DE2036165B2 - Infrarotspektrometer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zweistrahl-Infrarotspektrometer mit einem einzigen Detektor.

Bekanntlich vergleicht man bei diesen Spektrametern bei einer gegebenen Wellenlänge die über zwei Strahlenwege übertragenen Intensitäten, wobei der eine Strahlenweg die zu untersuchende Probe durchdringt und der andere ein Bezugsstrahlenweg ist, wobei den Strahlenwegen in gleicher Weise zwei von der gleichen Strahlungsquelle kommende Strahlenbündel zugeführt werden.

Eines der größten Probleme bei diesen Spektrometern besteht natürlich darin, jede Störung der Ausgeglichenheit zwischen den in die beiden Strahlenwege gelieferten Nutzleistungen sowie jeglichen Einfluß von Störstrahlungen zu vermeiden.

Die Hauptursachen für diese Störungen sind die folgenden:

(I) bewegliche Teile mit zwei Stellungen, welche die Dauer de!' Übertragung über den einen bzw. über den anderen Strahlenweg bestimmen;

(II) Erwärmung der Probe;

(III) ungleichförmige Helligkeit an verschiedenen Punkten der Strahlungsquelle oder in verschiedenen Richtungen vom gleichen Punkt der Strahlungsquelle.

Es sind verschiedene Maßnahmen bekannt, mit denen jeweils eine dieser Störungsursachen beseitigt werden kann:

a) Es ist bekannt, alle beweglichen Teile vor dem Monochromator anzuordnen, wodurch verhindert wird, daß die erste Ursache wesentlich zur Geltung kommt.

b) Es ist bekannt, den Monochromator vor den beiden Strahlenwegen anzuordnen, wodurch verhindert wird, daß die zweite Ursache eine wesentliche Rolle spielt.

c) Schließlich ist bekannt, die den beiden Strahlenwegen zugeführten Strahlenbündel in gleicher Weise von einem ursprünglichen Strahlenbündel abzuleiten, das von einem bestimmten Teil der Strahlungsfläche der Strahlungsquelle ausgesandi wurde, wodurch verhindert wird, daß die dritte Ursache eine wesentliche Rolle spielt. Die entsprechenden Spektrometer sollen hier Spektrometer mit einem Ursprungsstrahlenbündel genannt werden, im Gegensatz zu solchen mit zwei Ursprungsstrahlenbündeln.

Es sind Spektrometer mit zwei Ursprungsstrahlenbündeln bekannt, bei welchen entweder die Wirkung der Maßnahme a) allein oder die Wirkung der Maßnahme b) allein oder auch beide Wirkungen gleichzeitig erzielt werden, jedoch offensichtlich nicht die Wirkung der Maßnahme c).

Hierzu gehört beispielsweise das in der deutschen Auslegeschrift 944 401 beschriebene Zweistrahl-Spektrophotometer, bei welchem das bewegliche Teil mit zwei Stellungen zwei fest miteinander verbundene Spiegel trägt, die je nach der Stellung des beweglichen Teils die über die beiden Sirahlenwege gehenden Strahlenbündel abwechselnd auf den Monochromator richten (Maßnahme a)). Die den beiden Strahlenwegen zugeführten Ursprungsstrahlenbündel werden von zwei Spiegeln eingefangen; selbst wenn diese beiden Bündel von der gleichen Stelle der Strahlungsquelle kommen, treten sie aus dieser Stelle in verschiedenen Richtungen aus, was bereits zu einer unterschiedlichen Intensität führen kann.

Weiter sind Spektrometer mit einem Ursprungsstrahlenbündel bekannt, bei welchen entweder die Wirkung der Maßnahme a) oder die Wirkung der Maßnahme b), aber nicht beide Wirkungen gleichzeitig erhalten werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Infrarotspektrometer mit einem einzigen Ursprungsstrahlenbündel zu schaffen, welches den Vorteil aufweist, gleichzeitig alle zuvor angeführten Störungsursachen zu beseitigen sowie weitere erwünschte Eigenschaften besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Maßnahme gelöst.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spektrometers,

F i g. 2 eine Schrägansicht des Monochromator des in F i g. 1 gezeigten Spektrometers,

F i g. 3 eine Ausführungsform der Steueranordnung des in F i g. 1 gezeigten Kollimators und

F i g. 4 eine andere Ausführungsform des in F i g. 1 gezeigten Spektrometers.

