DE1797004A1 - Geraet zum einstellbaren Beeinflussen eines Buendels von Strahlungsenergie - Google Patents

Description

Patentanmeldung

The Perkin~£lmer Corp., Norwalk, Connecticut. USA

Gerät zum einstellbaren Beeinfluaaen eines Bundela von Strahlungsenergie

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum einstellbaren Beeinfluosen elnea Bündels von Strahlungsenergie mit einer Bümlelbeeinflussungseinrichtung von rechteckiger Grundform, die Bereiche aufweist» die entlang ihrer Länge unterschiedliche optioche Eigenschaften besitzen, einem Paar von feststehenden Führungaglledern, die je eine Längsseite der Blind elbeeinfluaaungseinrichtung halten und einer Stellvorrichtung, die an der Bündelbeeinfluaaungseinrichtung angreift,,

Die Erfindung bt^^fjt somit eine Vorrichtung zur gleitenden Halterung und beweglichen Einstellung eineo blind elbeeinfluBsenden Gliedes in einem Bündel von Strahlungsenergie. Spezieller betrifft die Erfindung eine solche Halterung und eine uoloho Stellvorrichtung ftir eine BUndelbeeinfluseungaeinrichtung, die eine veränderbare optische Eigenschaft,

beelwstr

beiuplelöWöise Durchläeaigkeit^ welche eich länge einer linearen Richtung des bUndelbeeinfluuaenden Gliedes vor- and er t ο

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Bei verschiedenen optischen Geräten ist ee wünschenswert, ein Bündel von Strahlungeenergie zu beeinflussen, indem ein Glied in dieses eingeführt wird, welches irgendeine Eigenschaft, beispielsweise die Intensität, äie Spektralverteilung oder sogar die Richtung dee Strahlengang©s des BUndela verändert» In einigen Fällen ändert eich dieses bündelbeeinflussende Glied stetig In dieser optischen Eigenschaft, so daß es jeden Grad von gewünschter Beeinflussung dee Bündels gestattet, einfach durch Einstellung der genauen Lage des Gliedes relativ zu dem Bündel. Beispiele solcher Glieder sind beispielsweise Filter mit stetig veränderlicher Sichte, Bündelintensitätsabschwächer und dergleichen. Als Beispiel soll angenommen «erden, daß das bUndelbeeinflusaende Glied eine sogenannte Kammblende ist, die aua durchsichtigen und undurchsichtigen Teilen besteht, deren Flächenverhältnia sich stetig längs einer linearen Biohtung, etwa horizontal, des beeinflussenden Gliedes ändert. BUndelabschwächer dieser Art werden allgemein bei sogenannten Zweistrahlgeräten, beispielsweise Fotometern, Absorptionsapektrofotometern und dergleichen, mit optischem Nullabgleich benutzt, bei denen ein Bezugsbündel in definierter Weise abgeschwächt wird bis seine Intensität mit der eines ProbenbUndels übereinstimmt. Pie eich ergebende Stellung des geeichten Abschwächers ist dann ein MaO für die Intensität des Probenbündela» die gemessen werden soll. Bisher sind solch« veränderbaren bündelbeeinflussenden Glieder durch in genauen Abstand voneinander angeordneten, beispielsweise parallelen auegedehnten FUhrungsnuten gleitend gehaltert worden, die notwendigerweise schwierig herzustellen und daher teuer waren.

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BAO ORIGINAL

Die Antriebemittel zur einetellbaren Bewegung der Bündelbeeinfluasungseinrichtung in aolchen Präzisionsführungen erforderte auch notwendigerweise eine genaue Herstellung mit geringen Toleranzen, um ein Klemmen der eehr eng geführten Bündelbeeinfluaaungaeinrichtung zu verhindern.

Eine Aufgabe der Erfindung beateht darin, eine verbeaaerte und vereinfachte Anordnung zur einatellbaren Halterung einer veränderbaren Bündelbeeinflussungaeinrichtung au achaffen, die weeentlich weniger kostspielig ist ala ein vorbekannter Mechanismus für dieaen Zweck·

Eine verwandte Aufgabenstellung besteht darin« eine solche einstellbare Halterung und Stellvorrichtung zu achaffen, welche trotz ihrer geringen Kosten wenigstens denjenigen Teil des bUndelbeeinflussenden Gliedes, der tatsächlich im Bereich des Bündels liegt, in seiner richtigen Stellung sowohl hinsichtlich der linearen lage als auch der winkelmäßigen Ausrichtung hält.

