DE2363221A1

DE2363221A1 - Spektrometer fuer die roentgenstrahlenanalyse

Info

Publication number: DE2363221A1
Application number: DE19732363221
Authority: DE
Inventors: Pierre Boissel; Jacques Guernet
Original assignee: Cameca SAS
Current assignee: Cameca SAS
Priority date: 1972-12-19
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1974-07-04
Also published as: GB1413060A; JPS4991492A; DE2363221C3; US3906225A; FR2210771B1; DE2363221B2; FR2210771A1; JPS532748B2

Description

Compagnie d' Applications
Mecaniques a l'Eleetronique
au Cinema et ä 1 'Atomistique

(C.A.M.E.Q.Ä. >

103, Bd. Saint-Denis

92400 Courbevoie Fränkreien

Unser Zeichen: C 2979

Spektrometer für die Röntgenstrahlenanalyse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spektrometer für die Analyse der von einer Röntgenstrahlenquelle emittierten Strahlung mit einer mit dem Analysator kr is tall fest verbundenen Tragplatte, von der ein erster Punkt ("erstes Ende"), der mit einem Punkt des Kristalls zusammenfällt, entlang einer ersten feststehenden Verschiebungsachse verschiebbar, ist, und'von der ein zweiter Punkt ("zweites Ende") entlang einer zweiten feststehenden Verschiebungsachse verschiebbar ist, die die erste Verschiebungsachse an einem Punkt der Strahlenquelle schneidet, mit einem Hauptarm, der um eine in Bezug auf die Tragplatte feststehende Achse drehbar gelagert ist, deren Schnittpunkt mit der Tragplatte von dem Mittelpunkt des Rowland-Kreises verschieden ist, mit einea Kurbelarm, mit dem ein Punkt des Detektors fest verbunden ist und der dreh-

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bar um eine fest mit dem Hauptarm verbundene Achse gelagert ist* deren Abstand _von ^₆₁. Drehachse des Hauptarms gleich dem Radius des Rowland- Kreis es ist, mit einer SteuervQrriehtung für die Steuerung der Winkelstellung des Hauptarms relativ zu der Tragplatte in Abhängigkeit von der Lage der Tragplatte und mit einem zusätzlichen Mechanismus, welcher dem Kurbelarm wenigstens in seiner endgültigen Stellung für eine gegebene Stellung der Tragplatte eine feste Orientierung in Bezug auf die Tragplatte erteilt.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 3 445 bekannt. Sie ermöglicht die Vermeidung-des Nachteils einer verhältnismäßig einfachen Vorrichtung, bei welcher der Detektor von einem Arm getragen wird, der in Bezug auf die Tragplatte um den Mittelpunkt des Rowland-Kreises drehbar gelagert ist. Die Strahlenquelle, deren Röntgenstrahlung analysiert werden soll, ist nämlich oft durch eine Probe gebildet, die durch Elektronenbeschuß erregt wird und zu diesem Zweck in einem Vakuumgefäß eingeschlossen ist; da der Analysatorkristall und der Detektor außerhalb dieses Vakuumgefäßes angebracht, sind, ist der Mittelpunkt des Rowland-Kreises bei verschiedenen Stellungen des Kristalls nicht zugänglich.

Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt die Steuerung der Drehung des Arms durch ein System von Rollen und Spanngliedern, das einen festen Punkt des Hauptarms stets in einem Abstand von einem gegebenen Punkt des Rowland-Kreises hält, der in Abhängigkeit von der Stellung der Tragplatte veränderlich ist. Der zusätzliche Mechanismus ist durch ein Gelenkdreieck gebildet, von dem eine Seite

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durch den Kurbelarm gebildet wird und dessen dieser Seite gegenüberliegender Eckpunkt fest mit dem Arm verbunden ist, während die beiden anderen Eckpunkte in einer Gleitführung gleiten, deren Drehung zugleich mit derjenigen des Arms durch das Rollen- und Spanngliedersystem gesteuert wird.

