DE2052669C3 - Vorrichtung zur spektralanalytischen Untersuchung von Bereichen hoher Temperatur, insbesondere von geschmolzenen Metallen - Google Patents

Description

rasch als möglich ausgeführt werden. Auf Grund dieser Forderung lassen sich die langsamen klassischen Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß mit der vorgeschlagenen Vorrichtung Lichtbündel in einem Welleniängenbereich zwischen etwa 1600 und 8000 A mehr übertragen werden können. Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß in der kurzen Zeit von etwa 1 min eine präzise und repro-

Analysenmethoden nicht mehr anwenden. Die klassi- 65 duzierbare Spektralanalyse eines in einem Herd im sehen Analysenmethoden bestanden dabei darin, eine Schmelzzustand befindlichen Metalls durchführbar

Probe aus der Schmelze zu entnehmen, die Probe erstarren zu lassen, eine Fläche der Probe grob anzuwird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

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dung umgibt das Gehäuse den Beleuchtungspunkt an der eine (nicht dargestellte) Einrichtung

" ' ' -¹-- Λ--'·ι·.."ΓΐηΐΓ.ιη,-ηΐ der trolle und Regulierung der im Inneren des

herrschenden Atmosphäre angeschlossen werden

des Speklrographen wird von einem hohlen, rohrfor- kamr _das ^

migen. abgedichteten Ekmen gob,kIe das vora»_C.. Man ka„ ^ ^ ^ ^.^^ _{D k}

wei^cmcn opt.se hen Kondcna,o ent ha It _Gases ^^ ^.^ _f.._{f bcstjmmte Wellcn an}_

Be. einer weiteren Aus uh ungs.o»" ^^er ^ m _{durclllässig ist} (Stickstoff, Argon Helium usw.).

ist das AnschluUelement ein opusJiei Liimu^ t _{n Fq},_{lcnbak9 ist an} der Stirnwand 11 um eine

auch optisches Kabel ge.ianntessen^es_ End am ^f^^ _{die durch ein Mn}_

Bdeuchtungspimkt de Spektrogaphen ™J _der *_{ünscnlcn oplischen} Durchldssigke.t vcr-

^aÄhn!;t,^mElnSiS^^^ - flössen ist, be.spie.sweisc durch eine Oua.sche.be

—η, η.

^zeigt · . .- ι TAiUrhiiitnnsicht einer liäuses 15 durch eine ringförmige öffnung in der

Fig. 1 eine schemat.sche Teilschi "ansaht Quarzscheibe 18 ausmündet und mit dem

bevorzugten Ausfuhrungs orm dc ^*J^JJ _{7Ur ao} ,nnenraum des Faltenbalges 9 in Verbindung steht.

Fig. 2 eine ^^a" ™^'"2 ?i g. 1 Der Kanal 11 ist mit einer Druekgasquelle verbun-

Kompletlierung der Ausfuhrungsform nach g ^ ^ ^ ^.^ _{kann man} ^^ _dauemden

iig^^ ^^^

Ausführungsform der Erf.ndung^ ^ ._n ^ _Qfen, ^ _fat

In Fιg. 1 is. en Ofen 1 dargestellt miura _{an def Rückwand 12 um eine er}.

pakten, schwerschmelzbare Wand^2, in^.elcner e.n _{AuslaDöffnu 19 hcrum befestigt}. Diese Auslaß-

seithche öffnungS ausgespart isL Der Olen l emn beispielsweise durch eine der Scheibe

eine nüssige Legierung;4 die durch njcht da ge_S e _en£_prechende Quarzscheibe verschlossen sein

Sn^STffir™ el;SgS™SÄt in der 30 oder auSi - wie im dargestellten Ausführungsbei-

Se des OfeSs 1 angVordnct und mit einer in das spiel - durch einen optischen Kondensator 20, der

