DE1622983B2

DE1622983B2 - SPECTROMETER WITH ZONE ELEMENTS

Info

Publication number: DE1622983B2
Application number: DE19681622983
Authority: DE
Inventors: Paul J E Paris Giratd Andre J Chatillon Vetmande, (Frankreich)
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1967-02-28
Filing date: 1968-02-28
Publication date: 1972-02-10
Also published as: GB1210556A; DE1622983A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Spektrometer mit Zonenelementen, wie sie beispielsweise in der französischen Patentschrift 1 249 247 beschrieben sind. Bekanntlich sind derartige Spektrometer an Stelle der üblichen Ein- und Austrittsspalte jeweils mit einem Zonenelement versehen, welches jeweils eine Folge verschiedener Zonen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit für die zu analysierende Strahlung umfaßt, wobei das Bild des Eintrittselements, das durch eine monochromatische Strahlung entsteht, deren Wellenlänge derjenigen des Dispersionssystems (Prisma oder Gitter) in seiner Einstellposition entspricht, eine zonenmäßige Überlagerung des Austrittselements bildet.The invention relates to spectrometers with zone elements, such as those in the French U.S. Patent 1,249,247. As is well known, such spectrometers are in place of usual entry and exit gaps each provided with a zone element, which each have a sequence comprises different zones with different permeability for the radiation to be analyzed, where the image of the entry element, which is created by a monochromatic radiation, is its wavelength corresponds to that of the dispersion system (prism or grating) in its setting position, one zonal superposition of the outlet element forms.

Bei zahlreichen bekannten Ausführungsformen spektrometrischer Geräte wird ein sogenanntes Wechsellichtverfahren verwendet, oder die gewünschte Information wird durch Vergleich der Intensitäten der beiden Strahlenbündel gewonnen.In numerous known embodiments of spectrometric devices, a so-called Alternating light method is used, or the desired information is obtained by comparing the intensities of the two bundles of rays.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zonenelement-Spektrometer zu schaffen, bei dem eine besondere Vorrichtung zur Zerhackung oder der Bildung zweier Strahlenbündel nicht erforderlich ist. Diese Vorrichtung wird üblicherweise als optischer Kommutator bezeichnet.The invention is based on the object of creating a zone element spectrometer in which a special device for chopping or the formation of two beams is not required. This device is commonly referred to as an optical commutator.

Dabei soll das Spektrometer nach der Erfindung S auch ohne optischen Kommutator die Empfindlichkeit und den Lichtleitwert eines Gerätes mit Kommutator besitzen und ansonsten in der üblichen Weise funktionieren.The spectrometer according to the invention should also have the sensitivity without an optical commutator and have the light conductance of a device with a commutator and otherwise in the usual way function.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Spektrometer gelöst. Ein solches Spektrometer ist vorzugsweise im Bereich der Infrarotstrahlung verwendbar. This object is achieved by the spectrometer characterized in claim 1. Such a spectrometer can preferably be used in the infrared radiation range.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings of an exemplary embodiment described in addition.

Fig. 1 ist die Ansicht eines Zonenelements in einem Spektrometer nach der Erfindung;Fig. 1 is a view of a zone element in a spectrometer according to the invention;

F i g. 2 ist eine schematische Ansicht in größerem Maßstab;F i g. Fig. 2 is a schematic view on a larger scale;

Fig. 3 zeigt das Schema eines Spektrometers nach der Erfindung;Fig. 3 shows the scheme of a spectrometer according to the invention;

F i g. 4 ist ein Diagramm;F i g. 4 is a diagram;

F i g. 5 ist ein Diagramm;F i g. 5 is a diagram;

F i g. 6 ist ein Diagramm gemäß F i g. 5, jedoch für ein Spektrometer mit Spalten;F i g. 6 is a diagram according to FIG. 5, but for a spectrometer with columns;

F i g. 7 ist eine Ansicht in vergrößertem Maßstab eines Zonenelements einer anderen Ausführungsform; F i g. Fig. 7 is a view, on an enlarged scale, of a zone element of another embodiment;

F i g. 8 ist ein Diagramm;
F i g. 9 ist ein Diagramm;F i g. 8 is a diagram;
F i g. 9 is a diagram;

F i g. 10 zeigt das Schema eines Spektralphotometers. F i g. 10 shows the scheme of a spectrophotometer.