In Fig. 1, welche schematisch die Anordnung dei Teile und die Strahlengänge in der Mittelebene des

Spektrometer zeigt, wird die von einer Strahlungs- eine mechanische Verbindung mit dem Kollimatorquelle 1 ausgehende Strahlung von einem Sammel- spiegel 11 und einen elektrischen Steuereingang 27 spiegel 2 empfangen, welcher dieselbe zum ersten aufweist.

Toil 3 eines Tiefpaßfilters reflektiert. Dieses Teil 3 Der Sammelspiegel 12 erzeugt daher für eine auskann ein Mattspiegel oder ein in der nullten Ordnung 5 gewählte Wellenlänge und jeweils für die beiden verwendetes Beugungsgitter sein, welches die Strah- Stellungen des Kollimatorspiegels 11 zwei Beugungslungen der unteren Frequenzen des einfallenden bilder der Nutzstrahlungsquelle, welche bezüglich Spektrums reflektiert und die Strahlungen mit höheren der Zeichenebene untereinander angeordnet sind.
Frequenzen durch Streuung ausschaltet. Die Winkelverstellung des Beugungsgitters 13

Das Teil 3 reflektiert das Nutzücht zu einem io kann elektrisch vorgenommen werden, wobei das

gleichen Teil 6, welches dasselbe wiederum zu einem Beugungsgitter auf einem Träger angebracht ist,

Sammelspiegel 7 reflektiert. Die vom Spiegel 7 reflek- dessen Achse durch einen Motor über ein Unter-

tierte Strahlung wird durch einen Planspiegel 8 zu Setzungsgetriebe angetrieben wird. Zur automatischen

einem Spalt 9 reflektiert, welcher an der Stelle des Registrierung des Spektrums ist dem Motor ein

Bildes angeordnet ist, das von dem vorhergehenden 15 Potentiometer zugeordnet, welches ein Signal als

optischen System von dem verwendeten Teil der Funktion der Gitterstellung abgibt.

Strahlungsfläche der Quelle, welcher nachfolgend Eine solche Einrichtung ist symbolisch durch den

»Nutzstrahlungsquelle« genannt wird, erzeugt wird. Block 23 dargestellt, welcher eine mechanische Ver-

Die Tiefpaßfilterung ist vorteilhaft, um auf Beu- bindung mit der Drehachse des Beugungsgitters 13,

gungen mehrerer Ordnungen des Beugungsgitters des 20 einen elektrischen Steuereingang 43 für den Motor

Monochromators beruhende Störstrahlen zu ver- und den Ausgang 110 des Potentiometers aufweist,

meiden. Ein Spiegel 15 hat in gleicher Weise wie der

Zwischen den Teilen 3 und 6 des Tiefpaßfilters ist Spiegel 14 den Zweck, zur bequemeren Anordnung eine Scheibe 5 mit einem oder mehreren Löchern der verschiedenen Teile des Geräts den Strahlenangeordnet, welche von einem Motor 4 so angetrie- »5 gang abzulenken.

ben wird, daß sie das einfallende Strahlenbündel Im Gegensatz zu der üblichen Ausbildung des moduliert, so daß ein Detektor wie eine Golayzelle Czerny-Turner-Monochromators hat der dargestellte verwendet werden kann, welche nur auf ein Wechsel- Monochromator zwei Austrittsspalte. Diese Austrittssignal anspricht. Die öffnungen der Scheibe 5 sind so spalte sind so angeordnet, daß sie jeweils die beiden angeordnet, daß das von dem Teil 3 erzeugte Bild 30 Beugungsbilder einfangen, welche bei der durch die der Nutzstrahlungsquelle periodisch in der einen bzw. Stellung des Beugungsgitters 13 ausgewählten WeI-in der anderen öffnung liegt. lenlänge in der einen bzw. in der anderen Endstellung

