DE1265449B

DE1265449B - Light beam changer for two-beam spectrophotometer

Info

Publication number: DE1265449B
Application number: DE1965S0100573
Authority: DE
Inventors: Daniel Enard; Jacques Pouleau
Original assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Current assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Priority date: 1964-11-20
Filing date: 1965-11-19
Publication date: 1968-04-04
Also published as: NL6514977A; CH422371A; LU49830A1; BE672053A; FR1441443A

Description

Lichtstrahlwechsler für Zweistrahl-Spektralphotometer Die Erfindung betrifft einen Lichtstrahlwechsler, der im dichten Gehäuse eines Zweistrahl-Spektralphotometers angeordnet und mit einer lichtundurchlässigen beweglichen Platte ausgerüstet ist, die mindestens einen Durchlaß aufweist, der nacheinander abwechselnd in die Strahlengänge der beiden geteilten Lichtstrahlen überführbar ist.Light beam changer for two-beam spectrophotometer The invention relates to a light beam changer in the sealed housing of a two-beam spectrophotometer is arranged and equipped with an opaque movable plate, which has at least one passage that alternates one after the other into the beam paths of the two split light beams can be transferred.

Ein Zweistrahl-Spektralphotometer bekannter Bauweise ist gewöhnlich in dem abgehenden Strahl eines monochromatisches Licht erzeugenden Monochromators angeordnet und besitzt eine Einrichtung zum Aufteilen des ursprünglichen Lichtstrahls in zwei symmetrische Lichtstrahlen, einen Lichtstrahlwechsler, der nacheinander und abwechselnd den einen der beiden geteilten Lichtstrahlen passieren und somit nach der bekannten Zweistrahlmethode den einen oder anderen Strahlengang wechselweise benutzen läßt, eine Vergleichszelle und eine Meßzelle, die beide jeweils von dem einen der geteilten Lichtstrahlen durchdrungen werden, reflektierende Spiegel, welche die geteilten Lichtstrahlen zu einem gemeinsamen Ort lenken, und eine an diesem gemeinsamen Ort vorgesehene lichtempfindliche Vorrichtung, die nacheinander und abwechselnd den einen und den anderen der beiden geteilten Lichtstrahlen aufnimmt. A two-beam spectrophotometer of known construction is common in the outgoing beam of a monochromatic light generating monochromator arranged and has means for splitting the original light beam into two symmetrical light beams, one light beam changer, one after the other and alternately pass through one of the two split light beams and thus alternately one or the other beam path according to the known two-beam method can use a comparison cell and a measuring cell, both of which are each from the one of the split light beams are penetrated, reflecting mirrors, which direct the split rays of light to a common place, and one in this one common place provided photosensitive device sequentially and alternately receives one and the other of the two split light beams.

Die bisher bekannten Lichtstrahlwechseler bestehen aus mindestens einer umlaufenden Platte, die mit wenigstens einem Durchlaß ausgestattet ist, der mittels einer an einen Antriebsmotor angekuppelten Welle nacheinander abwechselnd in die Strahlengänge der geteilten Lichtstrahlen gebracht werden kann. The previously known light beam changers consist of at least a rotating plate, which is equipped with at least one passage, the alternately by means of a shaft coupled to a drive motor can be brought into the beam paths of the split light rays.

