DE2836106A1

DE2836106A1 - Kristallhalteranordnung fuer ein roentgenstrahl-spektrometer

Info

Publication number: DE2836106A1
Application number: DE19782836106
Authority: DE
Inventors: Bela Kenessey
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 1977-08-17
Filing date: 1978-08-17
Publication date: 1979-03-29
Also published as: US4151418A; JPS5449194A; CA1095637A; JPS6333099B2

Description

28,<61ü Dipl.-Phys. O.E. Weber _2- o-e München

Patentanwalt Hofbrunnstraße

Telefon: (089)7 9150

Telegramm: monopolweber münchen

Telex: 05-2128

B

Bausch & Lomb, Inc.

Sunland, California

USA

Kristallhalteranordnung für ein Röntgenstrahl-Sp ektromet er

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ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung betrifft allgemein Spektrometer für elektronische Sonden-Röntgenstrahlen-Analysatoren und bezieht sich insbesondere auf einen Mehr-Kristall-Positionierungsmechanismus für ein solches Instrument.

Ein Elektronen-Sonden-Mikroanalysator ist ein Instrument, welches zur spektrochemischen Röntgenstrahl-Analyse von kleinen Bereichen auf der Oberfläche eines festen Probenkörpers dient. Ein solches Gerät besteht grundsätzlich aus drei Baugruppen: aus einem Elektronenoptiksystem, welches dazu dient, ein Elektronenbündel auf eine Probe zu fokussieren, aus einer Röntgenstrahlen-Optik, welche dazu dient, die Röntgenstrahlen zu analysieren, welche τοη der Probe unter dem Elektronenbeschuß ausgesandt werden, und aus einem Beobachtungssystem, beispielsweise aus einem optischen Mikroskop, welches dazu verwendet wird, die Auswahl des zu analysierenden Bereichs zu unterstützen.

Ein Instrument der oben genannten Art ist in der US-Patentschrift 3 107 297 beschrieben. Bei diesem bekannten Instrument sind das Elektronenoptiksystem und das Beobachtungssystem koaxial zueinander angeordnet, und der Austrittswinkel der Röntgenstrahlen, welcher durch das Röntgenstrahlen-Analysensystem ermittelt wird, wird auf ein Maximum gebracht, um das gewünschte Linien-Hintergrund-Verhältnis auf einen gewünschten Wert zu bringen und um die Auswirkungen von Oberflächenunregelmäßigkeiten auf ein Minimum zu bringen. Bei dieser kompakten Anordnung ergeben sich spezielle Probleme bei dem Entwurf der Röntgen-Optik eines solchen Instrumentes.

Die Kristall-Diffraktion, welche zur Wellenlängen-Dispersion in einem solchen Instrument verwendet wird, hängt von der Eigenschaft eines Kristalls ab, nur bestimmte Röntgenstrahlen-Wellenlängen für jede Winkeleinstellung des Kristalls in Bezug auf die RÖntgenstrahlenwelle zu beugen. Wenn dieser Winkel, der sogenannte Bragg-Winkel, verändert wird, wird auch die gebeugte Wellenlänge

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verändert, wobei jedoch ein bestimmter Kristall in wirksamer Weise nur innerhalb eines begrenzten Bragg-Vinkelbereichs eine Beugung ausübt. Um daher für die Abtastung von Röntgenstrahlen innerhalb eines breiten Bandes des Röntgen-Spektrums entsprechende Voraussetzungen zu schaffen, werden eine Mehrzahl von Kristallen unterschiedlicher Eigenschaften verwendet, von denen jeder in wirksamer Weise in einem anderen Anteil des Spektrums eine Beugung ausübt.

Da die Kristalle in solchen Instrumenten notwendigerweise in einem evakuierten Raum angeordnet sind, ist bereits verschiedentlich versucht worden, einen Austausch von Kristallen vornehmen zu können, ohne daß das Vakuum gestört wird. Dabei sind Anordnungen verwendet worden, bei welchen zwei Kristalle vorhanden sind, die jeweils Rücken an Rücken auf entsprechenden Haltern angeordnet waren, so daß bei einer ferngesteuerten Einrichtung der eine Kristall anstatt des anderen Kristalls durch eine entsprechende Drehung der Halterung um 180° in Betriebsstellung gebracht werden konnte. Im allgemeinen sind zwei Kristalle jedoch nicht ausreichend, um die Abtastung eines ausreichenden Teils des Röntgen-Spektrums vorzunehmen. Deshalb ist auch versucht worden, eine größere Anzahl von Kristallen mit ihren Haltern auf dem Umfang einer zylindrischen Halterung anzubringen, welche unter einer Fernsteuerung derart gedreht werden konnte, daß einer der Kristalle in die Analysierstellung gebracht wurde. Bei einer solchen Anordnung ist jedoch der Winkel begrenzt, über welchen ein Kristall bei einer solchen Befestigung geschwenkt werden kann, da die Beobachtungsoptik, wie sie bei einer solchen Einrichtung verwendet wird, in vielen Fällen in mechanischer Hinsicht die Bewegung des Kristallhalters begrenzt und auf diese Weise verhindert, daß der Kristall in einen so kleinen Bragg-Winkel geschwenkt werden kann, wie es an sich wünschenswert wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kristallhalterung der eingangs näher genannten Art zu schaffen, bei welcher eine verhältnismäßig große Anzahl von Kristallen jeweils in eine

