehen. In Fig. 2 beleuchtet das Licht der Analysenfunkenstrecke A unmittelbar oder durch eine Linse den Umkreis der Drehscheibe T, wo ein Zeichen N angebracht ist. Die Steuerung des elektronisch gesteuerten Funkenerzeugers erfolgt entweder mit Hilfe der Kombination eines an der Motorwelle angebrachten Drehspiegels und einer Fotozelle oder durch ein Spannungssignal, das mittels einer Kombination des durch die Scheibe T unterbrochenen Lichtes und einer Fotozelle erzeugt wird. In beiden Fällen ist der Zeitabstand zwischen dem durch die Fotozelle erzeugten elektrischen Signal und dem Beginn der Funkenentladung veränderbar. Da zwischen der Drehung der Scheibe T und der erfolgten Funkenentladung ein Synchronismus besteht, erscheint das an der rotierenden Drehscheibe T angebrachte Zeichen N als unbeweglich. Bei Änderung des Zeitabstandes zwischen Anlaßsignal der Fotozelle und Eintreten der Funkenentladung wird das scheinbar unbewegliche Zeichen N am Umfang der Scheibe T weiterwandern. Gegenüber dem Zeichen ist eine Anlegskala M angebracht, auf welcher die scheinbare relative Lage des Zeichens N und das Maß der Verschiebung abgelesen werden können. Die Kalibrierung des Systems geschieht in der Weise, daß in verschiedenen Stellungen des Zeichens N zur Anlegskala M Spektrumaufnahmen bereitet werden. Durch Einstellung der dem zweckentsprechenden Spektrum gehörigen Relativlage von N zu M ist das gewünschte Spektrum stets herstellbar.
  • Das Wesen der in Fig. 1 dargestellten elektronisch gesteuerten Präzisionslichtquelle besteht darin, daß die Zeitstreuung zwischen dem auf das Gitter der Röhre V 3 des Funkenerzeugers gegebenen Signals und dem Durchschlag der Analysenfunkenstrecke A sehr gering ist und nur 1 Mikrosekunde oder weniger beträgt. Mit anderen Worten, die durch die in Fig. 1 und 2 dargestellte Drehscheibe T abgetrennten Zeiträume können mit dieser Genauigkeit getrennt werden. Bei der Untersuchung von kurz andauernden elektrischen Entladungen ist dieser Umstand sehr wichtig.
  • In der Anordnung laut Fig. 1 kann vor dem Spalt S des Spektrografen auch die in Fig. 3 dargestellte Scheibe rotieren. Diese Scheibe hat zwei Paar Einschnitte, um 1803 versetzt. Mit Hilfe dieser Einschnitte kann das Licht von kurzdauernden Entladungen in zwei Teile geteilt werden. Bei richtiger Drehphaseneinstellung der Scheibe nach Fig. 3 relativ zum Spalt des Spektrografen kann erreicht werden, daß das Licht aus der Anfangsperiode der Entladung durch die obere Öffnung des Einschnittenpaares in den Spektrografen gelangt, während das Licht einer späteren Zeitspanne der Entladung durch die untere Öffnung des Einschnittenpaares in den Spektrografen fallen wird. Diese Scheibe kann selbstredend auch nur zum Abtrennen des Hintergrundes verwendet werden.
  • Wenn die Drehscheibe nach Fig. 2 so eingestellt wird, daß ihr Umfang von der Länge des Spaltes des Spektrografen nur einen Teil verdeckt, so gelangt durch den unbedeckten Teil des Spaltes die gesamte, also auch den Hintergrund enthaltende Strahlung in den Spektrografen. In dieser Weise erhält man, ähnlich wie bei der Anwendung der Scheibe nach Fig. 3, ein Doppelspektrum.
  • Will man das durch die verhältnismäßig lange dauernden elektrischen Entladungen ausgestrahlte Licht zeitlich aufgelöst untersuchen, so kann die Drehscheibe nach Fig. 4 verwendet werden. Diese Scheibe ist in Beziehung zum Spalt S des Spektrografen mit zwei schrägen Einschnitten versehen. Bei richtiger Drehphaseneinstellung der Drehscheibe relativ zum Spalt S der Spektrografen lassen diese Öffnungen Strahlung aus verschiedenen Zeitspannen der Entladung durch verschiedene Punkte des Spaltes S zum Spektrografen. In dieser Weise erhält man ein kontinuierlich aufgelöstes Spektrum.
  • Die die Lichtquelle steuernde Fotozelle kann man synchron mit der Funkenentladung auch so belichten, daß das Licht durch die Ausschnitte der in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Scheiben auf die Fotozelle fällt, wenn einer der Ausschnitte in eine solche Stellung kommt, daß dabei dem Licht der Hilfslichtquelle der Weg frei gemacht ist.
