DE1773336B2

DE1773336B2 - Infrarotstrahler

Info

Publication number: DE1773336B2
Application number: DE19681773336
Authority: DE
Inventors: Jerrold Haynes Corona del Mar Keenan Charles Albert Huntingdon Beach Calif Randall (V St A )
Original assignee: Beckman Instruments Ine , Fuller ton, Cahf (V St A )
Priority date: 1967-05-02
Filing date: 1968-05-02
Publication date: 1972-09-07
Also published as: GB1174515A; DE1773336A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Infiarotstrahler zur Verwendung in einem Infrarotanalysengerät.

Eine weit verbreitete Infrarotstrahlungsquelle zur Verwendung in nicht dispergierenden Infrarotanalysengeräten besteht aus einem sehr dünnen Widerstandsdraht in Form einer Wendel, die mit keramischem Material umgeben ist. Die elektrische Verbindung mit der Stromquelle wird mit dickeren Leitungsdrähten hergestellt, die an dem dünnen Widerstandsdraht befestigt werden. Gewöhnlich wird diese Infrarotstrahlungsquelle in dem Instrument lediglich durch die elektrischen Verbindungen schwebend gehalten, da jede andere Art von Halterung als Senke für die Wärme wirken würde. Verschiedene Probleme im Zusammenhang mit den obenerwähnten Strahlungsquellen haben ihre Verwendung beträchtlich verteuert. Oft bricht das keramische Material und bildet heiße Flckken in der Quelle. Die zerbrechliche Verbindung zwischen dem dünnen Widerstandsdraht und den dickeren elektrischen Zuleitungen neigt dazu, auf Grund mechanischer Beanspruchung oder Alterung zu versagen. Ferner ist bei dem Herstellungsprozeß einer derartigen Infrarotstrahlungsquelle kostspielige Handarbeit erforderlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Infrarotstrahler der eingangs genannten Art zu schaffen, der in mechanischer Hinsicht widerstandsfähiger ist, leichter herstellbar ist und die Bildung von heißen Flecken vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf eine hoch temperaturbeständige, elektrisch nicht leitende Unterlage eine Schicht als Widerstandsmaterial aufgeschmolzen ist, die aus einem verfestigten Binder und einem fein verteilten elektrisch leitenden Material besteht, das in diesem Binder in ίο elektrisch leitendem Verhältnis dispergiert ist, -and daß elektrische Anschlüsse an gegenüberliegenden Enden der Widerstandsschicht angeschlossen sind.

Der erfindungsgemäße Infrarotstrahler kann extrem leicht ausgebildet werden und kann ohne Schwierigkeiten von den angebrachten elektrischen Verbindungen getragen werden. Da kein dünner Widerstandsdraht verwendet wird wie bei den bekannten Infrarotstrahlern, wird eine zerbrechliche mechanische Verbindung mit den Anschlußdrähten vermieden, so daß sich insgesamt eine bessere mechanische Stabilität ergibt.

Der erfindungsgemäße Infrarotstrahler ist insbesondere bei nicht dispergierenden Infrarotaualysengeräten verwendbar, bei denen eine in dem Strahlungsweg angeordnete Gaszelle und ein auf die Strahlungsabsorption in der Gaszelle ansprechender Detektor vorgesehen sind.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren näher beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Infrarotstrahler zur Verwendung in einem Infrarotanalysengerät,

F i g. 2 eine seitliche Draufsicht auf den Infrarotstrahler von F i g. 1.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist die Infrarotstrahlungsquelle eine hoch temperaturbeständige, elektrisch nicht leitende Unterlage 30 z. B. aus Steatit oder Tonerde auf. Zum Beispiel kann eine rechteckige Scheibe aus Tonerde mit den Maßen 25,4 x 25,4 x 0,8 mm verwendet werden.

Der größte Teil der Vorderseite der Unterlage 30 ist mit einer sehr dünnen Widerstandsschicht 31 bedeckt. Die Widerstandsschicht besteht aus einem Binder. der fein verteiltes elektrisch leitendes Material gleichmäßig dispergiert enthält und durch Siebdruck auf die Unterlage aufgebracht und dann aufgeschmolzen ist. Der Binder besteht zweckmäßigerweise aus einem Keramikmaterial, und das elektrisch leitende Material aus einem Edelmetall. Wenn das Edelmetall fein verteilt und gleichmäßig in dem keramischen Binder dispergiert ist, erhält man eine dünne rechteckige Schicht aus Widerstandsmaterial mit im wesentlichen gleichmäßigem Widerstand über seine gesamte Fläche.