Erfinäungsgeiaäß wi-rd das dadurch erreicht, daß die Führungsglieder die Bündelbeeinflussungeeinrichtung in je einem einzigen Funkt unterstützen, welcher im wesentlichen auf der Quermittellinie des Bündels liegt, und daß die Stellvorrichtung an der Bündelbeeinflussungseinrichtung in einem einzigen Punkt angreift und für eine Stellbewegung im wesentlichen senkrecht zu der besagten Quermittellinie eingerichtet ist, wodurch die verschiedenen Bereiche der Bündelbeeinflussungeeinrichtungi welche sich ändernde optische Eigenschaften besitzen, einstellbar in ihrer Wirkstellung in dem Bündel beweglich sind,

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während nur diese Führungsglieder wenigstens äea /wtrk~ samen Bereich der besagten Bündelbeeinflueffungsöinriobtung gegen lineare und winkelmäßige DeJustierung sichern«

Bin Aueführüngsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und im folgenden beschriebent

Figur 1 ist eine Vorderansicht einer Karamblende,

die gemäß der Erfindung gleitend geisaltert und einstellbar beweglich ist, unö

Figur 2 iet ein Vertikalsehnitt im

länge der Idnie 2-2 in figur 1.

Obwohl, wie vorher erwähnt, die Erfindung benutat werden kann, um jede Art von Bündelbeeinfluseuogeeiariolttung für Strahlungsenergie einstellbar zu haltern unä au bewegen, enthält dae dargestellte Ausführungebeiepiel einen Bündel·» abschwöcher in Form einer Kammblende. Eb wird weite** der Einfachheit der Darstellung halber angenommen, U&B dieser Blindelabschwächer einstellbar in dem sogenannten Bezugs- oder Vergleichestrahlenbündel eines Zweletrahl-Prüfgerätes, beispielsweise eines Zweißtrahl-Spektrofotoaieterßt Mit optieohem iTullabgleich, angeordnet ist, bei wtlcrhera dae Bezugsbündel in definierter weise abgescbwöcht wird bie seine Intensität mit der eines Probenbündele übereinstimmt. Dieser Vergleich wird durch einen Strahlungedetektor und eine geeignete Schaltungeanordnung durchgeführte

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BAD OftfflHNAL

Ein Beispiel eines solchen Zweistrahl-Spektrofotometera mit optischem Nullabgleich ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 039 353 beschrieben»

In den Figuren 1 und 2 weist eine Hauptinnenwandung oder Trennwand 10 eine Durchbruch 12 auf, welcher die Querschnittsabmessungen des Bezugestrahlungabündeis 14 bestimmt oder begrenzt. In einem Bahnen 20 ist ein Bündelabachwächer 18 in Form einer Kammblende oder ein sonatigeo bündelbeeinflussendes Glied starr in einem Bahmen 20 gehaltert, welcher an seinem rechten Ende ein Auge 22 aufweist und so den gesamten BUndelabschwächer 24 bildet· Der gesamte Blinde labschwächer 24 ist an der Hauptwandung durch obere und untere Zapfen 26 bzw· 20 verschiebbar gehaltert. Die Zapfen 26 und 28 sichern offensichtlich den Aboohwächer 24 gegen lineare Bewegung in der vertikalen Richtung sovohl in Figur 1 als auch in Figur 2· AbatandastUcke oder u&en 30, 31, 32, 33, die mit dem Rahmen 20 aus einem Stück bestehen, der beiapielaweise aus Kunstharz bestehen kau* nnd die Köpfe 34, 36 der Zapfen 26, verhindern auch eine lineare Bewegung des Abschwächers in der Längsrichtung des Bündels, also in Richtung der optischen Achse desselben senkrecht zur Papierebene in Figur und in horizontaler Hichtung in Figur 2. Diese Konstruktion mit den Teilen 30-33, 34 und 36 verhindert auch im wesentlichen jedο Kippbewegung des Abschwächers 24 um irgendeine Aehoe in d«r Papierebene von Figur 1 oder parallel au diener_β Die Halterungsjsapfen 26 und 28 sind vorzugsweise aus einem Material wie Nylon, Acethal oder Teflon nergeütollt, welches einen relativ geringen Keibungakoeffiaienten in Bezug nuf das Material dou Absohwächerrahmens 20 besitzt·

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In ähnlicher Weise sollte das Material, beispielsweise Kunstharz, der Augen 30-33 leicht auf dem Materiel, beispielsweise Metall, der Hauptwandung 10 gleiten, so daß der Abschwächer 24 leicht in der horizontalen Richtung in Figur 1 beweglich ist. Außerdem ist wegen des Punktkontaktes (in Figur 1 gesehen) oder des relativ kurzen Linionkontaktes (in Figur 2 gesehen) mit den Zapfen nicht merklich an einer Drehung um horizontale Achsen senkrecht zur Papierebene in Pigur 1 behindert.

