DE1150824B - Generator zur Erzeugung eines der Verdampfung der in einem Spektrographen zu untersuchenden Probe dienenden Lichtbogens - Google Patents

Description

• Generator zur Erzeugung eines der Verdampfung der in einem Spektrographen zu untersuchenden Probe dienenden Lichtbogens Die Erfindung bezieht sich auf einen Generator zur Erzeugung eines der Verdampfung der in einem Spektrographen zu untersuchenden Probe dienenden Lichtbogens unter Verwendung von Steuereinrichtungen für den Lichtbogen.
• Bei den bekannten Spektographen werden die zu untersuchenden Proben, z. B. Legierungen, im elektrischen Lichtbogen teilweise verdampft, wobei die Verdampfung von der Dauer des Lichtbogens bzw.
• Funkens abhängt. Es ist jedoch verhältnismäßig schwierig, auf diese Weise genau reproduzierbare Werte zu erhalten, ohne aufwendige elektronische Steuerkreise vorzusehen, die die verschiedenen auftretenden Parameter steuern.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Empfindlichkeit eines Spektrographens zu steigern und mittels eines Lichtbogens eine genau vorbestimmte Menge der zu untersuchenden Probe zu verdampfen, um sowohl für qualitative als auch quantitative Bestimmungen die Genauigkeit zu erhöhen.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Generator der eingangs beschriebenen Bauart dadurch gelöst, daß der Lichtbogen durch einen mit Netzfrequenz synchronisierten HF-Impulsgenerator in Abhängigkeit von der Impulszahl gesteuert wird, daß ein elektronisches Zählwerk die über den Lichtbogen gehenden Stromimpulse registriert und den HF-Generator nach einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen endgültig abschaltet und daß ferner eine auf die Temperatur der Elektroden ansprechende Einrichtung vorgesehen ist, die den HF-Generator bei Erreichen einer vorbestimmten Elektrodentemperatur vorübergehend abschaltet.
• An Stelle einer vorbestimmten Brenndauer des Lichtbogens, die bei herkömmlichen Spektrographen angewandt wird, sieht die Erfindung vor, eine Zählung der Impulse vorzunehmen und gleichzeitig die Elektrodentemperatur zu messen. Auf diese Weise kann die Leistung mit höchster Genauigkeit und stets reproduzierbar eingestellt werden.
• Als Spannungsquelle wird zweckmäßigerweise ein Mehrphasentransformator verwendet, der über eine Gleichrichterschaltung eine Gleichspannung liefert, der in jeder Periode ein Steuerimpuls aufgeprägt ist.
• Dies kann dadurch erreicht werden, daß von der in Stern geschalteten Sekundärwicklung alle Phasen außer einer mit einem Einweggleichrichter versehen und über diesen an eine Ausgangsklemme angeschlossen sind, während die verbleibende Phase unmittelbar an die andere Ausgangsklemme angeschlossen ist. Die gemäß der Erfindung vorgesehene elektronische Steuerung bewirkt infolge ihrer träg- heitslosen Funktion, daß sämtliche Stromimpulse die gleiche Energie haben.
• Die Steuerung wird durch den Spannungsabfall bewirkt, der durch den Durchlaß der Impulse über einen vorgeschalteten Widerstand mit dem Lichtbogen erzeugt wird. Die Steuereinrichtung weist einen elektronischen Zähler auf, der nach einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen über den Impulsgenerator eine endgültige Unterbrechung des Lichtbogens bewirkt.
• Mit dem erfindungsgemäßen Spektrographen ist es möglich, ohne die Probe merklich zu beschädigen, einen Gehalt von z. B. 0,00010/0 Kupfer in einer Bleielektrode festzustellen. Dies konnte bei einem durchgeführten Versuch mit einem Strom von 15 Amp. erreicht werden, ohne daß die Temperatur der Elektrode über den Schmelzpunkt erhöht wurde.
• Der erfindungsgemäße Spektrograph unterscheidet sich demgemäß von dem bekannten Stand der Technik im wesentlichen dadurch, daß elektrische Impulse gezählt werden, wobei die vorübergehenden Unterbrechungen nicht einem vorher festgelegten Programm unterliegen, sondern nur dann stattfinden, wenn die Temperatur der Elektrode es erfordert. Die Steuerung der Impulse wird demgemäß über die auf die Temperatur der Elektrode ansprechende Einrichtung bewirkt, während die Gesamtzahl der Impulse und damit die gesamte Betriebsdauer des Lichtbogens durch das parallel liegende Zählwerk bestimmt wird.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Die Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Generators.