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gewünschte Analysierposition gebracht werden könnet} und zwar durch eine Fernsteuerung, während zugleich der in der Betriebsstellung befindliche Kristall besonders leicht in einen gewünschten Bragg-Winkel geschwenkt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird ein Kristallhalter geschaffen, der im wesentlichen die Form eines ZylinderSegmentes aufweist, welches einzelne Halterungsabschnitte für eine Mehrzahl von Kristallen aufweist, von denen ein gewünschter Kristall jeweils dadurch in eine Analysierposition geschwenkt werden kann, daß das Zylindersegment um seine Achse gedreht wird.

Der gesamte Kristallhalter gemäß der Erfindung ist in derselben Weise bewegbar angebracht, wie es auch bei bekannten Haltern der Fall ist, um den Bragg-Winkel eines Kristalls zu ändern, der sich zu einer bestimmten Zeit in einer Analysierposition befindet. Weil der konkave Teil des Zylindersegmentes gegen die gemeinsame Achse der Elektronenoptik und des Beobachtungssystems gerichtet ist, kann der Kristallhalter gemäß der Erfindung ohne Rücksicht darauf, welcher Kristall in der Analysierposition ist, näher an die Achse herangeführt werden als bei bekannten Anordnungen. Daher kann ein beliebiger der vier Kristalle in die Analysierposition gebracht werden, während der Kristallhalter so eingestellt ist, daß seine Kristalle sich auf dem kleinsten Bragg-Winkel befinden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnunge beschrieben; in dieser zeigen:

Fig.i eine Seitensansicht eines erfindungsgemäßen Kristallhalters, der in seiner Betriebsstellung dargestellt ist, und zwar zusammen mit Bauelementen eines elektronischen Mjkr'osonden-Röntgenstrahlen-Analysators,

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Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des in der Pig. 1 veranschaulichten Kristallhalters,

Fig. 3 einen Grundriß, welcher in teilweise geschnittener Darstellung den in der Fig. 1 veranschaulichten Kristallhalter darstellt,

Fig. 4 eine Seitenansicht, welche in teilweise geschnittener Darstellung den in der Fig. 1 veranschaulichten Kristallhalter darstellt,

Fig. 5 einen Teilschnitt entlang der Linie 5-5 in der Fig. 3,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in der Fig. 3,

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung des Schrittmotors,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Signale, welche dem Schrittmotor zugeführt werden, und

Fig. 9 ein logisches Schaltschema der Steuerschaltung für den Schrittmotor.

Die Fig. 1 der Zeichnung veranschaulicht Teile eines Instrumentes, welches von der Firma Applied Research Laboratories Division of Bausch & Lomb, Inc. hergestellt wird und welches ähnlich aufgebaut ist wie das in der US-PS 3 107 297 beschriebene Gerät. Hiermit wird auf diese Patentschrift Bezug genommen^ und zwar im Hinblick auf Einzelheiten, die hier nicht weiter erläutert werden»

Dieses Instrument weist eine Elektronenquelle auf _s die bei 20 dargestellt ist, und es hat eine Elektronenstrahl-Fokussierungseinrichtung, die eine Objektivmagnetlinse 22 aufweist ^ um Elektronen aus der Quelle zu einem Strahl zu bündeln„ welcher auf ein Material auftrifft₉ welches als Probe bei 24 angeordnet ist_e

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Weiterhin weist das Instrument eine Einrichtung auf, welche dazu dient, das bestrahlte Material zu beobachten, einschließlich einer zylindrischen Beobachtungsoptikanordnung 26, die koaxial zu dem Elektronenstrahl angeordnet ist. Weiterhin enthält die Beobachtungseinrichtung in der dargestellten Ausführungsform einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 27, welcher eng benachbart zu der Probe 24 angeordnet ist und in einen Spalt 28 der magnetischen Objektivlinse 22 hineinragt.