Bas Absohwächerglied 18 kann aus undurchsichtigen Flächen und durchsichtigen Flächen 42 von aoleher geometrischer Form bestehen, daß der Prozentsatz des Strahlungsbandels a» Spalt 22, welcher von den undurchsichtigen Flächen abgedeckt wird, sich stetig erhöht, wenn der Abschwächer 24 nach rechts in Figur 1 bewegt ist. Kammblenden dieser Art sind bekannt und können hergestellt werden durch Stanzen eines einsigen Stückes aus undurchsichtigem Material, oder dadurch, daß ausgewählte Flächen an ursprünglich durchsichtigem Material, z.B. Glas, undurchsichtig gemacht werden· Es soll angenommen werden, daß die undurchsichtigen und durchsichtigen Flächen der Kammblende 18 von solcher Form sind, daß die undurchsichtige Fläche, die das Bündel abdeckt, in ihrer Größe linear von Hull bis 1O0J* bei horizontaler Bewegung des Abschwächers von rechte neon linke in Figur 1 sich ändert. Sie Stemmvorrichtung für den Abschwächer enthält einen langgestreckten Hebel 44, der an seinem unteren Ende durch irgendwelche gebräuchlichen Mittel 46 an der Wandung 10 schwenkbar gelagert ist und der in der Nähe seiner Mitte mit dem Absohwächer 24 verbunden let, ^eiapieleweiee durcheinen runden Zapfen 48, der starr Kit dem Auge 22 verbunden ist und in ein entsprechende· Loch 49 in dem Hebel 44 eintritt.

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Eine Schwenkbewegung des Hebele 44 um den Schwenkpunkt 46, wie sie durch den Pfeil 50 angedeutet iet, verschiebt daher den Abschwächer 24 zwischen den Zapfen 26 und 28, derart» daß irgendein gewUnschtee Flfichenverhältnia Ton undurchlässigen und durchlässigen Teilen 40, 42 in das durch die Spaltöffnung 22 hindurchtretende Bündel gebracht wird. Sine solche Schwenkbewegung kann dem Hebel 44 durch einen Stößel 52 erteilt werden, der durch ein Auge 53 »it dem Zapfen 54 verbunden ist, welcher starr an dem oberen angewinkelten Teil 43 des Armes 44 angebracht ist·

An dem Stößel 52 liegt reibend ein relativ kleiner Antriebsrollenteil 46 an, der starr mit einer größeren Abtriebewelle 58 verbunden ist, welche drehbar um einen an der Wandung 10 befestigten Drebsapfen gelagert ist· Ein Tragarm 62 ist bei 64 schwenkbar aufgehängt· Eine kleine Antriebsrolle 66 und eine große Abtriebsrolle 66, dl« starr miteinander verbunden sind, sind ale Einheit auf einer Achse 70 in der Sähe des unteren Ende des Armes 62 drehbar gelagert. Ein federnder Arm oder Finger 72 dee Armee wird durch den Druckkontakt bei 74 mit der oberen Oberfläche des StößelB 52 unmittelbar oberhalb des Berührungspunktes zwischen diesem Stößel und dem Teil der kleinen Antriebsrolle 56 durchgebogen. Da der Arm 72 mit dem Arm 62 aus einem Teil besteht oder wenigstens starr mit diesem verbunden ist, spannt die Federspannung des Armes 72 auch die kleine Antriebsrolle 66 gegen den umfang der großen Abtriebsrolle 58 vor. Die Geometrie des Armes 72 ist so gewählt, daß, wenn die Rollen 66 und 58 in festen Kontakt sind, eine Hestspannung in dem Arm 72 im Punkt 74 besteht.

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Somit bewirkt die Federspannung des Armee 72 sowohl, daß der Stößel 52 in Anlage an der kleinen Antrieberolle '$$ gehalten wird, und gleichzeitig stellt er eise Afttr&ebsverbindung awiachen den Rollen 66 und 58 sicher« Eis Metcir<~ trager 76 ist durch den Zapfen 78 schwenkbar an der Wandung 10 gelagert und trägt starr einen Motor 80, dessen umlaufende Auegangeantriebsrolle 82 reibend an dem Umfang der Abtrieberolle 68 anliegt. Eine Federspannung, welche den Motorträger entgegen dem Uhrzeigersinn um den Schwenkpunkt vorspannt und daher die Motorausgangsrolle 62 gegen die Rolle 68 vorspannt, kann durch Zugfedern 64 eraeugt werden, die ihre jeweiligen Enden an dem Motorträger bei 86 und an der Hauptwandung bei 88 befestigt haben. Sie StromBufuijir zu dem Motor 80 kann über Zufuhrleitungen 90» 92 erfolgen»