Wenn man im Infrarot- oder im äußersten Ultraviolettbereich arbeitet, so muß das Gehäuse des Spektralphotometers gegenüber Hochvakuum dicht sein, da in diesem Fall in dem Photometergehäuse das Vakuum hergestellt werden muß, um die Absorption der Lichtstrahlen durch Luft zu vermeiden. Es ist nun aber äußerst schwierig, eine vollkommende Dichtung zu erreichen, die es ermöglicht, aus dem Photometergehäuse die Antriebswelle der Scheibe des Lichtstrahlwechslers heraustreten zu lassen. Dieser Nachteil ist sogar in verstärktem Maß gegeben, wenn die Platte mit einer verhältnismäßig hohen Drehgeschwindigkeit, beispielsweise von 300U/min umlaufen soll. Es wurde zwar bereits vorgeschlagen, den Antriebsmotor der Platte in dem Gehäuse des Photometers unterzubringen; in diesem Fall jedoch wird die gesamte Einrichtung äußerst sperrig, und das von dem Motor geschaffene elektromagnetische Wechselfeld kann außerdem die geteilten Lichtstrahlen (Zerlegung der Lichtstrahlen) in ungünstiger Weise beeinflussen. When working in the infrared or in the extreme ultraviolet range, so the housing of the spectrophotometer must be tight against high vacuum, because in In this case, the vacuum must be created in the photometer housing in order to ensure the absorption to avoid the rays of light through air. It is now extremely difficult to find one to achieve a perfect seal that allows it to come out of the photometer housing to let the drive shaft of the disc of the light beam changer emerge. This Disadvantage is even given to an increased extent if the plate with a relatively high rotational speed, for example of 300U / min should rotate. It was true already proposed the drive motor of the plate in the housing of the photometer accommodate; in this case, however, the entire facility becomes extremely bulky, and the alternating electromagnetic field created by the motor can also reduce the affect split light rays (decomposition of the light rays) in an unfavorable way.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtstrahlwechsler der eingangs genannten Art zu schaffen, der die vorgenannten Mängel vermeiden läßt und in außerordentlich einfacher Bauweise in einem unter Hochvakuum stehenden Gehäuse arbeiten kann, außerdem eine hohe Verschluß- oder Licht strahlwechselfolge erreichen läßt und von außen, also außerhalb des Photometergehäuses gesteuert werden kann. The invention is based on the object of a light beam changer to create the type mentioned above, which can avoid the aforementioned shortcomings and in an extremely simple design in a housing under high vacuum can work, also achieve a high shutter or light beam alternation sequence can and can be controlled from the outside, i.e. outside the photometer housing.

Diese Aufgabe ist bei dem erfindungsgemäßen Lichtstrahlwechsler gelöst durch die Vereinigung folgender Merkmale, daß die Platte fest mit zwei seitlichen, einander gegenüberliegenden Stangen verbunden ist, die in Rohrstutzen geführt sind, welche an dem den Lichtstrahlwechsler in sich aufnehmenden Photometergehäuse aus diesem herausragend unter dichtem Abschluß befestigt sind, wobei die beiden Stangen jeweils den Kern eines Elektromagneten bilden, deren jeweilige Spule den zugehörigen Rohrstutzen umgibt. Auf diese Weise ist es möglich, einen Zweistrahl-Spektralphotometer zu fertigen, dessen Gehäuse vollkommen dicht ist und dessen Lichtstrahlwechsler von außen gesteuert werden kann, ohne daß elektromagnetische Felder die geteilten Lichtstrahlen beeinflussen können. This object is achieved in the light beam changer according to the invention by combining the following features, that the plate is fixed with two lateral, opposing rods are connected, which are guided in pipe sockets, which on the photometer housing accommodating the light beam changer this protruding under tight seal are attached, with the two rods each form the core of an electromagnet, their respective coil the associated Surrounding pipe socket. In this way it is possible to use a two-beam spectrophotometer to manufacture, whose housing is completely tight and whose light beam changer can be controlled from the outside without the shared electromagnetic fields Can affect light rays.

Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beschreibung der Zeichnung erläutert, die einen Lichtstrahlwechsler der erfindungsgemäßen Art in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Aufriß des Lichtstrahlwechslers gemäß der Erfindung, wobei das Photometergehäuse, in dem der Lichtstrahlwechsler untergebracht ist, im Schnitt dargestellt ist, und F i g. 2 einen Schnitt des Lichtstrahlwechslers und des Photometergehäuses nach Linie II-II der F i g. 1. The invention will be described with reference to the following description of the drawing explains that a light beam changer of the type according to the invention in one example selected embodiment illustrated schematically. It shows Fig. 1 is an elevation of the light beam changer according to the invention, with the photometer housing, in which the light beam changer is housed, is shown in section, and F i g. 2 shows a section of the light beam changer and the photometer housing Line II-II of FIG. 1.

