DE2408197A1 - Spektrometer - Google Patents

Spektrometer

Info

Publication number
DE2408197A1
DE2408197A1 DE19742408197 DE2408197A DE2408197A1 DE 2408197 A1 DE2408197 A1 DE 2408197A1 DE 19742408197 DE19742408197 DE 19742408197 DE 2408197 A DE2408197 A DE 2408197A DE 2408197 A1 DE2408197 A1 DE 2408197A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
sample
flash tube
flash
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19742408197
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Burleigh M Hutchins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Waters Associates Inc
Original Assignee
Waters Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waters Associates Inc filed Critical Waters Associates Inc
Publication of DE2408197A1 publication Critical patent/DE2408197A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/16Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Anmelder: Waters Associates, Ino.
Maple Street, MiIford, Mass., USA
Spektrometer
Die Erfindung betrifft ein Spektrometer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Im Gebiet der chemischen Analyse sind zwei grundsätzliche Bauarten von lichtabsorbierenden Instrumenten bekannt. Die erste Bauart, die vielfach in hochgeschwindigkeits-flüssigkeitschromatographischen Vorgängen zur Anwendung kommt, ist allgemein mit einer sehr kleinen Plüssigkeitsküvette versehen (ein Wert von 10 Mikrolitern ist typisch), die eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweist, beispielsweise eine Extinktion von 0,01 Skaleneinheiten, wobei eine Lichtquelle mit einer fest gewählten Wellenlänge zur Verwendung kommt, die beispielsweise 254 Nanometer beträgt, wie man.sie von einer Quecksilber-Niederdrucklampe erhält. In einigen Fällen wird die ausgewählte Wellenlänge verändert, beispielsweise, indem ein fluoreszierendes Material zwischen die Lichtquelle und die Küvette, welche die zu analysierende Flüssigkeit enthält, eingebracht wird.
Eine zweite Bauart eines allgemein verwendeten Spektrometers ist diejenige, bei der eine Lichtquelle mit einem breiten
409834/0926
Spektralbereich verwendet wird, beispielsweise eine Wasserstoffoder Deuteriumlampe, die in Reihe mit einem Monochromator oder Interferenzfilter angeordnet ist, die beide eine Einrichtung darstellen können, welche eine Lichtquelle im ultravioletten oder sichtbaren Bereich mit -variabler Wellenlänge liefern. Nur ein kleiner Bereich der durch diese Lichtquellen mit einem weiten spektralen Bereich erzeugten Energie wird tatsächlich zu der zu analysierenden Probe übertragen. Dementsprechend ist entweder die von der Quelle erhaltene Lichtmerige unerwünscht klein oder die abzuleitende Wärmemenge ist unerwünscht groß. Bei einem praktischen Beispiel, bei dem in der Auslegung ein entsprechender Kompromiß eingegangen ist, gibt es sowohl Probleme hinsichtlich der Hitze als auch hinsichtlich der Lichtintensität bei einem derartigen Gerät. Aus diesem Grunde wird die Probenküvette üblicherweise um ein Vielfaches größer hinsichtlich ihres Durchmessers ausgebildet, als die Probenküvetten, welche bei der ersten Bauart eines derartigen Gerätes zur Verwendung kommen. Hierdurch wird sichergestellt, daß die während des Durchgangs durch die Küvette absorbierten Lichtquanten ausreichend sind, um die Messung einfach zu gestalten. Darüber hinaus benötigt man auch irgendeine Einrichtung, um die äußere Wärme so abzuführen, daß diese die Probe nicht beeinträchtigt. Trotz dieser Vorsichtsmaßnahmen bei der Konstruktion liegt die Empfindlichkeit einer derartigen Vorrichtung typischerweise bei ungefähr 1,0 Extinktionseinheiten. Ein hoher Kostenfaktor für den Betrieb einer derartigen Einheit stellt der Austausch der Lichtquelle mit dem breiten.Spektralbereich dar, welch? größenordnungsmäßig ca·*.,,-100 US-Dollar kostet und eine typische Funktionsdauer von lediglich 200 Betriebsstunden aufweist.
Für den Chemiker, für den Fertigungs-Überwachungsingenieur sowie für jegliche andere Person, der sich das Problem stellt, ein Spektrometer auszuwählen, gibt es daher.zwei Grundgerätearten, zwischen denen die Wahl zu treffen ist. Die erste Art weist eine bessere Empfindlichkeit und eine Eignung zur Hand-
409834/0926
habung sehr kleiner Proben auf, ohne daß hierbei eine zu große Verdünnung oder "Peak-Aufweitung der Probe auftritt, wobei diese jedoch den Nachteil aufweist, daß sie bei einer festen Wellenlänge arbeitet. Der zweiten Art fehlen diese Vorteile der ersten Art, sie kann jedoch über eine breite Vielfalt von Wellenlängen betrieben werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spektrometer zu schaffen, welches die Nachteile dieser bekannten Anordnungen weitgehend vermeidet. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst.