SScÄd eintauchLdcn ^-"^^ ""ρ^ϊ^ϊ,"^« IS eine zweite, ^,

^^£^^^^Ά^^ -er liehe AusJaBöffnung 21, die durch eine Quarzsche.be

δ»*. Hüfsigen⁶ M-..S Stauen ist, und as 22^sd.₌,, ^^

zwar in der Nahe und gegenüber der Of^«3- _{um{aßt f} , _{d Tcilc;}

Der Generators kann durch irgendein^anderes gc ^ingangsspiegcl 23, der im vorliegenden Fall

eignete. Mittel ersetzt ^de" wenn^die ^^ « ^dcr Konkavspiegel mit einer Abbildung von 1 : 1 ist,

Lage .st einen dektnschen^^^™^ „ _{wird s0} angeordnet, daß er ein aus dem gewählten

«^O^^^^S/iSiSipieli⁸ Bereich des Lichtbogens8 herkommendes Lichtbün-

dasin d>f«mF^die Rolle emerbie« ^p ^^ ^ _p,_an . , _{24 fängt das}

'ÄS ^ ÄS il 23 flktit Lihtbüdl i Planspiegel

f^ ^ ^^ ^ _p,_an , _{24 fängt}

r 'ÄS L^-e äÄdS Oberfläche des Spiegel 23 reflektierte Lichtbündel; ein Planspiegel

seme Gestalt ™^ ^rS? Seht vollständig ruhig 25 mit einer Mittelöffnung 26 ist im Weg des vom

T l l hi S' Sil 24 reflektierten Bündels angeordnet und w.rd

^ ^rS? Seht vollständig ruhig 25 mit einer Mittelöffnung 26 ist im Weg de

undTuft Ve scli lung d s Lidubogens herir. So' ,5 Spiegel 24 reflektierten Bündels angeordnet und w.rd

SS? Äh ein Zentraler Bereich des Lichtbo- ^J^^Tgtanp^g« ^

^ßeUm df öf?nun?3Trum ist an der Wand 2 des vorgeht, ist der Eingangsspiege. 23 in seiner Lage be-

Um die OttnungJ nerum κs ■ « hohlen An- züelich zweier zueinander senkrechter Achsen regcl-

°u?l\^dilA Tf \?f Τ⁶ nXrnenSeDeh- 50 baf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der

schlußghedes befestig) das e.ne kW^rte UeJ S B ^^ ^_n |_tafe ^_{7 an einem}

S^Een^Zb^UaS dei in der LaS Ä^Stur- bLtfmmten Punkt seines Umfangs abgestützt. Ein

Faltenbalg y, der m aer Lage ist, Krdu_b £ ■ _{der an einem gegenüberheg}enden

S?S53aSSSS^fc £5523325535

eines abgedichteten AnschlußJernentes betesv& is b verbunden ist, gestattet eine Korrek-

'^CSSS d=_m Tcn^c, 25 is, ein

31 vorgesehen der einer Linse 32 und einem Steuer- relative Beleuchtung der Fotozellen wird infolgedes-

orean 33 zugeordnet ist. Das Steuerorgan 33 enthält sen geändert, und der Differenzverstärker 36 liefert

einen Strahlungsempfänger und ist mit dem Regel- ein Korrektursignal. Das Korrektursignal bewirkt

mechanisms für die Stellung des Eingangsspiegels eine Änderung des Stromes, welcher die Spule 30 23 verbunden ⁵ durchfließt. Daher verändert sieh die Lage des Ma-

" BH der darccstcllien Ausführungsform umfaßt das gnetcn 29 und damit auch diejenige des Eingangs-

Steuerorpan zwei Gruppen von je zwei Fotozellen spiegeis 23 derart, daß der Sp.egel immer ein Licht-

34 35 die jeweils paarweise in aufeinander senk- bündel empfängt, das aus demselben, vorher gewahl-

reclü stehenden Richtungen einander gcgcnübcrlie- ten Bereich des Lichtbogens 8 stammt, ccn In Fi r "> ist lcdii'lich eine einzige Gruppe von io Der Hauptteil 41 der vom Spiegel 23 heiruhren-

Fotozellen sichtbar Die Fotozellen 34, 35 einer den Strahlung liefert ein weiteres reelles HiId des Bo-

Gruppe <=ind jeweils mit einem Differenzverstärker gcnsS am Beleuchtungspunkt 38 des Spcktrogra-