Beim Betrieb dieses Instrumentes werden Röntgenstrahlen, welche durch das Material bei 24 ausgesandt werden, und zwar in Reaktion auf die Bestrahlung durch das Elektronenbündel, entlang der Linie 29 ausgesandt, und die Röntgenstrahlen gehen dann durch den Spalt 28 hindurch und werden gemäß der Beschreibung in der oben genannten Patentschrift durch einen Kirstall entlang der Linie 30 nach entsprechender Brechung einem Detektor zugeführt. Ein Verbindungselement, wie es im einzelnen in der US-PS 3 123 710 beschrieben ist, ist dazu vorhanden, um eine geeignete Fokussierung zwischen der Probe, dem Kristall und dem Detektor herbeizuführen, und zwar über den Bereich des gewünschten Bragg-Winkels des Sp ektrometers.

Die erfindungsgemäße Kristallhalteranordnung weist einen Kristallhalterwagen 35 auf (siehe Fig. 1), welcher zur gewünschten Ausrichtung des Kristalls bei einem Analysator dient, wie er in der oben genannten Patentschrift Nr. 3 107 297 beschrieben ist. Die Kristallhalterung ist entlang einem geradlinigen Weg bewegbar, welcher das Elektronenbündel 30 schneidet, und sie ist zugleich um eine Achse schwenkbar, welche derart gewählt ist, daß ein darauf befestigter Kristall um einen Bragg-Winkel in derselben Weise schwenkbar ist, wie es bei dem in der US-PS 3 107 297 beschriebenen Kristall der Pail ist.

Gemäß Fig. 1 weist der Wagen 35 eine Basis 36.auf, welche mit auf Abstand voneinander angeordneten Löchern 37 ausgestattet ist.

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Ein Ansatz 38 der Basis 36 (siehe Fig. 3 und 4) ist mit einer Bohrung 40 ausgestattet, in welcher eine Welle 41 in lagern 42 drehbar angeordnet ist. Ein Ende der Welle 41 erstreckt sich über die Basis 36 hinaus, und an der Welle ist die Nabe 43 eines Zylinderstückes 45 befestigt. Ein Träger 46 verbindet die Nabe mit dem Zylinderstück 45. An dem gegenüberliegenden Ende der Welle 41 ist ein Zahnrad 47 angebracht, welches mit einem Antriebszahnrad 48 im Eingriff steht, welches an der Welle 49 eines Zwei-Phasen-Schrittmotors 50 angebracht ist, der auf einem Plansch 51 der Basis 35 sitzt.

An dem Umfang des Zylinderstückes 45 sind vier Kristallhalter angebracht, welche einstellbar durch Schrauben 56 gehalten werden. Kristalle, die nicht dargestellt sind, sind an die äußeren Oberflächen der Halter 55 angeklebt, wie es allgemein üblich ist.

Die Ausrichtung eines bestimmten Kristallhalters 55 in seiner Betriebsstellung wird durch eine mechanische Yerriegelungsanordnung herbeigeführt, welche ein Segment 57 aufweist (siehe auch Fig. 5), welches an der Welle 41 angebracht ist und mit Einkerbungen 58 ausgestattet ist, mit welchen eine Rolle 59 zum Eingriff kommt, welche drehbar benachbart zu einem Ende eines Hebels 60 angeordnet ist, welcher schwenkbar bei 61 in einer Einkerbung in der Basis 35 angebracht ist. Eine Feder 63, welche zwischen einem Ende des Hebels 60 und der Basis 35 unter Druck angeordnet ist, bedrückt die Rolle 59 gegen das Segment 57. Der Winkelabstand zwischen den Unterseiten der Einkerbungen 58 ist derselbe wie der Winkelabstand zwischen den Mitten der Kristallhalter Die Anordnung ist so gewählt, daß dann, wenn der Schrittmotor abgeschaltet wird, die Welle 41 genau in eine der vier Positionen bewegt ist. Ein anderer Kristallhalter 55 kann jeweils in jede solche Position bewegt werden.

Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, welche dazu dient, das Kristallhaltesegment 45 in der gewünschten Weise auszurichten, und zwar für den Zweck, seine Stellung auch entsprechend

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anzuzeigen und die Arbeitsweise des Schrittmotors 50 gemäß der nachfolgenden Erläuterung zu steuern. Diese Einrichtung umfaßt einen Arm 70 (siehe auch Fig. 6), welcher durch eine Einstellschraube 71 an der Nabe 43 des SegmentStückes 45 befestigt ist. Eine Ausnehmung 72 (siehe Fig. 3) in dem Arm 70 nimmt eine Feder 73 auf, welche zwischen der Basis der Ausnehmung und einem elektrischen Kontaktelement 75 zusammengedrückt ist, welches gleitbar in der Ausnehmung 72 angeordnet ist. In Isolationshülsen in den Ausnehmungen 77 in der Basis 35 sind Motorpositions-Rückführkontakte SW 12 angeordnet (siehe Fig. 9, deren Winkelabstand derselbe ist wie der Winkelabstand der Kristallhalter Diese Anordnung ist derart gewählt, daß dann, wenn ein Kristallhalter 55 in seiner Betriebsstellung ist, ein entsprechender Kontakt SW 12 durch einen Eingriff mit dem Kontakt 75 geerdet wird.

Eine Steuereinrichtung dient dazu, die Kristallhalteanordnung aus einer bestimmten Betriebsstellung direkt in eine andere "bestimmte Betriebsstellung zu bringen, wenn ein entsprechender Stromkreis geschlossen ist, der die gewünschte Position ansteuert.

Die Steuereinrichtung ist in den Fig. 7, 8 und 9 erläutert. Der Zwei-Phasen-Synchronmotor 50 ist derart ausgebildet, daß er insbesondere als Schrittmotor arbeiten kann, wobei die Spannungen an den Motorwicklungen als Rechteckspannungen ausgebildet sind, anstatt eine sinusförmige Wellenform zu haben. Die Rechteckspannungen, welche dem Schrittmotor 101 zugeführt werden, sind beispielsweise durch die Kurven φ* - φ, in der Fig. 8 dargestellt. Es kann vorzugsweise ein Motor verwendet werden, wie er von der Firma Computer Devices Corporation, Santa Fe Springs, Kalifornien, USA hergestellt und unter dem Handelsnamen "Rapid-Syn" vertrieben wird. Dieser Motor hat eine Nennleistung von 0,000012 PS.

Die Steuerschaltung weist eine als integrierte Schaltung ausgebildete digitale Regelschaltung auf, welche in der Fig. 7 in Form eines Blockschaltbildes und in der Fig. 9 im Detail in Form

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eines Logikdiagramms veranschaulicht ist. Die Steuerschaltung kann entweder von Hand oder durch einen Computer gesteuert werden, und in der dargestellten Ausführungsform ist sie dazu in der Lage, den Motor 50 aus einer bestimmten Betriebsstellung in eine andere gewählte Betriebsstellung zu bringen, und zwar über den kürzesten Winkelabstand, wobei die Bewegung entweder vorwärts oder rückwärts erfolgen kann.

Gemäß dem Blockdiagramm in der Jig. 7 wird die Steuerschaltung mit ihrem Regelkreis durch einen Zielpunktschalter SW 10 mit vier Stellungen angesteuert, und zwar entweder von Hand oder durch einen Computer. Weiterhin ist ein Motorpositions-Rückführschalter SW 12 vorhanden, welcher mechanisch mit dem Motor 50 gekoppelt ist und welcher von einem Schaltkontakt auf einen anderen Schaltkontakt übergeht, wenn der Motor von einer Winkelstellung in eine andere Winkelstellung geht.

Der Motorpositions-Rückführschalter SW 12 ist mit einem Dezimal-Binär-Umsetzer 105 verbunden, welcher die vier Schaltpositionen des Schalters SW 12 in einen Zwei-Bit-Binär-Positions-Code (A) umschlüsselt. Der Zielpunkteingangsschalter SW 10 ist mit einem ähnlichen Dezimal-Binär-Umsetzer 105 verbunden, welcher die vier Schaltpositionen des Schalters SW 10 in einen Zwei-Bit-Binär-Zielcode (B) umschlüsselt. Die binären Ausgangssignale der Umsetzer 103 und 105 werden in einen Komparator 107 eingegeben. Der Komparator liefert ein Ausgangssignal an ein UND-Glied 110, wenn das Binärsignal A von dem Umsetzer 10$ kleiner ist als das Binärsignal B von dem Umsetzer 105· Der Komparator 16 liefert ein Ausgangssignal an ein UND-Glied 114, wenn das Binärsignal A vom Umsetzer 103 größer ist als das Binärsignal B vom Umsetzer 105· Schließlich liefert der Komparator 107 ein Ausgangssignal an einen Taktoszillator 109, wenn die Binärsignale A und B von den Umsetzern 103 und 105 einander gleich sind, um den Betrieb des Taktoszillators anzuhalten.

