DE3227456A1

DE3227456A1 - SPECTRAL PHOTOMETER

Info

Publication number: DE3227456A1
Application number: DE19823227456
Authority: DE
Inventors: David R. 06430 Fairfield Conn. Shafer; Paul A. 06820 Darien Conn. Wilks jun.
Original assignee: WILKS PAUL A JUN
Current assignee: WILKS PAUL A JUN
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1982-07-22
Publication date: 1983-02-10
Also published as: GB2105058B; JPH0230458B2; JPS5826248A; DE8220945U1; GB2105058A

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

Dr.-Ing. Wolff t H. BartelsDr.-Ing. Wolff t H. Bartels

Dr.-Ing. HeldDr.-Ing. hero

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMTAPPROVED REPRESENTATIVES AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE

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tlx 0722312 wolff Stuttgarttlx 0722312 Wolff Stuttgart

PA Dr. Brandes: Sitz München TECHN. BEISTAND/OF COUNSELPA Dr. Brandes: Headquarters Munich TECHN. ASSISTANCE / OF COUNSEL

Dipl.-Chem. Dr. BrandesDipl.-Chem. Dr. Brandes

2o.Juli 1982 Reg.-Nr. 126 5 Ref.: 484675skwJuly 20th, 1982 Reg. 126 5 Ref .: 484675skw

Paul Λ. WIT₁KS, Jr., 17^ 'liddlo-ex «nad, Dar ten, Connecticut/USAPaul Λ. WIT ₁ KS, Jr., 17 ^ 'liddlo-ex «nad, Dar ten, Connecticut / USA

Γ> ne V.11 α Ij >h ο tone te r Γ> ne V.11 α Ij> h ο tone te r

Die Erfindung betruf^rt .· i-i .'"-netitralphotometer 'nit einem Strahlung übertragenden nrois^ irviori Stab., der konische Endflächen aufweist, mit einer Str.-.hluaqsquolle tnd mit einem Strahlungsdetektor. InsbeE5onder':i handelt es sich dabei um ein Abs orbtions-Spektralphctoneter, das nach dem Prinzip der geschwächten mehrfachen inneren Totalreflexion arbeitet... The invention Betruf ^r t · ii '"-netitralphotometer' nit a radiation-transmitting nrois ^ irviori rod, the conical end faces which with a Str .- hluaqsquolle tnd with a radiation detector InsbeE5onder ': i is there... an absorption spectral phoneter that works on the principle of weakened multiple internal total reflection.

Aus der US-PS 3 46o 893 ist die Verwendung kreisrunder Stäbe mit konischen Endflächen, die sich nach auswärts oder nach einwärts erstrecken, für Spektralnhotometer bekannt, die zum Analysieren eines bewegliehen Streifens oder Bandes vorgesehen sind, das über den Stab l'iuft.US Pat. No. 3,460,893 discloses the use of circular rods with conical end surfaces that extend outwardly or inwardly, known for spectral photometers used for Analyzing a moving strip or band is provided that air over the bar.

Postscheckamt Stuttgart 7211-700 BLZ 60010070 Telefonische Auskünfte undPostscheckamt Stuttgart 7211-700 BLZ 60010070 Telephone information and

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Bestätigung verbindlichConfirmation binding

In der US-PS 3 37ο 5ο2 ist aufgezeigt, wie derartige Stäbe für das Analysieren strömender Medien, die die Stäbe umgeben, benutzt werden können.In the US-PS 3 37ο 5ο2 it is shown how such rods for analyzing flowing media that the Bars surround, can be used.

In diesen den Stand der Technik zeigenden Druckschriften ist die Verwendung gewöhnlicher dünner Linsen für das Bestrahlen des einen Endes des Stabes und für das Sammeln der vom anderen Ende des Stabes austretenden Strahlung und das Zuführen derselben zu einem Photometer beschrieben. In der US-PS 3 3 7o 5o2 ist außerdem \r\ auch die Verwendung konischer Spiegel aufgezeigt, die die Enden der Stäbe umgeben, um kollimierte beleuchtende Strahlung in ein Ende des Stabs hineinzubündeln und um die aus dem anderen Ende der Stange austretende Strahlung zu bändeln und diese zu kollidieren.These prior art references describe the use of ordinary thin lenses for irradiating one end of the rod and for collecting the radiation emanating from the other end of the rod and supplying it to a photometer. In US-PS 3 3 7o 5o2 also \ r \ is also demonstrated the use of conical mirror, which surround the ends of the rods hineinzubündeln to collimated illuminating radiation into an end of the rod and around the emerging from the other end of the rod radiation tie up and these collide.

■· Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Crunde, ein Photometer der in Rede stehenden Art zu schaffen, das für die Verwendung strömender Medien als zu analysierende Probe geeignet ist, sich dxirch eine verbesserte, die beleuchtende 53 tr ah Iu η α erzeugende Einrichtung, eine verbesserte, die Strahlung sammelnde Einrichtung und eine einfache Detektoreinrichtung zum Analysieren der gesammelten Strahlung auszeichnet und bei dem sich insbesondere aufgrund der vorstehend genannten Verbesserungen eine erhöhte Empfindlichkeit ergibt. ■ · The invention has the object to Crunde to provide a photometer of the type in question, the flowing for use media is suitable sample to be analyzed is dxirch improved, the illuminating 53 tr ah Iu η α-generating means, Improved, the radiation-collecting device and a simple detector device for analyzing the collected radiation is characterized and in which there is an increased sensitivity in particular due to the above-mentioned improvements.

