DE19961481A1

DE19961481A1 - Zentriertes Sphärenspektrometer

Info

Publication number: DE19961481A1
Application number: DE19961481A
Authority: DE
Inventors: Kim Alvin Marshall; Peter Markel Willis
Original assignee: Leco Corp
Current assignee: Leco Corp
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: FR2787570B1; FR2787570A1; JP2000186959A; DE19961481B4; US6023330A

Abstract

Ein Detektionssystem für ein Atom-Emissions-Spektrometer beinhaltet ein sphärisches konvexes Beugungsgitter (50) mit einem Krümmungsradius, der halb so groß ist wie der Krümmungsradius von einem Paar von konkaven sphärischen Spiegeln (60, 70). Das Beugungsgitter (50) und die Spiegel (60, 70) sind in einer Kammer (35) so angeordnet, dass ihre Krümmungsmittelpunkte an der Brennebene (54) zusammenfallen, an welcher eine Vielzahl von relativ kleinen beabstandeten Lineardetektoren auf gegenüberliegenden Seiten eines Emissionseintrittsschlitzes (40) angeordnet sind, um die Ermittlung von alternierenden Segmenten eines Spektralbands von interessierenden Wellenlängen bereitzustellen.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die folgende Erfindung betrifft ein Atom-Emissions-Spektrometer und insbeson dere eine einzigartige Anordnung von Beugungsgitter, Spiegel und Detektor.

Spektrometer verwenden typischerweise ein Beugungsgitter, welches konkav ist und ein oder mehrere Spiegel, durch welche einfallende spektrale Emissionen in Richtung auf das Beugungsgitter gerichtet werden, welches die einfallenden Emissionsspektren in unterschiedliche Spektralbänder teilt, die dann durch ei nen Spiegel auf einen Detektor reflektiert werden. Der Detektor ist ein etwas längliches Feld von Fotodetektoren über der Bildebene, welche typischerweise nicht eben ist, und führt deshalb zu einer Feldkrümmung, die die Bildqualität reduziert, und somit die verfügbare Spektralabdeckung. Ferner sind solche ver längerten Detektorfelder auch etwas teuer. Falls Vielfachfelder verwendet wer den um auf benachbarte Wellenlängenbereiche zuzugreifen, müssen sie physika lisch nebeneinander angeordnet werden, was zu einer physikalischen Beeinflus sung zwischen diesen Detektoren führt. Folglich verbleiben, obwohl konvexe Beugungsgitter zu Verbesserungen bei Spektrometern geführt haben, signifikan te Probleme im Bezug auf die Fähigkeit bestehen, die einfallenden Spektralemis sionen in physikalisch getrennte und detektierbare Frequenzbänder zu teilen.

Wesen der Erfindung

Das System der vorliegenden Erfindung überwindet die Schwierigkeit mit den bekannten Spektrometern durch Bereitstellung eines sphärischen, konvexen Beugungsgitters, das einen Krümmungsradius aufweist, der halb so groß ist, wie der Krümmungsradius von einem oder mehreren konkaven sphärischen Spie geln, die mit dem Beugungsgitter eingesetzt werden. Das Beugungsgitter und die Spiegel sind innerhalb einer Kammer so positioniert, dass ihr Krümmungszen trum in der Brennebene zusammenfällt, welche eine flache Feldbrennebene ist, an welcher eine Vielzahl von relativ gering beabstandeten linearen Detektoren an gegenüberliegenden Seiten des Emissionseintrittsschlitzes angeordnet sind. Diese Anordnung führt zu zwei Dispersionsebenen in + und - Beugungsordnun gen, um die Ermittlung von alternierenden Segmenten eines interessierenden Wellenlängenbandes zu gewährleisten, welche physikalisch auf gegenüberliegen den Seiten des Eingangsschlitzes beabstandet sind. Eine derartige Anordnung beseitigt den Bedarf für teure längliche Einzeldetektoren und ermöglicht die Verwendung einer Vielzahl von relativ billigen flachen Lineardetektoren, um den gewünschten Spektralbereich ohne Beeinflussung von benachbarten Detektoren zu ermitteln. Diese Anordnung liefert eine volle spektrale Abdeckung über ein gewünschtes Wellenlängenband, vermeidet physikalische Beeinflussung zwischen Vielfachdetektoren und liefert eine bessere Anpassung an die Dispersionsebene durch die Verwendung von relativ kleinen Detektoren, welche sich besser an die Brennebene anpassen, was zu einer besseren Gesamtleistung für eine erweiterte Wellenlängenabdeckung führt, als sie vorher verfügbar war.