36 verbunden dessen Ausgang an einen Lcistungs- phcn. Es ist darauf hinzuweisen, daß man für die

verstärker 37' angeschlossen ist. Der Ausgang des Spektralanalyse den mittleren Teil des vom Emlctzteren ist'mit dem Korrekturmechanismus verbun- 15 gangsspicgel 23 empfangenen Sirahlenbündels beibe-

den im vorliegenden Fall der Spule 30. hält, während man einen weniger homogenen und

Die u-1 Hand dc Fi g 2 beschriebene Anordnung stärker gestörten, ringförmigen Anteil dazu benutzt,

könnte auch im Inneren des Gehäuses 15 angeordnet die Lage dieses.Spicgels zu korrigieren,

sein Im Fall der Fig. 1 ist sie jedoch außerhalb des Es ist wesentlich, daß das zur Analyse ausgenutzte Gehäuses vorgesehen, wobei der Spiegel 31, wie dar- 20 Stahlenbündcl möglichst wenig Brechungen und Rc-

"cslcllt der zweiten Auslaßöffnung 21 des Gehäuses flexioncn zwischen dem Lichtbogen 8 und dem Spek-

15 irecnübcrlicgt. trographen 14 erfährt. Die Erfindung zeichnet sich

Der in Fig 1 dargestellte Spcktrograph 14 wird durch bemerkenswerte Einfachheit der verwendeten

im einzelnen nicht beschrieben, da es sich hierbei um Mittel aus, um das von einer bestimmten Region des einen klassischen, an sich bekannten Apparat han- =15 Lichtbogens 8 ausgehende Strahlenbündel zu emp-

deln kann. Ein solcher Spcktrograph besitzt einen fangen und mit möglichst wenig Veränderung weitcr-

»Bcleuchtungspunkt« 38, wo gewöhnlich ein elcktri- zuleiten.

scher Lichtbogen erzeugt wird, wenn es sich darum Man könnte natürlich weitere Spiegel hinzufügen,

handelt" "ine Probe eines festen Metalls zu analysie- um den Weg des Lichtbündels zu verlängern, und so ren Ferner weist der Spcktrograph eine Einlaßöff- 30 den Spektrographcn vom Ofen weiter entfernt au!-

nuiie39 und einen FintriUsspalt 40 auf. stellen, beispielsweise indem man nacheinander ver-

YVif; ir. Γ i g. 1 da/fccsicllt, befindet sich der Bc- schiedcne Zwischenbilder erzeugt, bevor das letzte

leiicht'unnspunkt 38 im Inneren des Gehäuses 15, Bild zum Spektrographen gelangt. Dennoch ist man

und der "dichte Verschluß der ersten Auslaßöffnung bcsirebt. die Zahl der Zwischcnbilder weitgehend zu 19 wird durch den Kondensor 20 gewährleistet. Diese 35 beschränken. Der Planspiegel 24 könnte auch durch

Anordnung ist jedoch nicht obligatorisch. Der Bc- einen Teilcrspicgel ersetzt werden, der einen reflek-

lcuchtungs'pimkt könnte auch außerhalb des Gchäu- tierenden Mittelteil und einen diesen Mittelteil umsie-

scs 15 liefen beispielsweise jenseits der ersten Aus- bcndcn. ringförmigen, offenen Abschnitt umfaßt. Der

laßöffnune 19. In diesem Fall müßte das Rohr 13 al- Hauptteil 21 der Strahlung würde dabei direkt zum lerdincs llincer sein. Außerdem könnte man auch 40 Eclcuchti.ngspunkt 38 gelangen, wie dies in F i g. 1

eine Quarzschcibc in der Auslaßöffnung 19 anord- der Fall ist, während der sekundäre Teil 42 diesen

Spiegel durchdringen und außerhalb des Gehäuses 15

" Der dargestellte Aufbau wird jedoch bevorzugt, von Einern oder mehreren anderen Spiegeln rcflek-

weil er die Verwendung einer zusätzlichen Quarz- ticrt würde.