Die bisher beschriebenen Anordnungen sind an des Kollimatorspiegels 11 vom Spiegel 15 erzeugt

sich bekannt. werden Diese Austrittsspalte liegen daher nicht in

Nachdem das Strahlenbündel den den Eintrittsspalt 35 der in F i g. 1 dargestellten Mittelebene des Spektro-

des Monochromators bildenden Spalt 9 durchsetzt meters, sondern oberhalb bzw. unterhalb der Zei-

hat, wird es von einem Planspiegel 14 reflektiert, chenebene. Sie sind somit in F i g. 1 nicht sichtbar,

welcher dasselbe zum Kollimatorspiegel 11 des Mo- sondern durch ihre gemeinsame Projektion 16 auf die

nochromators 10 wirft, wodurch ein im Unendlichen Zeichenebene angedeutet. Obwohl diese Austritts-

liegendes Bild der Nutzstrahlungsquelle erzeugt wird. 40 spalte nicht dargestellt sind, sollen sie zum leichteren

Der Monochromator ist von einem Czerny-Turner- Verständnis der folgenden Beschreibung als »Aus-

Monochromator abgeleitet. Er enthält wie dieser trittsspalt 116« bzw. als »Austrittsspalt 216« bezeich-

außer dem Kollimatorspiegel 11 ein Beugungsgitter net werden.

13, welches das vom Kollimatorspiegel reflektierte Es ist zu bemerken, daß auch die beiden Strahlenparallele Strahlenbündel empfängt, und einen dem 45 gänge hinter dem Kollimatorspiegel 11 außerhalb der Koiümatorspiegel 11 gleichen Sammelspiegel 12. Bei Zeichenebene liegen. In der einen Endstellung des der üblichen Ausbildung des Czerny-Turner-Mono- Kollimatorspiegels 11 verläuft der Strahlengang über chromators fokussiert der Sammelspiegel 12 die vom die Spiegel 12 und 15 oberhalb der Zeichenebene, Beugungsgitter in einer bestimmten Richtung ge- und In der anderen Endstellung unterhalb der beugte Strahlung auf einen einzigen Austrittsspalt. so Zeichenebene. Diese Strahlengänge sind daher in

Um die Wellenlänge auszuwählen, wird die Stel- F i g. 1 nicht direkt sichtbar, sondern durch ihre Pro-

lung des Beugungsgitters 13 in bekannter Weise jektion auf die Zeichenebene angedeutet,

durch Drehung um eine Achse parallel zu den Gitter- Wenn das Austrittsbündel des Monochromators

strichen eingestellt. zum oberen Spalt 216 gerichtet wird, wird es nach-

Beim vorliegenden Monochromator kann jedoch 55 folgend von einem Planspiegel 218, einem Plander Kollimatorspiegel 11 unter der Steuerung eines spiegel 219 und einem Sammelspiegel 220 reflektiert, Motors 17 um eine Achse zz verschwenkt werden, welcher dasselbe in den die Probe enthaltenden Meßweiche die Schnittlinie der Tangentialebene an seinen Strahlenweg wirft. Dieser ist nur durch den Umriß Scheitel (das heißt, an den Punkt M in F i g. 2) mit des ihn durchsetzenden Strahlenbündels dargestellt, der als horizontal angenommenen Zeichenebene ist, 60 welches bei 201 ein Bild der Nutzstrahlungsquelle wobei er zwei Endstellungen, sogenannte Ruhestel- erzeugt, in dessen Bereich die Probe angeordnet wird, lungen, einnehmen kann, für welche die Tangential- Das Austrittsbündel des Meßstrahlenwegs wird ebene an seinen Scheitel mit der durch die Achse zz von einem Planspiegel 222 aufgenommen, welcher es gehenden Vertikalebene jeweils zwei gleiche Winkel ε auf einen Sammelspiegel 223 reflektiert. Die vom und —ε mit entgegengesetzten Vorzeichen einschließt. 65 Spiegel 223 kommende Strahlung wird vom Plan-Diese Kippungen können von einer elektromechani- spiegel 224 zum Detektor 30 reflektiert,
sehen Einrichtung hervorgerufen werden, welche Wenn das Austrittsbündel des Monochromators symbolisch durch den Block 17 dargestellt ist und auf den unteren Spalt 116 gerichtet wird, wird es in

den Bezugsstrahlenweg mittels einer optischen An- nommen wird, daß der Kollimatorspiegel 11 in einer

