DE3202825C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Heizeinrichtung mit einer Steuerung der Temperaturänderungen in den Widerstands-Heizelementen. Unter dem hier verwendeten Begriff "Heizen" sollen sowohl Tempe­ raturzunahmen als auch Temperaturabnahmen der Heizelemente verstanden werden.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Verwendung für die flammenlose Atomisierung bzw. Zerstäubung von Materialien geeignet und bei chemischen Analysegeräten, wie bei­ spielsweise bei Spektrophotometern verwendbar. Die Verwen­ dung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung ist jedoch auch im Zusammenhang mit metallurgischen und keramischen Pro­ zessen möglich, bei denen eine Feinsteuerung bzw. -rege­ lung der Temperatur erforderlich ist. Der Einfachheit halber wird die vorliegende Erfindung nachfolgend im Zusammenhang mit Atomabsorptionsspektrophotometern beschrieben.

In Atomabsorptionsspektrophotometern mit flammenloser Zer­ stäubung bzw. Atomisierung besteht der Zerstäuber bzw. die Atomisiereinheit häufig aus einem Element aus Kohlenstoff, und die zu analysierende Probe wird üblicherweise in Lö­ sungsform auf oder in dieses Element aus Kohlenstoff ge­ bracht. Die Atomisierung der Probe im Lichtweg des Instru­ ments ergibt ein Absorptionssignal, und die Signal- bzw. Peakhöhe oder der Flächeninhalt des Signals wird üblicher­ weise als Maß für die Konzentration des interessierenden Elements in der Probenlösung genommen. Unter idealen Voraus­ setzungen steht die Signal- bzw. Spitzenhöhe oder der Flächen­ inhalt des Signals in linearer Beziehung zur Konzentration.

Während der Analyse einer Probe wird die Temperatur der Atomi­ siereinrichtung über einen Bereich ansteigen gelassen, dessen kleinster Temperaturwert unter dem Temperaturwert liegt, der zum Trocknen bzw. zum Verdampfen des Probenlösungsmittels er­ forderlich ist, und dessen oberster Temperaturwert ausreicht, die Probe zu atomisieren. Im Verlauf eines normalen Analysen­ programms werden verschiedene Proben nacheinander atomisiert, und die Analysengenauigkeit hängt von der Gleichförmigkeit der Zustände in der Atomisiereinheit während jedes Atomisierungs­ schritts ab. Es hat sich herausgestellt, daß die Temperatur­ bedingungen der Atomisiereinheit jedoch in den einzelnen Atomi­ sierungsschritten unterschiedlich sind, und daß diese Unter­ schiede bzw. Schwankungen die Analysengenauigkeit nachteilig beeinflussen.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung ist im australischen Patent Nr. 4 97 605 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren bzw. bei dieser bekannten Vorrichtung wird die dem Heizelement der Atomisiereinrichtung bereitgestellte Spannung mit einer Rück­ koppelschleife geregelt, die Schaltungsstufen für die Erzeugung eines elektrischen analogen Werts der Heizkurve - bzw. Charak­ teristik des Elements erzeugt. Dabei ist eine Kompensation für die Verzögerung im Ansprechverhalten des Elements bei ei­ ner Änderung der angelegten Spannung vorgesehen. Diese bekannte Vorrichtung ist nur bei einer bestimmten Temperatur und einer bestimmten Temperaturänderungsrate bzw. bei einer bestimmten Temperaturänderungssteilheit genau und es sind für andere Temperaturen oder Temperaturänderungsraten Einstellungen, Kalibrierungen und Verstellungen erforderlich, um genaue Resultate zu erreichen. Diese Ungenauigkeiten sind teilweise auf Approximationen zurückzuführen, gemäß denen die inkremen­ telle Spannung, die zur Aufheizung des Heizelements bei einer stetigen Temperaturänderungsrate erforderlich ist, bezüglich dieser Heizrate linear ist.