scheibe vermeidet und den Bclcuchtuimspunkt 28 des 45 In der Praxis kann man in vielen Fällen, sobald

Sncktroeraphcn in die Atmosphäre des Gehäuses 15 die Temperatur des geschmolzenen, zu analysieren-

,' ■ . ^ den Metalls einen höheren Wert erreicht, die Vor-

^%C Anschließend wird die Wirkungsweise der Vor- richtung 10 allein nicht mehr benutzen. Man muß sie

richlunc 10 erläutert. dann mit dem Ofen 1 unter Zuhilfenahme des FaI

Nachdem ein elektrischer Lichtbogen 8 an der 50 tenbalgs 9 verbinden. Man läßt ferner kaltes Wassci

Oberfläche eines geschmolzenen Metalls ausgebildet in der Kühllcitung 11 α zirkulieren und drückt cii

ist wird die Vorrichtung 10 so anceordnet, daß der unter Druck stehendes Gas in den Kanal 11 b ein

Eincan<"=sr>ic"cl 23 durch die Einlaßöffnung 17 hin- Dieses Gas wird in Abhängigkeit von seiner Durch

durch ein Strahlunesbündcl empfängt, das von einem lässigkcit für die betreffenden Wellenlängen ausge

Bereich d-s Lichtbocens ausgeht, der für eine Spek- 55 wählt. Das nämliche gilt auch für das Gas. welche

tralanalysc geeignet fst. "^{ian in das lnnerc dcs} Gehäuses 15 einbringt. Das ii

Der Spiegel 23 reflektiert unter Vermittlung des den Kanal 11 b eingeführte Gas durchquert den FaI

Snie"c!s 24 ein Strahlungsbündel auf den Tcilcrspie- tenbalg9 und dringt m den Ofen 1 ein. in welchem e

eel V welcher seinerseits die empfangene Strahlung sich ausbreitet. Man verwirklicht auf diese Weis

in einen Hauptteil 41 und einen sekundären Teil 42 60 eine kontrollierte Atmosphäre zwischen dem Licht

aufteilt Der sekundäre Teil 42 tritt durch die zweite bogen 8 und der Einlaßöffnung 17. Glcichrciti

Aiislrittsöffnuna 21 aus und wird vom Spiegel 31 rc- drängt man dabei die Metalldämpfe zurück welch

flektiert Mit dem reflektierten Licht wird durch die das Bestreben haben, sich auf der Quarzscheibe 1

I insc M die vorzugsweise eine einstellbare Brenn- niederzuschlagen. Die Quarzscheibe 18 kann m

weite "besitzt ein reelles Bild des Lichtbogens 8 an 65 einer Vcrschlußblende ausgerüstet werden, die di

der Krcuzungsstellc der vier Fotozellen 34, 35 er- Scheibe schützt, wenn die Vorrichtung nicht in B<

zcuut Wenn'sich der Bogen 8 verschiebt, verschiebt trieb ist.

sieh auch das durch die Linse 32 erzeugte Bild; die Es ist von Vorteil, wenn das Anschlußghed zw

9 10

sehen dem Ofen 1 und der Vorrichtung 10 beträcht- Weise aus einzelnen lichtleitenden Fasern besteht,

liehe Temperaturdiffercnzcn aushalten kann und Das eine Ende dieses optischen Kabels wird am Be-

auch in seitlicher und Längsrichtung ziemlich leicht leuchtungspunkt 38 des Spektrographen angeordnet,

verformbar ist. Man kann am' diese Weise eine erste Dem anderen Ende des lichlleitendcn Kabels gibt

Zentrierung des Eingangsspiegels 23 bezüglich des 5 man einen Querschnitt in Form eines langgestreckten

elektrischen Lichtbogens erreichen, indem man die Rechteckes, dessen Form an den Eintrittsspalt 40

