DE2032150C3 - Vorrichtung für ein Spektral Fotometer - Google Patents

Description

Achse ist eine Spindel zweckmäßig in einer Mutter am Schlitten geführt und tritt durch ein im Gehäuse angebrachtes Langloch hindurch. Sie wird zwischen elastischen Scheiben in Richtung ihrer Achse festgehalten, so daß sie Drehbewegungen des Fiihrungsteiles folgenkann.

. Zur Drehung des Probenhalters oder der Küvette um die vertikale Achse ist das Führungsteil für den Schlitten mit seinem Schaft drehbar im Gehäuse gelagert. Die Drehung kann mit Hilfe einer in horizontaler Ebene liegenden Schraubspindel vorgenommen werden, die in einem Gewinde des Gehäuses drehbar ist und mit ihrem Ende gegen das Führungsteil anliegt. Nach dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei nebeneinanderliegende Schraubspindeln vorgesehen, die beiderseits der Drehachse angreifen. Zur Drehung des Führungsteiles müssen beide Schraubspindeln in entgegengesetztem Drehsinn betätigt werden.

Zum Kippen des Probenhalters um eine zur horizontalen Achse parallele Achse wird eine mit der Küvettenhalterung verbundene Platte an ihrem Ende am Schlitten gelagert, so daß sie um eine horizontale Achse kippbar ist. Die Kippbewegung wird mittels einer an der Platte angreifenden Schraubspindel hervorgerufen. Die Schraubspindel kann im Schlitten oder im Gehäuse in einem Gewinde drehbar angeordnet sein. Im letzteren Fall wird sie durch ein Langloch im Schlitten hindurchgeführt.

Zur Verschiebung der Küvette in Richtung der vertikalen Achse wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine weitere Kippmöglichkeit für die Küvette im entgegengesetzten Drehsinn vorgesehen. Hierzu ist die Küvettenhalterung in der Platte kippbar gelagert, die mit Hilfe der ersten Kippeinrichtung geschwenkt werden kann. An der Küvettenhalterung greift eine weitere Schraubspindel an, die im Schlitten in einem Gewinde gelagert ist. Beim gleichsinnigen Verstellen der beiden Schraubspindeln heben die beiden Kippbewegungen sich an der Küvette auf, und es bleibt eine vertikale Verschiebung übrig.

Damit in allen Stellungen ein fester Sitz und eine spielfreie Verschiebung der Platte und der Küvettenhalterung gewährleistet sind, ist die Küvettenhalterung mittels Zugfedern am Schlitten festgehalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in drei Figuren dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Für gleiche Bauteile werden dabei dieselben Be/ugszeichen verwendet. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eins Justiervorrichtung.

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Justiervorrichtung und

Fig. 3 einen Blick von oben auf die Justiervorrichtung.

In den Fig. 1 bis3 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit deren Hilfe eine Küvette KÜ in einem Lichtbündel L/ justiert werden kann. Die Küvette KU ist zwecks Durchleitung einer Probeflüssigkeit mit zwei Anschlüssen A 1 und A 2 versehen. Für flüssigkeits-chromatographische Absorptionsmessungen, bei denen das Spektral-Fotometer als Detektor dient, muß das Innenvolumen der Küvette KU möglichst klein gehalten werden. Der Durchmesser ihrer Licht-Eintrittsöffnung liegt daher üblicherweise in der Größenordnung von 0,5 bis 1 mm. Der Durchmesser des eintretenden Lichtbündels Ll liegt dagegen in der Größenordnung von 3 mm. Zur Messung im Bereich der größten Empfindlichkeit des Fptomultipliers FM, auf den das Lichtbündel "nach Durchgang durch die Küvette KÜ trifft, muß ihre Licht-Eintrittsöffnung in den Teil des Lichtbündels Ll mit der größten Lichtintensität gebracht werden.

Noch bedeutsamer ist die Justierung, \venn ein Lichtleiter verwendet wird. Der Durchmesser des an seinem Ende austretenden Lichtbündels Ll wird von ίο dem Durchmesser des Lichtleiters bestimmt, der üblicherweise gleichfalls in der Größenordnung vpn 3 mm liegt. Die Lichtintensität ist über den Querschnitt des Lichtleiters wegen seines faserartigen Aufbaus nicht gleichmäßig verteilt; es gibt auf dem, Querschnitt hellere und dunklere Stellen. Die küvette KÜ muß daher gegen den Lichtleiter so justier} werden, daß ihre Licht-Eintrittsöffnung von einer möglichst großen Lichtmenge getroffen wird.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, fällt das Lichtbündel ίο Ll durch ein Fenster F1, das in einem Anschluß LA für einen (nicht dargestellten) Lichtleiter angebracht ist, in einen von einem Gehäuse// umgebenen Probenraum PR des Spcktral-Fotometers. Nach Durchsetzen der Küvette KU fällt es durch ein weiteres »5 Fenster F 2 auf einen Fotomultiplier FM.