Wenn die Binärsignale von den Umsetzern 103 und 105 ungleich sind, erzeugt der Taktoszillator 109 Taktimpulse C, welche in der Fig.

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dargestellt sind. Die Taktimpulse werden durch die UND-Glieder Ί1Ο und 114 einem Umsetzer 112 zugeführt, welcher die Taktimpulse in Motorsteuer-Rechtecksignale φ* - jzL umsetzt, die ebenfalls in der Fig. 8 veranschaulicht sind. Die Motorsteuer-Rechtecksignale jzL - jzL werden durch entsprechende UND-Glieder 126, 128, 130 und 132 und durch entsprechende Leistungstransistoren Q1, Q2, Q3 und Q4 den Wicklungen des Schrittmotors 50 zugeführt, welche mit der positiven Klemme einer 24-Volt-Gleichspannungsquelle verbunden sind.

Wenn das Binärsignal A vom Umsetzer 103 kleiner ist als das Binärsignal B vom Umsetzer 105, wird der Motor 50 in der Vorwärtsrichtung bis zu seinem Zielpunkt bewegt, und wenn das Binärsignal A größer ist als das Binärsignal B, wird der Motor 50 in der umgekehrten Richtung zu seinem Zielpunkt bewegt. Dies geschieht mit Hilfe des Umsetzers 112, welcher auf die Taktimpulse auf der Leitung F oder auf der Leitung R anspricht, um die Rechtecksignale ^ - ^4. über die UND-Glieder 126, 128, 130 und 132 sowie über die Leistungstransistoren Q1, Q2, Q3 und Q4 den Feldwicklungen des Schrittmotors 50 zuzuführen. Der Umsetzer liefert die Rechtecksignale jzL| - /SjI^ an die Feldwicklungen des Motors 50 und zwar in einer bestimmten Phase zur Vorwärtsbewegung des Motors, wenn das UND-Glied 110 aktiviert ist, und mit einer bestimmten Phase zur Rückwärtsbewegung des Motors, wenn das UND-Glied 114 aktiviert ist.

Während der Schrittmotor 50 in Richtung auf seinen Zielpunkt bewegt wird, wird der Motorpositions-Rückführschalter SW 12 von einem Schaltkontakt zu dem nächsten bewegt. Wenn der Zielpunkt oder Bestimmungspunkt erreicht ist, ist das Binärsignal A gleich dem Binärsignal B, und der Taktoszillator 109 hört auf, die Taktimpulse C zu erzeugen. Wenn der Taktoszillator keine Taktimpulse C mehr erzeugt, werden die UND-Glieder 126, 128, I30 und 132 abgeschaltet, so daß der Schrittmotor 50 am Zielpunkt oder Bestimmungspunkt angehalten wird. Gemäß der obigen Beschreibung ist der Schrittmotor mit einer mechanischen Verriegelungseinrichtung ausgestattet, welche bewirkt, daß der Motor genau an dem ausgewählten Zielpunkt oder Bestimmungspunkt zum Stehen kommt, wenn der Schrittmotor 50 abgeschaltet wird.

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In dem Logikdiagramm der Fig. 9 sind die Kontakte des Motorpositions-Eückf uhrschalters SW 2 über entsprechende Licht emetierende Dioden D1, D2, D 3 und D4 sowie über einen gemeinsamen Widerstand R 26 von I50 Ohm mit der positiven Klemme einer geeigneten 5-Volt-Gleichspannungsquelle verbunden. Die Licht emetierenden Dioden liefern eine Anzeige darüber, welche Winkelstellung der Schrittmotor 50 zu einer bestimmten Zeit gerade eingenommen hat. Die Kontakte des Schalters SW 12 sind auch mit einem Diodenbereich verbunden, welcher mit A11 bezeichnet ist, und dieser Diodenbereich kann auf dem Plättchen einer integrierten Schaltung angeordnet sein, wie sie gegenwärtig unter der Bezeichnung 2719 vertrieben wird. Anschlüsse I5 und 16 der integrierten Schaltung A11 sind über entsprechende Widerstände R11 und R12 von 10 Kiloohm mit den Eingangsklemmen S und R einer Verriegelungsschaltung L1 verbunden. Die Anschlüsse 15 und 16 sind auch jeweils mit Widerständen R10 und R11 von 100 Kiloohm verbunden, welche ihrerseits mit der positiven 5-Volt-Quelle und mit entsprechenden Kondensatoren C8 und C9 von 0,01 Mikrofarad verbunden sind, die wiederum mit dem Rahmen der Steuereinheit verbunden sind.