Diese Vorrichtung ist ziemlich kompliziert. Infolge des Rollen- und Spannglieder syst ems sind die Genauigkeit und die Stabilität begrenzt, und außerdem befindet sich ein Teil des Antriebssystems für den Detektor immer noch in der Nähe des Kristalls.

Die Erfindung ermöglicht die Vermeidung dieser Nachteile durch Schaffung einer sehr präzisen Drehantriebsvorrichtung für den Arm, die zu dem in die Nähe des zweiten Endes der Tragplatte verlegt ist.

Nach der Erfindung ist ein Spektrometer der eingangs angegebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung durch eine mechanische Verbindung zwischen dem Hauptarm und einem parallel zu der zweiten Verschiebungsachse verschiebbar gelagerten Teil gebildet ist, daß die Tragplatte an ihrem zweiten Ende um eine fest mit dem verschiebbaren Teil verbundene Achse drehbar gelagert ist, und daß die mechanische Verbindung so ausgebildet ist, daß sie eine Drehung des Hauptarms in Bezug-auf die Tragplatte um einen Winkel erzwingt, der doppelt so groß wie der Drehwinkel der Rotationskomponente der Bewegung der Tragplatte in Bezug auf die zweite Verschiebungsachse ist.

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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 das Prinzipschema eines Spektrometers mit gekrümmtem Kristall für die Röntgenstrahlenanalyse,

Fig. 2 ein Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise eines Spektrometers nach der Erfindung und-

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Spektrometers nach der Erfindung.

In Fig. 1 sind die drei Hauptelemente dargestellt, die bei der Röntgenstrahlen-Spektrometrie von Bedeutung sind, nämlich eine Röntgenstrahlenquelle 1, die am Punkt 0 angeordnet ist, eine gekrümmte kristalline Platte 2, deren Mittelpunkt am Punkt M liegt und die einen Krümmungsradius 2R hat, und eine Röntgenstrahlen-Detektorvorrichtung 3. Dem klassischen Aufbau entsprechend ist der Kristall 2 tangential zu dem Kreis (A) mit dem Radius R angeordnet, der durch den Quellenpunkt 0 und den Mittelpunkt M des Kristalls geht, so daß die vom Kristall gebeugte Röntgenstrahlung X an. einem Punkt F des Kreises (A) fokussiert wird; dieser Kreis wird Rowland-Kreis genannt. In Fig. 1 sind strichpunktiert die Grenzstrahl en des von der Quelle ausgesendeten, durch den Kristall gebeugten und am Punkt F foküssierten Strahlenbündels dargestellt. Der Eintritt des Detektors 3 liegt am Fokussierungspunkt F oder in der Nähe dieses Punktes.

Es sind zwei in Bezug auf die Quelle 1 feststehende Halbachsen OX,und OY dargestellt, wobei die Halbachse OX

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durch den. Hittelpunkt M des Kristalls geht, .Zur Analyse der Strahlung der Quelle in einer feestimmt en Richtung "beschreibt der Mittelpunkt M des Kristalls eine geradlinige Bahn, die durch die Quelle geht und im vorliegenden Fall die Halbachse OX ist, wodurch die Analyserichtung gebildet ist; jeder Stellung des Kristalls, für welche- der Abstand OM kleiner als 2R ist, entspricht eine Lage des Rowland-Kreises, die der Stellung des Kreises mit dem Radius R entspricht, der durch die Quelle und durch den betreffenden Ort des Mittel- ■ Punktes M des Kristalls geht. Wenn sich der Kristall entlang der Halbachse OX bewegt, beschreibt der Mittelpunkt G des Rowland-Kreises einen Bogen (B) auf dem Kreis mit dem Mittelpunkt 0 und dem Radius R.