Die Beschreibung bezieht sich vorerst auf F i g. 1, in der ein Eintritts- oder Austrittselement eines spektrometischen Gerätes dargestellt ist, und auf Fig. 2, die eine schematischere Ansicht in vergrößertem Maßstab zeigt. Ein Eintritts- oder Austrittselement ist durch einen Kreisumfang 10 begrenzt und umfaßt ein Zentrum 11 und eine kreisförmige Oberfläche, die in ringförmige Zonen 12 durch Umfangskreise 13„__1; 13„_₂ usw. mit abnehmendem Radius unterteilt ist, bis zum Umfangkreis 13j mit dem kleinsten Radius.The description initially refers to FIG. 1, which shows an entry or exit element of a spectrometric device, and FIG. 2, which shows a more diagrammatic view on an enlarged scale. An entry or exit element is delimited by a circumference 10 and comprises a center 11 and a circular surface which is divided into annular zones 12 by circumferential circles 13 "_ _1; 13 "_ ₂ etc. is subdivided with a decreasing radius, up to the circumferential circle 13j with the smallest radius.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Ringe 12 gleich groß, und der Radius des Kreises 13_X entspricht der Größe 1 der Ringe. Im übrigen weist ein Ring zu beiden Seiten einer durch das Zentrum 11 verlaufenden Geraden 14-14 zwei unterschiedliche Durchlässigkeiten der spektral zu analysierenden Strahlung auf. So ist z. B. die über der Geraden 14-14 befindliche obere Hälfte des äußeren Ringes für die Strahlung undurchlässig, während die untere Hälfte des Ringes durchlässig ist. Bei dem angrenzenden Ring ist die obere Hälfte 12,^₁ für die Strahlung durchlässig, während die untere Hälfte 12^₁ undurchlässig ist; desgleichen ist die obere Hälfte 12„ _ ο des Ringes (n — 2) undurchlässig, während die untere Hälfte des angrenzenden Ringes 12,|_₂ durchlässig ist, usw. Der obere Teil U₁ des durch den Umfang 13, begrenzten Kreises ist durchlässig, und der untere Teil 12/ ist undurchlässig.In the embodiment shown, the rings 12 are of the same size, and the radius of the circle 13 _X corresponds to the size 1 of the rings. In addition, a ring has two different transmittances of the radiation to be spectrally analyzed on both sides of a straight line 14-14 running through the center 11. So is z. B. the upper half of the outer ring located above the straight line 14-14 is opaque to the radiation, while the lower half of the ring is transparent. In the adjacent ring, the upper half 12, ^ _{1 is} transparent to the radiation, while the lower half 12 ^ _{1 is} opaque; likewise the upper half 12 "_ o of the ring (n - 2) is impermeable, while the lower half of the adjoining ring 12, | _ _{2 is} permeable, etc. The upper part U ₁ of the circle delimited by the circumference 13, is permeable , and the lower part 12 / is impermeable.

Die undurchlässigen Zonen sind vorzugsweise reflektierend ausgebildet.The impermeable zones are preferably reflective.