Die Anschlüsse 11, 12 und 9, 10 der integrierten Schaltung A11 sind über entsprechende Widerstände R3 und R4 von 10 Kiloohm mit den Eingängen S und R einer Verriegelungsschaltung L2 verbunden. Diese Anschlüsse sind auch mit entsprechenden Widerständen R24· und R25 von 100 Kiloohm sowie mit entsprechenden Kondensatoren G10 und C11 von 0,01 Mikrofarad verbunden. Die Widerstände sind mit der positiven Klemme der 5-Volt-Quelle verbunden, und die Kondensatoren sind mit dem Rahmen verbunden.

Die Ausgänge Q der Verriegelungen L1 und L2 sind mit den Anschlüssen 10 und 12 einer integrierten Schaltung verbunden, welche den Komparator 107 darstellt. Als integrierte Schaltung kann eine Schaltung vom Typ 4063 verwendet werden. Die Anschlüsse 3 und 16 der .integrierten Schaltung sind mit der positiven Klemme der 5-Volt-Quelle verbunden, und die Anschlüsse 1, 2, 4, 8, 13, 14 und 15 sind mit dem Rahmen verbunden.

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Der Schalter SW 10 ist mit einem Diodenbereich Δ12 verbunden, welcher in gleicher Weise als integrierte Schaltung vom Typ 2719 ausgebildet sein kann. Die Anschlüsse 16 sowie 14, 15 der integrierten Schaltung sind über Widerstände R5 und R6 von 1 Megaohm mit den Eingängen S und R einer Verriegelung L3 verbunden, und die Anschlüsse 11 sowie 9-10 sind über Widerstände R7 und R8 von 1 Megaohm mit den Eingängen S und R einer Verriegelung IA verbunden. Der Anschluß 16 der integrierten Schaltung A12 ist mit der Verbindung zwischen einem Widerstand R12 und 10 Megaohm und einem Kondensator C3 von 0,01 Mikrofarad verbunden, und die Anschlüsse 14, 15 sind mit der Verbindung zwischen einem Widerstand R1 2 und 10 Megaohm und einem Kondensator C4 von 0,01 Mikrofarad verbunden. In ähnlicher Weise sind die Anschlüsse 11 und 12 mit der Verbindung zwisäien einem Widerstand R14-son 10 Megaohm und einem Kondensator C 5 von 0,01 Mikrofarad verbunden, und die Anschlüsse 9? 10 sind mit der Verbindung zwischen einem Widerstand RI5 von 10 Megaohm und einem Kondensator C6 von 0,01 Mikrofarad verbunden. Die Widerstände sind mit der positiven Klemme der 5-VoIt-Quelle verbunden, und die Kondensatoren sind mit dem Rahmen verbunden.

Die Verriegelungen L1, L2, L3 und L4 können alle auf einer einzigen integrierten Schaltung untergebracht sein, beispielsweise auf einer Schaltung vom Typ 4044. Die Ausgänge Q der Verriegelungen L3 und L4 sind jeweils mit den Anschlüssen 9 und 11 der als integrierte Schaltung I07 ausgebildeten Komparatorschaltung verbunden.

Die Verriegelungen L1, L2 und der Diodenbereich A11 gemäß Fig. 9 bilden den Dezimal-Binär-Umsetzer 103 gemäß I¹Xg. 7· Die Verriegelungen L3, L4 und der Diodenbereich A12 gemäß Fig. 9 bilden den Dezimal-Binär-Umsetzer I05 gemäß Fig. 7-· Wenn das Binärsignal A kleiner ist als das Binärsignal B, erscheint ein Ausgangssignal am Anschluß 7 des Komparators 107, und dieses Ausgangssignal wird über einen Inverter 11 dem Eingang S eines Flip-Flps F/F1 zugeführt» Wenn das Binärsignal A größer ist als das Binärsignal B, erscheint ein Ausgangssignal am Anschluß 5 der integrierten

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Schaltung 107, und dieses Ausgangssignal wird über einen Inverter 12 im Eingang S eines Flip-Flops F/F2 zugeführt. Wenn das Binärsignal A dem Binärsignal C gleich ist, erscheint ein Ausgangssignal am Anschluß 6 des !Comparators 16, und dieses Ausgangssignal wird einem Setz-Hückstell-Flip-Flop zugeführt, welches aus den NAND-Gliedern 102, 104 gebildet ist, sowie einem der Eingänge eines NAND-Gliedes 100. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 100 stellt die Flip-Flops F/F1 und F/F2 zurück, und das letztgenannte Ausgangssignal stellte auch dasjenige Flip-Flop zurück, welches durch die NAND-Glieder 102 und 104- gebildet ist.