Diese und andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung unter Hinweis auf die beige fügten Zeichnungen deutlich werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Spektrometers, das das zentrierte Sphärenermittlungssystem der vorliegenden Erfindung verkörpert;

Fig. 2 ist ein optisches Diagramm des Ermittlungssystems, das auch die Emissionsquelle zeigt; und

Fig. 3 ist eine teilweise, zum Teil offengelegte perspektivische Ansicht des Ermittlungssystems, das in Fig. 2 gezeigt ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter anfänglichem Hinweis auf Fig. 1 ist ein Atom-Emissions-Spektrometer 10 gezeigt, das die vorliegende Erfindung beinhaltet. Das Spektrometer ist typischerweise in einem Gehäuse aufgenommen, das eine Emissionsquelle 12 enthält, wie eine Glimmentladungs-Emissionsquelle, obwohl andere Emissions quellen, wie Bogen-Funken-Quellen, induktiv, gekühlte Plasmaquellen oder La ser-Abdampfquellen ebenso eingesetzt werden können. Eine Probe wird konven tionell in eine Probenkammer eingesetzt, die mit der Emissionsquelle 12 verbun den ist, welche eine Spektralemission 14 von optischer Energie emittiert, die Lichtwellenlängen enthält, die von Elementen, die in der Probe enthalten sind, emittiert werden. Die Spektralemission 14 wird auf einen Eingangsschlitz 40 (Fig. 2 und 3) des zentrierten Sphärenermittlungssystems 16 der vorliegenden Erfindung fokussiert. Wie nachfolgend näher beschrieben, beinhaltet das Ermitt lungssystem eine Kammer, die ein konvexes Beugungsgitter und ein Paar von sphärischen Spiegeln und eine Vielzahl von beabstandeten Lineardetektoren aufweist. Diese Detektoren sind über elektrische Leiter 18 mit einem mikropro zessor-gesteuerten Analysator 20 verbunden, der die Signalinformation verarbei tet und den Operator über eine Anzeige und/oder Ausdruck mit den ermittelten Elementcharakteristiken versorgt, die in der Probe enthalten sind, einschließlich der Information, welche Elemente und ihrer Konzentration. Die Emissionsquelle und der Analysator können im allgemeinen von einem Typ sein, der kommerziell von der Leco Corporation aus St. Joseph, Michigan, verfügbar ist, Model Nr. GDS400A oder GDS750A. Die Verbesserung der vorliegenden Erfindung umfasst das Ermittlungssystem 16, welches nun nachfolgend näher in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 beschrieben wird.

Zu Beginn sollte darauf hingewiesen werden, dass das optische Diagramm der Fig. 2 mit den tatsächlichen Dimensionen, die auf der Zeichnung gezeigt sind, skaliert ist. Die Emissionsquelle 12 und ihr Abstand von dem Ermittlungssystem 16 ist in Fig. 2 jedoch nur bildlich dargestellt. Das Ermittlungssystem 16, wie in der teilweisen perspektivischen Ansicht von Fig. 3 zu sehen, beinhaltet eine Kammer, die durch ein Gehäuse 30 mit einem Boden 32, einer Frontwand 34, Seitenwänden 36 und 38, einer Rückwand 41 und einem entfernbaren Deckel 31 gebildet wird, der den Zugang zur Kammer 35, in welcher die optischen Elemen te angeordnet sind, ermöglicht. Das Gehäuse wird typischerweise innerhalb des Instruments 10 in einer temperaturkonstanten Umgebung angeordnet und kann entweder unter Vakuum oder unter anderen kontrollierten atmosphärischen Bedingungen betrieben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse ungefähr 18 Zoll breit, 18 Zoll lang und 7 Zoll hoch, wobei die Seiten wände einstückig aus einem geeigneten Druckgußmetall gebildet sind, und der Boden 32 und der Deckel unter Verwendung einer O-Ringdichtung, die in den Nuten 33 (Fig. 3) in den Enden der Wände angeordnet ist, abdichtbar an den Wänden befestigt sind und wobei mit einem Gewinde versehene Befestigungs elemente sich in mit Gewinde versehene Öffnungen 37 erstrecken.