Der Kristall wird mit Hilfe einer an sich bekannten mechanischen Einrichtung tangential zum Rowland-Kreis gehalten. Dieser Mechanismus enthält eine Tragplatte 20, die an zwei Punkten schwenkbar gelagert ist, die voneinander den Abstand 2R sin ό höben (wobei j. der Winkel zwischen den Halbachsen OX und OY ist); der eine Funkt ist der Punkt M und der andere Punkt ist ein Punkt P, der auf der Halbachse OY beweglich ist, wobei dieser Punkt P einen Teil der Halbachse 0Ϋ beschreibt, wenn sich der Punkt M auf der Halbachse OX bewegt. Eine elementare geometrische Demonstration zeigt, daß für alle Stellungen des Punktes M der Punkt P auf dem Rowland-Kreis liegt und daß demzufolge der Rowland-Kreis (A) und sein Mittelpunkt C in Bezug auf die Strecke PM und die Tragplatte 20 feststehend sind. Die richtige Orientierung des Kristalls wird dadurch erhalten, daß dieser Kristall fest mit der Tragplatte

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verbunden und; tangential zu einer einen Winkel j mit der Strecke PM Mittenden Richtung, angeordnet wird.

Ferner ist zu erkennen, daß der von den Riehtungen PE und PO gebildete Winkel gleich der Hälfte des von den Radien CM und CO gebildeten Winkels ist, und somit auch gleich der Hälfte des von den Radien CF und CM gebildeten Winkels, da die Punkte O und F symmetrisch zueinander, in Bezug auf den Radius CM liegen.

In Fig. 2, wo die gleichen Buchstaben die gleichen Teile wie in Fig. 1 bedeuten, ist das Prinzipschema eines Spektrometers nach der Erfindung dargestellt.

In dieser Figur sind die Punkte D und E zwei Punkte, die in Bezug auf die (symbolisch durch das Segment PM dargestellte) Tragplatte 20 feststehend sind und somit auch in Bezug auf den Mittelpunkt C des Rowlandr-Kreises feststehend slid. Die Strecke DE bildet eine Seite eines Dreiecks CDE, das fest mit der Tragplatte 20 verbunden ist. Das Dreieck FGH ist aus dem Dreieck CDE durch eine Verschiebung um die Strecke CF abgeleitet, sodaß die folgenden Gleichheitsbeziehungen gelten:

EH = DG = R und DE = GH

wobei die Punkte D, E,- G und H auf den vier Ecken eines Parallelogramms liegen.

Wenn sich der Punkt F entlang dem Kreis (A) bewegt, beschreiben die Punkte H und G relativ zu der Tragplatte Bahnen (H) bzw. (G), welche Kreisbögen.sind, von denen der eine aui einem Kreis mit dem Radius R und dem Mittel-

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punkt E und der andere auf einem Kreis mit dem Radius R und dem Mittelpunkt D liegen. Wenn umgekehrt die Punkte H und G längs den Bahnen (H) bzw. (G) bewegt verden, beschreibt der Eckpunkt F den Kreis (A).

Damit der Eckpunkt F des Dreiecks FGH mit dem zuvor definierten Fokussierungspunkt F zusammenfällt, ist es natürlich wichtig, daß die Symmetriebedingung der Punkte F und O in Bezug auf den Radius CM eingehalten wird, d.h., daß der Winkel, den der Radius CF (oder eine der Strecken DG und EH) mit dem Radius CM einschließt, gleich dem Viinkel zwischen den Radien CM und CO ist, und insbesondere doppelt so groß wie der Winkel zwischen den Richtungen PO und PM ist.

Bei einer Ausführungsform ist das Dreieck FGH durch ein Teil 30 materiell ausgebildet; die Führung des Punktes F auf dem Rowland-Kreis wird dadurch erhalten, daß die Punkte H und G entlang den Bahnen (H) bzw. (G) mit Hilfe von geeigneten Führungseinrichtungen geführt werden.

Der Antrieb des Teils 30 und die Positionierung des Punktes F werden mit Hilfe einer Antriebseinrichtung erhalten, welche die Bewegung des Dreiecks FGH mit der Bewegung des Endes P der Tragplatte verknüpft.