Ordnung geleitet, welche der obigen entspricht und solchen Winkelstellung steht, daß die Tangential-

deren Teile mit jeweils um 100 kleineren Bezugs- ebene an seinem Scheitel M vertikal steht, so wird der

zahlen versehen sind als die entsprechenden Teile mittlere Strahl NM des Eintrittsbündels zum Beu-

des Meßstrahlenwegs. 5 gungsgitter 13 derart !reflektiert, daß er auf dieses in

Die Spiegel 118 und 124, welche unter den Spie- einem Punkt auf trifft, welcher auf dessen Schnitt-

geln 218 und 224 angeordnet sind, sind zur besseren geraden mit der Ebene H liegt.

Übersichtlichkeit der Figur nur teilweise dargestellt. Wenn man den Kollimatorspiegel 11 um einen

Dem Detektor 30, welcher ein pulsierendes elektri- kleinen Winkel + ε derart verschwenkt, daß sich sein

sches Signal proportional zur Intensität der von ihm io oberer Teil nach vorne neigt, wird der Strahl NM

empfangenen Strahlung abgibt, ist ein Verstärker 31 längs einer Geraden reflektiert, welche auf das Beu-

und ein Synchrondetektor 32 nachgeschaltet, welcher gungsgitter 13 an einem Punkt Q auftrifft; die Verti-

an seinem Eingang 3* ein Bezugssignal empfängt, das kale durch den Punkt Q schneidet die Ebene H im

mit der Drehung des Modulators 5 durch eine an Punkt O, dessen Lage gerade zu diesem Zweck in

sich bekannte, nicht dargestellte Einrichtung syn- »5 Abhängigkeit von f entsprechend gewählt ist.

chronisiert ist. Die Gerade MQ steht nicht senkrecht zu den Git-

Zum Verständnis der Wirkungsweise zeigt F i g. 2 terstrichen. Wenn man mit β den Winkel der Geraden

in Schrägansicht die optischen Teile eines Mono- MQ mit der Vertikalen bezeichnet, befinden sich die

chromators, der demjenigen von F i g. 1 äquivalent Richtungen maximaler Intensität der gebeugten

ist, wobei p.!<*^;<4ie Teile mit den gleichen Bezugszahlen so Strahlen auf demjenigen der beiden Kegel mit der

versehen sind. Ua jedoch der durch die Spiegel 14 Achse QO und dem Scheitelwinkel 2 ß, welcher die

und 15 in F i g. 1 der Höhe nach zusammengedrängte Gerade QM nicht enthält.

Strahlengang perspektivisch zu einer sehr unüber- Die axiale Halbebene QOS schneidet diesen Kegel

sichtlichen Darstellung führen würde, sind in F i g. 2 längs einer Mantellinie QV, welche auf den Spiegel

die Spiegel 14 und 15 weggelassen. Deshalb weist 25 12 im Punkt V trifft und den mittleren Strahl eines ge-

der Monochromator von F i g. 2 gegenüber demjeni- beugten Strahlenbündels mit der Wellenlänge λ (θ)

gen von Fig. 1 die folgenden Unterschiede auf: bildet, wobei die Wellenlänge eine Funktion der

a) der Spalt 9 ist durch einen Spalt 90 mit dem Winkelstellung Θ des Gitters ist.

Mittelpunkt N ersetzt, welcher die Stelle des Der so definierte Punkt V hat eine von der Winkel-

vom Spiegel 14 erzeugten virtuellen Bildes des 30 stellung Θ des Beugungsgitters unabhängige Lage.

Spalts 9 einnim*"*". Wenn man jetzt den Kollimatorspiegel 11 um den

b) ·#<· Spalte 116 und 216 sind durch zwei Spalte Winkel — ε verschwenkt, so reflektiert der Kollima-36 und -36 mit dem Mittelpunkt A bzw. B er- torspiegelll wegen der Symmetrie bezüglich der setzt, welche die Stellen der virtuellen Bilder der Ebene H den Strahl NM längs der Geraden MP, wo-Spalte 116 bzw. 216 einnehmen, die der Spiegel 35 bei der Punkt P symmetrisch zum Punkt Q bezüglich 15 bei geeigneter Beleuchtung dieser Spalte er- des Punkts O liegt; mit anderen Worten: die Gerade zeugen würde. PO fällt mit der Geraden QO zusammen.