In den F i g. 1 bis 3 sind zur Vemnschaulichung der Bewegungsmöglichkeiten in der Küvette KU drei senkrecht aufeinanderstellende Achsen x, y und ζ eingezeichnet, die bei eirfer Bewegung der Küvette KU mit dieser mitgenommen werden.

Die Küvette KÜ läßt sich durch Bedienungselemente, und zwar durch Betätigung der Drehknöpfe KH, KDl und KD 2 sowie KVl und KV 2, die außerhalb des Gehäuses H angebracht sind, auf vierfache Weise bewegen: Der Drehknopf KH ist tür eine horizontale Verschiebung in Richtung der Λ'-Aohse vorgesehen, die Betätigung der beiden Drehknöpfe K I) 1 und KD 2 bewirkt eine Drehung um die vertikale z-Achse, die beiden Drehknöpfe KVl und KV 2 dienen gemeinsam einer Bewegung in Richtung der vertikalen z-Achse, und jeder der beiden Drehknöpfe KV1 und KV 2 für sich bewirkt ein Kippen um je eine der horizontalen Achsen X 2 bzw. Xl, die beide parallel zur .v-Achse stehen. Die Justierung in Richtung der horizontalen .v-Achse wird durch eine mit einem Drehknopf KH versehene Spindel SH vorgenommen, die eine geringe Gewindesteigung besitzt und sich daher feinfühlig verstellen läßt. Sie ist durch ein im Gehäuse H angebrachtes Loch geführt und in einem Gewinde drehbar, das in einem Schlitten SF mit Schwalbenschwanzführung angebracht ist. Das Spiel zwischen Spindel SH und dem Gewinde ist wegen der Feingängigkeit sehr gering. Das ebenfalls mit einer Schwalbenschwanzführung versehene Führungsteil SS des Schlittens SF bleibt bei einer Drehung der Spindel SH stehen. Es soll aber um die vertikale z-Achse gedreht werden können. Daher ist ein Langloch für die Druchführung der Spindel SH durch das Gehäuse H vorgesehen. Die Länge des Langloches richtet sich nach dem zur Justierung erforderlichen Drehbereich um die z-Achse. Die Spindel SH ist hinsichtlich einer Bewegung in ihrer Achse durch ein Gcgenlager GL am Langloch des Gehäuses H festgehalten. Dieses 65 Gcgenlager GL ist durch Gleit- und Federscheiben und zwei Kontermuttern federnd gesichert, ermöglicht jedoch wie ein Gelenk eine Drehung der Spindel SH um die z-Achse.

Die Drehbewegung um die vertikale z-Achse wird durch zwei feingängige, mit Drehknöpfen KD1 und KD 2 versehene Schrauben 5Dl und SD 2 vorgenommen, die in Gewinden in einer seitlichen Wand des Gehäuses H gedreht werden können. Die Enden der Schrauben SDl und SD 2 liegen dabei auf der Seitenfläche des Schlittens SF an.

Das Führungsteil SS ist mit einem vertikalen Schaft SC versehen, der durch eine Bohrung im Gehäuse H drehbar geführt und mit dem Kugellager KL über Tellerfedern TF und über einen Spannring SR sehr stabil, spielfrei, jedoch leicht drehbar gelagert ist. Wird die Schraube 5Dl zu- und die Schraube SD 2 aufgedreht, so wird sich die gesamte Vorrichtung im Uhrzeigersinn um die z-Achse drehen. Wird dagegen die Schraube SD1 auf- und die Schraube SD 2 zugedreht, so wird die Drehung gegensinnig erfolgen.

Die vertikale Verstellung in Richtung der z-Achse und die Kippbewegung um die eine und die andere zur horizontalen x-Achse parallele Achse Xl bzw. X 2 wird an zwei feingängigen, mit Drehknöpfen KVl und KV 2 versehenen Schraubenspindeln SVl und 5F2 vorgenommen. Beide Schraubenspindeln 5Fl und SV 2 ragen durch den Boden des Gehäuses H und durch Bohrungen im Führungsteil 55 hindurch. Sie lassen sich in Gewinden im Schlitten SF drehen.

