DE2059863A1

DE2059863A1 - Automatischer Absorptionsspektrophotometrie-Analysator

Info

Publication number: DE2059863A1
Application number: DE19702059863
Authority: DE
Inventors: Pierre Delmas; Pierre Imbert
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1969-12-05
Filing date: 1970-12-04
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1328370A; US3695764A; FR2070481A5

Description

Dlpi-lng. R. B E E T Z sen. Dlpl-Inti. K. LAMPRECHT

Dr.-lng. R. B Cl E T Z Jr.

8 M ü η ch e η 22, Steinsdorfstr. 10 ^_1Q_ ^ ^ ^gp · 4. 12. 19?0

Commissariat a l'isnergie Atomique, Paris (Frankreich)

Automatischer Absorptionspektrophotometrie- Analyeator

Die Erfindung betrifft einen automatischen Absorptionspektrophotometrle-Analysator, insbesondere für Infrarotstrahlung zur kontinuierlichen quantitativen Analyse mehrerer Konstituenten einer Fluidprobe, insbesondere Flüssigkeitsprobe·

Eine wichtige, jedooh nicht ausschließliche Anwendung des erflndungsgemttßen Analysators besteht in der
quantitativen Analyse geringer Mengen von Fluorverbindungen, wie ClO-F, OOF«, UFx, SiFj, und ClF-, in Stickstoff.

Es ist bereits bekannt (vgl. FR-PS 1 338 403 und Zusatz-PS 91 269) ein Spektrophotometer für die Bestimmung der Konzentration einer in einer Fluidprobe enthaltenen

3431.3)-Hd-r (7)

109824/1790 original inspected

Verbindung mit mindestens einer Absorptionslinie« Diese bekannte Vorrichtung umfaßt eine optische Einrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahls, eine Küvette mit transparenten Wänden zur Aufnahme der Probe, wobei sich die Küvette im Lichtstrahlweg befindet, einen Monochromator zur Auswahl einer ersten Wellenlänge entsprechend einer Absorptionslinie der Probe und mindestens einer zweiten Wellenlänge, die nicht einer Absorptionslinie entspricht, eine Einrichtung zur Modulation der Intensität des Llcht-

W Strahls mit vorgegebener Frequenz, einen photoelektrisohen Umformer, der mit seinem Photoelement den vom Monochromator durehgelassenen Lichtstrahl empfängt, einen Zwei-Kanal-Verstärker, der auf die vorbestimmte Frequenz abgestimmt ist und das Ausgangssignal des Umformers empfängt, eine Einrichtung zur Steuerung des Monochromators in irgendeinem Takt, der wahlweise die Auswahl der ersten und der zweiten Wellenlänge bewirkt, eine Synchronisationseinrichtung, die wahlweise auf den einen Verstärkerkanal unter Sperrung des anderen synchron zur Auswahl der ersten und zweiten Wellenlänge einwirkt, und eine Einrichtung, die durch die beiden Verstärkerkanäle versorgt ist und

fe das Verhältnis der empfangenen Signale berechnet, um die optische Dichte der Probe für die betrachtete Absorptionslinie zu bestimmen. Die gesuchte Konzentration C H&J ergibt sich dann durch die Formel;

K D

M -'⁰⁰V

mit K * Konstante für die betrachtete Verbindung bei der analysiertenWellenlänge,

D m optische Dichte der Probe für diese Wellenlänge, P a Druck in der Analysenküvette·

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Es ist Aufgabe der Erfindung, dieses bekannte Spektrophotometor dahingehend zu verbessern, daß es die kontinuierliche quantitative Analyse von nicht nur einer, sondern von praktisch allen Konstituenten einer Fluidprobe ermöglicht. -·

Ein automatischer Analysator für die kontinuierliche Analyse von mehreren Konstituenten einer Fluidprobe mittels Absorptionsspektrophotometrie mitt