Das erfindungsgemäße Gerät vereinigt in sich die Vorteile der beiden bisher bestehenden Spektrometerarten, während gleichzeitig deren Nachteile vermieden werden.
Mit der Erfindung gelingt die Schaffung eines Spektrometers, das zum einen vielseitiger ist als irgendeines der bekannten Geräte und das des weiteren preiswert in seiner Herstellung und in seinem Unterhalt ist, wobei es eine erhebliche verbesserte Empfindlichkeit gegenüber den bisherigen Instrumenten aufweist. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung kann auf den einen oder anderen Vorteil der Erfindung verzichtet werden, wenn der Benutzer die eine oder andere Eigenschaft des Geräts in maximaler Weise ausnützen will. Da das in der vorliegenden Anmeldung beschriebene Gerät auf dem Gebiet der Spektrometrie einen erheblichen Schritt nach vorne bedeutet, ergeben sich für die Fachleute auf diesem Gebiet, wenn^-sie die vorliegende Anmeldung lesen, eine Reihe weiterer Vorteile und Anwendungsgebiete.
Wesentliche Merkmale der Erfindung sind somit darin zu sehen, daß ein Spektralphotometer geschaffen wird, welches eine in hohem Maße vorteilhafte Kombination von Empfindlichkeit und Nützlichkeit über einen breiten Spektralbereich aufweist. Das primäre Merkmal des Geräts ist eine rasch gepulste Blitzlichtröhre, beispielsweise eine Xenon-Blitzlichtröhre, die in Verbindung mit einem Doppel-Photodetektor und geeigneten Zeit-
409834/0928
schaltungen verwendet wird. Mit der Vorrichtung werden nicht nur die oben genannten Vorteile erzielt, sondern man erhält des weiteren eine konstantere Lichtquelle, als dies bisher möglich war, wobei die Konstruktion eines kompakteren und vielseitigeren Gerätes möglich wird.
Die Schaffung eines Geräts, das alle Vorteile der beiden bereits bekannten Arten von Spektrometern in sich verbindet, unter gleichzeitiger Behebung deren Nachteile, bedeutet ein überraschendes, geradezu ausgesprochen grandioses Ergebnis. Die Anmelderin hatte sich zwar die Aufgabe gestellt, ein verbessertes und vielseitigeres Spektrometer zu schaffen, um den Erfordernissen der Flüssigkeitschromatographie zu entsprechen, es war jedoch nicht vorhersehbar, daß eine derartige Verbesserung erzielt werden konnte, bei der alle positiven Merkmale beibehalten werden, bei der jedoch alle unerwünschten Merkmale der bekannten Vorrichtungen vermieden sind. Ein wesentlicher Grundgedanke der Erfindung beruht somit in der Konstruktion eines Spektrometers, das als Lichtquelle eine Blitzlichtröhre mit einem breiten Spektralbereich, wie eine Xenon-Blitzlichtröhre, enthält, zusammen mit einem elektronischen Schaltkreis, der so ausgebildet ist, daß er den Blitz derart abtastet, daß lediglich derjenige Teil des Lichtzyklus gemessen wird, der eine Reihe von Lichtaussendungen einer höheren Stabilität liefert, gemeinsam mit einer ausreichenden Abschirmung zwischen der Blitzlichtröhre und einer ansprechenden Schaltung, um Strahlung oder eine kapazitive Kopplung zwischen der Röhre und der Schaltung zu vermeiden.und um damit die Abgabe einer hohen Energie von der Röhre zu vermindern, welche die mit dem Gerät durchgeführten Messungen stört.
Die folgenden Vorteile gegenüber den Geräten nach dem Stand der Technik werden aufgrund der vorstehenden Ausführungen besser ersichtlich.