Aus der DE-OS 19 13 963 ist eine gattungsgemäße Heizeinrich­ tung mit einem Temperatursteuerkreis bekannt, bei welchem die tatsächliche Temperatur erfaßt und verwendet wird. Es werden schaltungstechnische Maßnahmen getroffen, um die Temperatur­ änderung auch angesichts der nichtlinearen Charakteristik eines die Temperatur erfassenden Thermoelements zu steuern, wie es aus Fig. 3 ersichtlich ist. Dieses Verfahren erfordert eine vergleichsweise aufwendige Schaltung. Dennoch wirken sich Exemplarstreuungen des verwendeten Thermoelements recht gravierend aus, so daß trotz des schaltungstechnischen Auf­ wands für die Erzielung einer befriedigenden Genauigkeit eine Kalibrierung erforderlich ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, mit welcher Temperaturänderungen eines Heizelements genau und reproduzierbar gesteuert bzw. geregelt werden können, ohne daß ein besonderer Kalibrieraufwand erforderlich wäre.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Mit der Erfindung läßt sich die Temperaturanstiegsrate eines Heizelements für die Atomisiereinrichtung von chemischen Ana­ lysegeräten genau steuern bzw. regeln. Es kann eine elektroni­ sche Schaltung verwendet werden, mit der ein Widerstand-Heiz­ element kontrolliert und gesteuert wird, um ein Temperatur-/Zeitprofil mit einer bestimmten Form zu errei­ chen, wobei diese Form mit hoher Genauigkeit bei einer nach­ folgenden Erhitzung des Heizelements reproduziert werden kann. Das Temperatur-/Zeitprofil des Elements ist entsprechend einer physikalischen Darstellung der Temperaturänderung des Elements in Abhängigkeit von der Zeit zu versehen. Selbstverständlich ist das Prinzip der Erfindung sowohl für ansteigende als auch für abnehmende Temperaturen anwendbar, obgleich die Erfindung nach­ folgend für ansteigende Temperaturen in Spektroskop-Geräten mit flammenloser Atomisierung beschrieben wird, bei denen die Temperatur in einem Temperaturbereich für die Trocknung bzw. Verdunstung, die Veraschung und die Atomisierung ansteigt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Steuerschaltung eine Eingabeeinheit aufweist über die Daten, die einer gewählten Temperaturänderungsrate und weiterhin einer vorgegebenen Endtemperatur, die vom Heizelement erreicht werden soll, entsprechen, eingebbar sind.

Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Datenverarbeitungseinheit auf­ weist, die mit dem Speicher verbunden ist und die die dem Heiz­ element von der Energieversorgungsquelle bereitgestellte Ener­ gie zur Änderung der Temperatur des Heizelements bei einer gewählten Temperaturänderungsrate bestimmt, bis die Endtemperatur erreicht ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Datenverarbeitungseinheit eine mittlere stetige Energie berechnet, die für eine vorgegebene Temperaturänderung des Heizelements erforderlich ist, wobei die Berechnung auf der Grundlage der gewählten Temperaturänderungsrate, der Endtempe­ ratur, der Ausgangstemperatur des Heizelements und den im Speicher gespeicherten Daten beruht.

Wenn die Heizeinrichtung im Zusammenhang mit einem chemischen Analysegerät, beispielsweise einem Spektrophotometer verwen­ det wird, besteht das Heizelement aus einem Kohlenstoffstab, und die Steuerschaltung steuert die Temperaturänderungsrate bzw. den Temperaturänderungsgrad oder die Temperaturänderungs­ steilheit des Kohlenstoffstabs über die Trocknungs- bzw. Ver­ dampfungs-, Veraschungs- und Atomisierungsstufen hinweg.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine grafische Darstellung der gespeicherten stetigen Spannungskennlinie eines Widerstandselements, die über einer stetigen Temperatur aufgetragen ist, und

Fig. 2 ein Blockschaltbild der beanspruchten Einrichtung.