Gemäß Fig. 1 besteht das Gehäuse des Zweistrahl-Spektralphotometers aus einer dichten zylindrischen Röhre 1, in der in an sich bekannter Weise eine zeichnerisch nicht wiedergegebene Einrichtung, die ein von einem Monochromator ausgehendes monochromatisches Licht in zwei symmetrische Lichtstrahlen 2 und 3 unterteilt, und ein Lichtstrahlwechsler4 angeordnet sind, der nacheinander abwechselnd den einen oder den anderen der geteilten Lichtstrahlen 2, 3 passieren läßt. Ferner sind in der zylindrischen Röhre 1 einer nicht dargestellten Vergleichszelle, welche eine Kontrollprobe besitzt und in dem Strahlengang des einen der beiden Lichtstrahlen 2, 3 vorgesehen ist, eine nicht eingezeichnete Meßzelle, die eine zu analysierenden Meßprobe aufweist und in dem Strahlengang des anderen der beiden Lichtstrahlen 2, 3 vorgesehen ist ein Satz nicht dargestellter Reflektionsspiegel, die dazu bestimmt sind, die geteilten Lichtstrahlen 2, 3 an eine gemeinsame Stelle zu lenken, und eine ebenfalls in der Zeichnung nicht wiedergegebene lichtempfindliche Vorrichtung untergebracht, deren Empfangsschirm an der gemeinsamen Stelle angeordnet ist, welche die beiden geteilten Lichtstrahlen passieren, und nacheinander wechselweise den einen und den anderen der beiden Lichtstrahlen empfängt. According to FIG. 1, there is the housing of the two-beam spectrophotometer from a tight cylindrical tube 1, in which in a manner known per se A device not shown in the drawing, which is an emanating from a monochromator monochromatic light is divided into two symmetrical light beams 2 and 3, and a light beam changer 4 are arranged, the one after the other alternating or the other of the split light beams 2, 3 can pass. Furthermore, in the cylindrical tube 1 of a comparative cell, not shown, which is a Control sample possesses and in the beam path of one of the two light beams 2, 3 is provided, a measuring cell, not shown, the one to be analyzed Has measurement sample and in the beam path of the other of the two light beams 2, 3 is provided a set of reflection mirrors, not shown, which are intended are to direct the split light beams 2, 3 to a common point, and a light-sensitive device also not shown in the drawing housed, the receiving screen is arranged at the common point, which the two split light rays pass, and one after the other alternately the receives one and the other of the two rays of light.

Der Lichtstrahlwechsler 46 der eine lichtundurchlässige bewegliche Platte 5 besitzt, die mit mindestens einem rechteckigen Durchlaß 6 ausgestattet ist, der nacheinander abwechselnd in die Strahlengänge des einen oder des anderen der unterteilten Lichtstrahlen 2, 3 überführbar ist, weist gemäß der Erfindung zwei seitliche Steuerstangen 7 und 8 auf, die mit der Platte 5 fest verbunden und in zugehörigen dichten Rohrstutzen 9, 10 geführt sind, die ihrerseits an dem Photometergehäuse 1 befestigt sind und aus ihm nach außen herausragen, wobei die beiden Stangen 7 und 8 jeweils den Kern eines Elektromagneten 11 bzw. 12 bilden, deren jeweilige Spule 13, 14 dem betreffenden Rohrstutzen 9 bzw. 10 umgibt. The light beam changer 46 of an opaque movable Plate 5 is equipped with at least one rectangular passage 6 is that successively alternating in the beam paths of one or the other of the subdivided light beams 2, 3 can be transferred, has two according to the invention lateral control rods 7 and 8, which are firmly connected to the plate 5 and in associated tight pipe socket 9, 10 are performed, which in turn on the photometer housing 1 are attached and protrude outwards from it, the two rods 7 and 8 each form the core of an electromagnet 11 and 12, their respective Coil 13, 14 surrounds the relevant pipe socket 9 and 10, respectively.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Platte 5 des Lichtwechslers 4 zwei Durchlässe 6 und 15, die übereinanderliegen und seitlich um einen Abstand zueinander versetzt sind, der mindestens der Stärke der geteilten Lichtstrahlen 2, 3 an der Stelle des Lichtstrahlwechslers 4 entspricht. According to a preferred embodiment of the invention, the has Plate 5 of the light changer 4 has two passages 6 and 15, which are superimposed and are laterally offset from one another by a distance that is at least the strength of the split light beams 2, 3 at the point of the light beam changer 4 corresponds.