F i g. 3 zeigt die schematische Ansicht eines Spektrometers nach der Erfindung. Hierbei ist vorgesehen, daß das Ausgangsstrahlenbündel 20 von den reflektierenden Ringen des Austrittselements 21 gebildet wird, welches fest angebracht ist. Es reflektiert dasF i g. 3 shows the schematic view of a spectrometer according to the invention. It is provided that the output beam 20 from the reflective Rings of the outlet element 21 is formed, which is fixedly attached. It reflects that

Strahlenbündel 22, das von einem Monochromator 23, 25 kommt. Das Eintrittselement 28 ist um eine Achse .X", die senkrecht zu seiner Ebene durch das Zentrum 11 verläuft, drehbar angeordnet. Das zu analysierende Strahlenbündel 29 wird durch einen fest angebrachten Spiegel 30 sowie durch einen kleinen konkaven Spiegel 31 auf die Stirnfläche des Eintrittsgitters geworfen und durchquert auf diese Weise die durchlässigen Ringe des Eintrittsgitters.Beam 22 coming from a monochromator 23, 25. The entry element 28 is around one Axis .X ", which runs perpendicular to its plane through the center 11, rotatably arranged analyzing beam 29 is through a fixed mirror 30 as well as by a small concave mirror 31 thrown onto the face of the entrance grille and traversed in this way the permeable rings of the entrance grille.

Das Eintrittselement 28 kann mittels einer photographischen Technik, ausgehend von einer Zeichnung in großem Maßstab, gewonnen werden. Das Austrittselement 21 erhält man durch Photographieren des Eintrittselements 28 durch das Spektrometer.The entry member 28 can be formed by a photographic technique based on a drawing on a large scale. The exit member 21 is obtained by photographing of the entry element 28 through the spectrometer.

Das feststehende Austrittselement 21 ist so angeordnet, daß sein Durchmesser 14-14, der die Halbkreise mit unterschiedlicher Durchlässigkeit trennt, parallel zur Dispersionsrichtung verläuft.The fixed outlet element 21 is arranged so that its diameter 14-14, which is the semicircles with different permeability separates, runs parallel to the direction of dispersion.

Wenn bei Drehung des Eintrittselements 28 dieses sich in einer solchen Position befindet, daß das Bild der Hälfte 32 des Kreises 10, wie es in F i g. 1 über der Geraden 14-14 gezeigt ist, genau die obere Hälfte des Gitters 21 überlagert — und dann das Bild der Hälfte 32' des Eintrittsgitters genau die untere Hälfte des Gitters 21 überlagert —, so wird die gesamte Strahlung bei der eingestellten Wellenlänge, welche das Eintrittselement 28 durchquert, durch das Austrittsgitter 21 durchgelassen. Wenn die Position des Eintrittselements 28 jedoch um eine halbe Drehung von der vorgenannten abweicht, so wird durch das Austrittselement 21 überhaupt nichts von der genannten Strahlung durchgelassen, da die Bilder für die genannte Wellenlänge aller durchlässigen Halbkreise des Eintrittselements in diesem Falle alle nicht durchlässigen Halbkreise des Austrittselements 21 überlagern.If when rotating the entry element 28 this is in such a position that the image the half 32 of the circle 10, as shown in FIG. 1 is shown above the straight line 14-14, exactly the upper half of the grid 21 superimposed - and then the image of the half 32 'of the entrance grid exactly the lower half of the grating 21 superimposed - so the entire radiation at the set wavelength, which the entry element 28 traverses, passed through the exit grille 21. If the position of the Entrance element 28 differs from the aforementioned one by half a turn, so the Exit element 21 does not allow any of the radiation mentioned to pass through, since the images are for the mentioned wavelength of all transparent semicircles of the entry element in this case all not overlay transparent semicircles of the outlet element 21.

Die Veränderung der durch das Austrittsstrahlenbündel 20 auf der eingestellten Wellenlänge beförderten Energie ist in dem Diagramm I von F i g. 9 schematisch dargestellt, in dem die Positionswinkel des Eintrittselements 28 von einer beliebigen Ausgangsposition aus in Abszissen eingetragen sind, und die Werte der auf einer bestimmten Wellenlänge durch das Strahlenbündel 20 beförderten Energie in Ordinaten, wobei der mittels des Eintrittsstrahlenbündels 29 auf dieser Wellenlänge beförderte Energiefluß als zeitlich konstant betrachtet wird. Falls sich das Element 28 mit gleichförmiger Geschwindigkeit dreht, können die in Abszissen eingetragenen Werte ebenfalls als Maß für die Zeit angesehen werden.The change in the conveyed by the exit beam 20 on the set wavelength Energy is in diagram I of FIG. 9 shown schematically in which the position angle of the entry element 28 are entered in abscissas from any starting position, and the values of the energy conveyed on a specific wavelength by the beam 20 in Ordinates, where the energy flow conveyed by means of the entrance beam 29 on this wavelength is considered to be constant over time. If the element 28 moves at a uniform speed rotates, the values entered in the abscissa can also be viewed as a measure of time will.