Am oberen Ende des Hebel 44 kann eine Anaeigeetange $4* beispielsweise durch einen Zapfen 96 angebracht »ein, der starr an dem Hebel altat und durch ein Auge 95 hindurchtritt, welches am rechten Ende der Stange 94 gebildet wird» Die Anaeigestange 94 bewegt sich daher linear in ihrer eigenen Iängsrichtung genau proportional ssur linearen Bewegung des Abschwächers 24. Bei dem Ausführungßbeispiel (Figur 1) ist der Hebel 40 so gebogen, das er eisen oberen Teil 43 aufweist, welcher unter eines Winkel &u αβκ unteren Teil 45 steht. Die Anzeigestange 94 wird daher generell in einer Richtung angetrieben, die senkrecht zu der Linie liegt, welche die Schwenkachse 46 und die Schwenkachse 96 verbindet und nicht senkrecht entweder zum oberen Teil 43 oder zum unteren Teil 45*4$« Hebele 44,

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Somit braucht die Anzeigestange 94 nicht parallel zu der Bundelbeeinf!übungseinrichtung 24 bewegt zu werden, um sie in einer direkt proportionalen Weise zu bewegen. Wenn speziell sowohl die Einrichtung 24 als auch die Anzeigestange 94 unter dem gleichen Anfangawinkel relativ zu ihrem eigenen wirksamen Hebelarm liegen, d<,h. der Idnie, welche den Schwenkpunkt 46 und den Zapfen 40 verbindet, bzw. der Linie, die den Schwenkpunkt 46 und den Zapfen 96 verbindet, wie in Figur 1 dargestellt ist, so bewegen eie sich in genau der gleichen Weiße, wenn die zusätzlichen mechanischen Führungen, die darauf wirken, auch ähnlich sind. Tatsächlich bewegen sich dio Einrichtung 24 und die Anzeigestange 94 in jedem relativ kleinen Bogen der Bewegung des Hebela 44 um eine Strecke, die proportional ihren wirksamen Hebelarm, d.h. den holden ουαη. erwähnten Linien, die die beiden Paare von Schwenkpunkfcen vorbinden, ist, und in einor Richtung senkrecht daau verläuft, auch wenn die zu~ sätzlichen &:> ;haniachen Zwänge auf die Glieder 24 und 94 nicht genau anale»? sind. Dau linke (nicht dargeeteilte) Ende der Stange <)■'■, !rinn daher direkt mit irgendeinem geeigneten Anzeige-oder Registriermittel verbunden sein, welches siah generell goradlinig bewegt, um eine direkte Ablesung der Stellung dee BlindelabBChwächere zu erhalten. Beispielsweise kann die Stange 94 direkt an der Federanordnung einea Schreibafcreifenschroibera angebracht sein, so daß damit direkt eine Koordinate der Federe teilung bestimmt lot .

Wenn das Abachwächergliod 18 ao geformt ist, daß die prozentuale Durchlfionigkeit fUr das Bündel 14, d.h. der Prozentsatz dor Fläche dea Spaltes 12, der /Jura undurchlässigen

von

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Seil 40 dee Gliedes 18 abgedeckt ist, aiob linear mit der Horizontalbewegung des Abschwächers 24 ändert, dann steht die Stellung der Stange 94 auch in direkter linearer Beziehung zu der prozentualen Absobwäehung. Sotiit gibt bei Geräten mit optischem nullabgleich, beispielsweise gewisen Arten von Zweietrahl-Spektrofotometern, die Stange 94 eine direkte Anzeige der prozentualen Abscbwäohung des BezugsbUndels 14, die erforderlich ist, um dieses in der Intensität gleich dem Probenbündel zu rechen. Sie kann daher benutzt werden, um eine Schreiberfeder oder irgendeine andere Art von Anzeigevorrichtung «a bewegen, um so eine direkte Anzeige der Probenbündelintensität zu liefern» Beispielswelse ergibt bei einem Zweietrahl-Abeorptionsspektrofotometer die Stellung des an der Stange 24 angebrachten Anaeigegliedes direkt den Prosenteats der I)ureh~ lässigkeit der Probe oder, falls die Prozentsat»skala umgekehrt ist, den Prozentsatz der durch die Probe erfolgten Absorption. Ba die Wirtschaftlichkeit ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist, ist zu beachten» daß nicht nur die Zapfen 26 und 28 und der Rahmen 20 aus Kunstharz durch billige Spritztechniken hergestellt werden kann* sondern daß auch die zusammengesetzte Abtriebs-Antrieberolle 58, 60, die ähnliche Doppelrolle 66, 68 und sogar..4er Ära 62 in ähnlicher Weise aus geeigneten Kunstharzen hergestellt sein können· Satsächlich ist der Tragarm 62 erfolgreich aus einem einzigen Stück von Kunstharz von der generellen Form, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, hergestellt worden, so daß der damit aus einem Stück bestehende Arm die natürliche Elastizität besitzt, um seine oben erwähnte erwünschte Vorspannungsfunktion zu erfüllen«