Dadurch wird natürlich die Arbeitsweise des Da der Punkt U der zum Punkt V bezüglich der

Monochromator« nicht verändert. Ebene H symmetrische Punkt des Spiegels 12 ist

Der Kollimatorspiegel 11 mit dem Beispiel M bei- 40 bildet die Gerade PV ebenfalls aus Symmetriegrünspielsweise ist ein sphärischer Spiegel mit dem Ra- den den mittleren Strahl eines gebeugten Strahlendius R und infolgedessen der Brennweite F = R/2. bündeis der gleichen Wellenlänge λ (θ) wie vorher,

Der Spiegel 12 mit dem Scheitel S ist in gleicher da die Striche des Gitters 13 ebenfalls bezüglich der Weise ausgebildet, wobei die Brennebenen der beiden Ebene H symmetrisch sind.

Spiegel zusammenfallen und die Gerade MS parallel « Für eine Winkelstellung θ des Gitters erzeugt dazu dieser gemeinsamen Brennebene verläuft, in her der Spiegel 12 in seiner Brennebene zwei monoweicher sich die Ebenen der Spalte 90, 36 und 46 chromatische Bilder mit der Wellenlänge λ (θ) der befinden. Nutzstrahlungsquelle, welche jeweils den beiden

Der Punkt Γ ist der Mittelpunkt der Strecke AB. Ruhestellungen des Kollimatorspiegels 11 entspre-

Die Gerade NT liegt parallel zur Geraden MS. Die 50 chen, und diese beiden Bilder nehmen symmetrische Geraden NT und MS definieren eine Ebene //, die als Stellungen bezüglich der Ebene H ein.
horizontal angenommen wird. Die Tangentialebene Die Gerade PQ ist als Drehachse des Beugungs-

im Punkt S des Spiegels 12 ist vertikal. Das gleiche gittere 13 derart gewählt worden, daß die obigen Ergilt für die Tangentialebene im Punkt M des Spiegels gebnisse unabhängig von der angewendeten Winkel-11, wenn er eine Mittelstellung zwischen seinen bei- 55 stellung desselben gültig bleiben,
den Endstellungen einnimmt. Die Spalte 36 und 46 sind so angeordnet, daß die

Die Striche des Beugungsgitters 13 verlaufen verti- beiden erwähnten monochromatischen Bilder jeweils kai. in einem der Spalte liegen.

Der Mittelpunkt des Beugungsgitters liegt in einem Für eine richtige Anwendung der Spiegel 11 und

Punkt O auf der Geraden NT, wie weiter unten er- 60 12 dürfen die Winkel NMO, OST nicht zu groß sein; läutert. Das Beugungsgitter ist um eine vertikale vorzugsweise nimmt man sie kleiner als 40°. Was Achse Ox beweglich, wobei seine Winkelstellung den Winkel ε betrifft, so wird er vorzugsweise auf durch den Winkel θ zwischen der Geraden NT und einige Grad begrenzt,
der makroskopischen Ebene des Gitters bestimmt ist. Unter diesen Umständen und unter der zusätz-

Zur Vereinfachung der Beschreibung und der 65 liehen, nicht einschränkenden Bedingung des AusFigur wird bei der Erläuterung der Arbeitsweise nur führungsbeispiels gemäß F i g. 2, daß nämlich die der mittlere Strahl der nacheinander betrachteten Gerade PQ in der Brennebene der Spiegel liegt, ist Strahlenbündel berücksichtigt Wenn zunächst ange- der Abstand AB — Id zwischen den Mittelpunkten

der Spalte 36 und 46 etwa gleich AB = 4Fe, wobei ε im Bogenmaß ausgedrückt ist und F die Brennweite der Spiegel ist.

