DE2026734A1

DE2026734A1 - Selbstabgleichendes Zweistrahl Spectrophotometer

Info

Publication number: DE2026734A1
Application number: DE19702026734
Authority: DE
Inventors: Michael Burton Cambridge Cambridgeshire Wilkinson (Großbritannien) GOlj 3 00
Original assignee: Pye Ltd
Current assignee: Pye Electronic Products Ltd
Priority date: 1969-07-18
Filing date: 1970-06-01
Publication date: 1971-02-04
Also published as: DE2026734C3; FR2056221A5; US3658422A; JPS4923797B1; GB1283241A; DE2026734B2

Description

-I*. 6. W?RUH«»!! München, den - 1, Juni !970

SS P 287

WJdvnrr.ayersirif· 4f Pye Limited in Cambridge, Cambridgeshire, Großbritannien Selbstabgleichendes Zveistrahl-Spectrophotometer

Die Erfindung betrifft ein selbstabgleichendes Zveistrahl-Spectrophotometer mit zwei Meßbereichen, das im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich des Spectrum verwendbar ist.

In derartigen Zveistrahl-Spectrophotometern irird ein von einer Lichtquelle oder dem Austrittsspalt eines Monochromator ausgehender Lichtstrahl abwechselnd durch zwei Lichtvege geleitet, und zwar einmal durch eine Zelle, die ein Bezugsmaterial enthält, und das zweite Mal durch eine entsprechende Zelle, die das zu prüfende Material enthalt. Das Licht aus beiden Strahlen vird auf einen gemeinsamen Wandler gerichtet, dessen Ausgangsspannung verstärkt vird, Wenn der in der Prüfzelle absorbierte·Lichtanteil von dem in der Bezugszelle absorbierten Lichtanteil abweicht, enthalt die Ausgangsspannung des an den Wandler angeschlossenen Verstärkers eine Wechselatromkomponente· In einem

.-■■■ -2-

Dr.Hk,Du. 0000067131*

selbstabgleichenden Photometer vird diese Wechselstromkomponente verwendet, um einen Stellmotor anzutreiben, der seinerseits die Lage eines optischen Abschwächers in einem der beiden Strahlengänge derart steuert, daß die vom Wandler über die PrüfζelIe und die Bezugszelle empfangenen Lichtmengen gleich groß werden. Wenn dies erreicht ist, verschwindet die Wechselstromkomponente am Ausgang des Wandlers und der Stellmotor bleibt stehen« Der Abschwächer ist mit einer Anzeigevorrichtung gekuppelt, z. B. mit einem Voltmeter oder einem Tintenschreiber, der so geeicht ist, daß er die Stellung des Abschwächers im Lichtstrahl anzeigt.

Wenn z. B. die PrüAelle eine in einem Lösungsmittel gelöste Substanz und die Bezugszelle das reine Lösungsmittel enthält, hängt die anfängliche Amplitudendifferenz zwischen dem Prüfstrahl und dem Bezugsstrahl am Eingang des Wandlers dann, wenn der optische Abschwächer ausgeschaltet ist, allein von der Absorption im Prüfmaterial ab. Wird der Abschwächer dann in den Bezugsstrahl eingeführt und so verstellt, daß die beiden Intensitäten einander gleich sind, so ist die am Anzeigegerät ablesbar· Stellung des Abschwächers ein Maß für die von dem Prüfmaterial hervorgerufene Absorption.

Der Abschwächer besteht z. B. aus einer oder mehreren Blendenj die in ein Metallblech eingeschnitten oder eingeltst sind

Ü09836/1334

und die Form von Schlitzen veränderlicher Breite haben· Der AbschwHcher ist dann senkrecht sum Lichtweg verschiebbar» so daß der Lichtstrahl für verschiedene itellungen des Ab» schwächers auf Stellen mit verschiedenen Schiitsbreiten fällt. Die Beziehung sirischen Schlitzbreite und Schlitzverschiebung in Längsrichtung (Schlitzlänge) hängt von der Funktion ab, deren Registrierung gewünscht wird· Im allgemeinen soll entweder die Durchlässigkeit T oder das Absorptionsvermögen A der betreffenden Substanz registriert werden. Die Durchlässigkeit istfiJs verhältnis der Intensität des durchgelassenen Lichtes zu derjenigen des einfallenden _t Lichtes definiert (T * i/I )» während das Absorptionsvermögen A mit der Durchlässigkeit T durch folgenden Ausdruck zusammenhängt: A ■ -1Og₁₀T. Wenn der Abschwächer eine lineare Beziehung zwischen Schiitζbreite und Schlitzlänge aufweist» ist die Abschwächerstellung für Abgleich zwischen Prüfstrahl und Bezugsstrahl eine lineare Funktion der Durchlässigkeit, während ein Abschwächer, bei dem die Beziehung zwischen Schlitzbreite y und Schlitzlänge χ die Form y ■ a antilog bx hat (a und b,konstant), eine lineare Beziehung zwischen Abschwächerstellung und Absorptionsvermögen ergibt»