Wie die Figuren zeigen, weist die Heizeinrichtung eine elek­ trische Energieversorgungs- bzw. Stromquelle 15 und ein Wider­ stands-Heizelement 10 zur Wärmeerzeugung auf, wobei das Wider­ stands-Heizelement 10 elektrische Energie von der Energiever­ sorgungsquelle 15 bereitgestellt erhält. Die Energieversorungs­ quelle 15 ist steuerbar, um die dem Element 10 bereitgestellte Energie und dadurch die Temperatur des Elements 10 steuern zu können. Im Falle von flammenlosen Atomspektrophotometern kann das Element 10 aus einem Kohlenstoffstab bestehen, dem Energie zugeführt wird, so daß er über die verschiedenen Heizstufen ent­ sprechend dem Trocknungs-, Veraschungs- und Atomisierungsvorgang einer in das Gerät gebrachten flüssigen Probe hinweg aufgeheizt werden kann. Die Energieversorgungsquelle 15 ist steuerbar und kann eine konstante Spannung bereitstellen, wobei die Energie­ versorgungsquelle 15 durch Ändern der Perioden, während denen die Energieversorgungsquelle 15 Energie an das Heizelement 10 liefert, gesteuert werden kann. Vorzugsweise ist die Energie­ versorgungsquelle 15 jedoch so ausgebildet, daß sie eine kon­ tinuierliche Spannung mit wahlweise veränderbarem Pegel er­ zeugt.

Die Heizeinrichtung weist weiterhin eine Steuer- bzw. Regel­ schaltung 17 auf, mit der die zur Temperaturänderung des Heiz­ elements 10 erforderliche Energie auf eine bestimmte Änderungs­ rate bzw. -geschwindigkeit festgelegt werden kann, und mit der ein Ausgangssignal erzeugt wird, auf das die Energieversorgungs­ quelle 15 anspricht und dadurch die von der Energieversorgungs­ quelle 15 dem Heizelement 10 bereitgestellte Energie gesteuert wird. Der Ausdruck "Energie" wird in diesem Zusammenhang nicht entsprechend ihrer technischen Definition, sondern in einem all­ gemeineren, weiteren Sinne verwendet, wobei auch andere Para­ meter, beispielsweise die Spannung, der Strom und die Leistung umfaßt sind.

Die Steuerschaltung 17 weist einen Speicher 20 zum Speichern der Temperaturkurven bzw. -kennlinien des Widerstands-Heiz­ elements 10 auf. Der Speicher 20 kann die Kennlinien in digi­ taler Form speichern. Beispielsweise ist für den Speicher 20 ein programmierbarer Festwertspeicher (ROM) verwendbar. Vor­ zugsweise umfassen die gespeicherten Temperaturkennlinien bzw. -kurven Daten, die mit der Temperatur des beheizten Heizele­ ments zur Energiebereitstellung für das Heizelement 10 in Be­ ziehung stehen und erforderlich sind, um das Heizelement 10 auf einer konstanten Temperatur zu halten. Beispielsweise können die gespeicherten Daten einer Kurve bzw. einer gra­ fischen Darstellung der erforderlichen stetigen Strom-, Energie- oder Leistungseingabewerte entsprechen, die über der stetigen Temperatur aufgezeichnet ist. Vorzugsweise entspre­ chen die Daten jedoch einer Kurve bzw. einer grafischen Dar­ stellung der erforderlichen stetigen Spannung, um das Heiz­ element auf einer stetigen bzw. konstanten Temperatur zu hal­ ten, wie dies in Fig. 1 dargestelt ist. Durch die Verwen­ dung des Speichers 20 ist es möglich, nicht-lineare Zusammen­ hänge zwischen der Spannung und der Temperatur zu berücksich­ tigen, die in der Einrichtung gespeichert und verwendet wer­ den sollen. Die Daten können in Form von vom Hersteller ge­ nannten Daten oder während der Kalibrierung des Geräts vor dem Beginn eines Heizvorgangs, beispielsweise dann, wenn ein neues Heizelement im Gerät eingesetzt wird, in den Festwert­ speicher des Speichers 20 eingelesen werden.