Das gleiche gilt für den Abstand zwischen den Mittelpunkten der entsprechenden wirklichen Spalte bei der Ausgestaltung des Monochromators gemäß Fig. 1.

Es ist zu bemerken, daß der Aufbau des beschriebenen Spektrometers nicht nur gleichzeitig die Wirkungen der oben erwähnten Maßnahmen a) b) und c) ergibt, sondern es zugleich auch praktisch unmöglich macht, daß eine Störstrahlung zum Detektor gelangt.

Jegliche Störstrahlung, welche vom Kollimatorspiegel 11 ausgeht oder reflektiert wird und direkt vom Kollimatorspiegel 11 zu einem der Austrittsspalte gelangt, befindet sich nämlich zwangläufig außerhalb des Nutzstrahlenbündels und gelangt infolgedessen nicht zum Detektor, wenn, was leicht zu verwirklichen ist, wenigstens eines der optischen Zwischenelemente die Breite des Nutzstrahlenbündels auf die Breite des auf den Detektor gelangenden Bündels begrenzt.

Andere Störstrahlungen können nur auf den Detektor gelangen, wenn sie mit dem Nutzstrahlenbündel vermischt sind, nachdem sie zuerst eine Beugung nullter Ordnung am Beugungsgitter erfahren haben. Man vermeidet diesen Fall durch Verwendung einer oder mehrerer Blenden, weicht verhindern, daß diese Strahlen auf das Beugungsgitter gelangen.

F i g. 3 zeigt eine mögliche Art der Kippsteuerung des Kollimatorspiegels 11.

Ein Elektrotauchkolben 70 ist mit seinem beweglichen Anker 71 an den Kollimatorspiegel angekuppelt, und die Verschiebung dieses beweglichen Ankers wird durch zwei den Endstellungen + ε und — ε entsprechende Anschläge 73 begrenzt.

Die Spule des Elektrotauchkolbens wird beispielsweise für die Einstellung + ε durch ein Signal konstanter Höhe gespeist, während die Stellung — ε durch die Wirkung einer Feder 72 gewährleistet wird, deren eines Ende mit dem beweglichen Anker und deren anderes Ende mit einem festen Punkt verbunden ist.

In F i g. 1 ist angenommen, daß ein Spektrometer, entsprechend der Beschreibung in der französischen Patentschrift 2 123 035, verwendet wird, bei dem die Dauer der Übertragung über jeden der beiden Strahlenwege groß gegen die Periode der vom Modulator 4, 5 bewirkten Modulation des Strahlenbündels ist.

Eine in F i g. 1 nicht dargestellte Registrierschaltung ist dabei mit dem Ausgang des Synchrondetektors und mit dem Ausgang 110 der Anordnung 23 (F i g. 1) verbunden.

In diesem Fall können der Modulator und die optische Umschalteinrichtung vollständig getrennt sein und das auf den Synchrondetektor 32 gegebene Bezugssignal braucht nur mit der Bewegung des Modulators synchronisiert zu sein.

Dagegen ist es nicht mehr vorteilhaft, einen von der optischen Umschalteinrichtung getrennten Modulator zu verwenden, wenn man eine derart schnelle Umschaltung zwischen den bdden Strahlenwegen anwendet, daß man am Ausgang des Synchrondetektors mittels einer zweckmäßigen Ausbildung des Empfängers ein Signal erhält, welches proportional zui Differenz der über die beiden Strahlenwege übertragenen Intensitäten ist.

Dies ist insbesondere bei der bekannten Nullmethode der Fall, bei der dieses Signal zur Steuerung eines im Bezugskanal angeordneten, veränderlichen Schwächungsglieds verwendet wird, beispielsweise zur Steuerung der Verschiebung eines Kammfilters, de«<;en Schwächung sich mit dem Eintauchgrad dei Zähne des Kamms in das Strahlenbündel ändert.

Der Schreiber des Registriergeräts wird dabei einerseits, wie vorher, in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Beugungsgitters und andererseits von der Verschiebungsbewegung des Kammfilters gesteuert.

Es kann dann auch eine in F i g. 4 dargestellte Ausführungsform des Spektrometers verwendet werden.

