DE2027450C - Sequentiell messendes Spektrometer - Google Patents

Description

5. Spektrometer nach den Ansprüchen 1, 2 30 hälLiisbildung der Meßwerte ist in der Spektral- und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betäti- analyse zur Verbesserung der Genauigkeit erwünscht gung der einschwenkbaren Blenden (Bj bis B₄) und auch üblich. 3. Das kontinuierliche Abfahren des programmgesteuert erfolgt. Spektrums zwingt dazu, die Sj. eMrallinien in der Reihenfolge zu messen, in der sie im Spektrum verteilt

35 sind, also in einer Reihenfolge, die im wesentlichen zufällig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein

Spektrometer der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich gegenüber herkömmlichen sequentiell 40 messenden Spektrometern durch eine wesentlich gesteigerte Genauigkeit des Ergebnisses der mit ihm

Die Erfindung betrifft ein sequentiell messendes, durchgeführten Analysen auszeichnet, wobei sich optisches Spektrometer mit photoelektrhcher Ams- jedoch ein eventuell zusätzlicher konstruktiver Aufwertung, wand in engen Grenzen halten soll.

Eines der Vorteile der Spektralanalyse ist die 45 Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch Schnelligkeit des Meßverfahrens. Man benutzt dazu ■ gelöst, daß jeder auszuwertenden Spektrallinie ein z. B. Spektrometer, die im optischen Spektralbereich eigener Austrittsspalt zugeordnet ist, daß die disperarbeiten, das heißt in dem Bereich, in dem man gierten Strahlen über fest angeordnete Spiegel auf optische Bauteile, wie Linsen, Spiegel, Prismen, einen einzigen fe&i angeordneten Photoempfänger Gitter usw., benutzen kann und bei denen das Meß- 50 lenkbar sind und daß in die Strahlen einschwenkbare prinzip auf der photoelektrischen Messung der Strah- Blenden vorgesehen sind, die die wahlweise Auslungsleistung von SpektraUinien eines Emissions- Wendung vor, Spektrallinien ermöglichen,
spektrums liegt. Solche Geräte heißen photoelektri- Diese erfindungsgemäße Anordnung weist keinerlei

sehe Emissions-Spektrometer. bewegte Teile auf, welche die Genauigkeit des Meß-

Die erwünschte schnelle Durchführung des Meß- 55 e gebnisses nachteilig beeinflussen könnten. Für jede Vorgangs wird unter anderem dadurch erreicht, daß zu messende Spektrallinie wird ein fest justierter die zur Messung benutzten SpektraUinien entweder Austrittsspalt vorgesehen. Die dem bisher bekannten gleichzeitig (simultan) oder in schneller Folge nach- sequentiellen Verfahren anhaftende Ungenauigkeit einander (sequentiell) gemessen werden. wegen der Justierung der Spalte auf die jeweilige

Beim simultanen Verfahren wird für jede zu 60 Spektrallinie wird dadurch gänzlich beseitigt. Desmessende Spektrallinie ein eigenes Empfängersystem gleichen ist das Empfängersystem fest angeordnet, so eingebaut, das aus einem auf diese Linie justierten daß auch von die-.er Seite keine Juslierungsarbeiten Spalt und einem photoelektrischen Empfänger be- mehr anfallen. Die sequentielle Messung der einzelsteht; häufig befindet sich zwischen Spalt und Emp- nen Spektrallinien wird durch eine sequentielle Ein/ fänger noch ein optisches Bauelement, wie Linse 65 Ausschaltung der dispergierten Strahlen durch die in oder Spiegel. diese einschwenkbaren Blenden bewirkt. Da für die

Beim sequentiellen Verfahren wird für alle Linien Genauigkeit der Messung im wesentlichen nur die nur ein einziges solches Empfängersystem benutzt, Genauigkeit der 5paltjustierung und der Justierunc

von Umlenkspiegeln maßgebend ist, ist die Bewe- optimieren. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung

gung der einschwenkbaren Blenden vollkommen un- ist in der Zeichnung dargestellt,

schädüch. Die erfindungsgemäße Anordnung weist Gemäß der Zeichnung wird aus einer analytischen

darüber hinaus den kostenmäßigen Vorteil auf, daß Entladung mittels eines Spaltes B ein Licritstrani r

sie grundsätzlich mit nur einem einzigen Photoemp- 5 ausgeblendet und auf ein Gitter G gencntet, öei