( einer Lichtquelle,

einer transparente Wände aufweisende Küvette zur Aufnahme der Probe, wobei die Küvette im Veg des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts angeordnet ist,

einer Modulationseinrichtung zur Modulation der Intensität des von der Küvette durchgelesenen Lichtstrahls mit einer vorbestimmten Frequenz,

einem Monochromator einschließlich einem Beugungsgitter, der das von der Küvette durchgelassene Licht empfängt, i

einem photoelektrischen Umformer, dessen lichtempfindliches Element den vom Monochromator abgegebenen Lichtstrahl empfängt,

einer Verstlrkereinheit, die das vom Ausgang des photoelektrischen Umformers abgegebene elektrische Vech-•elspannungsslgnal empfängt, und

einem Demodulator, der an den Ausgang der Verstärker-

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einheit angeschlossen ist, tun ein elektrisches Gleichspannungssignal abzugeben, dessen Pegel ie wesentlichen proportional zur Intensität des von der Küvette durchgelassenen Lichtstrahls bei der durch den Monochromator bestimmten Wellenlänge ist, ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch:

eine Steuereinheit zur automatischen Steuerung der Stellung des Beugungsgitters, um zyklisch N Schaltsteife lungen festzulegen, die N verschiedene vorbestimmte Wellenlängen definieren, von denen N-1 Wellenlängen (Heßwellenlängen), Absorptionslinien von N-1 Konstituenten der Probe entsprechen, während die noch übrige Wellenlänge (Bezugswellenlänge) keiner der Absorptionslinien entspricht; und

eine automatische Rechenvorrichtung, die aus einen Signal, das vom Demodulator für jede einer Meßwellenlänge entsprechende Schaltstellung des Beugungsgitters abgegeben wird, und einem Signal, das vom Demodulator abgegeben wird, wenn die Schaltstellung des Beugungsgitters die Bezugswellenlänge definiert, und bei jedem Meßzyklus gespeichert ™ wird, berechnet die optische Dichte der Probe bei der jeweiligen Meßwellenlänge und die Konzentration der Konstituente entsprechend dieser Meßwellenlänge.

Mit einem praktisoh erprobten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Analysator· konnten die Konsentrationswerte von 11 Konstituenten bestimmt werden, jedooh stellt diese Zahl keine obere Grenze dar, sondern zeugt lediglich von der Leistungsfähigkeit das erfiKdm*c*gemäßen Analysator*·

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur ein AusfUhrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Analysators gezeigt ist.

Der abgebildete automatische Absorptionsspektrophotometrie-Analysator hat einen optischen Teil, der folgende Baugruppen aufweistt

eine Infrarotstrahlungsquelle 1, die "vorzugsweise von einem Keramikheizfaden gebildet ist, der zum Glühen (1200 °C) gebracht wird, und ein kontinuierliches Spektrum im Wellenlängenbereich zwischen 2,5 und 25 /um emittiert, die durch die Strahlungsquelle 1 abgegebene Energie nimmt sehr schnell zu größeren Wellenlängen hin ab (z. B. wird ihre Strahlungsleistung halbiert, wenn die Wellenlänge von 12,75 auf Ik, 5 /im zunimmt) ;

eine Blende 2 vor der Strahlungsquelle 1, die die Öffnung des von der Strahlungsquelle 1 emittierten Lichtstrahls begrenzt; die Blende 2 befindet sich vorzugsweise mit der Quelle 1 auf einer nicht abgebildeten ausrichtbaren Wiege}

einen Planspiegel 3, der den von der Strahlungsquelle 1 emittierten und durch die Blende 2 begrenzten divergierenden Lichtstrahl empfängt)

einen konkaven sphärischen Spiegel k, der den vom Spiegel 3 reflektierten Lichtstrahl divergieren läßt ι

eine Analysenkttvette 5, die durch zwei Planfenster aus einem infrarotdurohläsaigen Werkstoff wie Silberchlorid begrenzt ist ι das zu analysierende Fluid wird in der