In dieser Figur sind durch den Block 25 die voi dem Monochromator 10 angeordneten Teile dargestellt, welche mit Ausnahme des weggelassenen Modulators den entsprechenden Teilen der in F i g. 1 gezeigten schematischen Darstellung gleich sind.

Durch den Block 26 sind die Teile vom Monochromator bis zum Detektor dargestellt, wobei diese Teile den Teilen des in F i g. 1 gezeigten Spektrometers gleich sein können, mit der Ausnahme, daß das Kammfilter in den Bezugsstrahlenweg eingesetzt ist und daß die entsprechende, an sich bekannte elektromechanische Einrichtung einen die Verschiebung des Kammfilters steuernden Motor und ein ein Signal in Abhängigkeit von dieser Verschiebung abgebendes Potentiometer aufweist. Es ist daher mi) dem Eingang 126 des Blocks 26 der Steuereingang des Motors und mit dem Ausgang 226 der Ausgang des Potentiometers dargestellt.

Vom Monochromator 10 sind nur die Steuereingänge 43 und 27 (Fig. 1) für die Winkelstellung des Beugungsgitters 13 und des Kollimatorspiegels 11 und der Ausgang 110 des Potentiometers dargestellt.

Ein Signalgenerator 40 liefert an einem ersten Ausgang Impulse der Dauer 772, welche einen gegenseitigen Abstand von 772 aufweisen und auf den Eingang 27 des Monochromators 10 derart gegeben werden, daß der Kollimatorspiegel 11 während der Dauer dieser Impulse die Winkelstellung + ε und in den zwischen den Impulsen gelegenen Intervallen die Winkelstellung—ε aufweist. Der Generator gibt an einem zweiten Ausgang Rechtecksignale der gleichen Frequenz ab, welche jedoch abwechselnd während der Dauer der obigen Impulse einen positiven Spannungswert und während der diese Impulse trennenden Zeitintervalle einen negativen Spannungswert besitzen. Diese Rechtecksignale werden auf den Eingang 33 des Synchrondetektors 32 gegeben. Man wird dadurch auf den Fall der bekannten Zweistrahl-Spektrometer mit automatischer Registrierung des Spektrums, unter Verwendung der Nullmethode, zurückgeführt, wobei das Ausgangssignal des Synchrondetektors nach geeigneter Verstärkung zur Steuerung des das Schwächungsglied antreibenden Motors verwendet wird.

Natürlich kann das beschriebene Spektrometer auch in Verbindung mit anderen Meß- oder Registriergeräten verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 409522/215

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Infrarotspektrometer mit einer Strahlungsquelle, einem Monochromator, welcher einen Kollimator, ein durch Drehung einstellbares Beugungsgitter und ein Fokussierglied aufweist, mit zwei Strahlenwegen, von denen einer ein Meßstrahlenweg ist, in dem die zu untersuchende Probe liegt und der andere ein Bezugsstrahlenweg ist, einem Detektor, einer Einrichtung, die ein einziges von der Strahlungsquelle stammendes Strahlenbündel auf den Eintrittsspalt des Monochromators richtet, einer Strahlwechseleinrichtung, die ein bewegliches Teil aufweist, damit die im Monochromator ausgewählte Strahlung wahlweise in den Meßstrahlenweg oder in den Bezugsstrahlenweg gerichtet wird, und mit einer Einrichtung, die die aus den beiden Strahlenwegen austretenden Strahlenbündel auf den Detektor richtet, dadurch gekennzeichnet, daß als bewegliches Teil der Strahlwechseleinrichtung der Kollimatorspiegel (11) verwendet wird, der durch Drehung um eine senkrecht zu den Gitterstrichen des Beugungsgitters stehende Achse (z-z) in zwei Lagen einstellbar ist.

2. Infrarotspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung eines im Lichtweg liegenden mechanischen Modulators (4, 5) unabhängig von der Bewegung des Kollimatorspiegels (11) ist.

3. Infrarotspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steueranordnung (F i g. 4) für die Einstellvorrichtung (17) des Kollimatorspiegels (11), welche ein abwechselndes Kippen des Kollimatorspiegels (11) in die eine bzw. die andere Lage mit fester Frequenz ermöglicht.