Zur selbsttätigen Aufzeichnung der gewählten Funktion (Durchlässigkeit oder Absorptionsvermögen) der prüfsubstanz als Funktion der Wellenlänge dient z. B, ein Tintenschreiber, dessen Feder unmittelbar mit dem Abschwächer verbunden ist und dessen papierantrieb mit dem Monochromator verbunden ist«

009886/1394 ' -

_ 4 —

Zur Verbesserung der Meßgenauigkeit ist es bekannt, in -jedem der beiden Strahlengänge einen Abschwächer vorzusehen (britische Patentschrift 962 735)· Die beiden Abschwächer sind hierbei derart miteinander gekuppelt, daß die Abschwächung jeweils im einen Strahlengang erhöht und im anderen Strahlengang verringert wird.

Für allgemeine chemische Zwecke verwendet man meistens ein Spectrophotometer, bei dem sich der Meßbereich des Absorptionsvermögens A von AaO bis A = 1 erstreckt. Es kommt aber vor, daß die Einzelheiten schwacher Absorptionsbaden in diesem Falle schwer zu erkennen sind. Auch ist es bei bestimmten Aufgaben, z. B. biochemischen Analysen, erforderlich, verhältnismäßig geringe Aenderungen des Absorptionsvermögens zu messen. In diesen Fällen ist es erwünscht, das Spectrophotometer mit zwei Meßbereichen auszustatten, z. B., einem Grobbereich, in dem das Absorptionsvermögen A ■ 1 einem vollen Sealenausschlag entspricht, und einem Feinbereich, bei dem der volle Sealenausschlag des Tintenschreibers dem Absorptionsvermögen A » 0,2 entspricht«

Es ist vorgeschlagen worden, zur Meßbereich-Umschaltung ein Wechselgetriebe zwischen dem Abschwächer und den Tintenschreiber vorzusehen« Im einen Uebersetzungsverhältais entspricht der volle Ausschlag des Tintenschreibers einer vollen Verschiebung des Abschwächers, während im anderen ·

—5— 009886/1394

üebersetzungsverhältnis ein Vollausschlag des Tintenschreibers bereits eintritt, wenn der Abschwächer um einen Bruchteil seines Gesamtbereiches (z. B. ein Fünftel) verstellt wurde· In diesem Falle werden aber die Einflüsse aller Abweichungen von der vorgeschriebenen Funktion zwischen . Abschwächerstellung und Absorptionsvermögen Im Pein-Bereich entsprechend vergrößert. Auch Fehler infolge mechanischer Unvollkommenheiten des Wechselgetriebes sind bei Betrieb im Feinbereich größer» Aus diesen Gründen sind die im Feinbereich aufgezeichneten Absorptionsspectren mit

Im

größeren Fehlern behaftet, als dieiGrobbereich aufgezeichneten Absorptionsspectren·

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstabgleichendes Zweistrahl-Spectrophotometer der beschriebenen Art bereit-, zustellen, bei dem die Absorptions-Spectren in beiden Meßbereichen Genauigkeiten gleicher Größenordnung aufweisen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der im einen Strahlengang angeordnete Abschwächer einen Schwächungsbereich M und der im anderen Strahlengang angeordnete Abschwächer einen größeren Schwächungsbereich N besitzt, daß der eine Abschttcher unmittelbar mit dem Nachstellmotor verbunden ist und daß der andere Abschwächer von einem Meßbereichswähler in dessen einer Stellung festgehalten wird und in dessen anderer Stellung derart mit dem ersten

003886/1394

Abschwächer gekuppelt wird, daß beide Abschwächer im entgegengesetzten Sinne verstellt werden.