Jeder dieser beiden Durchlässe 6 und 15 kann nur in den Strahlengang eines einzigen zugehörigen Lichtstrahls 2 bzw. 3 überführt werden. Wenn somit der Lichtstrahl 3 den Durchlaß 15 durchlaufen kann, wird der Lichtstrahl 2 von der Platte 5 unterbrochen, da der betreffende Durchlaß 6 sich außerhalb des Strahlenganges des Lichtstrahls 2 befindet (F i g. 2).Each of these two passages 6 and 15 can only be in the beam path a single associated light beam 2 or 3 are transferred. So if the Light beam 3 can pass through the passage 15, the light beam 2 is from the plate 5 interrupted because the relevant passage 6 is outside the beam path of the light beam 2 is located (FIG. 2).

Ein nicht dargestellter und außerhalb des Photometergehäuses 1 vorgesehener Synchronisator setzt abwechselnd den einen und den anderen der beiden Elektromagneten 11, 12 unter Spannung, deren Kerne 7, 8 im Innern des von dem Photometergehäusel umschlossenen Vakuumraums angeordnet sind und deren Spulen 13, 14 sich außerhalb des Photometer- gehäuses 1 befinden. Auf Grund dieser Ausgestaltung ist keine Durchführung von der Atmosphäre zu dem im Innern des Photometergehäuses 1 herrschenden Vakuums notwendig. A not shown and provided outside of the photometer housing 1 The synchronizer alternately sets one and the other of the two electromagnets 11, 12 under tension, the cores 7, 8 of which are inside the housing of the photometer Enclosed vacuum space are arranged and their coils 13, 14 are outside of the photometer housing 1 are located. Due to this configuration, there is no implementation from the atmosphere to the vacuum prevailing inside the photometer housing 1 necessary.

Die lichtempfindliche Vorrichtung wird abwechselnd an zwei elektronische Meßkreise angeschaltet, von denen der eine zur Messung der Beleuchtungsstärke des die Vergleichszelle passierenden Lichtstrahls 2 und der andere zur Messung der Beleuchtungsstärke des die Meßzelle durchdringenden Lichtstrahls 3 bestimmt ist. Gleichzeitig mit der Steuerung der beiden Elektromagneten 11 und 12 schickt der Synchronisator Synchronisationssignale zu den elektronischen Kreisen der lichtempfindlichen Vorrichtung, so daß der eine oder andere dieser Stromkreise für eine gegebene entsprechende Lage des Lichtstrahlwechslers 4 an die lichtempfindliche Vorrichtung angeschlossen wird. The photosensitive device is alternately connected to two electronic ones Measuring circuits switched on, one of which is used to measure the illuminance of the the comparison cell passing light beam 2 and the other for measuring the illuminance of the light beam 3 penetrating the measuring cell is determined. Simultaneously with the Controlling the two electromagnets 11 and 12, the synchronizer sends synchronization signals to the electronic circuits of the photosensitive device, so that the one or other of these circuits for a given corresponding position of the light beam changer 4 is connected to the photosensitive device.

Auf Grund der Verwendung von Elektromagneten für die Steuerung des Lichtstrahlwechslers 4 kann dessen Verschlußfolge ziemlich hoch gewählt werden. Due to the use of electromagnets to control the Light beam changer 4 can be chosen quite high the shutter sequence.