Gesamtheit von Spektrograph 14 und Vorrichtung 10 des Spektrographen angepaßt ist, und befestigt das

verschiebt, wobei man die Biegsamkeit des Falten- Kabel in dieser Form am Spalt. Die Dichtigkeit des

balgs9 ausnutzt. Die Winkelamplitude der Stellungs- Gehäuses IS läßt sich leicht erhalten, wenn man das

regulierung des Spiegels 23 ist nämlich ziemlich be- ίο optische Kabel mit Hilfe einer Druckdichtung bei

schränkt. In Fig. 3 ist eine tatsächlich benutzte Aus- seinem Durchtritt durch die erste Auslaßöffnung 19

führungsform dargestellt, bei der entsprechende Teile abdichtend festklemmt.

mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. I verse- Bei dieser Ausführungsform der Erfindung gehen sind. winnt man gegenüber der Ausführungsform gemäß

Fig. 3 zeigt die Ausbildung der Wand 11 mit der 15 Fig. 1 und 2 an Helligkeit. Bei lichtleitenden Fasern

Kühlleitung 11a und dem Kanal 11 £>. Weiterhin er- von etwa 15 mü Durchmesser lassen sich diese in

kennt man in Fig. 3, wie der äußere Spiegel 31 in einer einzigen Linie anordnen und am Eintrittsspalt

der gewünschten Schräglage auf der Basis einer befestigen. Die Grenze der Anwendbarkeit auf WeI-

Hülse 43 befestigt ist, die ihrerseits entlang dem Ge- lenlängen oberhalb 2000 A geht auf die gegenwärtig

häuse 15 angeordnet ist. 20 verfügbare Art der optischen Fasern zurück; neue

Der Hauptunterschied zur Ausführungsform ge- Materialien können die Anwendbarkeit der Erfinmäß Fig. 1 besteht darin, daß der Ofen in Fig. 3 dung erweitern. Auf jeden Fall kann man sich mit kleiner ist und der Faltenbalg 9 nicht direkt an der der angegebenen Beschränkung hinsichtlich der WcI-Ofenwand 2, sondern an einer Zwischcnabstützung lenlänge bereits lichtlcitender Kabel von mehreren 44 befestigt ist, die ebenfalls durch eine innere Was- »5 Metern Länge bedienen, wodurch es möglich ist, nöserzirkulation gekühlt ist. Die Zwischenabstützung tigenfalls den Spektrographen 14 noch weiter von 44 nimmt unter Vermittlung von Schrauben und der Vorrichtung 10 zu entfernen.
Verbindungen ein düsenartiges Mundstück 45 auf, Im Voranstellenden wurde eine seitliche Öffnung welches die Verbindung mit der seitlichen öffnung 3 des Ofens benutzt. Gemäß einer Weiterbildung der des Ofens 1 herstellt. Zur Vereinfachung der Bc- 30 Erfindung kann man auch eine oben gelegene Öffschreibung wird angenommen, daß die Abstützung nung des Ofens benutzen, durch welche hindurch 44 an die Außenseite der Ofenwand angepaßt ist, man ein optisches Rohr (mit Spiegeln u. dgl. nach dessen Element 2 die Innenseite ist, während das Art eines Periskopes) einführt. Das Rohr wird so anMundstück 45 die seitliche Öffnung 3 begrenzt, die in geordnet, daß es ein vom Lichtbogen ausgehendes dieser Wand ausgespart ist. 35 Strahlenbündel aufnimmt und nach oben und an-

Bci einer anderen nicht dargestellten Ausfüh- schließend derart zur Seite reflektiert, daß wieder die

rungsform der Erfindung, die sich insbesondere für zuvor beschriebene Situation, jedoch nun in einem

leichte Legierungen und für Wellenlängen oberhalb höheren Niveau, vorliegt. Ebenso wie die seitliche