Der Taktoszillator 109 wird durch zwei NAND-Glieder 106 und 108 gebildet, wobei das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 108 zu einem der Eingänge des NAND-Gliedes 106 zurückgeführt wird, und zwar über einen Kondensator C13 von 1 Mikrofarad und über einen Widerstand R16 von 1,5 Megaohm. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 106 wird den Eingängen des NAND-Gliedes 108 zugeführt, wobei das letztgenannte NAND-Glied als Inverter geschaltet ist, und diese Anschlüsse sind mit einem Potentiometer RI7 von 500 Kiloohm verbunden, welches seinerseits mit der Verbindung zwischen dem Widerstand R16 und dem Kondensator CI3 verbunden ist. Der Taktoszillator führt Täkfcimpulse C dem UND-Gliedern 110 und 114 zu. Der Taktoszillator 109 erzeugt die Taktimpulse C so lange wie das Setz-Rückstell-Flip-Flop 102, 104 zurückgestellt ist. Das A.usgangssignal des Taktoszillators wird auch einem Binärzähler G01 zugeführt, welcher beispielsweise derart geschaltet ist, daß er bis acht zählt und dann selbsttätig auf Null zurückgestellt wird. Das Ausgangssignal des Zählers C01 wird der anderen Eingangsklemme des NAND-Gliedes 100 zugeführt.

Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 110 wird einer der Eingangsklemmen von federn der in Seihe geschalteten exklusiven ODER-Glieder 118, 120 und 122 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes wird der anderen Eingangsklemme des exklusiven ODER-Gliedes 120

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zugeführt. Die exklusiven ODER-Glieder 118, 120 und 122 können gemeinsam mit einem weiteren exklusiven ODER-Glied 124 (welches als Inverter geschaltet ist) auf einem Plättchen mit einer integrierten Schaltung untergebracht sein, beispielsweise auf einer integrierten Schaltung vom Typ 4070. Das exklusive ODER-Glied 118 ist mit dem Eingang E eines Flip-i-Flops F/F3 verbunden, und das exklusive ODER-Glied 123 ist mit dem Eingang D eines Flip-Flops F/F4 verbunden. Das exklusive ODER-Glied 120 ist über einen Widerstand R19 von 1 Kiloohm mit einem Eingang des exklusiven ODER-Gliedes 124 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Rahmen verbunden ist. Der Widerstand R19 ist ebenfalls mit dem Rahmen verbunden, und zwar über einen Kondensator C7 von 0,01 Mikrofarad. Das Ausgangssignal des exklusiven ODEE-Gliedes 124 wird den Eingängen C der Flip-Flops F/F3 und F/F4 zugeführt.

Der Ausgang Q des Flip-Flops F/F3 ist mit dem UND-Glied 126 verbunden, während der Ausgang Q des Flip-Flops F/F3 mit dem UND-Glied 128 und mit der zweiten Eingangsklemme des exklusiven ODER-Gliedes 122 verbunden ist. Der Ausgang Q des Flip-Flops F/F4 ist mit dem UND-Glied 130 sowie mit der zweiten Eingangsklemme des exklusiven ODER-Gliedes 118 verbunden, und der Ausgang (J des Flip-Flops F/F4 ist mit dem UHD-Glied 132 verbunden. Der Ausgang Q des Setz-Rückstell-Flip-Flops 102, 104 ist auch über eine Beset zt-Leitung über einen Widerstand R27 von 10 Kiloohm mit den zweiten Eingangsklemmen der UND-Glieder 126, 128, 130 und 132 verbunden. Der Widerstand R27 ist auch mit einem Stopschalter S2 verbunden, dessen bewegbarer Arm mit dem Rahmen verbunden ist.

Die UND-Glieder 126, 128, 130 und 132 sind mit entsprechenden Leistungstransistoren Q1, Q2, Q3 und Q4 über Widerstände R20, R21, R22 bzw. R23 von 10 Kiloohm verbunden. Die Leistungstransistoren Q/| - Q^, können vom Typ 2N6044 sein. Die Emitter der Leistungstransistoren sind mit dem Rahmen verbunden, und ihre Kollektoren sind mit den entsprechenden Motorwicklungen Q_x, - Q^. verbunden und weiterhin über entsprechende Dioden CR1 und 0R2, CR3 und CR4 mit der positiven Klemme einer 24-Volt-Gleichspannungsquelle.