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Küvette 5» die sich im Weg des vom Spiegel k reflektierten Lichtstrahls befindet, umgewälzt, wobei der Spiegel k ein reelles Bild des Heizfadens der Strahlungsquelle 1 erzeugt, das sich in der Mitte zwischen den beiden Fenstern der Küvette 5 befindet;

einen konkaven sphärischen Spiegel 6, der den Lichtstrahl empfängt, der die in der Küvette 5 enthaltene Fluidprobe durchsetzt hat, und für den das vom Spiegel k erzeug· " te Bild des Heizfadens als reelles Objekt dient;

zwei Planspiegel 7 und 8 zur Reflexion des vom sphärischen Spiegel 6 kommenden Lichts;

eine Modulationseinrichtung zur Modulation der Intensität des vom Planspiegel 8 reflektierten Lichtstrahls; die Modulationseinrichtung besteht aus einer Scheibe 10 mit zwei entgegengesetzten Flügeln, die durch einen Synchronmotor 11 mit einer Drehzahl von 5 U/sec angetrieben wird, was einer Modulation mit einer Frequenz von 10 Hz entspricht;

ein Interferenzfilter 12, das sich im Veg des modulierten Lichtstrahls befindet, um Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 7,2 /am und mehr als 15 /ua zu absorbieren;

einen Monochromator 13 von Typ EBERT-FASTIE, mit Ele menten, die für das vom Filter 12 durchgelassene Licht ei nen Eintrittespalt 1Ί bilden, in dessen Ebene der sphärische Spiegel 6 ein reelles Bild des Heizfadens der Strahlungsquelle 1 erzeugt, mit einem ersten konkaven sphäri-

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sehen Spiegel 15, In dessen Brennebene sich der Eintrittsspalt 14 befindet, ein eingeritztes Strichbeugungsgitter 1-6, das sich auf einem drehbaren kreisrunden Halter 17 befindet und dessen geritzte Oberfläche genau von dem parallelen Lichtstrahl, der too Spiegel 15 kommt, bedeckt wird, mit einem zweiten konkaven sphärischen Spiegel 18, der gleich dem Spiegel 15 ist und sich symmetrisch zu diesem Spiegel relativ zur optischen Achse des Systems befindet, und mit Elementen, die für den vom Spiegel 18 reflektierten Lichtstrahl einen Austrittsspalt 19 bilden, das sich in der Brennebene dieses Spiegels befinde*, wobei das Bild des Eintrittsspalts 14 in der Ebene des Austrittsspalts 19 erzeugt wird;

einen elliptischhen Spiegel 20, der den vom Spalt 19 durchgelassenen Lichtstrahl empfängt, wobei sich der Spalt 19 in seiner Brennebene F1 befindet; und schließlich

einen photoelektrischen Umformer 21, der durch ein Thermoelement gebildet ist, dessen lichtempfindlicher Teil sich in einer Brennebene TZ des elliptischen Spiegels 20 befindet; das Bild des Ausgangsspalte 19, der das durch die Blende 2 begrenzte Bild des Heizfadens der Strahlungsquelle 1 darstellt, bedeckt genau den lichtempfindlichen Teil.

Mit

D m Winkel zwischen den Achsen, die die Mitte des Beugungsgitters 16 mit der Mitte der Fokuesierungsspiegel 15 und 18 verbinden,

OC » Winkel zwischen der Normalen auf der Ebene des

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Beugungsgitters 16 und der Symmetrieebene des Monochromators 13»

wird ein Lichtstrahl der Wellenlänge A , der vom Beugungsgitter Λ6 unter einem Einfallswinkel i empfangen wird, unter einem Winkel r gemäß folgender Formel gebeugt:

sin i + sin r = K η ^, mit

k = Ordnung der ausgenutzten Beugung und

η = Zahl der Striche/am des Beugungsgitters.