Zwei elektrische Anschlüsse 32 sind mit gegenüberliegenden Seitenkanten der Widerstandsschicht 31 auf eine beliebige geeignete Weise verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind gegenüberliegende Kanten der Unterlage mit einem leitenden Material 34 überzogen, z. B. mit einer Silberpaste. Der Überzug ist so angebracht, daß er die Widerstandsschicht 31 an ihren Kanten überlappt und einen leitenden Weg mit geringem Widerstand zu der Rückseite der nicht leitenden Unterlage 30 bildet. Die Anschlußdrähte sind mit dem leitenden Material 34 auf irgendeine geeignete Weise wie z. B. durch eine Silberlötstelle verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbei-

spiel liegen die leitenden Drähte an der Rückseite der Seht leitenden Unterlage und erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Seitenkanten des Infrarotstrahlers. Dadurch wird eine Verbindung entlang der gesamten Länge von einander gegenüber- S Hegenden Kanten der Widerstandsschicht hergestellt, so daß sich im wesentlichen ein gleichmäßiger Stromfluß über dfc Widerstandsschicht ergibt. Die gleichmäßige Erhitzung der Widerstandsschicht hat zur Folge, daß unerwünschte heiße Recken an der Ober- ίο

fläche vermieden werden. .

Die Widerstandsschicht muß die zur Erreichung der gewünschten Temperatur nötige Leistung aufnehmen können; diese gewünschte Temperatur ist fur eine Verwendung in nicht dispergieren Infrarotanalysegeräten relativ niedrig, z. B. tader Großenordnung einer Farbtemperatur von 320° C.

Eine sogenannte Cermet-Widerstandsschicht wurde auf ein Tonerdeplättchen mit einer Fläche von 25,4 X 25,4 mm durch Siebdruck aufgebracht. Eine derartige Cermei^^^SJ^nen Bindemittel, in f^^^^^^t Verteilung enthalten dem ^^et^™^e° _{Fläche des} Plättchens wurde sind. Fast <be gesami. ^ _{breiter Rand um}

bedeckt und nurem wen» ^ ^ _{meiktrisc3ier}

das "S^^^SeTi, Schlüssen auf der Kontakt wurde z» ^Q Widerstandsschicht

*^*^Ϊ3? ^gestellt. Die Anschlüsse durch eine■ »P«™* Silbermasse angelötet. Dieser wurden^mit Silber anchebuo _{fe ratur von}

Ä? an tenn ÄÄ von ungefähr 15 Watt 320 ^^^^^ά,ι verbraucht wurde, in der ^™^er:_Wi_derstandsschicht ist nicht kritisch SJßAusgebildet sein; dabei wird es mei- ^ Anschlußkontakt an ge_der Widerstandsschicht ent-

P · ⁸!Ξ_Ρη<^η Länge derselben vorzusehen, lang einer ^S^Ä^uß durch die Schicht um einen gleichmaßigen Stromnu

zu gewährleisten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Infrarotstrahler zur Verwendung in einem In^ frarotanalysengerät, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine hoch temperaturbeständige, elektrisch nicht leitende Unterlage eine Schicht aus Widerstandsmaterial aufgeschmolzen ist, die aus einem verfestigten Binder und einem fein verteilten elektrisch leitenden Material besteht, das in diesem Binder in elektrisch leitendem Verhältnis dispergiert ist, und daß elektrische Anschlüsse an gegenüberliegenden Enden der Widerstandsschicht angeschlossen sind.

2. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder eine Keramikmasse ist.

3. Infrarotstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Material ein Edelmetall ist.

4. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage ein dünnes Tonerdeplättchen ist.

5. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht im wesentlichen rechteckig ist und die elektrischen Anschlüsse an gegenüberliegenden Seitenkanten des Rechteckes entlang der gesamten Länge dieser Seitenkanten befestigt sind.

6. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse auf der der Widerstandsschicht abgewandten Seite der nicht leitenden Unterlage angeordnet sind und mit der Widerstandsschicht durch einen leitenden Überzug verbunden sind, der die Kanten der nicht leitenden Unterlage und die Widerstandsrchicht überlappt.