Das Ermittlungssystem 16 beinhaltet einen Eingangsschlitz 40, der an der Frontwand 34 mittels einer konventionellen Befestigungsanordnung 42 befestigt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Eingangsschlitz im allgemeinen rechtwinkelig mit einer Dimension von 1 mm × 14 µm und er empfängt die Spektralemission 14 (Fig. 1 und 2) von der Emissionsquelle 12 typi scherweise durch eine Fokussierungslinse zum Fokussieren der Lichtenergie auf den Eingangsschlitz. Zentral innerhalb der Kammer 35 des Gehäuses 30 posi tioniert ist ein sphärisches, konvexes Beugungsgitter 50, das sein Gitter 51 or thogonal zur Symmetrieebene der Brennebene 54 (Fig. 2) des Spektrometers (d. h. im allgemeinen vertikal in Fig. 3 und in die Ebene und aus der Ebene heraus bei der Zeichnung der Fig. 2) angeordnet hat. Das Gitter 50 ist in einer einstell baren Fassung 52 von im allgemeinen gut bekannter Konstruktion zur Ermögli chung seiner präzisen Ausrichtung angeordnet. Der Krümmungsradius des sphärischen, konvexen Beugungsgitters 50 ist halb so groß wie der Radius von jedem von einem Paar von zwei konkaven sphärischen Spiegeln 60 und 70, die an der Rückwand 41 des Gehäuses 30 mittels einstellbarer Klammeranordnungen 65 bzw. 75 angeordnet sind. Das Beugungsgitter ist bei der bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung in einem Abstand von 225 mm von der Brennebene 54 (beabstandet von der Frontwand 34) angeordnet und zentriert positioniert, wie am besten in Fig. 2 zu sehen. Der Krümmungsmittelpunkt des Beugungsgitters fällt auf die Brennebene 54 bei einem gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt 55 (Fig. 2) für den Krümmungsradius für das Gitter sowie dem Krümmungsradius für jeden der Spiegel 60 und 70, welche einen Krümmungsradius von 450 mm oder exakt den doppelten Krümmungsradius des Gitterkrümmungsradius auf weisen.

Die Spiegel 60 und 70 sind sphärisch geschliffene Spiegel, wobei ein erster Spie gel 60 so angeordnet ist, daß er sein Zentrum 65,21 mm unterhalb der zentralen Achse 57 des optischen Gitters aufweist. Der Spiegel 70 ist mit seinem Zentrum so angeordnet, dass er 106,96 mm oberhalb der Zentrumslinie 57 angeordnet ist, so wie in Fig. 2 gezeigt. Die Spiegel sind so angepasst, dass ihre Krümmungsmit telpunkte mit dem Krümmungsmittelpunkt 55 ausgerichtet sind, welcher um einen Abstand von 25 mm über den Eingangsschlitz 40 versetzt ist (siehe Fig. 2). Das Beugungsgitter 50 beinhaltet konventionellerweise eine reflektierende Vor derseite, während die Spiegel 60 und 70 präzise geschliffen sind, wobei die im allgemeinen kreisförmigen Spiegel eine reflektierende Vorderseite und einen Durchmesser von ungefähr 5½ Zoll aufweisen. Vor der Innenseite der Front wand 34 des Gehäuses 30 ist am Boden 32 ein erster Lineardetektor 80 mittels einer Klammeranordnung 82 befestigt, die seine präzise Winkel- und Raumaus richtung ermöglicht. Ein zweites Lineardetektorfeld 84 ist ebenfalls mit Klam mern 83 am Boden 32 befestigt. Die Detektoren 80 und 84 sind auf einer Seite des Eintrittschlitzes 40 befestigt, während an der gegenüberliegenden Seite ein dritter Detektor 86 mittels einer Befestigungsklammer 87 und ein vierter Detek tor 88 mittels einer Befestigungsklammeranordnung 89 befestigt ist. Jeder der Detektoren ist ein relativ kleiner, Feststofflineardetektor und kann von dem Typ sein, der von Sony Semiconducters unter der Model Nr. ILX526A kommerziell verfügbar ist, welcher einen linearen CCD Bildsensor umfasst, die relativ klein und preisgünstig sind, wobei sie einen Pixelnachweis von ungefähr 3000 bereit stellen, mit einer Pixelgröße von ungefähr 7 × 200 µm. Die physikalischen Di mensionen der relativ kleinen DIP 22 pin Detektor-Packungen betragen unge fähr 10 mm in der Breite und etwa 32 mm in der Höhe. Die HIammeranordnun gen 82, 83, 87 und 89 sind winkelig und linear in einer konventionellen Weise anpassbar, um die Detektoren zu positionieren, so dass ihre präzise optische Ausrichtung, wie in dem Diagramm in Fig. 2 dargestellt, in Bezug auf die Spiegel 60 und 70 und das Gitter 50 ermöglicht wird, so dass Segmente eines Spektral bands, das analysiert wird, alternierenden auf dem ersten, dritten, zweiten bzw. vierten Detektor fokussiert wird, wie nachfolgend näher beschrieben, und zwar aufgrund des Krümmungsradius und der Anordnung der Spiegel und des Gitters.