Wegen

i = et - \ und

kann man schreibent

k η

sin Oi

2 cos §

Somit entspricht jedem Wert des Winkele 0( ein Wellenlängenwert der tob Monochromator 13 abgegebenen Lichtstrahlung. Es genügt daher, vm Kit Hilfe des beschriebenen optischen Teils die Kenxentration -von elf Konstituenten der in der Küvette 5 enthaltenen Fluidprobe su bestimmen (die Zahl Elf dient nur al· Beispiel), wobei jede Konstituente durch eine Abeorptionelinie definiert istt

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; 1. zwölf Stellungen des Beugungsgitters 16 festzu-

\ legen, d. h. zwölf Verte des Winkels CX , die definieren ' einerseits elf Wellenlängen» Meßwellenlängen genannt, die jeweils der Absorptionslinie einer der elf Konstituenten entsprechen, und andererseits eine Bezugswellenlänge, die ; keiner der Absorptionslinien entspricht)

2. das Verhältnis der elektrischen Signale, die vom ! Umformer 21 für jede der elf Meßwellenlängen abgegeben :. werden, zum für die Bezugswellenlänge erhaltenen Signal '

zu bilden) diese elf Verhältnisse stellen die Durchlässigkeit der Probe für die elf ausgewählten Wellenlängen dar, so daß daraus die gesuchten Konzentrationswerte erhalten werden können.

Die zwölf Arbeitsstellungen des Beugungsgitters 16" werden durch eine automatische, zyklisch arbeitende Steuereinrichtung bestimmt, die folgende Baugruppen umfaßts

einen Elektromotor 22 mit sehr geringer Trägheit, der ; ein großes Brems- bzw. Dämpf ungsdrehmoment besitzt)

ein Untersetzungsgetriebe 23 mit nachstellbarer Spielverringerung, das vom Motor 22 angetrieben wird und durch Drehung um seine Achse, die mit der Mitte des Beugungsgitters 16 verbunden ist, den runden Träger 17 antreibt)

einen Winkelcodierer Zk, dessen Aohse mit der Achse des Untersetzungsgetriebes 22 über eine Balgkupplung gekuppelt ist, um eine mögliche Fehlausrichtung auszugleichen) der Winkelcodierer Zk liefert ständig über ein Register mit vier Dekaden eine Zahl mit vier Stellen, die

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die Winkelstellung des Beugungsgitters 16 angeben, d. ho den Wert des oben definierten Winkels Ot » wobei eine Anzeigeeinrichtung 25 diese Zahl sichtbar macht;

eine Wähleinrichtung Z6 zur Vorwahl von zwölf Arbeitsoder Schaltstellungen des Beugungsgitters 16„ die aufweist zwölf Gruppen von vier Umschaltern, die parallel an die vier Dekaden des Winkelcodierers 2k angeschlossen sind und bei deren jeder eine Zahl eingestellt wird, die eine Win- W kelstellung des Beugungsgitters 16 bestimmt, ferner zwölf NAND-Glieder mit vier Eingängen, die jeweils einer der zwölf Gruppen von vier Umschaltern zugeordnet sind, und zwölf Speioherkippglieder, die jeweils in Reihe an den Ausgang eines der NAND-Glieder angeschlossen sindj wenn eine Koizidenz zwischen der vierstelligen Zahl am Ausgang des Winkelcodierers 2k und einer der zwölf Zahlen auftritt, die an einer Umschaltergruppe eingestellt sind, erscheint eine logische "OS am Ausgang des entsprechenden NAND-Glieds und diese logische ⁿ0S setzt das an den Ausgang dieses NAND-Glieds angeschlossene Kippglied, wobei dieses Kippglied rückgesetzt wird, wenn das folgende Kippglied seife nerseits gesetzt wird;

eine Zählstufe 27» deren Weiterzahlen um Eins am Ende der Durchführung der Messung in der vorhergehenden Stellung ausgelöst wird und die Ordnungszahl jeder Schaltoder Haltestellung des Beugungsgitters 16 definiert; wenn man, wie im beschriebenen Ausführungsbeispiel des Analysator«, mit zwölf verschiedenen Wellenlängen arbeitet, kehrt das Beugungsgitter automatisch von der Stellung Nr. 12 in die Stellung Nr. 1 zurück. Die»· Rückkehr kann für jede beliebige Stellung realisiert werden, was den Vor-