  • Die Nullstellung der Drehscheiben nach Fig. 2, 3 und 4, d. h. die Stellung, bei welcher der Weg für das Licht durch den Spalt des Spektrografen eben frei liegt, kann am einfachsten durch eine im Spektrografen angebrachten Fotozelle bestimmt werden. In diesem Fall dreht man die Scheibe z. B. nach Fig. 2 langsam um, bestimmt, mit Hilfe der Fotozelle im Spektografen, jene Drehphase der Scheibe, bei welcher der Weg zum Spalt eben frei wird und liest diese Stellung an der AnlegeskalaM ab. Bei Apparaten mit unmittelbarer Lichtmessung ist diese Einstellungsmöglichkeit von selbst gegeben. Die Einstellung ist auch so ausführbar, daß man das Öffnen des Spaltes des Spektrografen mit freiem Auge aus Richtung der fokalen Ebene beobachtet.
  • Die Tatsache, daß in der beschriebenen Weise der Hintergrund des Funkenspektrums von dem Spektrum abgetrennt werden kann, hat z. B. für die spektrochemische Analyse mehrere Vorteile. Erstens nimmt die Empfindlichkeit zu, weil die schwachen Linien im Hintergrund nicht verschwinden. Zweitens werden die Arbeitskurven auch ohne Hintergrund- korrektur gerade, die Korrektur des Hintergrundes ist also unnötig. Des weiteren kann man den vom Spektrum abgetrennten Hintergrund wie folgt nutzbar machen.
  • Die Grundlage der zeitgemäßen spektrochemischen Analyse liegt in der Anwendung sogenannter homologer Linienpaare (internal standars). Das Wesen dieses Verfahrens besteht darin, daß zur Bestimmung von Verunreinigungen eines Stoffes oder der Bestandteile einer Legierung das Verhältnis der Lichtintensitäten in je einer Spektrallinie der Grundsubstanz und der zu bestimmenden Verunreinigung oder des Legierungselementes festgestellt wird, woraus die prozentuellen Mengen bestimmt werden können. Dieses Verfahren ist möglich, wenn im Spektrum die Linie der Verunreinigung oder des Legierungselementes einer entsprechenden Bezugslinie der Grundsubstanz nahe liegt. Liegen nämlich die zu vergleichenden Linien entfernter und wird die Aufnahme des Spektrums fotografisch durchgeführt, so ist der Vergleich der beiden Linien wegen der verschiedenen Empfindlichtkeiten der fotografischen Platte gegen Licht verschiedener Wellenlängen nicht einfach. In diesem Fall nimmt man aus einem fremden Spektrum solche Bezugslinien zu Hilfe, deren Intensitätsverhältnisse bekannt sind. Dieses Verfahren, benannt als äußere Vergleichsmethode (external standard method), ist umständlich und wird nur selten verwendet. Dabei besteht in den meisten Fällen noch die Vorbedingung, daß die prozentuelle Menge der Grundsubstanz überwiegend groß sein soll. Die Erfüllung dieser Bedingungen ist in der Praxis mehr eine Ausnahme als Regel. Es kommt sogar in der Praxis vor, daß die eine Grundsubstanz keine entsprechende Bezugslinie besitzt. In solchen Fällen kann die Aufgabe so gelöst werden, daß man mit der untersuchten Substanz einen entsprechenden Stoff in Pulverform oder in Lösung versetzt. Die Linien dieses Stoffes geben dann die Vergleichsgrundlage.
  • Die Erfindung ermöglicht ein solches neues spektrochemisches Analyseverfahren, wozu keine innere oder äußere Vergleichsbasis nötig ist, da der vom Spektrum abgetrennte Hintergrund bei der Analyse als Vergleichsbasis dient. Es werden die Linien der Verunreinigung oder des Legierungselementes im hintergrundfreien Spektrum mit dem Teil des Spektrums annähernd gleicher Wellenlänge des in der ganzen Länge des Spektrums (in Richtung der Dispersion) vorhandenen kontinuierlichen Spektrums verglichen.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜcHE: 1. Spektroskopische Vorrichtung zur Herstellung zeitlich aufgelöster Spektren mit einer zeitlich sehr genau arbeitenden periodischen Lichtquelle, einem damit synchron bewegten Unterbrecher und einem elektrischen Signalgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterbrecher eine an sich bekannte Blende verwendet wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende als Drehscheibe mit mindestens einer Öffnung ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung als ein vom Rand der Scheibe ausgehender Einschnitt gebildet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in der Drehscheibe als schräg zum Durchmesser liegender Schlitz ausgebildet ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift Angew. Physik, 9 (1957), S. 82 bis 88; Nature, 177 (1956), S. 222, 223; Zeitschrift für Naturforschung, 10 a (1955), S. 1031, 1032; Ko r t ü m, Kolorimetrie-Photometrie und Spektrometrie, Springer Verlag, 1955, S. 80 bis 83.
DEB53548A 1958-06-16 1959-06-10 Spektroskopische Vorrichtung zur Herstellung von zeitlich aufgeloesten Spektren Pending DE1133571B (de)

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