Diese Maßnahme ergibt den Vorteil, daß die den Punkt M und den Kristall umgebende Zone von allen üblichen Antrieb svorrichtungen befreit wird und diese Antriebsvorrichtungen· in die Nähe des Punktes P verlegt v/erden. Dadurch wird einerseits der Analysatorkristall für die Einstellvorgänge besser zugänglich gemacht, und andererseits ergibt sich ein geringerer Raumbedarf für den

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Mechanismus in der Richtung senkrecht zu der Ebene des Rowland-Kreises insofern, als einige Bestandteile des Mechanismus in der Ebene des Rowland-Kreises selbst angeordnet werden können, ohne daß der Betrieb des Spektrometers gestört wird.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel sind die Führungsvorrichtungen für die Punkte G und H durch zwei Arme DG und EH der Länge R gebildet, die in Bezug auf die Tragplatte 20 am Punkt D bzw. E und in Bezug auf das Teil am Punkt G bzw. H angelenkt sind, wobei diese Arme in Fig. 2 durch die Strecken DG bzw. EH symbolisch dargestellt sind. Diese Teile bilden zusammen ein Gelenkparallelogramm DEHG.

Der Antrieb und die Positionierung des Teils. 30 und damit auch die Positionierung des Detektors am Fokussierungspunkt erfolgt mit Hilfe eines der beiden Arme EH oder DG und einer in der Zeichnung nicht dargestellten Drehantriebsvorrichtung, welche diesen Arm in einer Richtung hält, die mit der Strecke CM einen Winkel bildet, der doppelt so groß wie der von den Richtungen PO und PM gebildete Winkel ist, und die bei der Bewegung des Kristalls diesen Arm in Bezug auf die Strecke CM (d.h. in Bezug auf die Tragplatte 20) um einen Winkel dreht, der doppelt so groß wie die Änderung des Winkels zwischen den Richtungen PO und PM ist.

Der in Fig. 2 nicht dargestellte Detektor 3 ist so angeordnet, daß seine Orientierung einstellbar ist, und daß sein Eintritt in der Nähe des Punktes F liegt.

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Damit der Detektor richtig lim den Punkt 5* orientiert werden kann, trägt das Teil 30 einen Gelenkpunkt, der mit dem Punkt F zusammenfällt; ein in Fig. 2 symbo-Iisch durch eine Strecke dargestelltes Teil 40 ist um diesen Gelenkpunkt schwenkbar« Der Detektor 3 ist am Punkt F fest mit diesem Teil 40 verbunden, so daß seine Orientierung in Bezug auf das Teil 30 einstellbar ist.

Einer der Arme" des Parallelogramms DEHG, und zwar in Fig. 2 der Arm DG, weist einen Gelenkpunkt Q auf, der fest mit dem Arm DG verbunden ist und in einem Abstand von dem Punkt G liegt, der gleich der Strecke FG ist, wobei die Strecke GQ einen Winkel k mit der Strecke GD bildet. Das Teil 40 hat einen radial zum Punkt F angeordneten Schlitz, der eine zentrisch zum Punkt Q liegende Gelenkachse aufnimmt, so daß sich das Teil 40 in Bezug auf den Arm DG um den Punkt Q drehen kann und außerdem in Bezug auf den Punkt Q verschiebbar ist. Das Teil 40 materialisiert die Basis FQ eines gleichschenkeligen Dreiecks GFQ, Wenn sich das Parallelogramm DEHG verformt, verformt sich auch das gleichsehenkelige Dreieck GFQ, wobei die.beiden gleichen Seiten FG und GQ die gleiche Länge beibehalten, aber der Scheitelwinkel "3 FGQ und die Länge der Basis FQ sich ändern.