Die Steuerschaltung 17 weist weiterhin eine Eingabeeinheit 40 auf, um Eingangssignale, die eine ausgewählte, erforderliche Temperaturänderungsrate und auch eine vorgegebene Endtempera­ tur, die vom Heizelement 10 erreicht werden soll, wiedergeben, einzugeben. Die im Fall von flammenlosen Atomspektrometern er­ forderlichen Temperaturen können den Trocknungs-, Veraschungs- und Atomisierungstemperaturen für das Heizelement 10 entspre­ chen. Die Eingabeeinheit 40 ist steuerbar, so daß ein Benutzer des Geräts über eine Leitung 30 eine gewünschte Temperaturände­ rungsrate bzw. -geschwindigkeit und über eine Leitung 35 die erforderliche Endtemperatur eingeben kann. Die Eingabeein­ heit 40 ist als eine Programmeingabeeinheit dargestellt, aus der die Daten für die Endtemperatur und die Temperaturände­ rungsrate in den Speicher 30 eingelesen werden können.

Die Steuerschaltung 17 weist weiterhin eine mit dem Spei­ cher 20 verbundene Datenverarbeitungseinheit 25 auf, die so arbeitet, daß sie die von der Energieversorgungsquelle 15 bereitgestellte, dem Heizelement 10 zuzuführende er­ forderliche Eingangsenergie festlegt, um die Temperatur des Heizelements 10 bei der gewählten Temperaturänderungsrate zu ändern, bis das Heizelement 10 die vorgegebene Endtempe­ ratur erreicht. Die Datenverarbeitungseinheit 25 kann konti­ nuierlich arbeiten, um die erforderliche bereitzustellende Energie in vorgegebenen Intervallen zu berechnen, indem die erforderliche Temperaturänderungsrate und die erforder­ liche Endtemperatur aus der Eingabeeinheit 40 abgerufen wird und indem die im Speicher 20 gespeicherten Daten der Tempe­ raturkennlinie des Heizelements in jedem Intervall abgefragt bzw. geprüft werden, so daß das Ausgangssignal der Energie­ versorgungsquelle 15 immer auf den neuesten Stand gebracht wird, um dieses Ausgangssignal, das dem Heizelement 10 zu­ geführt wird, konstant zu halten oder in geeigneter Weise zu ändern.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann die Datenverarbeitungseinheit 25 auch nur einmal die zur Ände­ rung der Heizelementtemperatur erforderliche Eingangsener­ gie bei einer vorgegebenen Temperaturänderungsrate berech­ nen, bis das Heizelement die vorgegebene Endtemperatur er­ reicht hat. Bei diesem Ausführungsbeispiel berechnet die Datenverarbeitungseinheit 25 eine mittlere stetige Energie, die zur Erreichung der Temperaturänderung bei einer vor­ gegebenen Temperaturänderungsrate erforderlich ist, aus

• (a) der gewählten Temperaturänderungsrate
• (b) der vorge­ gebenen Endtemperatur,
• (c) der Anfangstemperatur des Heiz­ elements 10 und
• (d) den im Speicher 20 gespeicherten Daten.

Die Datenverarbeitungseinheit 25 kann auch ein Signal be­ reitstellen, das die Energieversorgungsquelle 15 auf einen konstanten Ausgangswert schaltet, der erforderlich ist, um das Heizelement 10 auf einer Endtemperatur zu halten, wenn es diese Temperatur erreicht hat. Dieses Signal kann ent­ weder nach einer vorgegebenen Zeit oder dann erzeugt wer­ den, wenn die Endtemperatur von einem (nicht dargestellten) Temperaturmeßelement abgefühlt worden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Datenverarbeitungseinheit 25 ein Pegelsignal, das die er­ forderlichen Spannungsausgangswerte der Energieversorgungs­ quelle wiedergibt, und auf das die Energieversorgungsquelle anspricht. Bei dieser Ausführungsform, bei der die Datenver­ arbeitungseinheit 25 die erforderlichen Spannungsausgangswerte der Energieversorgungsquelle berechnet, kann die Datenver­ arbeitungseinheit 25 V_t nach folgender Gleichung berechnen:

V_t = ((V_s)² + S · R · R_e) 1/2 (1)

In dieser Gleichung ist V_t die Spannung, die von der Energie­ versorgungsquelle 15 dem Heizelement 10 bereitgestellt wer­ den muß, V_s die Spannung, die erforderlich ist, um das Heiz­ element 10 auf einer stetigen bzw. konstanten Temperatur zu halten, von der aus die Temperaturänderung des Heizelements beginnt, S die spezifische Wärme des Heizelements 10 in Joule/ °K, R die gewählte Temperaturänderungsrate bzw. Geschwindigkeit des Heizelements in °K/Sekunden und R_e der Widerstandswert des Heizelements 10 in Ohm. Diese Gleichung ergibt sich auf folgende Weise.