1. Das Gerät ist empfindlicher. Die Nennleistung der Blitzlicht-
409834/0926
röhre liegt normalerweise in dem Bereich von 0,5 Watt bis IO Watt. Selbst mit einer Xenon-Blitzlichtröhre, die lediglich eine Leistungsaufnahme von nur 1 Watt aufweist, ergibt sich, wenn die Dauer des Blitzes 2 Mikrosekunden beträgt und wenn die Blitzlichtröhre lOmal pro Sekunde gezündet wird, eine Blitzintensität, bezogen auf die Leistungsaufnahme, von 50000 Watt. Die Blitzfrequenz liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von 1 bis 10 Blitzen pro Sekunde, vorteilhafterweise bei zumindest 5 Blitzen pro Sekunde. Die ungeheure Lichtmenge, die hierdurch zu Analysezwecken erzeugt wird,erlaubt es
a) extrem kleine Proben für die Analyse zu verwenden oder
b) extrem kleine Mengen von Material mit Probenküvetten von herkömmlicher Größe festzustellen.
Für beide Situationen sind die Möglichkeiten für das spektrometrische Verfahren erheblich verbessert.
2. Das Gerät ist verlässlicher: Dieser Vorteil beruht auf der Wechselwirkung von vielen verschiedenen Merkmalen. So hat beispielsweise die vorgeschlagene Blitzlichtröhre eine Lebensdauer, die um eine Größenordnung höhe ist als diejenige der bisher verwendeten, einen weiten Spektralbereich aufweisenden Lichtquellen. Darüber hinaus erzeugen die bisherigen, einen weiten Spektralbereich aufweisenden Lichtquellen, selbst wenn sie eine viel geringere Empfindlichkeit haben, als man sie mit dem erfindungsgemäßen Gerät bekommt, eine so große Hitze, daß spezielle Geräte, wie Ventilatoren,zur Kühlung der Vorrichtung verwendet werden mußten.
3· Das Gerät ist preiswerter herzustellen und zu betreiben: Die Lichtquelle kostet lediglich einen Bruchteil von herkömmlichen, einen breiten Spektralbereich ausweisenden Lichtquellen. Wie man oben bereits gesehen hat, benötigt man keine gesonderte Ausrüstung zur Wärmeabfuhr. Darüber hinaus muß aus der Sicht der Bedienungsperson lediglich eine sehr kleine Probe verwendet werden, was zu einer ganz erheblichen Zeitersparnis im Labor führen kann, oder was ermöglicht, eine kleine, nicht exakt reproduzierbare Probe für mehr Versuche und mit geringerem
■ 40983 A/0926
Risiko der Handhabung zu verwenden. Aufgrund .der minimalen Peak-Aufweitung ist ein kontiuierlicher Betrieb mit sehr kleinen Proben möglich.
Nimmt man an, daß eine Lichtquelle mit einer Leistung und einem typischen Monochromator verwendet' wird, so weist das die Probe schließlich erreichende Licht noch immer eine Intensität auf wie die Quecksilberlinie einer 4-Watt-Lampe.
4. Das Gerät ist kompakter: Im Grunde genommen läßt sich der Vorteil hinsichtlich der Gerätegröße von den in dem Stand der Technik bekannten kleineren Einheiten, bei denen die Messung mit festen Wellenlängen erfolgt, nun auch bei Einheiten für einen weiten Spektralbereich verwenden, welche darüber hinaus noGh eine größere Empfindlichkeit aufweisen. Dieser Vorteil ist insofern besonders wichtig, als hierdurch zum ersten Male die Bedienungsperson eines Tischmeßgerätes ein bequem zugängliches Gerät als Labort!sehgerät zur Verfügung hat und nicht ein exotisches Gerätestück, das in einer zentralen analytischen Gruppe zur Verfügung steht.
Bei der Konstruktion des Gerätes fand man, daß eine außerordentliche gleichmäßige Lichtquelle erhalten werden kann, wenn man die Messung des durchgelassenen Lichts mit einem ausgewählten Bereich des Blitzlichts synchronisiert. Dies ermöglichte einen weiteren Beitrag zu der Empfindlichkeitskennlinie des Gerätes.
Eine interessante,Besonderheit der Erfindung ist die Tatsache, daß das neue Spektrometer ohne Verwendung einer Bezugsflüssigkeit betrieben werden kann, ja sogar ohne Verwendung irgendeines Bezugsstrahlenganges. Dieser zusätzliche Vorteil beruht auf der hohen Stabilität der Lichtquelle im Vergleich mit den meisten herkömmlich verwendeten Lichtquellen. Trotzdem ist es oftmals erwünscht, ein Lichtquellen-Bezugssignal zu haben. In diesem Falle ist dieses Ausgangssignal des Spektrometer der Logarithmus des Verhältnisses zwischen der Lichtintensität und von (1) einem
409834/0926
Strahlenbündel von der Lichtquelle, welches durch die Probe hindurchgegangen ist und (2) einem Bezugsstrahlenbündel.