Handelt es sich beim Strahlenbündel 29 um eine monochromatische Strahlung, jedoch mit einer von der vorherigen leicht abweichenden Wellenlänge, wobei die Differenz zwischen den Wellenlängen größer ist als das Auflösungsvermögen des Gerätes, so ist die mittels des Strahlenbündels 29 beförderte Energie die gleiche wie im vorhergehenden Fall. Das Dispersionssystem, das nicht verändert wurde, befindet sich also für diese neue Wellenlänge nicht mehr in seiner Einstellposition; das Spektrometer erzeugt daher ein Bild des Eintrittselements 28, dessen Konturen nicht mit den Konturen des Austrittselements 21 zusammenfallen; es ist eine Verschiebung parallel zu der Richtung des Durchmessers 14-14 eingetreten.If the beam 29 is a monochromatic radiation, but with one of the previous slightly different wavelength, whereby the difference between the wavelengths is greater is than the resolving power of the device, then is the energy conveyed by means of the beam 29 the same as in the previous case. The dispersion system that has not been changed is in place therefore no longer in its setting position for this new wavelength; the spectrometer therefore produces a Image of the entry element 28, the contours of which do not coincide with the contours of the exit element 21; there has been a shift parallel to the direction of diameter 14-14.

Unter diesen Bedingungen erfolgt während der Drehung der Scheibe 28 keine spürbare Veränderung der Energiemenge, die mittels des Austrittsstrahlenbündels auf dieser Wellenlänge übertragen wird. Diese Strahlungsenergie ist auf dem Diagramm durch die horizontale Linie II in Fig. 9 dargestellt. Es sei nun der in der Praxis häufigere Fall betrachtet, wo das Eintrittsstrahlenbündel 29 Strahlungsenergie auf einer unterschiedlichen Wellenlänge überträgt. Man stelle sich für einen Augenblick vor, das Dispersionssystem 25 befinde sich in der Einstellposition für eine Wellenlänge A₀ der Eintrittsstrah-Under these conditions, during the rotation of the disk 28, there is no noticeable change in the amount of energy which is transmitted by means of the exit beam at this wavelength. This radiant energy is shown on the diagram by the horizontal line II in FIG. Let us now consider the case, which is more common in practice, where the entrance beam 29 transmits radiant energy at a different wavelength. Imagine for a moment that the dispersion system 25 is in the setting position for a wavelength A _{0 of} the entrance beam

lung. Während der Drehung des Eintrittselements 28 wird der mittels des Austrittsstrahlenbündels 20 auf der Einstellwellenlänge X₀ beförderte Strahlungsfluß gemäß dem unter I auf dem Diagramm von F i g. 9 gezeigten Schema moduliert. Im Gegensatz dazu werden die auf jeder beliebigen anderen Wellenlänge mittels des Strahlenbündels 20 beförderten Energieströme nicht moduliert, wobei jeder durch eine Horizontale dargestellt werden kann, deren Ordinate je nach der Größe der auf der betrachteten Wellenlänge durch das Eintrittsstrahlenbündel 29 beförderten Energie mehr oder weniger hoch erscheint.lung. During the rotation of the entry element 28, the radiation flux conveyed by means of the exit beam 20 on the setting wavelength X _{0 is determined} in accordance with the one under I on the diagram of FIG. 9 modulated. In contrast to this, the energy flows carried on any other wavelength by means of the beam 20 are not modulated, each of which can be represented by a horizontal line, the ordinate of which appears more or less high depending on the magnitude of the energy carried on the wavelength under consideration by the entrance beam 29 .