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f ■■■ ■ -

teil hat, daß nan nit weniger als zwölf Wellenlängen arbeiten kann}

eine Koinzidenzmatrix 28, an deren Eingänge die N (zwölf) Kippglieder der Vorwahleinrichtung Z6 angeschlossen sindι die Matrix besitzt drei Ausgänge A₉ AV und AR, an denen eine logische "1" auftritt, um das Anhalten des Motors 22, sein Vorwärts- bzw. Rückwärtsschalten zu befehlen} das Befehlssignal für das Anhalten des Motors tritt auf,.wenn eine Koinzidenz zwischen der durch die Zählstufe ( 27 gespeicherten Zahl und der Ordnungszahl des gesetzten Kippglieds stattfindet} das Befehlssignal für das Vorwärtsschalten entsprechend der Drehung des Beugungsgitters 16 in einem solchen Drehsinn, daß die Wellenlängen von der Schalteteilung Nr. 1 bis zur Stellung Nr* N untersucht werden, wird abgegeben, wenn die Zählstufe 27 eine von Bins verschiedene Zahl speichert und wenn die Ordnungszahl des gesetzten Kipaglleds um Bins kleiner als die von der Zählstufe 27 gespeicherte Zahl ist} schließlich tritt das Befehlesignal zum Rückwar tsschalten entsprechend einer Drehung des Beugungsgitters 16 in Richtung einer direkten Rückkehr von der Stellung Nr. N zur Stellung Nr. 1 auf, wenn die Zählstufe 27 die Zahl Eins speichert und die ™ Ordnungszahl des gesetzten Kippglieds von Eins verschieden ist} und

eine Steuereinrichtung 29 snr Steuerung des Motors 22, die einen Umschalter hat, der den Drehsinn des Motors 22 bestimmt, wobei an die Einrichtung 29 die drei Ausgänge A, AV und AR der Koinzideasmatrix 28 angeschlossen sind.

Dieeelektrische Wechselspannung mit einer Frequenz von 10 Hx, die durch das Thermoelement 21 erzeugt wird,

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und deren maximale Amplitude größenordnungsniäßig /uV beträgt, muß beträchtlich verstärkt werden, bevor sie weiterverarbeitet werden kann· Zu diesen Zweck wird sie zunächst in einen Aufwar te tr ansfareatar 30 und dann in einen Vorverstärker 31 eingespeist, der gebildet ist durch eine Anpassungseingangsstufe mit schwaches Rauschen, die eine Miniaturtriode (Nuvistor) verwendet und an deren Ausgang nacheinander zwei aktive Bandfilter Kit einer Mittenfrequenz von 10 Hz angeschlossen sind, ferner ein aktives bandbegrenzendes Filter Kit einer Mittenfrequenz von 50 Hz sowie zwei weitere aktive Bandfilter alt einer Mittenfrequenz von 10 Hz. Das vom Vorverstärker 31 mit einer Frequenz von 10 Hz abgegebene modulierte Signal wird leistungsverstärkt durdieinen Verstärker 32» bestehend aus einer ersten Stufe mit Verstärkungsregelung, einer zweiten Stufe in Form eines Phasenschiebers und einer dritten Stufe in Form einer Darlington-Schaltung, um die Primärwicklung seines Ausgangstransforeators anzusteuern. Um die starken Schwenkungen de« verarbeiteten Signalpegels infolge der starken Abnahme der von der Strahlungsquelle 1 abgegebenen Energie zu großem Wellenlängen hin zu berttcksichtigen, hat der Leistungsverstärker 32 ein Relais, das in Abhängigkeit von der Stellung des Beugungsgitters 16 (gemäß einem noch zu beschreibenden Verfahren) gesteuert wird und einen Teiler für das Eingangssignal von Wellenlängen großer Energie einschaltet, während das Signal von Wellenlängen schwacher Energie ungeschwächt durchgelassen wird.