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Bei der Arbeitsweise der Schaltung geirr^:.2 !''ig. Ί erzeugt der Tnktos'/illator 109 Taktimpulse G, v/eaa das Birrjrsignal A nie at gleich dein 3in^:irsignal B ist, und führt die Taktimpulse den IL;D-Gliedem 110 and 114- zu. wenn das Binärsignal A kleiner ist als das ßinürsigral B, wird das Flip-Flop F/F1 gesetzt, so daß das U.Jj-Glied 110 aktiviert wii*d. \-ienn das 3in^:irsignal A größer ist als das Binarsignal B, wird der Flip-Flop F/F2 gesetzt, so da^:: das U.,D-Glied 114 aktiviert wird. Wenn das IMD-Glied 110 aktiviert wird, werden die Flip-Flops F/F$ und F/F'4 in der V/eise betätigt, dau- die vier .Rechtecksignale ^!^1, Q2, ¹^y und ^4 erzeugt werden, und zwar mit einer bestimmten Phase, so daß der Motor in Yorvvürtsrichtung auf den gewünschten Zielpunkt bewegt wird. Andererseits wird darin, wenn das F]in-j<lon r/i>2 gesetzt ist, durcn die Vl in-i'lops Y/1'i- und F/F4 bewirkt, daß die vier iiechteckc3ignale mit einer solchen zeit] ichen Anordnung erzeugt werden, daß der Motor 50 in seiner umgekehrten Richtung auf den gewühlten BeStimmungspunkt bewegt wird.

3ei der dargestellten Ausführungsform werden acht Taktimpulse G benötigt, um den Schrittmotor 5''3 bus einer Stellung in die nächste Josition zn bewegen. Der Zähler C01 erzeugt ein Ausgangssignal f^:ir die acht Taktimpulse. welches dem üuIIi-Glied 100 zugeführt w^;rd. Dan 'JAID-GUOd 100 ist jedoch abgeschaltet, bis die gewünschte Stellung oder der gewünschte Bestiinmurigspunkt erreicht ist, und zu dieser Zeit ist das ßinärsignal A gleich dem Binärsignal B. \\cnn dies der Fall ist, wird der Ausgangsimpuls vom Zähler 001 durch das JAND-Glied 100 an den Setzeingang des Setz-Rückstelll-'lip-l'lop 102, 104 weitergegeben, um dieses Flip-Flop zu setzen, so daß der Taktoszillator 109 angehalten wird, und es werden auch die Flip-Flops 1'/PI und F/F2 rückgestellt. Wenn das Flip-Flop 102, 104 gesetzt ist, schaltet die Besetzt-Leitung die IMD-GlMer 126, 123, 130 und 132 sofort ab, um den Motor anzuhalten. Der Motor kann auch in einer beliebigen Position dadurch angehalten v/erden, daß der Stopschalter S2 geschlossen wird, wodurch sofort die U;JD-Glieder 126, 128, 130 und 132 abgeschaltet werden.

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Claims

Pate ja t a :α Sprüche

1. Kristallhalteranordnung für elektronische Sonden-Röntgenstrahlen-Analysatoren, dadurch gekennzeichnet , daß ein äasiselement (35) vorgesehen ist, welches derart ausgebildet ist, daß es als Halteelement für eine Kristallausrichteinrichtung eines solchen Analysators dient, daß weiterhin ein Schrittmotor (50) vorhanden ist, welcher auf dem Basiselement (35) angebracht ist, daß eine Welle (41) in dem Basiselement (35) drehbar gelagert ist und durch den Schrittmotor (50) antreibbar ist, daß weiterhin eine Kristallhalteranordnung (55) vorgesehen ist, welche an der Welle (41) angebracht ist und welche ein Zylindersegment (45) aufweist, welches koaxial zu der Welle (41) angeordnet ist und eine Mehrzahl von einzelnen Kristallhaltern (55) aufweist, welche auf der Außenseite des Zylindersegmentes (45) angeordnet sind.

2. Kristallhalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, jeden der Kristallhalter (55) auf dem Zylindersegment (45) in. seiner Position individuell einzustellen.

3. Kristallhalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, das Zylindersegment (45) in Rotationspositionen mit vorgebbarem Winkelabstand auszurichten, so daß dadurch einer der Kristallhalter (55) exakt in eine gewünschte Betriebsstellung gebracht werden kann.

4. Kristallhalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Reihe von elektrischen Kontaktelementen (SW12) vorgesehen sind, welche auf dem Basiselement (35) angebracht sind, daß weiterhin ein komplementäres bewegbares Kontaktelement vorhanden ist, welches durch die Welle (41) betätigbar ist, um mit einem aus der Reihe der Kontakte zum Eingriff zu kommen, während jeder der Kristallhalter (55) durch die Drehung der Welle (41) in eine vorgegebene Position gebracht wird.

909813/0713

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