Im folgenden soll ein Beispiel der Erfindung näher beschrieben werden. Bei diesem Anwendungsbeispiel und den beiliegenden Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei verschiedene Alternativen und Abwandlungen vorgeschlagen sind. Es versteht sich jedoch, daß diese nicht als ausschließlich und erschöpfend zu verstehen sind und daß auch weitere Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Grundgedankens der Erfindung vorgenommen werden können. Diese Darstellungen sind somit lediglich erläuternd zu verstehen, wobei sie dazu dienen, weiteren Fachleuten das Verständnis der Erfindung und deren Prinzip zu erleichtern, wobei diese in der Lage sind, eine. Vielzahl von weiteren Abwandlungen in optimaler Anpassung an die jeweils speziell vorliegenden Gegebenheiten vorzunehmen. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines optischen Systems, das bei einem erfindungsgemäßen Gerät zur Anwendung kommt j
Figur 2 ein sehematisches Diagramm der erfindungsgemäß ausgebildeten Elektronik;
Figur 3 ein bis zu einem gewissen Grad detaillierteres Diagramm der erfindungsgemäß ausgebildeten Elektronik; und
Figur 4 eine Darstellung entsprechend zu Figur 2, in der ein System mit einem einzelnen Lichtstrahlengang dargestellt ist.
Man erkennt aus Figur 1, daß eine Xenon-Blitzlichtröhre 10, wie sie unter der Handelsbezeichnung FX 108 AU von der EG & G Company verkauft wird, so angeordnet ist, daß sie ein polychromatisches Lichtstrahlenbündel in Richtung auf eine Wellenlängen-Aus wahl einrichtung, wie auf ein Interferenzfilter 12, aussendet. Von dieser Wellenlängen-Auswahleinrichtung wird ein.Strahlenbündel, das eine ausgewählte Wellenlänge aufweist, durch ein Kollimatorobjektiv 14 geschickt. Der Strahlengang von einem
409834/0926
parallelen Strahlenbündel 16, welches das Objektiv 14 verläßt, läuft durch eine Probenzelle oder Probenküvette 21, welche ein Probenfluid 22 enthält, hindurch und anschließend durch ein Fenster 23 auf einen lichtelektrischen Doppeldetektor 24. Ein zweiter Lichtweg 16, d.h. ein Lichtweg für ein Bezugsstrahlenbündel, läuft an der Probenküvette 21 vorbei. Der lichtelektrische Detektor 24, auf den auch dieses Strahlenbündel auffällt, spricht auf das Licht an, indem er zwei voneinander getrennte Signale erzeugt, von denen das eine von dem Licht herrührt, das durch das Probenfluid hindurchgetreten ist,und von dem das andere von dem Licht herrührt, das nicht durch das Probenfluid hindurchgetreten ist.
Figur 2 zeigt, wie das die Blitzlichtröhre betätigende Signal erzeugt und aufbereitet wird. Eine Zeitschaltung 30 triggert die Blitzlichtröhren-Energieversorgung und einen Trigger, was beides schematisch mit dem Kästchen 32 dargestellt ist, wodurch bewirkt wird, daß ein Lichtblitz von der Blitzlichtröhre 10 durch das Interferenzfilter 12 hindurchgeht. Die parallelen Strahlenbündel laufen auf den so erhaltenen Lichtwegen, von denen der eine durch die Probenflüssigkeit, der andere nicht hindurchgeht, und fallen auf die Photozellen 34 und 36 des lichtelektrischen Detektors 24. Der lichtelektrische Detektor 24 kann beispielsweise ein derartiger sein, wie er unter der Handelsbezeichnung DT 1905-S5 von der Tungsol Division der Wagner Electric Company hergestellt wird. Das Ausgangssignal von jeder Photozelle wird in Verstärkern 38 und 40 verstärkt und anschließend in Abtast- und Halteschaltungen 42 und 44 eingeleitet, wie dies aus Figur 2 hervorgeht. Die Schaltungen 42 und 44 und die Blitzlichtröhre 10 werden von der Zeitschaltung 30 so gesteuert, daß im Falle einer Erregung der Blitzlichtröhre durch die Zeitschaltung die Zeitschaltung die Lichtausgangssignale der Blitzlichtröhre ansteigen läßt und anschließend die Abtast- und Halteschaltungen triggert, um das Signal entsprechend einem relativ gleichförmigen Peak des von der Röhre
409834/0926
erzeugten Lichtausgabezyklusses abzutasten. Die Ausgangssignale der Schaltungen 42 und 44 liegen auf Gleichstromniveaus, die jedesmal abrupt wechseln, wenn ein neuer Blitz festgestellt wird. Zwecks elektronischer Wiedergabe des Unterschiedes zwischen der Extinktion des durch die Probe gefilterten Lichts und des Bezugsstrahlenbündels wird ein Analog-Berechnungsäquivalent zu dem Logarithmus aus dem Verhältnis der Signale, welche von dem lichtelektrischen Detektor empfangen werden, von einer Logarithmier-Funktionsschaltung 46 gebildet, einem Abschwächer 48 zugeführt und anschließend als Gleichstromsignal irgendeiner geeigneten Aufzeichnungsvorrichtung zugänglich gemacht.