Das so verstärkte Signal wird in einen Synchrondemodulator 33 eingespeist, der grleichKeitic «er Synchronisation ein Bezug·signal mit einer- Frequenz von 10 Hz empfängt,

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das von einer Photodiode Jk kommt» die durch eine Lampe 35 beleuchtet wird, wobei die Photodiode 3k und die Lampe 35 sich auf beiden Seiten der Drehscheibe 10 gegenüberliegen. Vor der Einspeisung in den Demodulator 33 durchläuft dieses Bezugssignal einen Verstärker 36, der drei signalformende Tiefpaßfilter hat, auf die eine Selektivverstärkerstufe folgt, die durch ein Doppel-T-Filter gebildet ist, das eine Mittenfrequenz von 10 Hz hat und in Gegenkopplung zu einem zweistufigen Verstärker geschaltet ist. Das abgegebene Bezugssignal ist ein Sinussignal mit ( einer Frequenz von 10 Hz. Man empfängt daher am Ausgang des Demodulators 33 eine Gleichspannung, deren Pegel proportional der Intensität des auf den photoelektrischen Umformer 21 fallenden Lichts ist. Bine Einrichtung zur Steuerung des Relais zur Änderung der Verstärkung des Leistungsverstärkers 32 ist durch den Block 37 dargestellt. Sie besteht aus einem Speicherkippglied und einer Gruppe von vier Umschaltern, in denen die Winkelstellung des Beugungsgitters 16 gespeichert wird, für die das Umschalten vorgenommen werden muß. Derjenige Impuls, der auftritt, wenn der Codierer Zk die gespeicherte Stellung einnimmt, setzt dieses Kippglied, das das Relais zur Verstärkung»- | änderung steuert· Die Rückkehr des Beugungsgitters 16 in die Stellung Nr. 1, die durch die Zählstufe 27 signalisiert wird, setzt das Kipaglied zurück.

Ein Analogrechner 38, der Operationeveretärkerschaltungen aufweist, bestimmt für jede der elf Stellungen des Beugungsgitters 16, die eine Meßwellenlänge definieren und am Ausgang des Demodulators 33 eine Spannung V auftreten lassen,

1. die optisohe Dichte D der Probe bei der betrach-

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teten Wellenlänge durch folgende Rechenoperationt

V
D = log ~ ,

wobei V die Ausgangsspannung des Demodulators 33 für diejenige Stellung des Beugungsgitters bedeutet» die die Bezugswellenlänge definiert, die keiner der Absorptionslinien der elf untersuchten Konstituenten entspricht» diese fe Spannung wird gespeichert und bei jed4m Durchlaufen dieser Stellung durch das Beugungsgitter korrigiert, d. h. einmal für jeden Meßzyklus j

2. die Konzentration C [$] der untersuchten Konstituente in der Probe durch folgende Rechenoperation!

C [*] = ψ 100,

wobei P eine Spannung bedeutet, die durch einen (nicht gezeigten) Druckfühler oder -geber geliefert wird» der sioh an der Küvette 5 befindet, und K ein Koeffizient entsprechend der jeweils betrachteten Konstituente ist. Die Werte dieses Koeffizienten für die elf Konstituenten sind in den Rechner 38 über Relais eingegeben.