Eine einfache geometrische Demonstration zeigt folgendes: Da das Dreieck GFQ bei seiner Verformung gleichschenkelig bleibt, behält der Winkel, den die Strecke FQ mit der Richtung FM des gebeugten Bündels einschließt, einen konstanten Wert, wenn der Analy s ätorkri stall wandert. Der Detektor 3 wird für eine Stellung des Kristalls auf diesen

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ausgerichtet und fest mit dem Teil 40 verbunden? diese Maßnahme ergibt einerichtige Orientierung des Detektors für alle Stellungen des Kristalls.

Das Vorstehende gilt unabhängig von der Wahl der Punkte D und E auf der Tragplatte, wobei die Lage dieser Punkte in Abhängigkeit von verschiedenen technologischen Überlegungen gewählt wird; die Lagen dieser beiden Punkte können insbesondere so gewählt werden, daß ein geringer Raumbedarf des Mechanismus erhalten wird, oder daß ein größerer Verstellbereich für den Analysatorkristall erzielt wird. Ebenso kann der Wert des Winkels k zwischen den Strecken GD und GQ am Arm GD so gewählt werden, daß ein Mechanismus mit geringem Raumbedarf erhalten wird.

Es ist zu bemerken, daß die Führung des Teils 30 aueh durch andere Mittel als durch das Gelenkparallelogramm von Fig. 2 erhalten werden kann, da es nur erforderlich ist, daß jeder der Punkte G und H dazu gezwungen wird, sich in Bezug a.if die Tragplatte auf einen Kreisbogen mit dem Radius R zu bewegen; die Führung eines Punktes auf einer solchen Bahn kann mit Hilfe eines Kurbelarms,einer Gleitführung oder einer Führungsrolle erhalten werden. Man kann anstelle eines Gelenkparallelogramms beispielsweise einen Kurbelarm mit einer Gleitführung oda? auch einen Kurbelarm mit einer Führungsrolle verwenden. Das in Fig. dargestellte Ausführungsbeispiel eines Spektrometers gehört zu der zuletzt erwähnten Art: die Führung des Punktes G erfolgt durch einen Kurbelarm,und die Führung des Punktes & erfolgt durch eine Führungsrolle.

In Fig. 3 sind wieder die glichen Teile mit den gleichen Buchstaben oder Zahlen wie in den _ivorhergehenden Figuren

bezeichnet; insbesondere sind die Röntgenstrahlen Q1 am Punkt 0, der Analysatorkristall 2 am Punkt M und die , Detektorvorrichtung 3 am Punkt F dargestellt, die in der gleichen Ebene (T) liegen, welche die von den Halbachsen OX und OY definierte Ebene ist und auf der sich der Rowland-Kreis (A) bewegt.

Das Spektrometer enthält ein Gestell 10, das in Bezug auf die Röntgenstrahlenquelle 1 feststehend ist, deren Strahlung analysiert werden soll; in diesem Gestell 10 ist ein Fenster angebracht, 'damit der Durchgang der von der Röntgenstrahlenquelle emittierten Strahlung in der Richtung OX möglich ist. Eine erste Gleitführung 11, die parallel zu der Halbachse OX gerichtet ist, und eine zweite Gleitführung 13» die parallel zu der Halbachse OY gerichtet ist, sind fest mit diesem Gestell verbunden. Die Gleitführung 11 trägt einen ersten Schlitten 12, der von einer Steuervorrichtung angetrieben wird. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel enthält diese Steuervorrichtung eine Stellspindel, die durch einen Motor oder mittels einer Handkurbel angetrieben werden kann. Die Gleitführung trägt einen zweiten Schlitten 14, der in Bezug auf die Gleitführung 13 und das Gestell frei verschiebbar ist. Die beiden Schlitten 12 und 14 tragen jeweils einen Schwenkzapfen 21 bzw. 22, der am Punkt U bzw. am Punkt P senkrecht zur Ebene (T) steht. Die beiden Schlitten sind miteinander durch die Tragplatte 20 gekuppelt, die um die Schwenkzapfen 21 und 22 schwenkbar ist und einen konstanten Abstand zwischen den Achsen dieser Schwenkzapfen aufrecht erhält, wodurch die Einstellung dieser Achsen auf die zuvor definierten geometrischen Punkte P bzw. M gewährleistet ist. Wenn"der Schlitten 12 durch

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die Steuervorrichtung angetrieben wird, bewegt sich auch die Tragplatte 20, wobei sie den zweiten Schlitten 14 mitnimmt.