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Die Stangen 52 und 94 können aue billigem handelsüblich erhältlichem metallischen Material bestehen. Pa das einzige Präzlsionaerfordernis das ist, daß die Stange 94 genau die relative Stellung des Abschwächers oder eines anderen bündelbeeinflussenden Gliedes 18, 24 in dem Bündel 14 wiedergibt, müssen nur die Seile, die diese Glieder unmittelbar verbinden,- frei von Spiel oder anderer Ungenauigkeit sein. Wenn man somit annimmt, daß der Hebel 44 hinreichend starr ist, so brauchen nur sein Schwenkpunkt 46, seine Verbindung mit dem Bündelabschwächer bei 46, 49 und seine Verbindung zu der Stange bei 95, 96 genau zu sein, um sicher zu stellen, daS das Gerät eine genaue Anzeige der Stellung und damit der Wirksamkeit des Abschwächers oder eines anderen bundβ!beeinflussenden Gliedes 18 liefert·

Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform bei Verwendung etwa in eine« Zweietrahl-Absorptlonsspektrofotometer ist wie folgt: Das Detektorsystem des Spektrofotometera (siehe beispielsweise die Teile 32-35 in USA-Patentschrift ? 039 353) liefert ein elektrisches Signal an den leitungen 90, 92. Dieses Signal ist Hull, wenn das Probenbündel und das BezugsbUndel, letzteres abgeschwächt, gemäß der jeweiligen Stellung der Abschwächergliedes 18, gleich sind, hat jedoch eine von Hull verschiedene Amplitude für alle anderen Zustände. Es ändert eich weiterhin hinsichtlich einer anderen bestimmbaren Eigenschaft, beispielsweise der Polarität, je nach dem, ob der Detektor «in intensiveres Probenbündel oder ein intensiveres abgeschwächtes Bezugabündel "sieht".

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Ea let zu beachten, daß dieses Auegangesignal des Detektors nioht direkt proportional oder irgendeine einfache Funktion der Bifferena der Intensitäten von Proben-und BeeugebUndel zu sein brauoht, da die Stellung des Abschwächers selbst "den Regelkreis eohließt". Wenn man einmal annimmt, daß dae abgeschwächte Beaugsbündel 14 heller ist ale das Probenbündel, wenn der Abschwächer in der in Figur 1 dargestellten Stellung ist, dann ergibt eich ein von Hull verschiedenes Signal der richtigen Eigenschaft, z.B. Polarität» um den Motor 80 so anzutreiben, daß seine Auegangerolle 82 die große Zwiechenrolle 68 treibt und damit die starr daran angebrachte kleine Antriebsrolle 66. Siege treibt ihrerseits die große zweite Rolle 58 und die damit starr verbundene kleine Antriebsrolle 56«, Die kleine Antrieberolle 56 dreht sich daher in der riohtigen Richtung, im vorliegenden Falle im Uhrzeigersinn, um den Stößel 52 rechts au treiben, wodurch der Hebel 44 in der richtigen Richtung in Uhrzeigersinn um seinen Schwenkpunkt versohwenkt wird, derart daß er den Abschwächer 24 nach rechts bewegt. Wenn der Abschwächer 24 und damit das Abschwächerglied 18 hinreichend weit nach rechts verschoben sind, um die Intensität des Beeugebündels auf die des Probenbündele zu vermindern, so nähert sich das Auegangssignal des Detektors und erreicht schließlich Null. J)ex Motor 80 hört-daher auf eich au drehen, und der Abeohwäoher bleibt in der neuen Stellung bis wieder einmal eine Änderung in der Intensität des ProbenbUndels erfolgt isto In einigen Fällen kann sich das Probenbündel, wie es von dem Detektor "gesehen" wird, fast stetig in seiner Intensität ändern, beispielsweise bei einem äen Wellenlängenbereich abtastenden Spektrofotometer, wo die Wellenlänge der gemessenen Strahlung und damit die prozentuale Absorption der Probe sich stetig ändert«

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Dann wira der Abschwächer 24 fast ständig von einer Stellung zur anderen angetrieben, um so die Intensität des Bezugsbundeis auf die des FrobenbUndels zu kompensieren.