Die vom Rechner 38 erhaltenen Ere gebniese werden durch ein Register 39 mit mehreren umschaltbaren Kanälen empfangen, das nach jeder Speicherung das Weiterzahlen der Zahlstufe 27 um Xins auslöst·

Das logische Signal zum automatischen Anhalten des Beugungsgitters 16 in jeder vorbestimmten Stellung (er-

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zeugt durch di· Koinzidenzmatrix28) 18st einen internen Betriebβablauf aus, der durch eine Logik kO gesteuert ist, die folgende zwei Hauptfunktionen hat:

entsprechend der von der Zahlstufe 27 gespeicherten Ordnungszahl die Relais auszuwählen, die die Eingabe der verschiedenen Werte des Koeffizienten K in den Rechner 38 sichern, und

' entweder ein Signal_f das das Einspeichern der Span-

V befiehlt, oder ein Signal zt schalten des Registers 39 abzugeben,

nung V befiehlt, oder ein Signal zum Triggern und Um-

Selbstverständlich kann ein Analog-Digital-Umsetzer an den Ausgang des Rechners angeschlossen sein, damit die erhaltenen Ergebnisse einem Drucker, einem Locher oder sogar einem Digitalrechner zugeführt werden*

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Claims

Patentansprüche

Λ Jj Automatischer Analysator für die kontinuierliche Analyse von mehreren Konstituenten einer Fluidprobe mittels Absorptionsspektrophotometrie mitt

einer Lichtquelle,

einer transparente Wände aufweisende Küvette zur Aufnahme der Probe, wobei die Küvette im Weg des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts angeordnet ist,

einer Modulationseinrichtung zur Modulation der Intensität des von der Küvette durchgelassenen Lichtstrahls mit einer vorbestimmten Frequenz,

einem Monochromator einschließlich einem Beugungsgitter, der das von der Küvette durchgelassene Licht empfängt,

einem photoelektrischen Umformer, dessen lichtempfindllches Element den vom Monochromator abgegebenen Lichtstrahl empfängt,

einer Verstärkereinheit, die das vom Ausgang des photoelektrischen Umformers abgegebene elektrische Wechselspanmmgssignal empfängt, und

einem Demodulator, der an den Ausgang der Verstärkereinheit angeschlossen ist, um ein elektrisches Gleichspannungssignal abzugeben, dessen Pegel im wesentlichen proportional zur Intensität des von der Küvette durchgelas-

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senen Lichtstrahls bei der durch den Monochromator bestimmten Wellenlänge ist,

gekennzeichnet durch

eine Steuereinheit zur automatischen Steuerung der Stellung des Beugungsgitters (10), um zyklisch N Schaltstellungen festzulegen, die N verschiedene vorbestimmte Wellenlängen definieren, von denen N-1 Wellenlängen (Meß-Wellenlängen) Absorptionslinien von N-1 Konstituenten der Probe entsprechen, während die noch übrige Wellenlänge (Bezugswellenlänge) keiner der Absorptionslinien entsprechen; und

eine automatische Rechenvorrichtung (38), die aus einem Signal, das vom Demodulator (33) für jede einer Meßwellenlänge entsprechende Schaltstellung des Beugungsgitters (i6) abgegeben wird, und einem Signal, das vom Demodulator (33) abgegeben wird, wenn die Schaltstellung des Beugungsgitters (16) die Bezugswellenlänge definiert, und bei jedem Meßzyklus gespeichert wird, berechnet die optische Dichte der Probe bei der jeweiligen Meßwellenlänge f und die Konzentration der Konstituente entsprechend dieser Meßwellenlänge.

2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit zur automatischen Steuerung der Stellung des Bevgungsgitter* (16) umfaßtt

einen Elektromotor (22) zur Drehung dee Beugungegitters (16) um dessen Mittet

einen Winkelcodierer (2*0, der ebenfall· durch den 109824/1790

Elektromotor (22) angetrieben ist und ständig die jeweilige Winkelβteilung des Beugungsgitters (i6) anzeigt!