Fänger auskommt. bestimmten Anwendungsfällen kann an Meile des

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist weiter- Gitters G auch ein Prisma vorgesehen sein,

hin vorgesehen, daß die einschwenkbaren Blenden in Am Gitter G erfolgt eins Beugung und Reflexion

Einfällsrichtung der Strahlen gesehen hinter den des Lichtstrahles P unter Aufteilung in die dispergier-

Austrittsspalten angeordnet sind. Dadurch wird er- io ten Strahlen S₁, S₂, S₃ und S₄ bzw. in die einzelnen

reicht, daß für die Unterbringung dieser Blenden und Spektrallinien. Diese Strahlen S₁ bis S₄ treten durcn

ihrer Antriebsmechanismen genügend Raum zur Ver- Austrittsspalte F₁ bis F₄ hindurch. Letztere sind aut

fügung steht, da infolge des Schneidens der Strahlen die jeweiligen Spektrallinien justiert. In Richtung der

auf der Photokathode des Photoempfängers mit wach- einfallenden Strahlen gesehen hinter jedem ^P^i

sender Entfernung von dem Photoempfänger der i₅ bis F₄ befindet sich je ein .piegelsystem M₁ bis M₄,

für die einschwenkbaren Blenden zur Verfugung ste- die das Licht aus den zugehörigen Spalten F₁ bis b₄

hende Raum im Spektrometer größer wird. auf einen der beiden (durch die Justierung der Spie-

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung gelsysteme M₁ bis M₄ vorher festgelegten) Pnoto-

sind zwei Photoempfänger vorgesehen. Auf diese empfänger abgebildet. Es werden Photoempfanger

Weise ist eine Parallelmessung zweier Spektrallinien ao mit Photokathoden verwendet, bei denen die Andf-

mit anschließend·: Verhältnisbildung möglich. Diese rung der Empfindlichkeit über die Photokathode

gleichzeitige Messung zweier Spektrallinien mit Ver- vernachlässigbar ist. Vor jedem Spiegelsystem M₁

hältnisbildung der Meßwerte dient (wie erwähnt) der -bis M₄ ist je eine in die dispergierten Strahlen S_x

Steigerung der Genauigkeit des Meßergebnisses. Auch bis S₄ einschwenkbare Blende B₁ bis B₄ angeordnet,

in diesem Fall besteht noch ein eindeutiger Kosten- 35 die von je einem Elektromagneten (nicht dargestellt)

vorteil gegenüber vergleichbaren simultan arbeiten- zwischen zwei Stellungen so bewegt werden können,

den Spektrometern mit ihrer Vielzahl von Photo- daß sie den Strahlengang der dispergierten Strahlen

empfängern. entweder unterbrechen oder freigeben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vor- Obwohl das erfindungsgemäße Spektrometer mit

gesehen, daß die einschwenkbaren Blenden elektro- 30 besonderem Vorteil als Emissions-Spektrometer Ver-

magnetisch betätigbar sind. Ein solcher Antrieb is' wendung findet, kann es auch als Atomabsorptions-

konstruktiv gesehen vergleichsweise einfach und er- Spektrometer ausgeführt werden,

