DE1195516B - Verfahren zur spektrochemischen Bestimmung von einzelnen Elementen, insbesondere von Spuren - Google Patents

Description

• Verfahren zur spektrochemischen Bestimmung von einzelnen Elementen, insbesondere von Spuren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spektrochemischen Bestimmung von einzelnen Elementen, insbesondere von Spuren.
• Bei der quantitativen Spektralanalyse verwendet man heute in zunehmendem MaßeAnalysenautomaten mit photoelektrischen Empfängern, die insbesondere in der Produktionskontrolle entscheidende Vorteile gegenüber den früher üblichen chemischen oder photographi sch ausgeführten spektrochemischen Analysen erreichen. Diese Geräte verlangen jedoch eine kostspielige Stabilisierungs- oder Kompensierungsvorrichtung, um die Wirkung der Änderung von Temperatur und Luftdruck auf die Mefiergebnisse auszuschalten; denn die Dispersion und damit die geometrische Lage der Spektren sowie die mechanischen Dimensionen der Analysengeräte sind von der Temperatur, die ersteren auch vom Luftdruck abhängig. Einwandfreie Messungen setzen voraus, daß Analyselinien und die zugehörigen Analysenspalte ständig in Deckung bleiben. Die dafür erforderlichen Maßnahmen verursachen Kosten, die je nach Versuchsbedingungen und verlangter Meßgenauigkeit im allgemeinen gegenüber denen für den Analysenautomaten nicht zu vernachlässigen sind.
• Ohne solche Maßnahmen aber würden unter normalen betrieblichen Verhältnissen, insbesondere bei Verwendung enger Spalte - wie es bei linienreichen Spektren und zur Bestimmung von Spuren notwendig ist - häufig schon nach wenigen Minuten beträchtliche Fehlmessungen vorkommen.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines photoelektrischen Verfahrens zur spektral chemischen Bestimmung einzelner Elemente, insbesondere von Spuren, bei dem der Einfluß von Temperatur und Luftdruck bei der Messung nicht berücksichtigt zu werden braucht.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch periodisches Bewegen eines hochauflösenden Monochromators die der Analysenwellenlänge entsprechende Strahlung und die ihr spektral benachbarte Strahlung periodisch in wechselnder Richtung derart über den Strahlungsempfänger geführt wird, daß das Linienprofil etwa symmetrisch im Meßbereich des Strahlungsempfängers liegt und daß diese Lage überwacht wird.
• Es soll also nicht eine von der Güte der Zuordnung von Linie und Spalt abhängige Linienintensität gemessen, sondern das vollständige Linienprofil der Analysenlinie oder in besonderen Fällen wenigstens das der Linienkuppe in periodischer Wiederholung dargestellt werden und als Meßgröße dienen. Die Auswanderung des Profils infolge Änderung von Temperatur und Luftdruck kann dann leicht verfolgt und sein Einfluß auf das Meßergebnis vernachlässigbar klein gemacht werden.
• Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden.
• Zwecks guter Trennung der Analysenlinie von eventuell vorhandenen Nachbarlinien und zur Verringerung des Spektrenuntergrundes wird ein möglichst hochauflösender Gitter- oder Prismenmonochromator bzw. Doppelmonochromator verwendet, hinter dessen Austrittsspalt sich ein photoelektrischer Empfänger, beispielsweise ein Sekundärelektronenvervielfacher (SEV), zur Gewinnung der elektrischen Meßdaten befindet. Dieser Monochromator soll eine der bekannten Einrichtungen besitzen, mit denen es möglich ist, die eingestellte Wellenlänge A in beiden Richtungen bis zu einer geeignet gewählten Variation dl, beispielsweise + 1 A, periodisch zu verändern. Zweckmäßigerweise benutzt man eine solche Art der Wellenlängenänderung, bei der diese über einen möglichst weiten Bereich linear mit der Zeit erfolgt.
• Mit Hilfe eines mit solchem Mechanismus versehenen Monochromators wird die Strahlung der Analysenlinie und die ihr spektral benachbarte Strahlung in Abhängigkeit von der Wellenlänge periodisch in wechselnder Richtung durch den Monochromatoraustrittsspalt dem photo elektrischen Empfänger, beispielsweise einem SEV, zugeführt. Dieser setzt in bekannter Weise die aufgenommene Strahlung in elektrische Größen um und ermöglicht es daher, den Momentanwert der Strahlung am Strommesser anzuzeigen bzw. auf einem Oszillographen oder Schreiber aufzuzeichnen oder auch die Gesamtstrahlung zeitlich zu integrieren.
• Man wählt die Breite JA, um die die Wellenlänge i der Analysenlinie periodisch geändert werden soll, abhängig vom Auflösungsvermögen des Monochromators so groß, daß das Profil der Analysenlinie vollständig erfaßt wird und zusätzlich beidseitig der Linie einen Toleranzbereich, der der möglichen Auswanderung der Linie infolge von Temperatur- und Druckeinflüssen Rechnung trägt. Die Wellenlängeneinstellung des Monochromators soll also derart sein, daß die Analysenlinie annähernd symmetrisch über den Austrittsspalt bewegt wird, d. h. symmetrisch zum Meßbereich des Strahlungsempfängers liegt.
• Solange sich das Linienprofil vollständig innerhalb des hinreichend linearen Variationsbereiches der Monochromatorperiode befindet, kann die Messung quantitativ und unabhängig von Temperatur-und Druckänderungen erfolgen. Kuppenhöhe oder, wenn möglich, das ganze Linienintegral erlauben in einfacher Weise die Auswertung. Es ist also erforderlich, die Lage des Linienprofils während der Messungen zu überwachen, damit es nicht unerwartet starken Temperatur- oder Druckänderungen aus dem vorgesehenen Toleranzbereich auswandert.
• Unter Umständen muß die Lage des Profils durch Nachregelung wieder symmetrisch zum Variationsbereich gemacht werden. Das ist vor allem dann zu beachten, wenn die Möglichkeit, die Wellenlänge zu variieren, durch benachbarte Störlinien beschränkt ist.
• Reicht das Trennvermögen des Gerätes jedoch nicht aus, - z. B. bei sehr linienreichen Spektren, um das Linienprofil genügend zu isolieren, so kann man die Intensität der Strahlung nur aus der Kuppenhöhe, im allgemeinen allerdings mit geringerem statistischen Gewicht, bestimmen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur spektrochemischen Bestimmung einzelner Elemente durch photoelektrische Ausmessung der Analysenlinien, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß durch periodisches Bewegen eines hochauflösenden Monochromators die der Analysenwellenlänge entsprechende Strahlung und die ihr spektral benachbarte Strahlung periodisch in wechselnder Richtung derart über den Strahlungsempfänger geführt wird, daß das Linienprofil etwa symmetrisch im Meßbereich des Strahlungsempfängers liegt und daß diese Lage überwacht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Integration des vollständigen Profils die Intensität der Analysenlinie bestimmt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Kuppenhöhe die Intensität der Analysenlinie bestimmt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 081 694.