Nunmehr bezugnehmend auf Fig. 2, das das optische Diagramm der Anordnung der optischen und Ermittlungselemente des Ermittlungssystems 16, das in Fig. 3 gezeigt ist, zeigt, kann man sehen, dass das optische Emissionsspektrum 14 von der Quelle 12 auf den Eingangsschlitz 40 fokussiert wird und durch Strahl A in Fig. 2 dargestellt wird. Strahl A trifft auf die Oberfläche des Spiegels 60 und wird als Strahl B auf das Gitter 50 reflektiert. Das Gitter trennt die auftreffende opti sche Energie in gebeugte Wellenlängen erster Ordnung und - erster Ordnung mit der ersten Ordnung (Plusordnung) C+ gerichtet auf den sphärischen Spiegel 70 und der - ersten Ordnung C- gerichtet auf den Spiegel 60. Der Spiegel 70 richtet, wie durch die reflektierte Energie D+ angezeigt, die auftreffende optische Ener gie auf die Brennebene 54, die die Spektralenergie in diskrete Segmente des Wellenlängenbandes teilt. Gleichzeitig wird die C- Energie durch den Spiegel 60, wie durch D- angezeigt, auf die Brennebene 54 in diskreten spektral segmentier ten, physikalisch getrennten Bändern reflektiert. Bei der bevorzugten Ausfüh rungsform, wie in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Dimensionen der optischen Ele mente ausgewählt, um eine kontinuierliche Abdeckung für ein Wellenlängenband von ungefähr 150 Nanometer (nm) bis 450 Nanometer bereitzustellen.

Der erste Detektor 80 ist angeordnet, um den Plusspektralbereich von 150 nm bis 225 nm zu ermitteln. In dem reflektierten Energieband minus erster Ord nung wird das nächst benachbarte Segment des Spektralbands, das ermittelt wird, über den Spiegel 60 auf den Detektor 86 reflektiert und es beinhaltet Wel lenlängen von ungefähr 225 nm bis ungefähr 300 nm. Somit werden benachbarte Segmente des Spektralbands durch Spiegel 60 und 70 auf stark voneinander ge trennte lineare Sensoren 80 und 86 auf gegenüberliegenden Seiten des Eingangs schlitzes 40 fokussiert. Ähnlich wird das Spektralband der Plusordnung (D+) von 300 bis 375 nm durch den Spiegel 70 auf den Detektor 84 reflektiert, wäh rend das nächst benachbarte Segment des Spektralbands (D-), das Wellenlängen von 375 nm bis 450 nm beinhaltet, auf den Detektor 88 projiziert wird. Somit werden benachbarte Segmente des Spektralbands auf alternierend versetzte und voneinander beabstandete kleine linear Bildsensoren 80, 84, 86 und 88, die in dem Gehäuse 30, wie in Fig. 3 gezeigt, angeordnet sind, reflektiert. Wie in dem optischen Diagramm der Fig. 2 zu sehen, ist die Beabstandung und Anordnung der optischen Elemente in Millimeter für das Spektralband 150 nm bis 450 nm des bevorzugten Ausführungsbeispiels gezeigt. Es ist klar, dass für unterschiedli che Spektralbänder die Dimensionen variieren werden, wie dies erforderlich ist, um die Emissionswellenlängen erster und erster Ordnung zu beabstandeten De tektoren zu reflektieren.