Da es bei einem solchen Zweistrahl-Abgleieheyetem mit optischem Nullabgleich die Abachwächerstellung iet, die den Abgleich bestimmt, können relativ große Ungenauigkeiten nicht nur in den mit 52-88 bezeichneten mechanischen Teilen, sondern auch in dem (nicht dargestellten) Detektorsysttm zugelassen werden. Beispielsweise beeinflußt ein Schlupf in irgendeiner der Antriebsverbindungen zwischen den Teilen 52-82 nicht die endgültige Stellung, in welche der Abschwächer angetrieben wird, sondern nur die Anaprechgeschwindigkeit und dergleichen. Obwohl die unmittelbaren Führungsglieder, z.B. die Zapfen 26 und 28 flir den Blind elabsehwächer 24 extrem einfach und billig sind, so führen sie doch denjenigen ^iI des Blindelabschwäcbers 24 und damit des Abachwächorgli^es 18, der tatsächlich in dem Bündel liegt, doh, direkt vor ö^i Spaltdurchbruoh 12, sehr genau. Obwohl der Abschwächer in wenigstens zwei winkelmäßigen und zwei linearen Richtungen wie oben angegeben gehalten wird, so £jeafcattefc doch die Halterung das geringe Maß von Kippbewe« ßurifl dee Abaohwäohera um ein« Achae senkrecht zur Papierebene in Pigur t zwiachen dun Zapfen 26 und 28 während do» ttetriohes, welches durch die bogenförmige Bahn der Zapfenverbindung 48, 49 um dlο Schwenkachse 46 des Hebels verursacht wird,

1)1« if! Ln ti ν groüu liirii',« tion Huholu 44 »wluchtm dan Teilen 46 uiil -M), -Ho Tufcsaoho, daü dio tattjiloliLiaho Schwenkachse dm* Vhuu'hv/ uiharii .'M fniiihL /urfciknl uLi n\w.i\ horLisontal

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in den auegenutzten feil dee Bündele ssentriert let, und die allgemeine Symmetrie des Abechwäobergliedes 18 um seine hörisontale Hittellinie vertaindern den Grad und die Wirkung einer solchen Kippbewegung des Abschwächers. Speziell der große Radius der Bogen» die von dem loch 49 und dem.,Zapfen 43 beschrieben werden, bewirkt» daß dieser nur geringfügig von der idealen horiaontalen geraden Maie w abweicht. Sie praktische Wirkung der unerwünschten Winkelabweiohung des Abschwächers 24» 18 kann weiter dadurch vermindert werden» daS das Absohwäcberglied 18 horiaontel ist» wenn der Seil in den Bündel in der BKhe sein Hull Proaent Durchlässigkeit ist, d,h. wenn der Abschwächer im seiner äußersten linken Stellung in figur 1 let. Diese Beaiehuog bringt den proaentualen Fehler bei dear kritiecheten Absohwäoherstellung auf ein Mindestmaß. Beispielsweise kann ein geringes Maß von unerwünschtes* Verkratsen des Abeehwächergliedes 18» wenn dieses nominell beispielsweise I^ durchläßt, bewirken, daß es tatsächlich 1,5?* durchläßt, was einen relativen Fehler von 5Ο?ί ergibt* Offensichtlich ist φ ein ähnlich gearteter absoluter Fehler wesentlich weniger schwerwiegend etwa in der Mitte der Skala» d.h. der gleiche O»5^ Fehler ist ein relativer Fehler von 1$ für normale Durchlässigkeitswerte um 5ΟΊ herum. Wenn die Schwenkachse 46 des Hebels 44 wie dargestellt angeordnet wird» so wird der untere Hebeiteil 45 in dem gleichen Maße aber in entgegengesetstem Sinne veraohwenkt, wenn der Abschwächer entweder in seiner äußersten linken (100# Durchlässigkeit) oder rechten (tfuLL Prozent Durchlässigkeit) Stellung ist. Wenn die Hebellänge _ao gewählt ist, da0 sie ^Mrichtig^w ist, d.h. keine Verkantung des Abschwächers in diesen Stellungen bringt» so ist die fcntuUuhllche Hebellänge fi iriugfÜgig "zu !im*;" in dun /iwLunhcnnteLltingun.

BAD

HU ij ? η /.on f/, -^!5

Dae bewirkt, daß der Zapfen 48 bei den mittleren Werten der Durchlässigkeit geringfügig angehoben wird, wobei die maximale Abweichung um den Wert von 5O# Durchlässigkeit erfolgt, was eine geringfügige Verschwenkung des Abschwächers entgegen dem Uhrzeigersinn in Figur 1 zur Folge hat. Jedoch die fast- symmetrische Gestalt des Gliedes 18 bewirkt wenigstens teilweise eine Seibatkompensation des nachteiligen Effekteβ einer solchen Verschwenkung des Abschwächers. Wenn sich beispielsweise der Absohwäoher geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn um die Xftngsmittellinie des Spaltes 12 verkantet, so wird etwas mehr von der unteren liohtundurchlässigen Fläche 40b in das Bündel eingeführt, während ein gewisser Betrag der oberen undurchsichtigen Fläche 40a aus dem Bündel herausgezogen wird. Obwohl diese Flächen nicht notwendigerweise gleich sind, wegen der Verjüngung der undurchsichtigen Flächen 40a und 40b, sind sie für alle praktischen Fälle, d.h. wenn die Verjüngung nicht übermäßig und die Verkantung gering ist, mit guter Näherung gleich.