Figur J5 zeigt eine etwas mehr ins einzelne gehende schematische Schaltung, in der die optischen Elemente und die Probenzellen aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung vollständig weggelassen wurden, wobei sich jedoch versteht, daß diese Elemente an den in Figur 1 und 2 gezeigten Stellen angeordnet sein sollen.
Verstärker 58 und 40 enthalten Verstärker in integrierter Bauweise, die als LM 310's bekannt sind. Diese Verstärker liefern eine Verstärkung in der Signalspannung sowie eine Umwandlung der sehr hohen Impedanzniveaus von dem lichtelektrischen Detektor 24 auf niedrigere Impedanzniveaus, die weniger durch Rauschen gestört werden. Die Verstärker 38 und 40 enthalten jeweils einen zweiten Verstärker von der A715 Bauart.
Nachdem die Signale.die Verstärker verlassen haben, werden Feldeffektschalter verwendet, um die Ausgangsspannungen der Verstärker auf einem Polyesterkondensator abzutasten, der gemeinsam mit einem Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz als Abtast- und-Halteschaltungen 42 und 44 dient. Im allgemeinen liefert die Wirkung der Abtast-und-Halteschaltungen eine Einrichtung zur Auswahl eines relativ kleinen Abschnitts der Blitzlichtperiode,
409834/0926
was eine relativ konstante Beleuchtung für die ausgewählte Periode ergibt. Durch diese Maßnahme wird eine außerordentlich konstante Lichtquelle geschaffen«
Zwecks Erreichung einer höheren Genauigkeit bei der Gewinnung eines Analogsignals von log A- - log B werden die Signale von der Probe und dem Bezugskanal einer Logarithmier-Funktionsschaltung 46 zugeführt, welche einen vorlogarithmischen Zerhacker 50 und einen naehlogarithmisehen Zerhacker 52 enthält. Das Ausgangssignal von dem nachlogarithmischen Zerhacker 52 wird einer Addierschaltung 54 zugeführt, wodurch die von dem Bezugsstrahlengang und dem Probenstrahlengang herrührenden Signale effektiv voneinander abgezogen werden und ein Ausgangssignal gebildet wird.
Das Ausgangssignal wird anschließend zu einer Abtastschaltung zurückgeführt, welche dazu dient, ein Nadelimpulsrauschen zu vermeiden, das bevorzugt dann auftritt, wenn die Zerhacker von dem Bezugssignal zu dem Probensignal umschalten. Das Ausgangssignal der Abtastschaltung wird einem Abschwächungsschalter 48 zugeführt und gelangt über einen weiteren Verstärker 56 zu einem Aufzeichnungsgerät.
Eine Mehrzahl von Konstruktionsverfahren erweist sich für eine weitere Steigerung der Empfindlichkeit und der Vielseitigkeit des Gerätes als vorteilhaft. Diese befaßt sich primär mit der Abschirmung, welche notwendig ist, um den lichtelektrischen Detektor von Strahlungswirkungen zu schützen, die von dem Hochfrequenz-Lichtimpulsgerät hervorgerufen werden. Diese Pulseinrichtung wird typischerweise mit ungefähr 500 kH betrieben. Eine Maßnahme i'st die Schaffung, einer Metallabschirmung auf den Leitungen von dem lichtelektrischen Detektor und eine derartige Orientierung der Leitungen, daß diese direkt von der Lichtquelle hinwegführen, wobei man sie jeweils eine halbe Verdrillung mit-
409834/0926
einander verdreht, bevor sie in die Verstärker 38 und 40 eintreten.