Das Ende der Schraubenspindel SV1 liegt auf der Unterseite der Platte PL an. Bei Betätigung der Schraubenspindel SV1 wird die Platte PL um die an ihrem Ende angebrachte, horizontale Achse X 2, die die Platte PL· mit dem Schlitten SF verbindet, gekippt. Auf der Platte PL ist weiterhin die Küvettenhalterung KK kippbar gelagert. Sie kann durch Betätigung der Schraubenspindel SV 2, deren Ende durch die Platte PL hindurchgreift und auf der Unterseite der Küvettenhalterung KK anliegt, um die weitere horizontale Achse Xl gekippt werden. Die Küvettenhalterung KK trägt die mit Haltebügeln HB1 und HB 2 und mit Schrauben 51... 54 befestigte Küvette Kt). Sie ist durch Zugfedern Zl... Z 4 am Schlitten SF festgehalten.

ίο Wird eine der beiden Schraubenspindeln SVJ. oder SV 2 gedreht, so ergibt sich eine Kippbewegung der Küvette KV um die entsprechende horizontale Achse X 2 bzw. Xl. Werden die beiden Schraubenspindeln 5F1 und¹ SV 2 gleichzeitig und gleichsinnig auf- oder zugeschraubt, so erfolgt eine Höhenverstellung der Küvette KÜ in Richtung der vertikalen z-Achse mit großer Präzision. Werden die beiden Schraubenspindeln dagegen gleichzeitig gegenläufig gedreht, so wird eine verstärkte Kippbewegung um

eine horizontale Achse bewirkt.

Durch die besondere Anordnung der beiden Achsen X1 und X 2 ergibt sich eine platzsparende Justiervorrichtung mit großen Verstellbereichen. Da die Schraubenspindeln 5Fl und 5F2 feingängige Ge-

ä5 windesteigungen besitzen, lassen sich auch bei großen Drehwinkeln geringfügige Höhen- und Kippbewegungen präzise durchführen, was für die Feinjustierung der Küvette KÜ sehr erwünscht ist. Darübei hinaus ist die Vorrichtung wegen der Verwendung

von Feingewinden selbsthemmend. Durch die Zugfedern Z1... Z 4 werden die Platte PL und die Küvettenhalterung an die beiden Schraubenspindeln 5Fl und 5F2 gepreßt, so daß eine kraftschlüssige und spielfreie Justierung gewährleistet ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

ι 2 der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Patentanspriiche: net, daß die Küvettenhalterung (KK) mittels Zugfedern (Zl...Z4) am Schlitten (SF) festgehal-

1. Vorrichtung für ein Spektral-Fotometer zur ten ist.
Justierung eines Probenhalters oder einer Küvette 5

in einem Lichtstrahl, dadurch gekenn-

zeichnet, daß ein mit seinem Oberteil (PL, KK) die Küvette (KÜ) aufnehmender Schlitten
(SF) mit einer Spindel (SH) in einem Führungsteil (SS) in Richtung einer horizontalen Achse io Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein (X) verschiebbar ist, daß das Führungsteil (55) Spektral-Fotometer zur Justierung eines Probenhalum eine vertikale Achse drehbar ist und daß das ters oder einer Küvette in einem Lichtstrahl,
die Küvette aufnehmende Oberteil (PL, KK) über Im Probenraum eines Spektral-Fotometers können einen Stelltrieb in Richtung der vertikalen Achse sowohl feste Proben, die auf einem Probenhalter be-(Z) verschiebbar und außerdem um mindestens 15 festigt sind, als auch flüssige Proben, die sich in einer eine zur horizontalen Achse (X) parallele Achse Küvette befinden, spektral untersucht werden.
(Xl bzw. X 2) mit Hilfe eines weiteren Stelltrie- Zur Durchstrahlung von festen Proben sind eine bes kippbar ist und daß die Bedienungselemente Anzahl Goniometerköpfe bekannt, mit deren HiUe außerhalb des Gehäuses (H) des Fotometers an- sich diese Proben in den drei Raumrichrungen und geordnet sind. 20 um eine oder mehrere Drehachsen bewegen lassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Für die Untersuchung flüssiger Proben sind im allgekennzeichnet, daß zur Verschiebung in Richtung meinen weniger FreiheiUgrade der Bewegung erforder horizontalen Achse (X) eine Spindel (5H) in derlich. Es ist für die meisten Anwendungsfälle auseiner Mutter am Schlitten (SF) geführt ist, daß reichend, wenn eine Küvettenhalterung, die die Küdie Spindel (5H) durch ein im Gehäuse (H) ange- 25 vette mit der zu untersuchenden Flüssigkeit aufbrachtes Langloch tritt und hinsichtlich ihrer Be- nimmt, einmalig fest im Probenraum justiert wird, wegung in Richtung der Achse festgehalten, je- Der zu betreibende Aufwand ist dabei gering. Handoch mit der Drehbewegung des Führungsteiles delt es sich jedoch um Mikroküvetten, wie sie in Ver- (SS) schwenkbar gelagert ist. bindung mit flüssigkeits-chromatographischen Ein-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, da- 30 richtungen verwendet werden, so ist nach jedem Eindurch gekennzeichnet, daß zur Drehung um die setzen einer neuen Küvette eine Nachjustierung ervertikale Achse (Z) zwei it· einer horizontalen forderlich. Insbesondere ist ein Justieren dann not-Ebene nebeneinanderliegende, in Gewinden im wendig, wenn' bei einem monochromatischen, die Gehäuse (H) drehbare Schraubspindeln (5Dl, Küvette durchsetzenden Lichtstrahl auf maximale SD 2) vorgesehen sind, deren Enden an dem mit 35 Helligkeit und damit auf maximal mögliche Empeinem Schaft (5C) im Gehäuse (H) drehbar gela- findlichkeit des vom Lichtstrahl getroffenen Fotogerten Führungsteil (SS) des Schlittens (SF) an- multipliers eingestellt werden soll. Die an eine derargreifen. tige Justiervorrichtung zu stellenden Anforderungen