Die Tragplatte ist mit einem Kristallträger ausgestattet, -der dazu bestimmt ist, die kristalline Platte mit dem Krümmungsradius 2R und dem Mittelpunkt M in der gewünschten Orientierung in Bezug auf die Tragplatte zu halten.

Die Tragplatte hat einen konvexen zylindrischen Keil 26, dessen Achse am Punkt E senkrecht zur Ebene (T) steht, und dessen Radius R' kleiner als der Radius R des Rowland-Kreises ist. Die Tragplatte trägt ferner einen Schwenkzapfen 23, dessen Achse am Punkt D senkrecht zur Ebene des Rowland-Kreises steht, wobei dieser Punkt D bei dem dargestellten Beispiel so gewählt ist, daß ein geringer Raumbedarf erhalten wird. Ein Arm 24 ist am einen Ende am Schwenkzapfen 23 angelenkt; dieser Arm 24 trägt einen Zahnsektor 25, der einen Abschnitt einer zylindrischen Verzahnung bildet, deren Achse mit der Achse des Schwenkzapfens 23 zusammenfällt. Dieser Zahnsektor 25 kämmt mit einem Zahnsektor 15» der fest mit dem Schlitten 14 verbunden ist, wobei dieser zweite Zahnsektor 15' einen Abschnitt einer zylindrischen Verzahnung bildet, deren Achse mit der Achse des Schwenkzapfens 22 am Punkt P zusammenfällt. Der Radius des Zahnsektors 15 ist doppelt so groß wie der Radius des Zahnsektors 25; wenn sich die Tragplatte 20 in Folge einer Verstellung des Schlittens 12 um einen Winkel θ in Bezug auf die Richtung der Gleitführung 13 dreht, wird somit der von seinem Zahnsektor 25 mitgenommene Arm 24 in der gleichen Richtung um den doppelten Winkel 2 θ in Bezug auf die Tragplatte 20 verdreht.

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Wenn angenommen wird, daß die ursprüngliche Orientierung des Arms 24 richtig war, gewährleistet diese Antriebsweise, wie zuvor bereits angegeben wurde, eine richtige Orientierung des Arms 24 (und demzufolge der Strecke CF) für alle Stellungen des Kristalls.

Der Arm 24 trägt an seinem zweiten Ende einen Schwenkzapfen 32, der im Abstand R von dem Schwenkzapfen 23 liegt, und dessen Achse im Punkt G senkrecht zur Ebene (T) steht; der Arm 24 materialisiert eine der Seiten des Parallelogramms DGHE. Wenn dem Arm 24 eine Drehbewegung erteilt wird, bewegt er den Punkt G entlang einer Kreisbahn mit dem Radius .R und dem Mittelpunkt D, d.h. entlang der Bahn (G).

Eine Kurbel 3, yrelche das zuvor definierte Teil 30 bildet, ist am Schwenkzapfen 32 schwenkbar gelagert. Diese Kurbel 30 ist mit einer Rolle 36 versehen, die von einem Lagerzapfen 31 getragen wird, dessen Achse im Punkt H senkrecht zur Ebene (T) steht. Eine Feder 34 verbindet die Kurbel 30 mit dem Arm 24 und hält die Rolle 36 in Berührung mit der zylindrischen Fläche 26 der Tragplatte, Wenn sich die ganze Anordnung bewegt, nimmt der Arm 24 die Kurbel .30 mit, und die Rolle 36 läuft auf der zylindrischen Fläche 26; der Radius der Rolle 36 und der Krümmungsradius R'der zylindrischen Fläche 26 sind so gewählt, daß ihre Summe gleich dem Radius R ist, so daß der auf der Achse des Lagerzapfens 31 der.Rolle liegende Punkt ΐί einen Teil des Kreises mit dem Mittelpunkt E und dem Radius R-, d.h. die Bahn (H) beschreibt; es ist jedoch nicht notwendig, die Seite EH des Parallelogramms materiell auszubilden, um dieses Ergebnis zu erhalten.