2000A eignet, läßt man das Rohr 13 (Fig. 1) fort öffnung des Ofens wird dieses optische Rohr von

und verwendet als Anschlußelement 13 ein lichtlei- 40 einem Strom eines· unter Druck stehenden Gases

tendes »optisches Kabel«, das in an sich bekannter durchflossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Vorrichtung zur spekiralanalytisehen Untersuchung von Bereichen huller Temperatur, insbesondere von geschmolzenen Metallen, insbesonderc an einem ein geschmolzenes Metall enthaltenden Ofen mit einem Spektralapparat mit Beleuchtungspunkt, Eingangsöffnung und Einlrittsspalt, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgeschlossenes Gehäuse (IS) eine mit einer iu Einrichtung zur Regulierung der im Gehäuse herrschenden Atmosphäre verbindbare Öffnung (16) besitzt, ferner eine durch ein slrahlcndurchlässigcs Material (18) verschlossene Hinlaßöffnung (17) für das Strahlenbündel .-:ow!e eine erste Auslaßöffnung (19) für einen Hauptteil (41) des Strahlenbündels, die durch ein abgedichtetes Anschlußelement (13) mit der Eingangsöffnung (39) des Spektralapparates (14) verbunden ist, daß ferner ein im Innern des Gehäuses (15) angeordnetes, im Beleuchtungspunkt (38) des Spektralappaiates (14) ein reelles Bild des ausgewählten Lichtbogenbereiches (8) erzeugendes optisches System mindestens einen das Stahlenbündel reflektierenden Eingangsspiegel (23) umfaßt, dessen Stellung bezüglich wenigstens einer Achse regelbar ist, r.nd ein weiterer mit einer Öffnung (26) versehener Teilerspiegel (25) das Strahlenbündel in den zum Spektralapparat (14) gelangenden Hauptteil(41) und in einen Sekundaren Teil (42) aufteilt sowie daß mit dem Eingangsspiegel (23) ein Mechanismus (29, 30) zur Stellungsregelung dieses Spiegels verbunden ist und dem Mechanismus (29, 30) ein Steuerorgan (33) mit einem im Weg des sekundären Teils (42) des Strahlenbündels gelegenen Strahlungsempfänger (34, 35) zugeordnet ist, der die Stellung des Eingangsspiegels (23) in Abhängigkeit von der" empfangenen Strahlungsintensität regelt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) den Beleuchtungspunkt (38) des Spektralapparates (14) mit umschließt und daß das Anschlußelcment (13), das die erste Auslaßöffnung (19) des Gehäuses mit der Eingangsöffnung (39) des Spektralapparates (14) verbindet, als abgedichtetes Rohr ausgebildet ist und einen Kondensator (20) erhält.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (13) ein lichtleitendes, optisches Kabel ist, das sich zwischen dem Gehäuse (15) und dem Spektralapparat (14) erstreckt.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtleitende optische Kab-Ί mit seinem einen Ende am Beleuchtungspunkt (38) des Spektralapparates (14) und mit seinem anderen Ende, das eine dem Spalt (40) des Spektralapparates angepaßte rechteckige Form besitzt, an diesem Spalt (40) befestigt ist.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) eine zweite, durch ein stralilendurchlässiges Material (22) verschlossene Auslaßöffnung (21) für den sekudiiren Teil (42) des Strahlenbündel aufweist und das Steuerorgan (33) mit dem Strahlungsempfänger (34, 35) außerhalb des Gehäuses (15) angeordnet ist, während der Mechanismus (29, 3«) zur Stellungsregelung des Einganusspiegels (23) sich im Inneren des Gehäuses (15) befindet.

   6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des sekundären Teils (42) des Strahlenbündels, eine Unse (32) vorgesehen ist, die wenigstens von einem Teil des elektrischen Lichtbogens ein Bild in einer Ebene entwirft, in welcher wenigstens zwei Fotozellen (34. 35) einander gegenüberliegend angeordnet sind, und daß diese Fotozellen (34, 35) elektrisch mit dem Mechanismus (2^l>. 30) zur Stellungsregelung des Eingangsspiegels (23) verbunden sind.

   7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus (29, 30) zur Stellungsregelung des Eingangsspiegels (23) eine mit dem die Fotozellen (34, 35) enthaltenen Stromkreis verbundene Spule (30) umfaßt, in deren Innerem ein Permanentmagnet (29) hin und her beweglich ist, und daß der Eingangsspiegel (23) einerseits über einen Stab (28) mit dem Permanentmagnet (29) verbunden und andererseits an einem biegsamen Stab (27) gehalten ist.