Ein weiteres Vorgehen beruht darin, daß man die sehr hohe Lichtausgaberate der Lichtquelle ausnutzt, indem man die lichtquelle in einer Entfernung von dem lichtelektrischen Detektor anbringt und indem man das Licht zu dem lichtelektrischen Detektor durch lichtleitende Fasern bekannter Art hindurchführt.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung von einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung. Die typische Xenon-Blitzlichtröhre eignet sich vollständig zur Verwendung in vielen Anwendungsbeispielen, ohne daß irgendein Bezugsstrahlengang verwendet wird. Dies ist eine Folge ihrer erhöhten Stabilität. In Figur 4 wird ein Bezugsnormal, d.h. eine Eingangsspannung, als Eicheinrichtung verwendet. In der Praxis ist es zweckmäßig, daß dieses einen nominalen Bezugswert von "1" aufweist.
Die Bezugszeichen von Figur 4 entsprechen denen von Figur 2, mit der Ausnahme, daß sie mit einem Index "u" versehen sind. Der lichtelektrische Detektor 24u ist jedoch selbstverständlich eine einfache Detektoreinheit.
409834/0926

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    !./Spektrometer mit einer Lichtquelle, einer durchsichtigen Zelle, die für die Aufnahme einer Flüssigkeit ausgebildet ist, und mit einem elektronischen Schaltkreis, der eine lichtelektrische Vorrichtung, für den Empfang eines Strahlenbündels, das von der Lichtquelle ausgesandt durch die durchsichtige Zelle hindurchgetreten und auf die lichtelektrische ■Vorrichtung aufgefallen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Blitzlichtröhre (10) ist, und daß die elektronische Schaltung eine Einrichtung enthält, die so ausgebildet ist, daß sie selektiv eine im vorhinein ausgewählte Komponente der Zeit-Intensitätskurve des von jedem Blitz von der Röhre abgegebenen Lichtes ist.
    2. Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blitzliehtröhre eine polychromatische Blitzlichtröhre ist, welche eine Nennleistung von mehr als 5000 Watt pro Blitz abgibt.
    3· Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blitzliehtröhre eine Xenon-Blitzlichtröhre ist.
    4. Spektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß lichtleitende Fasern einen Lichtweg zwischen dem lichtelektrischen Detektor (24) und der Lichtquelle (10) bilden.
    5· Spektrometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blitzliehtröhre (10) eine Xenon-Blitzlichtröhre ist und eine Nennleistung von mindestens 50000 Watt für jeden Blitz aufweist .
    409834/0926
    6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß die lichtelektrische Vorrichtung (24u) lediglich ein Lichtsignal empfängt, das durch die Flüssigkeit (22u) hindurchgeleitet ist.
    7· Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtelektrische Vorrichtung (24) eine Doppelphotodiode ist, von der das eine lichtempfindliche Element so ausgebildet ist, daß es Licht von der Blitzlichtröhre (10) durch eine erste Probenfluidzelle (21) empfängt und daß das andere lichtempfindliche Element derselben so ausgebildet ist, daß es Licht von der Blitzlichtröhre empfängt, ohne daß dieses hierbei durch die Probenfluidzelle hindurchgeht.
    8. Verfahren zur Messung der Lichtdurchlässigkeitsverhaltens einer Fluidprobe, bei dem Licht von einer gemeinsamen Quelle teilweise durch die Probe und teilweise als Bezugsstrahlen-, bündel einer elektronischen Meßeinrichtung zugeführt und dieses Licht anschließend elektronisch zur Bildung eines für eine Aufzeichnung geeigneten Signales aufbereitet wird, gekennzeichnet durch
    (A) Aussenden dieses Lichtes in Form von Impulsen, von denen während einer Sekunde zumindest fünf ausgesandt werden;
    (B) Hindurchleiten eines Teiles dieses Lichtes durch das Probenfluid sowie eines weiteren Teiles des Lichtes an dem Probenfluid vorbei und anschließendes Aufbringen von jedem Teil auf einem bestimmten lichtempfindlichen Bereich einer lichtelektrische^. Vorrichtung; und
    (C) elektronisches Vergleichen der beiden Signale, welche von den beiden Gebieten herrühren,zwecks Erhalten eines Vergleichssignales zur Aufzeichnung.
    9. Verfahren.nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Licht von der Lichtquelle zu den lichtempfindlichen Bereichen teilweise durch einen lichtleitenden Festkörper hindurchgleitet wird.
    40983A/0926
    10. Verfahren nach·Anspruch 8 oder ^, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des elektronischen Vergleichens die selektive Messung von einem im voraus ausgewählten Teil der Zeit-Licht-Intensitätswelle von einer Mehrzahl von Blitzen enthält, wobei dieser Bereich annähernd längs der Linie der größten Lichtintensität liegt.