Vorzugsweise wird der zweite Abschwächer im einen Meßbereich in derjenigen Stellung festgehalten, in welche er möglichst wenig auf den Strahlengang einwirkt. In diesem Falle wirkt also nur der Abschwächer im anderen Strahlengang und ergibt einen Meßbereich M des Absorptionsvermögens. Sind dagegen die beiden Abschwächer miteinander gekuppelt, so ist der gesamte durchlaufene Meßbereich des Absorptionsvermögens M + N. In jedem Falle wird das Absorptionsvermögen durch die Verstellung des ersten Abschwächers angezeigt.

Die Abschwächer lassen sich bequem mechanisch verstellen. Der erste Abschwächer kann mechanisch oder in anderer Weise mit einem Tintenschreiber verbunden sein, der je nach der Stellung des Bereichswählers die Meßergebnisse im einen oder im anderen Meßbereich aufzeichnet· Irgendwelche Uebersetzungsverhältnisse verden bei der Meßbereichsumschaltung nicht verändert«

Vorzugsweise sind die beiden Abschwächer, die in der oben beschriebenen Weise als Schlitze veränderlicher Breite ausgebildet sind, auf Schlitten montiert, die elektromagnetisch miteinander gekuppelt w@rd«a können«, Dadurch

009886/13

.■■■■- 7 -

kann der Meßbereichsumschalter elektrisch ausgebildet werden. Auch zum Festhalten des zweiten Abschwächers in der Ruhelage können elektromagnetische Mittel dienen· So besteht der Meßbereichsumschalter aus einem einfachen elektrischen Schalter für die entsprechenden elektromagnetischen Kupplungen· Beim Umschalten vom Peinbereich zum Grobbereich müssen die beiden Abschwächer in übereinstimmende Stellungen gebracht verden, um gekuppelt zu werden können· Beim Umschalten vom Grobbereich zum Feinbereich muß dagegen der zveite Abschwächer (Grobabschwächer) in der Ruhelage festgestellt werden· Vorzugsweise sind Vorkehrungen getroffen, um diese Bewegungen der Abschwächer selbsttätig durchzuführen.

Hierzu hat der Meßbereichsumschalter vorzugsweise eine nicht einrastende Mittelstellung, in der beim Uebergang von der einen in die andere Endlage ein Stromkreis geschlossen wird, durch den der Stellmotor so angetrieben wird, daß der zweite Abschwächer in seine Ruhelage überführt wird, bzw. der erste Abschwächer in diejenige. Lage gebracht wird, in welcher er mit dem zweiten Abschwächer gekuppelt werden kann· Wenn die Ruhelage des zweiten Abschwächers die minimale Abschwächung bedeutet, wird hierzu der erste Abschwächer in die Stellung der maximalen Abschwächung gebracht· Dadurch wird beim Betätigen des Meßbereichsumschalters selbsttätig die richtige Einstel-

-8-009886/1394

2016734

-B-

lung der Abschwächer bewirkt. Da die Zwischenlage unter' Umständen rasch durchlaufen wird, ist vorzugsweise ein Relais mit Selbsthäitekreis öder Virlögeriem Abfall vorgi-' sehen, um den erwähnten Stromkreis so laiige geschlossen zu halten« bis die Abschwächer lh die gewünschte Lage gelangt iind· Vorzugsweise wird auch ein ähnliches Signal selbsttätig erzeugt ι vrmn das Gerät in Betrieb genommen vird,

Bit: Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben.. Hierin sihdt

Fig. 1 eine schemätische Darstellung des Prinzips eines Spectrophotometers gemäß der Erfindung;

Fig· 2 eine Vorderansicht desselben; Fig« 3 eine Rückansicht desselben

und Fig. 4 eine Schnittdärstellung der Absehwächeräfcordnung.

Gemäß Fig* 1 tritt das iiicht von der iiicht<jueile 1 in einen Monochromator 2 ein. Ein «onochromatischer Lichtstrahl verläßt den Monochromator und gelangt auf einen Strahlenteiler 3. Dieser besteht z« B, aus einer rotierenden Scheibe mit abwechselnden durchlässigen und reflektie-

009886/1394 ~⁹~

« 9 —

renden Sektoren, die in einem Winkel zum einfallenden Strahl angeordnet ist. Fällt der Lichtstrahl auf einen durchlässigen Sektor» so verläuft er geradlinig veiter, wird aber abgelenkt, wenn er auf einen reflektierenden Sektor fällt. Im Weg des reflektierten Strahls befindet sich ein fest angeordneter Spiegel, der den reflektierten Strahl parallel zum durchgelassenen Strahl weiterleitet* Hinter dem Strahlenteiler 3 ergeben sich, somit zwei parallele, abwechselnd durchlaufene Lichtwege·

Der erste dieser beiden Lichtstrahlen (Beaugsstrahl) geht durch einen optischen Abschwächer 4 und eine Bezugszelle zu einem Strahlenvereiniger 8, während der zweite Lichtweg (Prüfstrahl) über einen optischen Abschwächer 6 und die PrüÄtJfcle 7 ebenfalls auf den Strahlenvereiniger 8 fällt.