Die Geometrie, die beim Anordnen konkaver sphärischer Spiegel mit einem dop pelten Krümmungsradius als dem des sphärischen konvexen Beugungsgitters gewählt ist und das Anordnen von diesen mit einem gemeinsamen Krüm mungsmittelpunkt, erlaubt nahezu Littrow Gitterbeleuchtung und resultiert in der alternierenden Beabstandung von benachbarten Segmenten von Bereichen erster und erster Ordnung des Spektralbands, die auf zwei Dispersionsebenen fallen, so dass die Verwendung von relativ kleinen, kostengünstigen, voneinan der beabstandeten linearen Bildsensoren ermöglicht wird, um ein kontinuierli ches Spektrum der Lichtenergie mit einem Minimum an Beeinflussung zwischen benachbarten Detektoren zu ermitteln. Dies ermöglicht das physikalische Beab standen von relativ kleinen flachen Detektoren, die in ihrer Ausrichtung mit der Brennebene stark verbessert werden können, welche nicht komplett flach ist, sondern etwas gekrümmt ist, und sie ermöglichen die akkurate Ermittlung von Lichtwellenlängen über das interessierende Spektrum. Bei einigen Ausführungs formen kann ein einzelner konkaver sphärischer Spiegel eingesetzt werden, um das Spektralband zu trennen, jedoch mit geringerer Abdeckung. Die Signale von den Detektoren 80, 84, 86 und 88 werden dem Analysator 20 (Fig. 1) zugeführt und in einer konventionellen Art und Weise verarbeitet, um den Bediener mit der Information über eine gegebene Probe, die in der Emissionsquelle 12 ange ordnet ist, zu versorgen.

Es ist offensichtlich für einen Fachmann, dass verschiedene Modifikationen zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es hier beschrieben wurde, vorgenommen werden können ohne das Wesen oder den Bereich der Er findung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Zentriertes sphärisches Ermittlungssystem für Atom-Emissions- Spektrometer mit:
einer Kammer (35) mit einem Eingangsschlitz (40);
einem sphärischen konvexen Beugungsgitter (50), das innerhalb der Kam mer (35) angeordnet ist und entlang einer Mittenachse, die von dem Ein gangsschlitz (40) versetzt ist, ausgerichtet ist und das einen ersten Krüm mungsradius aufweist;
einem ersten konkaven sphärischen Spiegel (60) mit einem Krümmungsra dius, der ungefähr zweimal so groß ist wie der des Beugungsgitters (50), der versetzt bezüglich der Mittenachse des Gitters in einer ersten Richtung an geordnet ist, wobei der Krümmungsmittelpunkt des Spiegels mit dem Krümmungsmittelpunkt des Beugungsgitters übereinstimmt;
einem zweiten konkaven sphärischen Spiegel (70) mit einem Krümmungs radius, der ungefähr zweimal so groß ist wie der des Beugungsgitters (50), und der auf einer Seite von der Mittenachse angeordnet ist, die dem ersten Spiegel gegenüberliegt und der mit seinem Krümmungsmittelpunkt ausge richtet ist, so dass dieser mit dem des ersten Spiegels (60) und dem des Beu gungsgitters (50) zusammenfällt, um beabstandete + und - Beugungsord nungen bereitzustellen; und mit
einer Vielzahl von beabstandeten Bildsensoren (80, 84, 86, 88), die entlang der Brennebene (54) der Spiegel in einer voneinander beabstandeten Bezie hung angeordnet sind, um die optische Energie, die durch die ersten und zweiten Spiegel reflektiert wird, aufzunehmen.

2. Ermittlungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die Vielzahl von linearen Bildsensoren (80, 84, 86, 88) zumindest einen Sensor beinhaltet, der in der Kammer auf einer Seite des Eingangsschlitzes (40) angeordnet ist, und zumindest einen Sensor, der in der Kammer (35) auf einer gegenüberlie genden Seite des Eingangsschlitzes (40) angeordnet ist.