• Der Generator weist einen im Stern geschalteten Mehrphasentransformator 1 auf, der sekundärseitig mit seinen Phasen außer einer über Einweggleichrichter an eine gemeinsame Plusklemme angeschaltet ist, während die Minusklemme von der nicht an einem Gleichrichter angeschalteten Phase gebildet wird.
• Der Transformator liefert über eine Stromsteuervorrichtung, z. B. in Gestalt eines Schiebewiderstandes 3, einen elektrischen Lichtbogen, der in dem schematischen Schaltbild mit dem Bezugszeichen 2 versehen ist. Zwischen dem Schiebewiderstand 3 und dem Lichtbogen 2 ist ein Steuersignaiwiderstand 22 angeordnet.
• Der erfindungsgemäße Generator weist ferner eine elektronische Zählstufe 4 auf, der die Stromimpulse registriert, die über den Lichtbogen gehen. Mit dem Bezugszeichen 5 ist das von der Zählstufe 5 beeinflußte Steuerrelais bezeichnet. Dieses Steuerrelais kann nach einer bestimmten, vorher einstellbaren Zahl von Impulsen den Funkengenerator 6 endgültig ausschalten.
• An den Steuersignalwiderstand 22 ist weiter eine Temperatursteuerstufe 7 angeschaltet, die über ein weiteres Steuerrelais 8 den Funkengenerator 6 beeinflußt. Eine Registriervorrichtung 9 zeigt die Zahl der Impulse an.
• Der mit der Netzfrequenz synchronisierte Hochfrequenz-Funkengenerator dient zur Steuerung des Lichtbogens, der mit dem mehrphasigen gleichgerichteten Strom versorgt wird. Bei der Impulszählstufe 4 kann es sich z. B. um eine an sich bekannte Multiplikationsschaltung handeln, die einen Impulsgenerator aufweist, der die erforderlichen Impulse liefert und ferner eine elektronische Torschaltung besitzt. Nach einer Anzahl von Impulsen wird hierbei durch den Rückstellimpuls in der letzten Zählröhre des letzten Zählgerätes die Torschaltung endgültig wieder geschlossen.
• Der Impulsgenerator erzeugt einen pulsierenden Lichtbogen, bei dem die Polarität der Elektroden immer gleichbleibt. Die Einzelimpulse dauern etwa 10 msec. Die von dem Impulsgenerator 6 gelieferten Impulse sind einander vollkommen gleichwertig, so daß ihre Anzahl mit hoher Genauigkeit als Meßgrundlage genommen werden kann. Die erfindungsgemäße Impulszählmethode hat den Vorteil, daß eine programmierte Festsetzung und Einbeziehung der Pausen, die eingelegt werden müssen, um eine Überhitzung der Elektroden zu vermeiden, in der Rechnung nicht mehr erforderlich ist. Deshalb wird die Temperaturkontrollvorrichtung eingesetzt, die dann und nur dann vorübergehend eine Pause eintreten läßt, wenn die Erhitzung der Elektroden dies erforderlich macht.
• Der über Kathodengleichrichtung erzeugte Lichtbogen weist gegenüber den üblicherweise benutzten Wechselstromlichtbögen eine erhöhte Empfindlichkeit auf, und zwar insbesondere gegenüber den Elementen Zinn, Blei, Wismut, Eisen, Kobalt, Selen und Alkalien. Durch die Temperaturkontrolle wird gewährleistet, daß selbst bei leicht schmelzenden Metallen, wie z. B. Blei, mit einer Stromstärke von 15 Amp. gearbeitet werden kann, ohne daß sich bei den Metallen das Auftreten irgendwelcher Schäden feststellen ließe.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Generator zur Erzeugung eines der Verdampfung der in einem Spektrographen zu untersuchenden Probe dienenden Lichtbogens unter Verwendung von Steuereinrichtungen für den Lichtbogen, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogen durch einen mit Netzfrequenz synchronisierten HF-Impulsgenerator (6) in Abhängigkeit von der Impulszahl gesteuert wird, daß ein elektrisches Zählwerk (4) die über den Lichtbogen (2) gehenden Stromimpulse registriert und den HF-Generator (6) nach einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen endgültig abschaltet und daß ferner eine auf die Temperatur der Elektroden ansprechende Einrichtung(7) vorgesehen ist, die den HF-Generator (6) bei Erreichen einer vorbestimmten Elektrodentemperatur vorübergehend abschaltet.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Schelle, Einführung in die angewandte spektrochemische Analyse, Berlin, 1960, S. 39 bis 42; französische Patentschrift Nr. 1 194449.