Der Strahlenvereiniger 8 enthält z. B. eine Anzahl derart orientierter Spiegel, daß der Bezugsstrahl und der Prüfstrahl gemeinsam auf einen Lichtwandler 9 (z, B. eine Photovervielfacher-Röhre) fallen.

Berücksichtigt man für's erste die Abschwächer 4 und 6 nicht, so sind offenbar bei gleicher Absorption in den beiden Zeilelrfdie auf den Wandler 9 fallenden Lichtmengen aus dem Bezugsstrahl und dem Prüfstrahl gleich

-10-00 9886/1394

- ίο - ■

groß, so daß am Ausgang des Wandlers 9 eine konstante Gleichspannung auftritt. Zum Vorabgleich in diesem Sinne dient ein von Hand einstellbarer Abschwächer 10 im Bezugsstrahl ·

Wie erwähnt, vird in die Bezugszelle 5 ein reines Lösungsmittel und in die Prüfzelle 7 eine Lösung der zu untersuchenden Substanz in dem betreffenden Lösungsmittel eingefüllt· Dann rühren Intensitätsunterschiede der beiden parallelen Strahlen am Eingang des Wandlers 9 allein von der Lichtabsorption im Prüfmaterial her, da alle übrigen Absorptionen in den beiden Strahlen einander gleich sind und sich gegenseitig aufheben»

Bei einer Verschiebung des Gleichgewichts infolge der Lichtabsorption in der Prüfsubstanz kann das Gleichgewicht entweder dadurch wieder hergestellt werden, daß die Schwächung im Prüfstrahl mittels des Abschwächers 6 verringert wird, oder dadurch, daß die Schwächung im Bezuggstrahl mittels des Abschwächers 4 erhöht wird· Durch gleichzeitige Verringerung der Abschwächung im Prüfstrahl und Erhöhung der Abschwächung im Bezugsstrahl läßt sich eine stärkere Gleichgewichtsverschiebung kompensieren·

Im vorliegenden Fall· wird zwecks Abtastung eines Feinmeßbereiches, der für die Messung des Absorptionsver-

:■ .- ...,".■'/■■■ ■ -¹¹-

0 0 9886/1394

- Ii -

mögens im Bereich A « O bis A = 0,2 geeignet ist, der Abschwächer 6 allein verstellt, während der Abschwächer von einer elektromagnetischen Bremse 11 in seiner Stellung minimaler AbschwÄchung festgehalten wird. Sin Qrobbereich mit den Grenzen A « 0 und A « 1,0 vird durch gleichzeitige Betätigung der Abschwächer 4 und 6 durchlaufen, wobei dies« dann mittels einer elektromagnetischen Kupplung 12 verbunden sind. Die Bremse 11 bzw» die Kupplung 12 werden «reiter unten an Hand der Fig« 2 im einzelnen beschrieben.

Bei mangelndem Abgleich «wischen den Lichtintensitäten der beiden parallelstrahlen am Eingang des Wandlers 9 erscheint am Ausgang des Wandlers eine Wechselstromkoepohente, die im Verstärker 13 verstärkt wird· Das Ausgangssignal des Verstärkers 13 treibt einen Stellmotor 14, der mit dem Abschwächer 6 und auch mit der Schreibfeder 15 eines Tintenschreibers 16 getrieblich verbunden ist« Der papierantrieb des Tintenschreibers 16 ist mit der Wellenlängrenverstellung des Monochromator« 2 getrieblich verbunden.

Der Stellmotor 14 verschiebt den Abschwächer 6 so, daß die optischen Amplituden der beiden Strahlen am Eingang ' des Wandlers 9 gleich groß bleiben und damit der Ausgangswechselstrom des Wandlers 9 verschwindet. Der Tinten-

009886/1394

ORlGiNALiNSPECTED

Schreiber 16 registriert die Abschwächerstellung in Ab- ' hängigkeit von der Wellenlänge· Da die Abschwächer 6 und 4 so ausgebildet sind, daß sie eine lineare Beziehung /·.. zwischen Abschwächerstellung und Absorptionsvermögen der Prüfsubstanz ergeben, gilt die Registrierung gleichzeitig für die Abhängigkeit des Absorptionsvermögens von der Wellenlänge.