3. Ermittlungssystem nach Anspruch 2, bei welchem ein Paar von beabstande ten Sensoren in der Kammer (35) auf gegenüberliegenden Seiten des Ein gangsschlitzes (40) befestigt sind.

4. Ermittlungssystem nach Anspruch 2, bei welchem die Kammer (35) durch ein Gehäuse (30) mit Seitenwänden (34, 36, 38, 41), einem Boden (32) und einem entfernbaren Deckel (31) definiert ist und bei welchem das Beu gungsgitter (50) an einer Steuerpositionierung auf dem Boden befestigt ist.

5. Ermittlungssystem nach Anspruch 4, bei welchem der Krümmungsradius des Beugungsgitters ungefähr 225 mm ist.

6. Ermittlungssystem nach Anspruch 5, bei welchem die Spiegel jeweils einen Krümmungsradius von ungefähr 450 mm aufweisen.

7. Ermittlungssystem nach Anspruch 6, bei welchem der Eingangsschlitz (40) in einer Wand des Gehäuses (30) gebildet ist, und zwar ungefähr 25 mm versetzt vom Krümmungsmittelpunkt der Spiegel.

8. Ermittlungssystem nach Anspruch 7, mit einer einstellbaren Befestigungs klammer für das Beugungsgitter.

9. Ermittlungssystem nach Anspruch 8, mit einer einstellbaren Befestigungs klammer zur Befestigung von jedem der Sensoren auf dem Boden des Ge häuses (30).

10. Ermittlungssystem nach Anspruch 9, mit einer einstellbaren Befestigungs klammer zur Befestigung von jedem der Spiegel an einer Wand des Gehäu ses (30).

11. Zentriertes sphärisches Ermittlungssystem für ein Atom-Emissions-Spektro meter mit:
einem Gehäuse (30), das eine Kammer (35) definiert, wobei das Gehäuse (30) einen Eingangsschlitz (40) zur Aufnahme von Lichtemissionen von ei ner Probe, die analysiert werden soll, aufweist;
einem konvexen Beugungsgitter (50), das in dem Gehäuse (30) angeordnet ist und entlang einer Mittenachse, die von dem Eingangsschlitz (40) ver setzt ist, ausgerichtet ist und einen ersten Krümmungsradius aufweist;
einem konkaven sphärischen Spiegel mit einem Krümmungsradius, der un gefähr zweimal so groß wie der des Beugungsgitters (50) ist, und der ver setzt von der Mitte des Gitters in einer ersten Richtung angeordnet ist, wo bei der Krümmungsmittelpunkt des Spiegels mit dem Krümmungsmittel punkt des Beugungsgitters übereinstimmt; und mit
einer Vielzahl von beabstandeten linearen Bildsensoren, die in dem Gehäu se (30) befestigt sind, und entlang der Brennebene (54) des Spiegels beab standet in Bezug aufeinander anzuordnen sind, um die optische Energie, die durch den Spiegel reflektiert wird, zu empfangen.

12. Ermittlungssystem nach Anspruch 11, bei welchem der Krümmungsradius des Beugungsgitters ungefähr 225 mm ist.

13. Ermittlungssystem nach Anspruch 12, bei welchem der Spiegel einen Krümmungsradius von ungefähr 450 mm aufweist.

14. Ermittlungssystem nach Anspruch 13, bei welchem der Eingangsschlitz (40) in einer Wand des Gehäuses (30) gebildet ist, und zwar ungefähr 25 mm von dem Krümmungsmittelpunkt des Spiegels versetzt.

15. Ermittlungssystem nach Anspruch 14, ferner mit einem zweiten Spiegel mit einem Krümmungsradius von 450 mm, wobei der zweite Spiegel in dem Ge häuse (30) auf einer Seite der Mittenachse angeordnet ist, die dem ersten Spiegel gegenüber liegt.

16. Ermittlungssystem nach Anspruch 15, bei welchem die Vielzahl von linea ren Bildsensoren zumindest einen Sensor beinhaltet, der in der Kammer (35) auf einer Seite des Eingangsschlitzes (40) angeordnet ist, und wenig stens einen Sensor, der in der Kammer auf einer gegenüberliegenden Seite des Eingangsschlitzes angeordnet ist.