    11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein auf Gas basierendes Fluid ist.
    12. Verfahren zur Messung des Lichtdurchlässigkeitsverhaltens einer Fluidprobe, bei dem Licht durch die Probe hindurchgeleitet und elektronisch gemessen wird, um hierdurch ein für die Aufzeichnung geeignetes Signal zu erzeugen, gekennzeichnet durch
    (A) Aussenden dieses Lichtes in Impulsen, die zumindest 5-mal pro Sekunde erzeugt werden;
    (B) Hindurchleiten dieses Lichts durch das Probenfluid auf einen bestimmten lichtempfindlichen Bereich einer lichtelektrischen Vorrichtung; und
    (C) elektronische Aufbereitung des Signales zur Erhaltung eines für die Aufzeichnung geeigneten Signales.
    15· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Lichtquelle auf die lichtempfindlichen Bereiche gesandte Licht teilweise über einen lichtleitenden Festkörper übertragen wird.
    14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der elektronischen Aufbereitung die selektive Messung eines im vorhinein ausgewählten Bereichs der Zeit-Licht-Intensitätswelle von einer Mehrzahl von Blitzen enthält, wobei dieser Bereich annähernd längs der Linie der größten Lichtintensität verläuft.
    409834/0926
    24Ό8197
    15· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Aufbereitung des Signales kein
    elektrisches Signal verwendet, das auf irgendeinem Vergleichsstrahlenweg erhalten ist.
    409834/0926
DE19742408197 1973-02-20 1974-02-20 Spektrometer Pending DE2408197A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US00334135A US3810696A (en) 1973-02-20 1973-02-20 Improved analytical apparatus for measuring light absorbance of fluids

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2408197A1 true DE2408197A1 (de) 1974-08-22

Family

ID=23305745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742408197 Pending DE2408197A1 (de) 1973-02-20 1974-02-20 Spektrometer

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3810696A (de)
JP (1) JPS49115587A (de)
BE (1) BE811265A (de)
DE (1) DE2408197A1 (de)
FR (1) FR2218560B3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0076103A1 (de) * 1981-09-24 1983-04-06 Sherwood Medical Company Optisches Analysenverfahren und Vorrichtung dafür
WO2011161137A1 (de) * 2010-06-25 2011-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Nichtdispersiver gasanalysator

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3989383A (en) * 1975-04-07 1976-11-02 Bio-Technology Instruments Corporation Reaction detection system
GB1560482A (en) * 1975-07-30 1980-02-06 Unilever Ltd Portable reflectometer
GB1559810A (en) * 1975-11-05 1980-01-30 Nat Res Dev Device for measuring light received from an illuminated material
US4022534A (en) * 1976-03-23 1977-05-10 Kollmorgen Corporation Reflectometer optical system
US4171909A (en) * 1977-03-25 1979-10-23 Miles Laboratories, Inc. Apparatus for measuring light intensities
DE2727400A1 (de) * 1977-06-18 1978-12-21 Strahlen Umweltforsch Gmbh Verfahren zur messung der wanderungsgeschwindigkeit einer oberflaeche einer phase, die in einer weiteren phase enthalten ist
CA1115545A (en) * 1978-01-20 1982-01-05 Michel Moulin Spectrophotometer
US4448534A (en) * 1978-03-30 1984-05-15 American Hospital Corporation Antibiotic susceptibility testing
US4208129A (en) * 1978-06-30 1980-06-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Sensitive laser spectroscopy measurement system
DE2925855A1 (de) * 1978-06-30 1980-01-17 Chelsea Instr Ltd Unterwasser- oder untertauchbarer fluoreszenzmesser und verfahren zur benutzung eines solchen instruments
US4502786A (en) * 1979-12-26 1985-03-05 Helena Laboratories Corporation Method and apparatus for automated determination of hemoglobin species
EP0047094B1 (de) * 1980-08-21 1986-11-20 Oriel Scientific Limited Optische Analyseeinrichtung
US4680576A (en) * 1982-11-29 1987-07-14 Gentex Corporation Photoelectric smoke detector and alarm system
US4699514A (en) * 1983-02-25 1987-10-13 Ulrich Schmidt Multibeam measuring device