Der Meßbereichsumschalter 17 wird nach der Abschwächer-Anordnung beschrieben·

Wie Fig. 2 bis 4 zeigen, bestehen die Abschwächer 4 und 6 aus lurvenschlitzen, die aus Metallblech ausgeschnitten oder ausgeätzt sind. Sie sind auf Schlitten 22 und 23 zur Bewegung quer zu den Strahlrichtungen montiert*

Di« Schlitten 22 und 23 sind im wesentlichen gleich aufgebaut und besitzen je Rollen 24, die auf der Schiene 25 ruhen, und Rollen 26, die auf der Schiene 27 ruhen. Die Rollen 26 werden durch Zugfedern 28 fest gegen die Schiene 27 gedrückt, wodurch auch die Rollen 24 in Anlage an der Schiene 25 gehalten werden. ,· -

Die Schienen 25 und 27 sind in Böcken 29 parallel zur Oberfläche einer Grundplatte 30 befestigt, die ihrerseits in dem Instrument in einer zu den Strahlrichtungen senk-

Ov- ■ -13- '

009886/1394

■■■'.- 13 ~

rechten Ebene angeordntt und mit tine» Fenster 3I versehen ist, durch das die Strahlen durchtreten können*

Auf der Rückseite der Platt* 30 sind Seilrollen 32* 33 und 34 montiert« über die ein nicht dehnbares Seil 35 verläuft, das mit einem Stellmotor 36 verbunden ist« Der Stellmotor 36 wird von der Intensitätsdifferenz der beiden Lichtstrahlen am Wandlereiηgang gesteuert« Das Seil 35 lit an einem Bock 37 befestigt, der von der Rückseite des Schlittens 22 durch das Fensttr 31 nach hinten ragt« Der Schlitten 23 ist nicht mit dem Seil 35 verbunden»

An einem Fortsatz des Schlittens 22 an der dem Schlitten 23 zugekehrten Seite desselben ist ein weichmagnetisches Stück 38» z* B* Weicheisen, befestigt« An einem dem Schlitten 22 zugekehrten Fortsatz des Schlittens 23 ist ein Elektromagnet befestigt, der aus einer Spule 39 mit einen Weicheisenkern 40 besteht· Das Bisenstück 38 und der Bisenkern 40 sind so an dem betreffenden Schlitten befestigt, daß bei Berührung ihrer einander zugekehrten Flächen die Abschwächer 4 und 6 den richtigen Abstand zur gleichzeitigen Wirksamkeit im Prüfstrahl und im Bezugs strahl haben« Die Teile 38, 39 und 40 bilden zusammen die elektromagnetisch« Kupplung la«

Am Schütten 23 ist ein Weicheisenstück 41 befestigt,

«14-00 9 8 8 6/13 9 4

ORIGINAL INSPECTED

während in der platte 30 iin Elektromagnet, bestehend aus. einer Spul« 42 und einem Weicheisenkern 43, befestigt ist» Das Eiiemtück 41 und der Eisenkern 43 sind so angeordnet, daß bei Berührung ihrer einander zugekehrten Flächen der Schutt·» 23 so steht, daß der Abschwächer 4 di« kleinsteögliche Schwächung den Bezugsstrahles erzeugt. Die Teile 41, 42 und 43 bilden zusammen die elektromagnetische Bremse

Wenn das Veicheisenstück 38 den Eisenkern 40 berührt und durch die Spul« 39 «in elektrischer strom passender Stärk« IHeBt₁ während die Spule 42 stromlos ist, sind die Schlitten 22 und 23 offenbar magnetisch miteinander gekuppelt. Der Stellmotor kann dann beide Schlitten 22 und Jj3 in derjenigen Sichtung verschieben, in der sich die Intensitätsdifferenz der beiden Lichtstrahlen verringert, bis die Ausgangsspannung des Wandlers 9 abgeglichen ist.