   8. Vorrichtung nach einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsspiegel (23) um zwei zueinander senkrechte Achsen beweglich ist und zwei Gruppen aus je zwei Fotozellen (34, 35) in zwei zueinander senkrechten Richtungen einander gegenüberliegui und daß jeweils einer von zwei Mechanismen (29. 30) zur Stellungsregelung des Eingangsspiegels (23) mit jeweils einer Gruppe vonVoiozellen (34, 35) verbunden ist.

   9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingangsspiegel (23) ein Konkavspiegel mit einem Abbüdungsmaßstab von etwa I : 1 verwendet wird und daß ein erster Planspiegel (24) das vom Eingangsspiegcl (23) auf ihn reflektierte Licht in Richtung auf die erste Auslaßöffnung (19) des Gehäuses (15) und den Beleuchtungspunkt (38) des Spektralapparates (14) wirft und daß im Wege dieser Strahlung der die Öffnung (26) aufweisende Teilerspiegel (25) angeordnet ist, der das Strahlenbündel in den Hauptteil (41) und den sekundären Teil (42) aufteilt.

   10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie über ein hohles Anschlußglied (9) mit einer öffnung (3) in der feuerfesten Wand (2) des das geschmolzene Metall (4) enthaltenden Ofens (1) verbunden ist, in dem mittels eines Generators (5) ein elektrischer Lichtbogen (8) zwischen einer Elektrode (7) und der Oberfläche des geschmol zenen Metalls (4) erzeugt wird, und daß das Anschlußglied (9) mit seinem gegenüberliegenden Ende mit der Einlaßöffnung (17) des Gehäuses (15) verbunden ist.

   11. Vorrichtung r,ach einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des die Einlaßöffnung (17) des Gehäuses (15) verschließenden, strahlendurchlässigen Materials (18) in der die Einlaßöffnung (17) enthaltenden Gehäusewand (11) wenigstens eine in das Innere des Anschlußgliedes (9) mündende Öffnung vorgesehen ist, die mit einem Kanal

   (tlb) verbunden ist, und daß dieser Kanal (11 b) seinerseits mit einer Druckgasquelle derart verbunden ist. daß — ausgehend vom Umfang der Einlaßöffnung (17) — ein permanenter Gasstrom durch das Anschlußglied (9) hindurch in das Innere des Ofens (1) gerichtet iü.

   !2. Vorrichtung nach einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Einlaßöffnung (17) enthaltende Wand (11) polieren und die Probe hierauf a!s Elektrode im Beleuchtungspunkt eines Spektragraphen zu verwenden, der häufig in einem vom Ofen weit abgelegten Laboratorium stand.

   Man hai zwar schon versucht, ein LichtWindel zu gewinnen, welches von einem an der Oberfläche eines Schmelzbades erzeugten Lichtbogen ausging, und dieses Bündel mit Hilfe eines Spektrographen zu analysieren. Man ist bislang jedoch niemals auf

   des Gehäuses (15) wenigstens im Bereich der io Gaind der verschiedenen vorgeschlagenen Lösungen

   dahin gelangt, richtige und konstante Analysen zu erhalten, die industriell ausgewertet werden konnten. Es ist evident, daß eine Notwendigkeit besteht, fi nach Wunsch Analysenkurven zu gewinnen und zu

   Einlaßöffnung (17) eine innere Kühlleiumg (Hfl) aufweist, durch welche ein Kühlmittel fließt.

   13. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ., -

   am Ofen (1) vorgesehene Austrittsöffnung (3) für 15 reproduzieren, die aus Funken oder Lichtbogen an das Strahlenbündel an einer oberen Wand des flüssigem Metall gewonnen sind und eine konstante Ofens vorgesehen ist, und durch diese Öffnung Korrelation zu den wirklichen Zusammensetzur.gshindurch ein hohles und abgedichtetes optisches kursen des Metalls besitzen, wie sie beispielsweise Rohr eingeführt ist, das mit seinem freien Ende auf Grund einer chemischen Analyse erhalten wermit der Einlaßöffnung (17) verbunden und von 20 den. .