JPS59178339A (ja) * 1983-03-29 1984-10-09 Toshiba Corp 吸光度測定装置
US4565447A (en) * 1983-11-21 1986-01-21 Millipore Corporation Photometric apparatus with multi-wavelength excitation
IT1177253B (it) * 1984-11-19 1987-08-26 Instrumentation Lab Spa Fotometro analitico, in particolare multicanale applicato ad un sistema centrifugo atto alla determinazione praticamente simultanea della presenza di differenti sostanze in un certo numero di campioni
FR2580805B1 (fr) * 1985-04-23 1987-12-31 Centre Nat Rech Scient Spectrophotometre a tres haute resolution
GB8700061D0 (en) * 1987-01-05 1987-02-11 Whatman Reeve Angel Plc Light absorption analyser
JP2604754B2 (ja) * 1987-09-04 1997-04-30 倉敷紡績株式会社 分光光度計
US4857735A (en) * 1987-10-23 1989-08-15 Noller Hans G Light emitting diode spectrophotometer
US5014216A (en) * 1988-07-19 1991-05-07 Beckman Instruments, Inc. Concentration determination with multiple wavelength flash photometers
US5422726A (en) * 1993-02-16 1995-06-06 Tyler; Jonathan M. Solid state spectrofluorimeter and method of using the same
US5381010A (en) * 1993-12-03 1995-01-10 Sleepair Corporation Periodically alternating path and alternating wavelength bridges for quantitative and ultrasensitive measurement of vapor concentration
JP5296723B2 (ja) * 2010-02-18 2013-09-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ 分光光度計、及びその性能測定方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3354315A (en) * 1964-08-25 1967-11-21 Monsanto Co Flash photolysis spectroscopic system
US3437411A (en) * 1964-11-24 1969-04-08 Optical Coating Laboratory Inc Optical null spectrophotometer
US3585442A (en) * 1968-02-07 1971-06-15 Rollei Werke Franke Heidecke Flashlamp circuit having automatic light termination means
US3583813A (en) * 1969-09-25 1971-06-08 Shimadzu Susakusho Ltd Spectrophotometer
US3733137A (en) * 1971-01-12 1973-05-15 Damon Corp Log ratio transmittance signal processor for photometric apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0076103A1 (de) * 1981-09-24 1983-04-06 Sherwood Medical Company Optisches Analysenverfahren und Vorrichtung dafür
WO2011161137A1 (de) * 2010-06-25 2011-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Nichtdispersiver gasanalysator
US9030666B2 (en) 2010-06-25 2015-05-12 Siemens Aktiengeselschaft Non-dispersive gas analyzer

Also Published As

Publication number Publication date
BE811265A (fr) 1974-06-17
JPS49115587A (de) 1974-11-05
FR2218560A1 (de) 1974-09-13
FR2218560B3 (de) 1976-11-26
US3810696A (en) 1974-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2408197A1 (de) Spektrometer
DE2929170C2 (de) Meßeinrichtung zur Ermittlung des Fluoreszenz-Emissionsspektrums von Partikeln
DE2739585C2 (de) Spektrophotometer
DE3686184T2 (de) Spektralfotometer.
DE3586211T2 (de) Spektrophotometer fuer mehrere wellenlaengen.
DE2407133A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von stickoxid
DE2334964B2 (de) Spektralphotometer
EP0959346A2 (de) Simultanes Röntgenfluoreszenz-Spektrometer
DE3119903A1 (de) Fluoreszenzspektrometer
DE2415049B2 (de) Spektralphotometer zur Messung des Absoptionsvermögens von chromatographisch getrennten Flüssigkeiten
DE2940325A1 (de) Strahlungsmengenmesser
DE2651086C3 (de)
DE2015316A1 (de) Vorrichtung zur flüssigkeitschromatographisch-spektroskopisch-chemischen Analyse
DE4232371C2 (de) Analysengerät zur Bestimmung von Gasen oder Flüssigkeiten
DE2543011A1 (de) Einrichtung zur roentgenstrahlen- fluoreszenzanalyse
DE19509822A1 (de) Ölkonzentrations-Meßgerät
DE3106441C2 (de) Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Elementen durch Zeeman-Atomabsorptionsspektrometrie und Zeeman-Atomabsorptionsspektrometer
DE68912156T2 (de) Fluoreszenz-Spektralphotometer und dafür verwendetes Verfahren zur Festlegung der Wellenlänge.
DE19740210B4 (de) Atomabsorptionsspektrometer
DE102017127122B4 (de) Spektrometrisches Messgerät
DE19628310C2 (de) Optischer Gasanalysator
DE3915692C2 (de)
WO1999047914A1 (de) Dünnschichtchromatographiegerät
DE2744168B2 (de) Magnetoptisches Spektralphotometer
DE3782928T2 (de) Atomabsorptionsspektralphotometer.