eine Einrichtung (26) zur Vorwahl von N Winkel-Schaltstellungen des Beugungsgitters (i6) und zur Anzeige einer Koinzidenz zwischen der vom Winkelcodierer (Zk) angegebenen Winkelstellung des Beugungsgitters (i6) und jeder der N gespeicherten Schaltstellungen, wobei jede Koinzidenz durch Setzen eines von N Kippgliedern angezeigt wird}

eine Zählstufe (27), die die Ordnungszahl der Schaltstellungen des Beugungsgitters (16) angibt und deren Weiterzählen durch die automatische Rechenvorrichtung (38) gesteuert wird;

eine Koinzidenzmatrix (28), die an drei verschiedenen Ausgängen (A, AV, AR) abgibt ein Befehlssignal zum Anhalten des Elektromotors (22), wenn eine Koinzidenz zwischen der in der Zählstufe (27) gespeicherten Zahl und der Ordnungszahl des gesetzten Kippglieds auftritt, ein Befehlssignal zum Drehen des Elektromotors (22) mit einem Drehsinn entsprechend einer solchen Drehung des Beugungsgitters (16), das die Untersuchung der Wellenlängen von der Schaltstellung Nr. 1 zur Sohaltstellung Nr. N vor sich geht, wenn die Zählstufe (27) eine Zahl speichert, die von Eins verschieden ist und wenn die Ordnungszahl des gesetzten Kippglieds um Eins kleiner als die von der Zählstufe (27) gespeicherte Zahl ist, bxw. ein Befehlssignal zur Drehung des Elektromotors (22) mit einem Drehsinn entsprechend einer solchen Drehung des Beugungsgitters (16), das eine unmittelbare Rückkehr von der Sehaltstellung Nr. N in die Ruhestellung Nr. 1 stattfindet, wenn die

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Zählstufe (27) die Zahl Eine speichert und die Ordnungszahl des gesetzten Kippglieds von Eins unterschieden ist; und

eine Steuereinrichtung (29) zur Steuerung des Elektromotors (22)_y die zur Bestimmung von dessen Drehsinn einen Umschalter hat und an die die drei Ausgänge (A, AV, AR) der Koinzidenzmatrix (28) angeschlossen sind.

3. Analysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- (

net, daß die Einrichtung (26) zur Vorwahl und zur Anzeige aufweist N Gruppen von Umschaltern, die parallel an den Ausgang des Winkelcodierers (24) angeschlossen sind und in deren jeder eine Zahl speicherbar ist, die eine Winkel-Schaltstellung des Beugungsgitters (16) definiert, N NAND-Glieder, die jeweils an eine der N Gruppen von Umschaltern angeschlossen sind, und N Kippglieder, die jeweils in Reihe an den Ausgang eines der NAND-Glieder angeschlossen sind, wobei diese Einrichtung so aufgebaut 1st, daß, wenn eine Koinzidenz zwischen der am Ausgang des Winkelcodierers {2k) erscheinenden Zahl und einer der N Zahlen, die von einer der Gruppen von Umschaltern gespeichert g

sind, auftritt, eine logische ^MO^M am Ausgang des entsprechenden NAND-Glieds erscheint, die das an den Ausgang dieses NAND-Glieds angeschlossene Kippglied setzt.

k. Analysator nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (37)» die automatisch für eine vorbestimmte Schaltstellung des Beugungsgitterβ (i6) die Amplitude des Eingangssignals der Verstärkereinheit (32) ändert, um die Abnahme der von der Lichtquelle (i) abgestrahlten Energie zu großen Wellenlängen hin zu berücksichtigen·

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5· Analysator nach. Ansprach 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (37) zur automatischen Änderung der Amplitude des Eingangssignals der Verstärkereinheit (32) für eine vorbestimmte Schaltstellung des Beugungsgitters (16) aufweist!

eine Gruppe von Umschaltern, die an den Ausgang des Winkelcodierers (22) angeschlossen ist und in die die Torbestimmte Schaltstellung eingegeben wird?

ein Kippglied, das durch diese Gruppe von Umschaltern gesetzt wird, wenn eine Koinzidenz zwischen der am Ausgang des Winkelcodierers (2k) auftretenden Zahl und der eingegebenen Schaltstellung auftritt} und

ein durch dieses Kippglied gesteuertes Relais zum umschalten eines Teiless für das Eingangssignal.

6. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Rechenvorrichtung ein Analogrechner (38) ist«

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