   einem Strom unter Druck stehenden Gases Die zu überwindenden Schwierigkeiten sind zani-

   durchflossen ist. reich, z. B.: .

   die hohe Temperatur (1600 C bei Stahl),

   welche im Inneren des Ofens herrscht, und die große Empfindlichkeit der Spektrographen gegenüber Änderungen der Umgebungstemperatur (gewöhnlich werden die Spektrographen auf 1 g/ K) ° C temperaturstabilisiert); die schlechte optische Qualität der Atmosphäre in der Nähe des Schmelzbades (Rauch, Meialldämpfe, unterschiedliche Anwesenheit von CO, CO₁, SO.,, O., usw.) und die große Beeinflussung des Lichtbündels gegenüber Veränderungen dieser Atmosphäre. Bei Stahl müssen zum Analysespektrographen Strahlen ohne Veränderung übertragen werden, deren Wellenlänge zwischen etwa 1650 und 2800 A liegen, wobei die Nichtmetalle hauptsächlich im Wellenlängenbereich zwischen etwa 1650 und 2000 A und die Metalle im wesentlichen zwischen etwa 2200 und 2800A emittieren. In bestimmten Fällen muß man auch Lichtstrahlen bestimmter Körper bis zu etwa 35OOA und selbst bis zu etwa 8000A (7765 A bei der Kalium-Bestimmung) analysieren.

   Um nur ein einziges Beispiel zu geben: Sauerstoff absorbiert eine Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb 1860 A praktisch vollständig, woraus die hier auftretenden Schwierigkeiten ohne weiteres erhellen. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, unter Über-

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spektialanalytischen Untersuchung von Bereichen hoher Temperatur, insbesondere von geschmolzenen Metallen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dem Zweck, ein in dem Ofen von der Oberfläche eines flüssigen Metalls ausgehendes Lichtbündel zu gewinnen und ohne Veränderung zu einem an sich bekannten Spektralapparat zu übertragen.

   Das Wort »Ofen« wird im folgenden im weitesten Sinne gebraucht, um sämtliche, gewöhnlich mit vehwersehmelzbaren Wänden ausgestattete Gefäße zu bezeichnen, die in der Lage sind, ein flüssiges Metall aufzunehmen, beispielsweise Konverter, Mischanlagen usw. Weiterhin wird hier mit dem Wort »Metall« jedes Material, im allgemeinen eine Metalllegierung, bezeichnet, von dem man wenigstens teilweise die Zusammensetzung kennenlernen möchte, solange sich das Material unter dem Einfluß von Wärme im flüssigen Zustand befindet. Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Eisenhüttentechnik und die allgemeine Metallurgie, wo Metalle im Schmelzzustand in einem Temperaturbereich zwischen etwa 300 und ISOO⁰C verarbeitet werden. Diese Temperaturangabe stellt jedoch hinsichtlich der Anwendungsmöglichkeit der Erfindung keine Beschränkung dar.

   Es ist insbesondere in Elektrostahlwerken und in Anlagen mit kontinuierlichem Fluß der Fertigung wesentlich, innerhalb einer Zeit, die so kurz als möglich ist, die Zusammensetzung oder wenigstens den windung dieser Schwierigkeiten ein Lichtbündel, das von einem an der Oberfläche eines im Schmelzzustand befindlichen Metalls erzeugten, elektrischen

   •».•ι ,«, ««. ^..^...„.....,..„.„..j, „ww. ..^.„t,.,^... „.. Lichtbogens herrührt, ohne Veränderung zu einem Gehalt an bestimmten Elementen eines geschmolze- 55 Spektralapparat zu leiten, der in ausreichender Entnen Metalles in einem Ofen in Erfahrung zu bringen. fernung vom Ofen aufgestellt ist. Die Verhüttung von Stahl ist im Zusammenhang mit
   der Anwendung von Sauerstoff ein schnell ablaufender Prozeß geworden, der sich insgesamt in der Größenordnung von etwa 20 Minuten abspielt. Dieser
   Prozeß verlangt rasche Stcuermaßnahmen unil infolgedessen Analysen, die während der Verhüttung so

   C-.