Unter der Annahme, daß die spezifische Wärme des Heizelements 10 über den erforderlichen Temperaturbereich hinweg relativ kon­ stant bleibt, ist die zur Änderung der Temperatur des Heizele­ ments 10 erforderliche Energie definiert durch:

E = S · ΔT (2)

In dieser Gleichung ist E die Energie in Joule, S die spe­ zifische Wärme in Joule/°K und ΔT die Temperaturänderung in °K.

Wenn die Temperaturänderung des Heizelements 10 mit einer be­ stimmten Temperaturänderungsrate R gewünscht wird, dann ist die zur Durchführung dieser Änderung erforderliche Leistung gege­ ben durch:

Hierbei ist R die Temperaturänderungsrate bzw. -geschwindigkeit in °K/Sekunden und Δt die zeitliche Änderung in Sekunden.

mit P_r als der Temperaturänderungsleistung in Watt.

Aus den Gleichungen (2) und (3) ergibt sich:

∴ P_r = S · R

Die für den Temperaturanstieg des Heizelements erforderliche Leistung ist also der Temperaturänderungsrate bzw. -geschwindig­ keit direkt proportional.

Die Gesamtleistung (P_t), die für die Temperaturänderung von einer Temperatur T_s bei einer Temperaturänderungsgeschwindigkeit bzw. rate R erforderlich ist, ist dann

P_t = P_s + P_r

Hierbei ist P_s die zur Aufrechterhaltung der stationären bzw. Dauer-Temperatur erforderliche Leistung

wobei R_e der elektrische Widerstandswert ist. Es ergibt sich somit die Gleichung

Wenn eine Spannungsregelung verwendet wird, muß diese Leistung in die Spannung V_t umgerechnet werden. Es ist dann

∴ V_t = (P_t · R_e) 1/2

V_t = ((V_s)² + S · R · R_e) 1/2

Dieser Ausdruck kann mit der Datenverarbeitungseinheit 25 be­ rechnet werden, um das Ausgangssignal zu erzeugen, das der Energieversorgungsquelle 15 zugeleitet wird. Das Signal kann erforderlichenfalls über einen Digital-/Analog-Wandler 45 laufen.

In der Ausführungsform, bei der die Datenverarbeitungseinheit 25 kontinuierlich das Ausgangssignal, das der Energieversorgungs­ quelle 15 bereitgestellt wird, auf den neuesten Stand bringt, wird V_t bei vorgegebenen Intervallen, die wesentlich kleiner als Δt sind, kontinuierlich berechnet, um die Temperatur des Heizelements 10, die sich mit einer gewählten Temperaturände­ rungsrate ändert, aufrechtzuerhalten. Dies kann durch Aus­ lesen der programmierten Heizelementtemperatur mit einer vor­ eingestellten Rate und durch Berechnung von V_t aus der ge­ speicherten, über der Temperatur (T) aufgetragenen Spannungs- (V)-Kurve erreicht werden, indem die Spannungswerte V_s für die bestimmte abgelesene Heizelementtemperatur ausgelesen und V_t mit der Gleichung (1) berechnet wird, um das Signal, das den auf den neuesten Stand gebrachten Spannungswert V_t wiedergibt, der Energieversorgungsquelle 15 bereitzustellen. Sobald die Endtemperatur (T_{s+ Δ t}) erreicht ist, wird V_t auf den Spannungswert (V_stAt) umgeschaltet, der entsprechend der gespeicherten Kurve erforderlich ist, um das Widerstands- Heizelement 10 auf dieser Temperatur zu halten.