Eine strahlungsempfindliche Vorrichtung 33, welche in dem Weg des Austrittsstrahlenbündels 20 angeordnet ist, gibt nun an ihrem Ausgang 34 ein Signal ab, wie es auf dem Diagramm III von F i g. 9 dargestellt ist und aus der Addition des Diagramms I mit dem Diagramm II resultiert.A radiation-sensitive device 33, which is arranged in the path of the exit beam 20 is now emits a signal at its output 34, as shown in diagram III of FIG. 9 shown and results from the addition of diagram I with diagram II.

Der Ausgang 34 der Vorrichtung 33, welche eine Photozelle oder eine Golayzelle usw. sein kann, wird mit einem Wechselstromverstärker 40 verbunden, der auf eine Frequenz abgestimmt ist, die derjenigen der Drehbewegung des Eintrittsgitters 28 entspricht, wobei letztere eine Funktion der Meßvorrichtung 33 ist. Der Verstärker 40 bleibt unempfindlich gegenüber Eingangssignalen, die praktisch konstant sind, wie es in dem Diagramm II gezeigt ist. Er verstärkt vorzugsweise das Eingangssignal gemäß dem Diagramm I, dessen Frequenz genau der Abstimmungsfrequenz entspricht. Das an dem Ausgang 41 des Verstärkers erscheinende Signal entspricht somit der auf der Einstellwellenlänge beförderten Strahlungsmenge, wobei die auf den anderen Wellenlängen beförderten Energien keinen Einfluß auf das Signal am Austritt des Verstärkers ausüben.The output 34 of the device 33, which can be a photocell or a Golay cell, etc., becomes connected to an AC amplifier 40 tuned to a frequency that of the Rotational movement of the inlet grille 28 corresponds, the latter being a function of the measuring device 33. The amplifier 40 remains insensitive to input signals that are practically constant, like it shown in diagram II. It preferably amplifies the input signal according to diagram I, whose frequency corresponds exactly to the tuning frequency. That at the output 41 of the amplifier The signal appearing thus corresponds to the amount of radiation conveyed on the setting wavelength, where the energies carried on the other wavelengths have no effect on the signal at the exit of the Exercise amplifier.

Wenn das Dispersionssystem langsam zum Einstellen der Wellenlänge gedreht wird, wird am Austritt des spektrometrischen Gerätes, z.B. mittels eines Schreibstiftes, ein Diagramm gezeichnet, das den auf den verschiedenen Wellenlängen übertragenen Energien entspricht.If the dispersion system is rotated slowly to adjust the wavelength, it will exit of the spectrometric device, e.g. with a pen, a diagram is drawn showing the corresponds to the energies transmitted at different wavelengths.

Das Gerät funktioniert in ähnlicher Weise wie in dem oben beschriebenen Fall bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, in welcher das Austrittselement drehbar ist, während das Eintrittselement fest angebracht ist. In diesem Fall wird das Austrittselement vorzugsweise in seiner durchlässigen Form verwendet.The device functions in a similar manner to the case described above in another embodiment of the invention in which the exit element is rotatable while the entry element is firmly attached. In this case, the outlet element is preferably permeable in its own right Shape used.

F i g. 4 ist eine Reproduktion in verkleinertem Maßstab eines Diagramms, das mittels eines mit einem Eintritts- und einem Austrittselement gemäß F i g. 1 versehenen Spektrometers erzeugt wurde. Es ist die Aufzeichnung der 5641-A-Linie einer Quecksilberdampflampe. F i g. Fig. 4 is a reduced-scale reproduction of a diagram made by means of a an inlet and an outlet element according to FIG. 1 provided spectrometer was generated. It is the trace of the 5641-A line of a mercury vapor lamp.