17. Ermittlungssystem nach Anspruch 16, bei welchem ein Paar von beabstan deten Sensoren in der Kammer (35) auf gegenüberliegenden Seiten von dem Eingangsschlitz (40) angeordnet sind.

18. Zentriertes sphärisches Spektrometer mit:
einer Emissionsquelle (12) für optische Energie, die analysiert werden soll;
einem Gehäuse (30) mit einem Eingangsschlitz (40);
einem konvexen sphärischen Beugungsgitter (50), das in dem Gehäuse (30) angeordnet ist und entlang einer Mittenachse, die von dem Eingangsschlitz (40) versetzt ist, ausgerichtet ist und einen ersten Krümmungsradius auf weist;
einem ersten konkaven sphärischen Spiegel (60) mit einem Krümmungsra dius, der ungefähr zweimal so groß ist wie der des Beugungsgitters (50) und der in dem Gehäuse (30) versetzt von der Mittenachse in einer ersten Rich tung angeordnet ist, wobei der Krümmungsmittelpunkt des ersten Spiegels (60) mit dem Krümmungsmittelpunkt des Beugungsgitters (50) zusammen fällt;
einem zweiten konkaven sphärischen Spiegel (70) mit einem Krümmungs radius, der ungefähr zweimal so groß ist wie der des Beugungsgitters und der in dem Gehäuse (30) auf einer Seite der Mittenachse angeordnet ist, die dem ersten Spiegel gegenüberliegt, und der mit seinem Krümmungsmittel punkt so ausgerichtet ist, so dass dieser mit dem Krümmungsmittelpunkt des ersten Spiegels (60) und des Beugungsgitters (50) zusammenfällt;
einer Vielzahl von beabstandeten linearen Bilddetektoren, die entlang der Brennebene des ersten und zweiten Spiegels beabstandet zueinander ange ordnet sind, um die optische Energie, die durch die ersten und zweiten Spiegel reflektiert wird, aufzunehmen; und mit
einem Analysator, der mit den Detektoren verbunden ist, um die Spektral information, die durch die Detektoren ermittelt wird, zu analysieren.

19. Spektrometer nach Anspruch 18, bei welchem die Vielzahl von linearen Bilddetektoren mindestens einen Detektor umfasst, der in dem Gehäuse (30) auf einer Seite des Eingangsschlitzes (40) angeordnet ist, und wenig stens einen Detektor der in dem Gehäuse (30) auf einer gegenüberliegenden Seite des Eingangsschlitzes (40) angeordnet ist.

20. Spektrometer nach Anspruch 19, welchem ein Paar von beabstandeten De tektoren in dem Gehäuse (30) auf gegenüberliegenden Seiten des Eingangs schlitzes (40) angeordnet sind.

21. Spektrometer nach Anspruch 20, bei welchem das Gehäuse (30) durch ein Gehäuse mit Seitenwänden, einem Boden und einem entfernbaren Deckel definiert ist, und bei welchem das Beugungsgitter (50) an einer Steuerposi tionierung auf dem Boden angeordnet ist.

22. Spektrometer nach Anspruch 21, bei welchem der Krümmungsradius des Beugungsgitters ungefähr 225 mm ist.

23. Spektrometer nach Anspruch 22, bei welchem die Spiegel jeweils einen Krümmungsradius von ungefähr 450 mm aufweisen.

24. Spektrometer nach Anspruch 23, bei welchem der Eingangsschlitz (40) in einer Wand des Gehäuses (30) gebildet ist, und zwar ungefähr 25 mm ver setzt vom Krümmungsmittelpunkt der Spiegel.

25. Spektrometer nach Anspruch 24 mit einer einstellbaren Befestigungsklam mer für das Beugungsgitter (50).

26. Spektrometer nach Anspruch 25 mit einer einstellbaren Befestigungsklam mer zur Anordnung eines jeden der Detektoren auf dem Boden des Gehäu ses (30).

27. Spektrometer nach Anspruch 26 mit einer einstellbaren Befestigungsklam mer zur Anordnung eines jeden der Spiegel an einer Wand des Gehäuses (30).