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Bei einer anderen Ausführungsform erfolgt die Führung des Punktes H durch eine in der Tragplatte angebrachte kreisförmige Gleitführung, deinen mittlere Achse mit der Bahn (H) zusammenfällt. Eine, solche Führungseinrichtung für den Punkt H ergibt gegenüber einem Arm der Länge R den Vorteil, daß es r?bht notwendig ist_s den Punkt E materiell auszubilden. Diese Maßnahme ermöglicht die Verwendung einer Tragplatte von kleinerem Raumbedarf; wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, wird es dadurch möglich, Stellungen des Kristalls zu.erreichen, für welche der Mittelpunkt des Rowland-Kreises und der betreffende Punkt E außerhalb des Gestells des Spektrometers liegen.

Die Kurbel 30 materialisiert die drei Ecken des Dreiecks FGH und. trägt an ihrem Ende einen Lagerzapfen 33» dessen Achse im Punkt F senkrecht zur Ebene (T) steht. Ein fest mit dem Detektor 3 verbundener Hebel 40 ist um den Lagerzapfen 33 schwenkbar gelagert; dieser Hebel weist einen geradlinigen Führungsschlitz 41 auf, dessen Längsachse durch den Punkt F" geht. In den Schlitz 41 greift ein fest mit dem Arm 24 verbundener Stift 27 ein. Die Achse des Stifts 27 steht senkrecht zur Ebene (T) in einem Punkt Q, der in einem Abstand vom Punkt G liegt, der gleich dem Abstand zwischen den Punkten F und G ist; der Punkt Q ist bei dem beschriebenen Beispiel so gewählt, daß die Verstellamplitude der verschiedenen Teile mit einem minimalen Raumbedarf ermöglicht wird.

Der Hebel 40 weist Einstellvorrichtungen auf, die es ermöglichen, die Orientierung des Detektors in Bezug auf den Hebel zu justieren; diese Einstellvorrichtungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

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Die Kurbel 30, von der zwei Punkte H und G auf Kreisbahnen geführt werden, bildet zusammen mit einem Antriebsmechanismus für einen der Punkte (der im vorliegenden Fall durch den Arm 24 und das von den Zahnsektoren 25 und 15 gebildete Zahnradgetriebe gebildet ist) die Antriebsvorrichtung für den Detektor, während die Vorrichtung für die Orientierung dieses Detektors durch den fest mit dem Detektor verbundenen und am Punkt F angelenkten Hebel 40 gebildet ist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es können verschiedene Ausführungsvarianten dadurch erhalten werden, daß die verschiedenen bekannten Einrichtungen für die Führung entlang einer Kreisbahn paarweise miteinander kombiniert werden. Bei einigen dieser Varianten, bei denen wegen der Verwendeten Führungs-Vorrichtung einer der Punkte D oder E nicht materialisiert ist (wie es in Fig. 3 beispielsweise für den Punkt E der Fall ist) ist es möglich, diesen besonderen Punkt so zu wählen, .daß er mit dem Mittelpunkt C des Rowland-Kreises zusammenfällt, während die Wahl des zweiten Punktes die Aufrechterhaltung der Vorteile der Erfindung ermöglicht.