F i g. 5 zeigt eine Aufzeichnung der Absorptionsbande des Wasserdampfes zwischen 1,8 und 2μ in einem Gerät, das mit dem gleichen Eintritts- und Austrittselement versehen ist.F i g. 5 shows a recording of the absorption band of the water vapor between 1.8 and 2μ in a device that is provided with the same entry and exit element.

Vergleichsweise zeigt F i g. 6 die Aufzeichnung derBy way of comparison, FIG. 6 the record of

gleichen Absorptionsbande bei Gebrauch des gleichen Gerätes, das jedoch mit herkömmlichen Spalten versehen ist, wobei die Größe der Spalte der Größe der im oben beschriebenen Fall benutzten Ringe entspricht. same absorption band when using the same device, but with conventional slits is provided, the size of the column corresponding to the size of the rings used in the case described above.

Die Größe der Ringe eines Gitters steht in einem umgekehrten Verhältnis zu dem Auflösungsvermögen des Spektrometers: je größer dieses gewünscht wird, desto kleiner sind die Ringe zu wählen.The size of the rings in a grating is inversely related to the resolving power of the spectrometer: the larger this is desired, the smaller the rings should be chosen.

Bei einer anderen Ausführungsform des Spektrometers nach der Erfindung dient das Eintrittselement nicht, wie in F i g. 3 gezeigt, zum Durchlassen, sondern zum Reflektieren von Strahlung. Der Spiegel 30 ist in diesem Fall weggelassen, und nur der kleine konkave Spiegel 35 leitet das Eintrittsstrahlenbündel 29 zum Eintrittselement 28. Für diese Ausführungsform ist die Bahn des Strahlenbündels bis zum Eintrittselement gepunktet dargestellt.In another embodiment of the spectrometer according to the invention, the entry element does not serve, as in FIG. 3, for transmitting, but for reflecting radiation. The mirror 30 is omitted in this case, and only the small concave mirror 35 guides the entrance beam 29 to the entrance element 28. For this embodiment, the path of the beam up to the entrance element is shown in dotted lines.

Bei der Ausführungsform des Ein- und Austrittselements gemäß F i g. 7 verändern sich die Durchmesser, die die Zonen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit begrenzen, gemäß der Quadratwurzel aus der Anzahl der gesamten aufeinanderfolgenden Durchmesser: sie sind also 1, Yl, 1/3" usw. proportional. In the embodiment of the inlet and outlet element according to FIG. 7, the diameters delimiting the zones with different permeability change according to the square root of the number of total consecutive diameters: they are therefore proportional to 1, Yl, 1/3 ", etc.

F i g. 8 zeigt eine Aufzeichnung der grünen Linie von 5641 Ä einer Quecksilberdampflampe mittels eines Spektrometers, das mit einem Eintritts- und einem Austritselement nach F i g. 7 versehen ist.F i g. 8 shows a plot of the green line of 5641 Å from a mercury vapor lamp by means of a spectrometer which is equipped with an inlet and an outlet element according to FIG. 7 is provided.

In diesen verschiedenen Ausführungsformen ist das Spektrometer für die innere Streustrahlung unempfindlich, die die Messungen verfälscht, wie es bei einem Spektrometer mit zwei Strahlenbündeln, insbesondere bei Messungen im Infrarot der Fall ist.In these different embodiments, the spectrometer is insensitive to internal scattered radiation, which falsifies the measurements, as is the case with a spectrometer with two beams, in particular is the case for measurements in the infrared.

Das kreisförmige Element kann an Stelle der oben beschriebenen Teilung in zwei Halbkreise in vier oder sechs usw. Abschnitte von gleicher Winkelgröße unterteilt sein, so daß die Abschnitte zu beiden Seiten der Unterteilungslinie jedes beliebigen Ringes eine unterschiedliche Durchlässigkeit für die Strahlung aufweisen. Dadurch kann die Frequenz des Signals ohne Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Elements erhöht werden.The circular element can be divided into four instead of the division into two semicircles described above or six etc. sections of equal angular size so that the sections become both Sides of the dividing line of any given ring have a different transmittance for the radiation exhibit. This can increase the frequency of the signal without increasing the rotational speed of the Elements can be increased.