Bei der Ausführungsform, bei der die Datenverarbeitungsein­ heit nur eine einzige Näherungsrechnung durchführt, wäre V_s in der Gleichung (1) die Anfangstemperatur des Heizele­ ments 10. Die Datenverarbeitungseinheit 25 berechnet dann einen mittleren Wert V_t, der erforderlich ist, um die Tempe­ ratur mit einer gewählten Temperaturänderungsrate R zu än­ dern. Die Datenverarbeitungseinheit 25 wird nach dem berech­ neten Zeitintervall Δt oder wenn die Endtemperatur erreicht ist, wirksam, um die Energieversorgungsquelle 15 auf die stetige bzw. konstante Spannung V_stAt umzuschalten, die er­ forderlich ist, um das Widerstandsheizelement 10 entsprechend der gespeicherten, über T_s aufgetragenen V_s-Kennlinie auf der vorgegebenen Endtemperatur zu halten.

Claims (8)

1. Heizeinrichtung mit einer elektrischen Energieversorgungs­ quelle, einem Widerstandsheizelement, das von der Energiever­ sorgungsquelle mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei die Energieversorgungsquelle steuerbar ist, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (17), die einen Speicher (20) zum Speichern von Daten aufweist, die sowohl die für die Aufrechterhaltung einer bestimmten konstanten Tempera­ tur des Heizelements (10) erforderliche Energie, als auch die Energie wiedergeben, die für eine Temperaturänderung gegenüber der konstanten Temperatur erforderlich ist, wobei die Steuer­ schaltung (17) basierend auf den Daten die zur Temperaturände­ rung des Heizelements (10) erforderliche Energie bei einer bestimmten Temperaturänderungsrate festlegt und ein Ausgangs­ signal erzeugt, das die Energieversorgungsquelle (15) steuert.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (17) eine Eingabeeinheit (40) auf­ weist, über die Daten, die einer gewählten Temperaturänderungs­ rate und weiterhin einer vorgegebenen Endtemperatur, die vom Heizelement (10) erreicht werden soll, entsprechen, eingebbar sind.

3. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (17) eine Datenverar­ beitungseinheit (25) aufweist, die mit dem Speicher (20) ver­ bunden ist und die die dem Heizelement (10) von der Energie­ versorgungsquelle (15) bereitgestellte Energie zur Änderung der Temperatur des Heizelements (10) bei einer gewählten Tem­ peraturänderungsrate bestimmt, bis die Endtemperatur erreicht ist.

4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinheit (25) eine mittlere stetige Energie berechnet, die für eine vorgegebene Temperaturänderung des Heizelements (10) erforderlich ist, wobei die Berechnung auf der Grundlage der gewählten Tempera­ turänderungsrate, der Endtemperatur, der Ausgangstemperatur des Heizelements (10) und weiteren im Speicher (20) abgelegten Daten beruht.

5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinheit (25) ein Signal erzeugt, das die Energieversorgungsquelle (15) auf eine konstante Ausgangsenergie umschaltet, wenn das Heizelement (10) die Endtemperatur erreicht hat.

6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie ein Spannungspegel ist und die Datenverarbeitungseinheit (25) ein den erforderlichen Spannungspegel repräsentierendes Pegelsignal erzeugt, auf das die Energieversorgungsquelle (15) anspricht.

7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinheit (25) die für die Energieversorgungsquelle (15) erforderliche Spannung V_t nach der Gleichung V_t = ((V_s)² + S · R · R_e) 1/2berechnet, in der V_s die Spannung, die erforderlich ist, um das Heizelement (10) auf einer Temperatur zu halten, von der die Temperaturänderung aus beginnt, S die spezifische Wärme des Heizelements (10) in Joules/°K, R die gewählte Temperatur­ änderungsrate in °K/Sekunden und R_e der Widerstandswert des Heizelements (10) in Ohm ist.

8. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung in einem chemischen Analysegerät zum Aufheizen einer chemischen Probe über die Trocknungs-, Veraschungs- und Atomisierungsstufen hinweg, wobei das Heizelement (10) aus einem Kohlenstoffstab besteht und die Steuerschaltung (17) die Temperaturänderungsrate des Koh­ lenstoffstabs über die Trocknungs-, Veraschungs- und Atomi­ sierungsstufen hinweg steuert.