Eine Folge von fünf Durchgängen pro Sekunde läßt sich leicht erreichen. In diesem Fall beträgt die Anstiegsflanke der Lichtstärke des passierenden Lichtstrahls etwa SMillisekunden für eine Periode von 200Millisekunden, wobei der Lichtstrahlwechsler 4 sich in einer zu derjenigen der beiden Lichtstrahlen 2, 3 senkrechten Ebene verschiebt.A sequence of five passes per second can easily be achieved. In this case, the leading edge is the light intensity of the passing light beam about SMilliseconds for a period of 200 milliseconds, with the light beam changer 4 moves in a plane perpendicular to that of the two light beams 2, 3.

Nach einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform des mit der Erfindung vorgeschlagenen Lichtstrahlwechslers besitzt die Platte 5 eine etwa rechteckige Form und ist an ihren beiden Längsrändern von zwei Schienen 16, 17 oder dergleichen Gleitbahnen geführt, die auf einem Träger 18 befestigt sind, der an der Stelle des jeweiligen Strahlenganges der beiden Lichtstrahlen 2, 3 mit zwei Fenstern 19, 20 ausgestattet und im Innern des Photometergehäuses 1 angeordnet ist. Jeder Längsrand der Platte 5 weist eine Rinne 21 und jede Gleitbahn 16, 17 ebenfalls eine Rinne 22 auf, und in diesen beiden symmetrisch nebeneinanderliegenden Rinnen21, 22 sind Kugellager 23 vorgesehen. Die Rinne 21 bildet also einen Teil eines Längsrandes der Platte 5 und die andere Rinne 22 bildet einen Teil einer Gleitschiene 16 bzw. 17. According to a further, particularly advantageous embodiment of the with the invention proposed light beam changer, the plate 5 has a approximately rectangular shape and is on its two longitudinal edges of two rails 16, 17 or the like slideways that are attached to a carrier 18, at the point of the respective beam path of the two light beams 2, 3 with two windows 19, 20 and arranged inside the photometer housing 1 is. Each longitudinal edge of the plate 5 has a channel 21 and each slide 16, 17 also a channel 22, and in these two symmetrically adjacent Ball bearings 23 are provided for grooves 21, 22. The channel 21 thus forms a part one longitudinal edge of the plate 5 and the other channel 22 forms part of a slide rail 16 or 17.

Claims

Claims: 1. Light beam changer, arranged in a sealed housing a two-beam spectrophotometer, with an opaque movable one Plate which has at least one passage that alternates one after the other in the beam paths of the two split light beams can be transferred, marked by combining the following features, that the plate (5) is fixed with two lateral, opposing rods (7, 8) are connected, which are in pipe socket (9, 10) are performed, which on which the light beam changer (4) accommodates Photometer housing (1) are attached protruding from this under a tight seal, the two rods (7, 8) each having the core of an electromagnet (11, 12) form, the respective coil (13, 14) surrounding the associated pipe socket (9, 10).

2. Light beam changer according to claim 1, characterized in that the plate (5) two superimposed, laterally at least around the the Strength (s) of the split light beams at the point of the light beam changer (4) rectangular passages (6, 15) offset laterally to one another at the same distance, each of which is only in the beam path of a single associated light beam (2 or 3) is transferable.

3. light beam changer according to claim2, characterized in that the plate (5) has an approximately rectangular shape and on both of its longitudinal edges is guided by two rails (16, 17) or the like slideways on a carrier (18) are attached at the point of the respective beam path of the two Light beams (2, 3) equipped with two windows (19, 20) and inside the photometer housing (1) is arranged.

4. light beam changer according to claim 3, characterized in that each longitudinal edge of the plate (5) has a channel (21) and each slide (16, 17) as well has a channel (22) and in the two symmetrically adjacent channels (21, 22) ball bearings (23) are provided.