Fig. 10 zeigt ein Gerät, das als Zweistrahlspektralphotometer verwendet werden kann. Ausgehend von der durch die Quelle 100 ausgesandten Strahlungsenergie erzeugen zwei ebene Spiegel 101 und 102 zwei Strahlenbündel 103 und 104, die unter sich gleiche Energien übertragen. Das Strahlenbündel 103 wird von einem Spiegel 105 auf die Stirnfläche 106 eines Eintrittselements 107 reflektiert, welche zwei Gruppen unterschiedlicher Zonen aufweist, die durch um das Zentrum 108 angeordnete Kreisbögen begrenzt sind und die den oben erwähnten Bedingungen unterliegen. Die Zeichnung der kreisförmigen Zonen auf der Seite 106 ist mit der der Zonen auf der Seite 109 identisch. Tatsächlich genügt die Aufzeichnung einer einzigen Seite infolge der Transparenz des Materials des Eintrittselements 107. Auf der Seite 106 sind die Zonen abwechselnd durchlässig und undurchlässig, und auf der Seite 109 sind die Zonen ebenfalls abwechselnd durchlässig und undurchlässigreflektierend. Auf diese Seite wird das Strahlenbündel 104 nach der Reflexion durch den Spiegel 110 geworfen. Fig. 10 shows an apparatus which can be used as a two-beam spectrophotometer. Starting from the radiant energy emitted by the source 100 , two flat mirrors 101 and 102 generate two beam bundles 103 and 104 which transmit the same energies among themselves. The beam 103 is reflected by a mirror 105 onto the end face 106 of an entry element 107 , which has two groups of different zones which are delimited by circular arcs arranged around the center 108 and which are subject to the above-mentioned conditions. The drawing of the circular zones on page 106 is identical to that of the zones on page 109 . In fact, the recording of a single page is sufficient due to the transparency of the material of the entrance element 107. On the side 106 the zones are alternately transparent and opaque, and on the side 109 the zones are also alternately transparent and opaque-reflective. The bundle of rays 104 is thrown onto this side after being reflected by the mirror 110.

Aus dem Strahlenbündel 103 erzeugt die Eintrittsvorrichtung 107 nach dem Durchqueren ein Strahlen- bündel 111 und aus dem Strahlenbündel 104 ein Strahlenbündel 112. Diese beiden Strahlenbündel sind räumlich benachbart. Sie werden durch einen Spiegel 128 auf das Dispersionssystem 129 reflektiert, und die entsprechenden dispergierten Strahlenbündel 114 und 115 werden durch erneute Reflexion durch den Spiegel 128 auf das Austrittselement 116 geworfen. Dies besteht aus einer Scheibe, die um eine Achse 117 drehbar angeordnet ist, welche senkrecht zu deren Ebene durch das Zentrum 118 geht. Die Scheibe 116 umfaßt zwei Gruppen von Zonen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit, die durch halbkreisförmige Bögen begrenzt sind, welche von den Bildern des Eintrittselements 107 überlagert werden. Die Zonen des Austrittselements sind abwechselnd durchlässig und undurchlässig.After traversing the beam, the entry device 107 generates a beam 111 from the beam 103 and a beam 112 from the beam 104. These two beams are spatially adjacent. They are reflected by a mirror 128 onto the dispersion system 129 , and the corresponding dispersed beam bundles 114 and 115 are thrown onto the exit element 116 by being reflected again by the mirror 128. This consists of a disk which is arranged to be rotatable about an axis 117 which passes through the center 118 perpendicular to the plane thereof. The disk 116 comprises two groups of zones with different permeability, which are delimited by semicircular arcs which are superimposed by the images of the entrance element 107. The zones of the exit element are alternately permeable and impermeable.