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Claims

Patentansprüche

Spektrometer für die Analyse der von einer Röntgenstrahlenquelle emittierten Strahlung mit einer mit dem Analysatorkristall fest verbundenen Tragplatte, von der ein erster Punkt ("erstes Ende")» der mit einem Punkt des Kristalls zusammenfällt, entlang einer ersten feststehenden Verschiebungsachse verschiebbar ist, und von der ein zweiter Punkt ("zweites Ende") entlang einer zweiten feststehenden Verschiebungsachse verschiebbar ist, die die erste Verschiebungsachse an einem Punkt der Strahlenquelle schneidet, mit einem Hauptarm, der um eine in Bezug auf die Tragplatte feststehende Achse drehbar gelagert ist, deren Schnittpunkt mit der Tragplatte von dem Mittelpunkt des Rowland-Kreises verschieden ist, mit einem Kurbelarm, mit dem ein Punkt des Detektors fest verbunden ist und der drehbar um eine fest mit dem Hauptarm verbundene Achse gelagert ist, deren Abstand von der Drehachse des Hauptarms gleich dem Radius des Rowland-Kreises ist, mit einer Steuervorrichtung für die Steuerung der Winkelstellung des Hauptarms relativ zu der Tragplatte in Abhängigkeit von der Lage der Tragplatte und mit einem zusätzlichen Mechanismus, welcher dem Kurbelarm wenigstens in seiner endgültigen Stellung für eine gegebene Stellung der Tragplatte eine feste Orientierung in Bezug auf die Tragplatte erteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung durch eine mechanische Verbindung zwischen dem Hauptarm und einem parallel zu der zweiten Verschiebungsachse verschiebbar'gelagerten Teil gebildet ist, daß die Tragplatte an ihrem zweiten Ende um eine f.est

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mit dem verschiebbaren Teil verbundene Achse drehbar gelagert ist,und daß die mechanische Verbindung so ausgebildet ist, daß sie eine Drehung des Hauptarms in Bezug auf die. Tragplatte um einen Winkel erzwingt, der doppelt so groß wie der Drehwinkel der Rotationskomponente der Bewegung der Tragplatte in Bezug auf die zweite Verschiebungsachse ist.
2. Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung durch einen Satz von zylindrischen Verzahnungen gebildet ist, von denen ein Element fest mit dem Hauptarm verbunden ist und das andere Element von dem verschiebbaren Teil getragen wird.
3. Spektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Mechanismus eine Führungsvorrichtung ist, die einen zweiten Punkt des Kurbelarms, der von dem von dem Hauptarm geführten ersten Punkt verschieden ist, relativ zu der Tragplatte entlang einem Kreis führt, dessen Radius gleich dem Radius des Rowland-Kreises ist und dessen Mittelpunkt von dem Schnittpunkt zwischen der Drehachse des Hauptarms und der Tragplatte verschieden ist,
4. Spektrometer nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung eine an der Tragplatte angebrachte zylindrische Fläche und eine Rolle aufweist, die um eine durch den zweiten Punkt gehende Achse drehbar ist, der nicht auf dem Kurbelarm liegt, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Rolle in Berührung mit der zylindrischen Fläche hält.

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5. Spektrometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung eine in der Tragplatte angebrachte kreisförmige Gleitführung aufweist.
6. Spektrometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung ein relativ zu der Tragplatte drehbar gelagerter Hilfsarm ist, an welcher der Kurbelarm drehbar gelagert ist, und daß der Abstand zwischen den Drehachsen des Hauptarms und des Hilfsarms für die Drehbewegungen relativ zu der Trag^ platte gleich dem Abstand zwischen den Drehachsen des Kurbelarms für die Drehbewegungen relativ zu dem Hauptarm und zu dem Hilfsarm ist.
7. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem der Detektor in Bezug auf den Kurbelarm schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptarm einen Zapfen trägt, daß die Achse des Zapfens und die Schwenkachse des Detektors in gleichen Abständen von der Drehachse des Kurbelarms für die Drehbewegung relativ zu dem Hauptarm liegen, und daß der Detektor fest mit einem Hebel verbunden ist, der mit einem den Zapfen aufnehmenden Schlitz versehen ist.

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