Die mittlere durchlässige Fläche 42b endet etwas links von den oberen und unteren durchlässigen Flächen 42a bzw. 42c. Diese Konstruktion vermindert die Herstellungstoleranzen beispielsweise beim Stanzen einer sehr scharfen, sich verjüngenden öffnung mit einer Spitze ..n der linken Kante einer undurchsichtigen Platte 40. Tatsächlich können alle drei durchlässigen Flächen in verschiedenen linken Punkten enden, um welter zu verhindern, daß das Vorhandensein wirklich scharfer Spitzen kritisch wird, was tatsächlich bei bestehenden Prototypen der Fall ist, au/ denen ein kommerzielles Gerät beruhen soll.

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Ein solcher Mangel an Symmetrie kann tatsächlich benutzt werden, um die Kompensation der sehr geringfügigen Yerkantung zu verbessern» die oben erwähnt iat. 3d Runden die undurchsichtigen Kantenflächen 4Oo und 403 beiepielaweiae absichtlich unayiaaetriech zueinander gemacht werden» uu so zu bewirken, daß gleiche Flächen dereelben in das BUndel eingeführt und aus dem Hindel herausgezogen werden» wenn der Abschwächer leicht wie oben erw&mt entgegen dem Uhrzeigersinn verkantet wird. Auf jeden $&!% let die tat-Bäohliohe Verkantung so gering für einen relativ langen wirksamen Hebelarm» d.h. Hebelteil 45» der' nur über einen relativ geringen Hebelschwenkwinkel benutBt wird, daß der Effekt im wesentlichen vernachlässigter let, wenigstens in dem Bereich dee Absohw&öhers, der tatsächlich benutzt wird, d»h. zwischen den Zapfen 26 und 28.

Ba die Anzeigeetange 94 starr mit dem gleichen Hebel 44 verbunden ist, welcher den Abschwächer bewegt» wirdjdle Tatsache, daß die lineare Horizontalstellung des Abschwächers 24 trigonometrisch mit der Winkelstellung des Hebelarmes 44 in Beziehung steht, genau durch die gleiche trigonometrische Beziehung kompensiert» die zwischen der Anzelgestenge 94 und dem Hebel besteht. Mit anderen Worten« Sie lineare Bewegung der Anzeigeetange 94 ist stets genau proportional der linearen Bewegung des Abschwächers 24, trotz der Schwenknatur der Bewegung des Hebelarmes 44. Bas dargestellte AuBführungsbeispiel der Erfindung ergibt somit eine genaue Anzeige der linearen Stellung des Gliedes 18 trotz der relativen Einfachheit und Wirtschaftlichkeit der Halterung und der Stellglieder für das bündelbeeinflussende Glied 18.

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Obwohl die Erfindung offenbart ist ale verkörpert in einer Halterung und Stellgliedern für einen optischen Abaohwäoher und ihre Wirkungsweise unter der Annahme erläutert worden ist» daß sie im Beaugebündel eines Spektrofotometers und genauer gesagt in einem Zweistrahl-Absorptionsfotometer mit optischem Nullabgleich benutzt wurde> so ist es doch offensichtlich, daß die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf eine solche Anwendung beschränkt ist. Die Erfindung kann nicht nur benutzt werden» um einen Abschwächer bei irgendeiner Art von optischem Gerät zu haltern und veränderbar einzustellen, sondern sie kann tatsächlich benutzt werden, um andere Arten von bündelbeeinfluasenden Gliedern in irgendeinem Strahlengang einzustellen. Es ist außerdem dem Fachmann offensichtlich, daß viele Abwandlungen an den verschiedenen Teilen und den genauen Beziehungen, wie sie dargestellt und beschrieben sind, vorgenommen werden künnen. Aus diesem Grunde 1st die Erfindung ni->t auf irgendeine spezielle Anwendung oder irgendeine speziell offenbarte Einzelheit beschränkt.