fordert praktisch keine Wartung. Die Abbildung des Gitters G auf den Photokatho-

Die Anordnung dieses elektromagnetischen An- den und die homogene Empfindlichkeit dieser Phototriebs erbringt gleichzeitig die Voraussetzung für eine 35 kathoden erlauben eine bauliche Vereinfachung des programmgesteuerte Betätigung der einschwenkbaren erfindungsgemäßen Spektrometers, die in der Mog-Blenden. Hierdurch können auch räumlich weit lichkeit der Verwendung von Spiegeln gleicher Brenn-/oneinan-er getrennte Spektrallinien ohne Zsitver- weite und gleicher Abmessungen besteht,
.ust durch Betätigen der entsprechenden einschwenk- Wie erwähnt, wurde vorstehend ein Ausfunrungsbaren Blenden angewähl, werden, und außerdem kann 40 beispiel erläutert. Selbstverständlich ist es möglich, man Spektrallinicii in jeder beliebigen Reihenfolge erfindungsgemäße Spektrometer mit Bauelementen auswählen. Dies ist besonders deshalb günstig, weil zur Messung sehr vieler Spektrallinien zu versehen, im zeitlichen Verl.-uf einer Analyse bekanntermaßen Ein weiterhin bevorzugtes Gerät ist z. B. zur Mesjede Spektraiiinie zu einem bestimmten Zeitpunkt sung von 72 Spektrallinien (64 Analysenhnien und am günstigsten meßbar ist und infolgedessen jede 45 acht Referenzlinien) ausgelegt. Für die Photoempfän-Linie zu ihrem günstigsten Zeitr unkt gemessen wer- ger gilt hierbei wieder folgendes: Bei einem Simultanden kann. Das Programm, nach dem die Spektral- gerät müßten im Falle der Vollbesetzung 72 Photolinien angewählt werden, kann gleichzeitig andere empfänger eingebaut werden, im erfindungsgemaßen Größen, z. B. Anregungsparameter, anwählen, die sequentiell messenden Spektrometer dagegen immer die Messung mit der betreffenden Spektrallinie jeweils 50 nur zwei Photoempfanger.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

mit dem weiteren Unterschied, daß dieses Empfänger-Patentansprüche: system bewegbar angeordnet ist und von einer zu messenden Spektrallinie zur anderen gefahren wird.

1. Sequentiell messendes optisches Spektra-' Der Vorteil des simultanen Verfaarens besteht meter, dessen dispergierte Strahlen durch einen 5 unter anderem darin, daß die Austrittsspalte bei der Austrittsspalt hindurch auf einen Photoempfänger Herstellung des Spektrometers fest justiert werden; fallen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder eine solche Justierung kann sich bei normalem Geauszuwertenden Spektrallinie (S₁ bis S₄) ein eige- brauch nicht verschlechtern. Sein wesentlicher Nachner Austrittsspalt (F₁ bis F₄) zugeordnet ist, daß teil ist der, daß so viele photoelektrische Empfänger die dispergierten Strahlen (S₁ bis S₄) über fest io wie zu messende SpektraUinien nötig sind. Dies erangeordnete Spiegel (Af₁ bis M₄) auf einen einzi- bringt einen zusätzlichen Kostenaufwand.

gen fest angeordneten Photoempfänger (A₁) lenk- So ist aus der USA.-Patentschrift 3 080 788 ein

bar sind und daß in die Strahlen (S₁ bis S₄) ein- solches Spektrometer bekannt, bei dem hinter jedem

schwenkbare Blenden (B₁ bis B₄) vorgesehen Austrittsspalt je ein Spiegel angeordnet ist, der die

sind, d.i. die wahlweise Ausblendung von Spek- 15 Strahlen auf je einen Empfänger lenkt,

trallinien ermöglichen. Der Hauptvorteil des sequentiellen Verfahrens bc-

2. Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch steht darin, daß nur ein einziges Empfängersysierri gekennzeichnet, daß die einschwenkbaren Blen- erforderlich ist. Seine Nachteile sind unter anderem: den (B₁ bis B₄) in Einfallsrichtung der Strahlen 1. Die das Empfängersystem von Spektrallinie zu (S₁ bis S₄) gesehen hinter den Austrittsspalten ao Spektrallinie fahrende Vorrichtung muß dafür sor-(F₁ bis F₄) angeordnet si;>d. gen, daß für jode Einzelanalyse die Justierung auf

3. Spektrometer nach Anspruch 1 und 2, da- jede Spektrallinie von neuem vollzogen wird. Wegen durch gekennzeichnet, daß ein zweiter Photo- der Bewegung und durch den konstruktionsbedingten empfänger vorgesehen ist, der eine Verhältnis- Verschleiß ist eine solche Justierung an sich weniger bildung der Intensitäten ermöglicht. 35 genau als beim simultanen Verfahren und verschlech-

4. Spek.rometer nich den Ansprüchen 1 bis 3, tert sich rudern im Lauf des Betriebes. 2. Bei einem dadurch gekennzeichnet daß die einschwenk- fahrbaren Empfängersystem ist es nicht möglich, baren Blenden (B₁ bis B₄) elektromagnetisch zwei SpektraUinien gleichzeitig zu messen. Eine solche betätigbar sind. gleichzeitige Messung zweier Spektrallinien mit Ver