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und folgen- sind beträchtlich größer.

den, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kippen 40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein

des Probenhalters oder der Küvette (KÜ) um Spektrometer eine Vorrichtung zu schaffen, mittels

eine zur horizontalen Achse (X) parallele Achse derer eine Küvette, insbesondere eine Mikroküvette,

eine mit der Küvettenhalterung (KK) verbundene zwecks Justierung bezüglich zweier Achsen bewegt

Platte (PL) an ihrem Ende in einer horizontalen und bezüglich zweier Achsen gedreht werden kann.

Achse (Λ"2) am Schlitten (SF) gelagert und mit- 45 Die Vorrichtung soll eine zuverlässige und insbeson-

tels einer an der Platte (PL) angreifenden dere eine sehr präzise Einstellung der Küvette im

Schraubspindel (5V1) kippbar ist. Hinblick auf den einfallenden Lichtstrahl ermögli-

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- chen. Jede eingestellte Stellung soll selbstarretierbar kennzeichnet, daß die Schraubspindel (SV 1) in sein. Da bei käuflichen Spektral-Fotometern nur ein einem Gewinde im Gehäuse drehbar ist und 50 Proben raum von begrenzter Größe zur Verfügung durch ein Langloch im Schlitten (SF) hindurch- steht, soll die Justiervorrichtung ferner geringe Ausgreifend auf der Unterseite der Platte (PL) an- maße aufweiser·. Weiterhin soll sie weitgehend warliegt, tungsfrei und vom Außenraum des Spektral-Foto-

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und folgen- meters zu bedienen sein.

den, dadurch gekennzeichnet, daß zum Versdiie- 55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine

ben der Küvette (KÜ) in Richtung der vertikalen Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist,

Achse (Z) die Küvettenhalterung (KK) in der daß ein mit seinem Oberteil die Küvette aufnehmen-

mittels der Schraubspindel (SV 1) kippbaren der Schlitten mit einer Spindel in einem Führutigsteil

Platte (PL) um eine horizontale Achse (Xl) in Richtung einer horizontalen Achse verschiebbar

schwenkbar gelagert ist und eine weitere 60 ist, daß das Führungsteil um eine vertikale Achse

Schraubspindel (SV 2) im Schlitten (SF) in einem drehbar ist und daß das die Küvette aufnehmende

Gewinde verstellbar ist, die mit ihrem Ende an Oberteil über einen Stelltrieb in Richtung der verti-

der Unterseite der Küvettenhalterung (KK) an- kalen Achse verschiebbar und außerdem um minde-

greift, derart, daß beim gleichsinnigen Verstellen stens eine zur horizontalen Achse parallele Achse

der Schraubspindeln (5Kl, 5K2) die Kippbcwe- 65 mit Hilfe eines weiteren Stelltriebes kippbar ist und

gungen sich an der Küvette (KÜ) aufheben und daß die Bedienungselemente außerhalb des Gehäuses

eine vertikale Verschiebung übrigbleibt. des Fotometers angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem Zur Verschiebung in Richtung der horizontalen