Befindet sich dagegen das Weicheisenstück 41 in Berührung Mit d«M Eisenkern 43, während die Spule 42 erregt und die Spule 39 stromlos ist« so ist der Schlitten 23 in der Stellung der kleinsten Abichvtchung magnetisch i**tgm* halten und nicht mit dem Schlitten 22 gekuppelt* Der itell Motor kann dann den Schlitten 23 allein derart verschieben, daß der Abgleich am Wandler erreicht wird·

009886/1394

ORIGINAL SNSPEGTED

Es muß dafür gesorgt werden, daß bei einer Meßbereichs- · umschaltung die Schlitten in richtiger gegenseitiger Lage sind, um das Eingreifen der elektromagnetischen Feststellvorrichtungen zu ermöglichen. Beim Umschalten vom Grobbereich zum Feinbereich reicht es also nicht aus» nur die Spule 42 zu erregen und die Spule 39 abzuschalten« Der Schlitten 23 muß auch in seine äußerste linke Stellung (Fig. 2) gebracht werden, um das Eisenstück 41 in Berührung mit dem Eisenkern 43 zu bringen, damit der Schlitten 23 in der Stellung geringster Abschwächung magnetisch festgestellt verden kann« Ebenso nuß beim Umschalten vom Feinbereich zum Grobbereich das Eisenstück 38 in Berührung mit dem Eisenkern 40 gebracht werden, um die Kupplung zwischen den Schlitten 22 und 23 zu bewirken.

Diese Anforderungen werden dadurch erfüllt, daß beim ersten Einschalten des Instruments und bei jeder Betätigung des Meßbereichsumschalters der Stellmotor vorübergehend mit einem Signal beaufschlagt wird, das die vom Wandler kommenden Signale überwindet und bewirkt, daß der Stellmotor den Schlitten 22 in seine äußerste linke Stellung (Fig. 2) verschiebt, sowie gegebenenfalls auch den Schlitten 23 .nach links schiebt, so daß sowohl, das. Eisenstück 41 in Berührung mit-dem Bisenkern 43^*ls-auch,das Eisenstück 38 in Berührung mit dem JSiscnkern/ 4,0

-16-0 0 9 8 8 6 / 1 3 9 L

Nach den Aufhören dieses vorübergehenden Signals treibt der ttell*otor entweder die Schlitten 22 und 23 zusammen oder den Schlitten 22 allein in die Abgleichstellung» je nachdea ob die Spule 39 oder die Spule 42 erregt ist·

line Schaltung zur Ausführung dieser Meßbereichsumschaltung ist. in Pig· 1 in den gestrichelten »echteck 17 dargestellt.

Die Wechselspannung wird von Netz über den Hauptschalter

50 einen Netzgerlt 51 zugeführt, das die verschiedenen Betriebsspannungen für die Teile des Instrument« liefert. Dazu gehurt insbesondere die Gleichspannung für den Betrieb der llektrowagnetspulen 39 und 42·

Der Melbereichsunschalter 52 ist ein dreipoliger Doppelschalter, bei den die für den Mittleren Pol vorgesehene laste entfernt wurde, so d*ß der Schalter entweder in die erste oder in die dritte Stellung gebracht werden kann, durch die Mittelstellung dagegen ohne Anhalten hindurchgeht.

Der Schaltkontakt der einen HSIfte 52a des Umschalters ist mit dem negativen Pol der erwähnten Betriebsgleichspannung verbunden« Eine Klemme der Spule 42 ist mit dem ersten Festkontakt und eine Klemme der Spule 39 mit dem dritten Festkontakt der SchalterhSlfte 52· verbunden· Die anderen

-17-"

0 0 9886/ 139 I*

- i7 -

Klemmen der Spülen 42 und 39 sind an den posititfih Pöi der Betrieb*spannung angeschlossen. Somit ist in dür ersten (iinken) Stellung des Schalters 52 die Spti^i« 42 und in der dritten (rechten) Stellung die Spul· 3Si erregt« wi« es der Betrieb des Instruments im feii**c fciw« im groben Meßbereich erfordert·

In der linken Schalterhälfte 52b ist der Mit tehk on talc t an die positive Betriebsspannung angeschlossen, während das bewegliche Eontaktstück mit einer Klemnie der Betätigung swicklung eines Relais 53 verbunden ist. Die andere Klemme dieser Wicklung ist an den negativen Pol der Be-; triebsspannung angeschlossen. Beim Umschalten vo» feinen zum groben Meßbereich und umgekehrt wird jeweils das Relais 53 kurzzeitig erregt, wenn das Kontaktstück der Schalterhälfte 52b die zweite Stellung durchläuft. Ein parallel zur Wicklung des Relais 53 gelegter Kondensator 54 bewirkt einen verzögerten Abfall des Relais nach der unterbrechung des Schaltkontaktes·

line Sekundärwicklung 55 des Netζtransformator* im Netzgerät 51 liefert «ine Wechselspannung, die über den Arbeitskontakt 56 des Relais 53 einem zweiten Eingang des Verstärkers 13 zugeführt wird, A&plitude und Phase dieser Wechselspannung rtiahea aus, um «in vom Wandler 9 herkommend·* lignal zu überwinden und den Stellmotor 14 bis

009886/139 4 ,· .