Das das Austrittselement durchquerende Strahlenbündel 120 wird durch einen Spiegel 121 auf eine Fotozelle 122 reflektiert, auf die ein Wechselspannungsverstärker 123 folgt, der auf die Frequenz der periodischen Rotation des Eintrittselements 107 oder auf ein Vielfaches dieser Frequenz abgestimmt ist. The beam 120 traversing the exit element is reflected by a mirror 121 onto a photocell 122 , which is followed by an AC voltage amplifier 123 which is tuned to the frequency of the periodic rotation of the entry element 107 or to a multiple of this frequency.

Wenn die Ein- und Austrittsvorrichtung dem in Fig. 7 gezeigten Typ entsprechen, ist der die Eintrittsvorrichtung 107 in Halbkreise unterteilende Durchmesser in der Weise angeordnet, daß sein durch das Spektrometer auf die Austrittsvorrichtung 116 geworfenes Bild zur Dispersionsvorrichtung parallel ist.
Der zu untersuchende Stoff 124 befindet sich in einem der von der Quelle 100 erzeugten Strahlenbündel, z. B. in dem Strahlenbündel 103, das somit als Meßstrahlenbündel anzusehen ist, während das Strahlenbündel 104 als Bezugsstrahlenbündel gilt, in dem in bekannter Weise eine Dämpfungsvorrichtung 126 angebracht wird.If the entry and exit devices are of the type shown in FIG. 7, the diameter dividing the entry device 107 into semicircles is arranged such that its image projected by the spectrometer onto the exit device 116 is parallel to the dispersion device.
The substance 124 to be examined is located in one of the bundles of rays generated by the source 100, e.g. B. in the beam 103, which is thus to be regarded as a measuring beam, while the beam 104 is considered a reference beam, in which a damping device 126 is attached in a known manner.

Wenn die Probe 124 in das Meßstrahlenbündel 103 gebracht ist, wird die Dämpfungsvorrichtung 126 verschoben, so daß am Austritt des Wechselspannungsverstärkers 123 das Null-Signal wiederhergestellt ist', wobei das Maß der Verschiebung der Absorption der Probe proportional ist.When the sample 124 is brought into the measuring beam 103 , the damping device 126 is shifted so that the zero signal is restored at the outlet of the AC voltage amplifier 123 , the amount of the shift being proportional to the absorption of the sample.

Wie durch die Linie 127 schematisch dargestellt ist, kann zwischen dem Wechselspannungsverstärker 123 und der Dämpfungsvorrichtung 126 eine Regelung bestehen, und zwar in der Weise, daß die Dämpfungsvorrichtung 126 derart verstellt wird, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 123 auf dem Wert Null gehalten wird.As illustrated schematically by the line 127, may be between the AC amplifier 123 and the damping device 126, a control exist, namely in such a way that the damping device 126 is adjusted such that the output of the amplifier is maintained at the value zero 123rd

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Spectrometer with an entrance and an exit zone element with two groups each differently permeable zones, with the starting element from zone to zone dem Image of the input element is superimposed at a setting wavelength, which is a specific one Corresponds to the position of the dispersion system, characterized by an input element (28) and an output element (21), the zones (12) of which form concentric circular rings, which by one or more diameters of the circle in segments of different radiation permeability are divided, wherein one of the elements (28) is rotatable about the axis of the circle and the other element (21) is fixed.

2. Spectrometer according to claim 1, characterized in that the entry element (28) Has zones that are formed alternately transparent or reflective (Fig. 3).

3. Spectrometer according to claim 1, which as a two-beam spectrophotometer for measuring the Absorption of a sample is formed, characterized in that the reunification of Sample (103) and comparison beams (104) are carried out by a rotating zone element (107), which has alternating transparent and reflective zones (FIG. 10).

4. Spectrometer according to claim 1, characterized in that the rings of the zone elements have the same width (Fig. 1).

5. Spectrometer according to claim 1, characterized in that the successive radii of the zone elements corresponding to the square roots of consecutive whole numbers increase (Fig. 7).

6. Spectrometer according to claims 4 and 5, characterized in that the circles in a even number of equally sized sectors with alternating radiation permeability divided are.