-ΙΟ

J i ti 2 H / (I H / U

Claims (1)

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Patentansprüche

Gerät aua einstellbaren Beeinflussen eines Bündele von Strahlungsenergie mit

einer Bündelbeeinfluasungaeinriohtung von rechteckiger Grundform» die Bereiche aufweist» die entlang ihrer länge unterschiedliche optiache Sigenachaften beaitaen,

einem Paar von feststehenden Führungeglledern, die je eine Zängsaeite der Bündelbeeinfluaaungaeinrichtung halten, und einer Stellvorrichtung» die an der Bündelbeeinfluaaungaeinrichtung angreift,

daduroh gekennzeichnet,

daß die Führung8gIieder (26, 28) die Bündelbeeinfluaaungeeinrichtung (24) in je einen einsigen Punkt unterstützen, welcher im wesentlichen auf der Quermittellinie dea Bündels liegt, und

daß die Stellvorrichtung (44) an der BUndelbeeinflussungs· einrichtung (24) in einem einzigen Punkt (48, 49) angreift und für eine Stellbewegung im wesentlichen senkrecht au der besagten Quermittellinie eingerichtet ist,

wodurch die verschiedenen Bereiche der Bündelbeeinfluosungseinriohtung, welche eich ändernde optische Eigenschaften besitzen einstellbar in ihre Virkstellung in dem Bündel beweglich sind, während nur diese FUhrunga* glieder wenigstens den wirksamen Bereich der besagten Bündelbaelnfluoijungaeinrichtutig gegen lineare und winkel müßige Bojustierung sichern.

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BADORfÖINAL

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2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die beeagten Bereiche der BUndelbeeinflussungeeinrichtung (24) eine sich länge der länge dereelben ändernde Strahlungsdurohläeeigkeit besitzen,

wodurch dao Gerät als verstellbarer Strahlungsbttndel-Inteneitätsabschwäoher wirkt.

3* Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die aufeinanderfolgenden Bereiche der Bündelbeeinfluasungselnrlchtung (24) in Stellrichtung abnehmende Durchlässigkeit besitzen·

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die besagten aufeinanderfolgenden Bereiche in ihrer Durchlässigkeit in wesentlichen linear abnehmen,

wodurch der Prozentsatz des StrahlungeenergiebUndelß, welcher die BUndelabaohwäohereinrichtung durchsetzt, im wesentlichen direkt proportional der Stellung der ' BUndelbeeinflussungseinriohtung in der Stellrichtung ist«

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß Anseigeverblndungsmittel (94) direkt mit einen Teil der Stellvorrichtung (44) verbunden sind, welcher direkt naoh Maßgabe der Bewegung der Bundelbeeinflueaungseinrichtung beweglich ist,

wodurch eine Anzeigeeinrichtung mit linearer Ablesung direkt von den Anseigeverbindungsnitteln angetrieben werden kann·

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6« Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenneeichnet,

daß die Stellvorrichtung einen langen, schwenkbar gelagerten Hebel (44) a«f«reist, der mit der BUndTe5t1bee$n~ flussungeeinriehtuüg (24) in einem vott <!er Scfcweaftächee (46) des Hebele (44) entfernten i*unkt verlmnften iet, wnd ^r

die Stellvorrichtung ferner einen einfachen motorieöb angetriebenen Stößel 52 smo Verscbwenicen des Hetwls .{44} ^l und damit zum Bewegen der Bünäelbeeinflwssungeeinriöhtung (24) in der Stellri0htttßg enthält. " ' ^lUl'^r>

7· Gerät nach Anspruch 6, äaduroh geköönöeichtnet,

daß mit dem besagten langen Hebel (44) an einem sweiten, ebenfalls von dem Schwenltpunict entferftten !»unkt (96) eine Anzeigeetange (94) ■rerbtrtiden ist,

wodurch die Anzeigeatange eich direkt proportional zur Bewegung der BUnäelbeeinf!übungseinrichtung bewegte

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8c Gerät nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet»

α daß jedes von dem Paar feststehender Piihrungsglieöer

aus einem Ptihrungsssapfen (26, 28) besteht» der ait Oberfläche direkt reibend an der benaehbarten 2Engs~ kante der Blindelbeeinflussungseinrichtttng (24) anliegt»

wodurch eine einfache und billige Sicherung wenigstens des wirksamen Bereiches der Bundelbeeinflueeung»einrich tung ersielt wird«

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BAD OFtieiNAL

Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens die Oberflächen der Führungsaapfen (26, 28) und die direkt reibend daran anliegenden Längskanten der Blindelbeeinfluesungseinriohtung (24) aus einem solchen Material bestehen, daß sich ein geringer Reibungskoeffizient ergibt.

10. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Paar von feststehenden PUhrungsgliedern (26, 28) einen Teil (34, 36) aufweist, der Über die benachbarte längskante der BUndelbeeinflussungseinricbtung (24) hinwegragtρ

wodurch die Bündelbeeinflusaungseinrichtung gegen unerwünschte Bewegung in Richtung der Achse des Strahlungsenergiebündels gesichert ist.

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