BAD ORiQlNAt

zur Öreiiäe däi- ¥§r$" teiiBef iiils dei iSeiilittens ää ärizU-treiben* so diÖ die iiseiisi:Üefc-iV38 ■ üril 4i fn Berührung' mit den iisehfcernefc 42 und 4Ö ieömmeniDie eri&hfrie span^ün^ tird deni V^rsfcirfeeii %$ M§ έύ länge züg^ltihrt ^ iii der iöntikt- 36 g**giii8Iäeii IiI. - ■ ■ "' "■ ■ '^:

Bin Triiiiiste W ist ifiii sisiiielü ^öiiiletör ari die tf des Relais 53 und mit seinel iiniiti-er üiJer einen Widerstähd 5Ö *n die positive Qleiöhifannurig ängtsciilösseiii Öie Basiis des Transistors 57 ist üfeef deiö Widerstand 59 mit dem po-* sitiven Pol der Sleicnspannuhg verbunden, während ein Kondensator 60 zvisehen der Basis und dem negativen pol liegt.

Wenn das Instrument'normal arbeitet, ist der Kondensator 60 auf das positive Potential aufgeladen und der Transistor 57 ist gesperrt. Wenn das Instrument' äüsgescHäitet wird\'i entlädt sich der KondeHsator 60^ Unmittelbar'naeh dem Wiedereinschalten iiiiirfe dei Trihsistör 27 Strom^ bis daö Pötiihtiai am rondenSatöi* 60 so #eit ärigestiegert iet, dai der Transistor sperrt* Dez* Ström düiö'li den transistor 57 erregt d*s Relais 53« der Kontakt 06 wird geschlossen und die Wechselspannung von der SekundRrvicklung 55 gelangt erneut auf den Verstärker 13, um die Schlitz« in ihre Qrenzläge tu

stellen.

009886/1394

- X9 -

Das Instrument kann anfangs geeicht werden, indem dit Zellen 5 und 7 herausgenommen oder beide Mit einer Bezugssubstans gefüllt werden. Dann wird der Abschwlcher IO so verstellt, daß die Anordnung abgeglichen ist, wenn •ich Abschwlcher 4 in der Stellung Maximaler Abschwlchung und Abschwlcher € in der Stellung minimier Abschwtchung ■ befindet, d. h. die Schlitten 22 und 23 in der äußersten linken Stellung der Fig. 2 stehen« Gleichzeitig wird die.. ^ Feder 15 auf die Linie des Registrierstreifens eingestellt, die dem Absorptionsvermögen Null entspricht.

In der beschriebenen Ausffihrungsfor* befindet sich der Feinbereich-Abschwlcher 6, der unmittelbar von Stellmotor angetrieben wird, im ^rUfstrahl und der damit kuppelbare Abschwächer 4 im Bezugsstrahl· Is wir· genau so gut möglich, den Abschwftcher € in den Bezugsstrahl und den Abschwlcher in den Prüf strahl einzufügen. Xn diesem Falle wire der Vorabgleich so durchzuführen, das Abschwlcher 6 in der Stellung maximaler Schwlchung und Abschwlcher 4 in der Stellung minimaler Abschw&chung steht«

Die Blendenöffnungen der Abschwlcher 4 und 6 sind so geformt, daß das Absorptionsvermögen A als lineare Funktion der Wellenlänge oder Wellenzahl registriert wird. Durch andere Ausbildung des Blendenverlaufs lassen sich andere Funktionen, z. B. die Durchllssigkeit T, als lineare Funktion der Wellenlänge aufzeichnen. 009886/1394

BADORJÖiNAL

Claims

tu ta » *■»■■ tM m

«Μ" ate «a> ωβ - <ae ct «3=· φβ -in»- '<ua (ta»'-_:

Selbstabgleichend «s awei Meßbereiche»«, bei ging« «ia in Abhängigkeit tösj ^gs» 2atcaasitatoäiJ?foreas der btidta - Strahlea-am Siagaaf.©iaes

"daß der «ine*

\ma dtr andere Ab schwäche?

