DE2938742A1

DE2938742A1 - Strahlenteiler fuer optische, nach dem zweistrahlpri nzip arbeitende messgeraete fuer die stoffanalyse, insbesondere fuer optoakustische spektrometer

Info

Publication number: DE2938742A1
Application number: DE19792938742
Authority: DE
Inventors: Masahiro Dipl.-Ing. Hino Tokyo Uno; Atsuo Dipl.-Ing. Watanabe
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1979-09-25
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1981-04-09

Description

Strahlenteiler für optische, nach dem Zweistrahlprinzip
arbeitende Meßgeräte für die Stoffanalyse, insbesondere für oPto-akustische Spektrometer Bei optischen Meßgeräten nach dem Zweistrahlprinzip für die Stoffanalyse enthält ein Meßstrahlengang die zu analysierende Substanz und ein Vergleichs strahlengang eine Referenzsubstanz, die jeweils einen Teil der Strahlung absorbieren. Die den Absorptionen an den Substanzen in den beiden Strahlengängen entsprechenden Meßsignale werden in Beziehung zueinander gesetzt und ergeben eine analytische Aussage.
Um genaue Meßergebnisse zu erzielen, müssen Qualität und Quantität der Strahlung in den beiden Strahlengängen möglichst gleich sein. Dies kann unter relativ großem Aufwand mit Hilfe zweier aufeinander abgestimmter Lichtquellen erfolgen. Häufiger wird eine Lichtquelle benützt, deren Strahlung mit Hilfe eines Strahlenteilers in zwei Teilstrahlen aufgespalten und dann zu den analytischen Untersuchungen verwendet wird. An einen solchen Strahlenteiler sind dementsprechend hohe Anforderungen hinsichtlich seiner Strahlenteilungsgenauigkeit und seiner Justierbarkeit zu stellen.
Ein derartiger Strahlenteiler gemäß der Erfindung ist durch einen Hohlspiegel gekennzeichnet, dessen Spiegelfläche aus zu einem Spiegeldurchmesser spiegelbildlich gleichmäßigen, kammartig ineinandergreifenden Streifen besteht, die um eine Querachse gruppenweise gegeneinander verschwenkbar sind.
Durch das Verschwenken um einen kleinen Winkel entstehen so zwei gleiche Teilspiegelflächen des Hohlspiegels.
Die Justierung der beiden Teilspiegelflächen in bezug auf eine Lichtquelle und auf die Achsen der Strahlengänge der optischen Analysatoren läßt sich durch einfache mechanische Mittel feinfühlig vornehmen.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur 1 ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in Figur 2 ist schematisch eine Anwendung eines derartigen Strahlenteilers bei einem opto-akustischen Spektrometer gezeigt.
Zwei kammartig ausgebildete Körper 1 und 2 lassen sich durch Ineinanderstecken zu einem quaderförmigen Block zusammenfügen, derart, daß in der im Bild oberen Seitenfläche des Quaders ein Hohlspiegel eingeschliffen werden kann. Die Spiegelfläche des Hohlspiegels besteht so aus zu einem Spiegeldurchmesser a - a' spiegelbildlichen, kammartig ineinandergreifenden Streifen 11 und 22.
Die beiden ineinandergesteckten kammartigen Körper 1 und 2 lassen sich um eine gemeinsame Querachse b - b', die senkrecht zu dem vorerwähnten Durchmesser a - a' verläuft, verschwenken, so daß die Spiegelstreifen 11 auf dem kammartigen Körper 1 und die Spiegelstreifen 22 auf dem kamm artigen Körper 2 gleiche Teilflächen des Hohlspiegels bilden. Ein einfallender Lichtstrahl wird in zwei in unterschiedlichen Winkeln abgestrahlte Teillichtstrahlen gleichmäßig aufgeteilt.
Figur 2 zeigt in nicht maßstäblicher Darstellung eine Anwendung des Strahlenteilers bei einem opto-akustischen Spektrometer nach dem Zweistrahlprinzip, dessen Detektorzelle D im Schnitt dargestellt ist. Die Detektorzelle D enthält zwei Kammern, und zwar die Probenkammer 4 und die parallel dazu angeordnete Referenzkammer 5, in welchen hinter die Kammern abschließenden, stirnseitigen Lichteintrittsfenstern 6 eine Probensubstanz 17 bzw. eine Referenzsubstanz 19 auf Probenträgern angebracht und der einfallenden Strahlung ausgesetzt sind. Beide Kammern 4 und 5 sind mit Gas gefüllt.
Der opto-akustische Meßeffekt besteht darin, daß durch unterschiedliche Teilabsorption der Energie des impulsförmig zugeführten Lichts in der Probensubstanz 17 und der Referenzsubstanz 19 eine unterschiedliche Erwärmung des Gases in deh Kammern und ein Druckgefälle von einer Kammer zur anderen entsteht, welches mit Hilfe eines in dem die Kammern 4 und 5 verbindenden Kanal 7 angeordneten Druck- oder Strömungsfühlers 8 detektiert wird.
Zur Erzielung genauer Meßergebnisse müssen die den beiden Kammern zugeführten Strahlungsmengen möglichst gleich sein.
Das zur Durchführung opto-akustischer Messungen benötigte monochromatische Licht wird beispielsweise in einem Monochromator erzeugt, aus dessen Blende 9 der monochromatische Lichtstrahl S austritt und auf die gegeneinander verschwenkten Teilspiegelflächen SF1 und SF2 fällt, die aus den Gruppen von Spiegelstreifen 11 bzw. 22 (Figur 1) gebildet werden. Der Lichtstrahl S wird so in zwei gleiche Teilstrahlen S1 und S2 aufgeteilt, die die Probensubstanz 17 in der Probenkammer 4 bzw. die Referenzsubstanz 19 in der Referenzkammer 5 bestrahlen.

Claims

PatentansDruch Strahlenteiler für nach dem Zweistrahlprinzip arbeitende optische Meßgeräte der Analysentechnik, insbesondere für opto-akustische Spektrometer, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen Hohlspiegel, dessen Spiegelfläche aus zu einem Spiegeldurchmesser (a - a') spiegelbildlich gleichmäßig und kammartig ineinandergreifenden Streifen (11, 22) besteht, die um eine Querachse (b - b') gruppenweise gegeneinander verschiebbar sind.