bereich N besitzt» dna der ex^te Ibsciiwicfeei (6) mit- einem Stellmotor (14) irerbmud«» ist und" schwächer (4) in der «aiieiä wlhlers (58) £estgehalteß. unü in desselben derart mit wird, daß beide in sind _Φ

2# Spectrophotometer daß zum Festhalten dfts- zwei tea Ab&ckvMdkQt>5~ ein© Haltevorrichtung (41, 42, 43) di®at_e die d@a ÄbscMwlcMes» in. - einer Lage festhält» die in dem betreffenden Li<e!itstrahl ea1

3. Spectrophotometer gekennzeichnet durck eia@ &M%QigGW©T3?i®h,tvimg (l€) "flär die Verstellung des arstosi ()

009886/13 9. A

^i:; ORIGINAL IMSPECTED

4. Spectrophotometer nach einem d«r vorhergehenden Ansprüche,-

dadurch gekennzeichnet» daß die Abschwächer mechanisch . verschiebbar sind»

5· Spectrophotometer nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tintenschreiber (16) fest mit dem ersten Abschwächer verbunden ist«

6. Spectrophotometer nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschwächer aus einer Blende besteht, worin ein oder mehrere Schlitz· derart ausgebildet sind, das bei einer Verstellung der Blende quer zur Strahlrichtung das Licht auf Schlitzteile verschiedener Breiten f&llt*

7* Spectrophotometer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abschwächer auf Schlitten (22, 23) montiert sind und daß die beiden Schlitten mittels einer elektromagnetischen Kupplung (38, 39, 40) miteinander kuppelbar sind,

8. Spectrophotometer nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch eine elektrische Steuervorrichtung (52a) für die elektromagnetische Kupplung der beiden Absohwicher·

9. Spectrophotometer nach einem der Ansprüche 4 bis 3, gekenn« seichnet durch eine elektromagnetisch· Haltevorrichtung (41, 42, 43) für den zweiten Abschwächer in der vorbestimmten Lage* 009888/1394

• . ■.·■:- ■_■■ ■■■■-"■ ■ .-.■..■; »88-

. ■ ORIGfNAt D

«·» ISS

10* Sp«ctrophotei9®tes?

dadurch f«keiiaseieliBGi5o. daß, äss? Ifinscfcalt·? füg) nit gwci §£Q&3.ma§es b«id«a KtIlSiSi¹CJiASiI mBt Kümtoktma bbs⁵

f ©ü& U .w&ü

m im üi

9_$ aus sinern

13.· 8p«etröpliöt€?«isetejp madk •in· «eIbsftHti0G₈ tei Gt3?obb«reicli betltigtä© f©nwi© durch.

is ä^? sie

«•ibsttltif »weiten

-5<i)_e weldae d«a '■

Stellmaf teiagt, in

13» Spectroplietöaiete?

nicht

MaE¹SS el tig ois

•la·

ist awiiit

«Kd

ÖOSitS/ 13S4 2,2, nsiel 2,S

¹ (M) siss*

IMSPEGTEO

14. Spectrophotoeeter nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die vorübergehend gelieferte Betriebsspannung .SUt den Stellmotor den ersten Abechvtcher in die Stellung maximaler Lichtschvachung und den zweiten Abschwächer in die Stellung minimaler LichtSchwächung überführt.

15* Spectrophotcwieter nach Anspruch 13 oder 14 _r dadurch ge- ■· kennzeichnet, dft« ein !Relais (53) mit verzögerte« Akfall den Stroekrei» für die Lieferung der Betriebsspannung de» Stellmotors so lange geschlossen hSlt, bis die AbscbvXcfaer die gertinschte Endlage erreicht haben.

16. Spectrophotoneter nach eine» der Ansprüche 13 bis 15_t dadurch gekennzeichnet, daa die vorübergehende Betriebsspannung des Stellmotors die vom Vergleich der Licht-Intensitäten der beiden Strahlen herrührende Ausgangsspannung des Wandlers (9) überwindet und den zveiten Abschv&cher in die Lage minimaler Lichtschvächung überführt·

17. Spectrophotometer nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung (57, 60) zur selbsttätigen Erzeugung einer vorübergehenden Betriebsspannung, velche die Ausgangsspannung des Wandlers überwindet und den zveiten Abschwächer in die Lage minimaler Lichtschwächung überführt, venn das Spectrophotometer eingeschaltet wird·

0 0 9 8 8 6 / 1 3 S 4 Qr₁Qj_nA₁ inspected