2^r. Erfindungsgevnß ist diese Aufgabe bei einem Spektralphotometer der besagten Art durch die im Patentanspruch T angegebenen Merkmale gelöst.2 ^r . According to the invention, this object is achieved in a spectrophotometer of the type mentioned by the features specified in claim T.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist sowohl zwischen dem einen Ende des Stabes und der Strahlungsquelle als auch zwischen dem anderen Ende des StabsIn a preferred embodiment, there is both one end of the rod and the radiation source as well as between the other end of the staff

y-g.y-g.

und dem Detektor für die Strahlung ein optisches System mit einander entgegengesetzten Spiegeln vorgesehen. Dabei ist der Wirkungsgrad gegenüber eiern Stand der Technik besonders stark verbessert. Beide der identischen optischen Systeme umfassen zwei einander entgegengesetzte Hohlspiegel mit gleichem Radius, wobei die Abstände so gewählt sind, daß dieand the detector for the radiation, an optical system provided with opposing mirrors. The efficiency is compared to the state of the art particularly much improved. Both of the identical optical systems include two opposite to each other Concave mirror with the same radius, with the distances are chosen so that the

konjugierten 3ildebenen außerhalb der Spiegel liegen, die mit zentralen öffnungen versehen sind. Bei Verwendung eines solchen Spiegelübertragungssystems ergibt sich, wie gefunden wurde, eine Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses bei einem Infrarotspektralphotometer von 1oo.conjugate 3ildebenen lie outside the mirror, which are provided with central openings. Using of such a mirror transmission system has been found to improve the signal-to-noise ratio in an infrared spectrophotometer from 1oo.

Bei dem Spektralphotometer findet als Zerhacker vorsugsweise eine umlaufende Scheibe Verwendung, die eine Mehrzahl von Öffnungen besitzt, in denen vorzugsweise ausgewählte Filter angeordnet sind.The spectrophotometer is used as a precautionary chopper a rotating disc use which has a plurality of openings, in which preferably selected ones Filters are arranged.

Die beiden identischen optischen Systeme, die zum Bestrahlen der konischen Endflächen des in ein strömenäes Medium eingetauchten Stabes dienen, sind Spiegel-Übertragungssysteme mit dem Vergrößerungsfaktor 1,von denen das eine die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung auf der einen konischen Endfläche des Stabs fokussiert und die andere die Strahlung, die aus der anderen Endfläche austritt, sammelt und auf einem Strahlungsdetektor fokussiert. Ein solches Spektralphotometer ermöglicht einen weit höheren Energiedurchsatz als dies früher möglich war und ergibt ein Signal-Rausch-Verhältnis, das um den Faktor 1oo gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Die auf der umlaufenden Scheibe zwischen Strahlungsquelle und Detektor angeordneten Filter tragen zur Ermittlung der Bestandteile der betreffenden Probe bei.The two identical optical systems used for irradiating the conical end faces of the in a strömenäes Serving medium immersed rod are mirror transmission systems with the magnification factor 1, of one of which is the radiation emanating from the radiation source on the one conical end face of the rod focuses and the other collects the radiation emerging from the other end face and on a radiation detector focused. Such a spectrophotometer enables a far higher energy throughput than this was previously possible and results in a signal-to-noise ratio that is a factor of 100 compared to the state technology is improved. Those arranged on the rotating disk between the radiation source and the detector Filters help determine the constituents of the sample in question.

- C- C

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing individually explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine scheitiatisch vereinfacht und teils geschnitten gezeichnete Ansicht eines Ausführungsbeispiels des SpektralphotoiTeters gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a scheitiatisch simplified and partially cut Drawn view of an embodiment of the spectrophotometer according to the invention;

Fig. 2 eine schematisch vereinfacht gezeichnete Vorderansicht einen Zerhackers des Ausführungsbeispiels von ^i g. 1; 2 shows a schematically simplified front view a chopper of the embodiment of FIG. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 vonFIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG

Fig. 2;Fig. 2;

Fig. 4 einen schenatisch vereinfacht gezeichneten Längsschnitt eines Teils eines gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführungsbeispiels undFig. 4 is a schematic simplified drawn longitudinal section part of an embodiment example modified from FIG. 1 and

Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche,schematisch vereinfachtFIG. 5 is a schematically simplified one similar to FIG. 2

gezeichnete Ansicht eines abgewandelten Zerhackers.Drawn view of a modified chopper.

?ür entsprechende Teile finden in der Zeichnung durchgehend die gleichen Bezugszeichen Verwendung.The same reference symbols are used throughout the drawing for corresponding parts.

Ccmäß Fig. 1 weist ein Spektralphotometer gemäß der Erfindung oinen kreiszylinderförmigen Stab 2o aus einem Werkstoff auf, dor von einer Strahlungsquelle 22 zugeführte Strahlung überträgt. Der Stab 2o ist innerhalb einer Probenkammer 24, die aus Πlas gefertigt sein kann, mittels Endkappen 26 und 2 8 sowie Dichtungen 3o und 3 2 angebracht. Eine strömungsfähige Probe kann der Probenkammer 2 4 über einen Einlass 3 4 zugeführt v/erden und verläßt die Kammer über einen Auslass 36. Der Stab 2o ist mit konischen Endflächen 38 und 4o versehen.1 shows a spectrophotometer according to the invention o a circular cylindrical rod 2o made of a material, dor transmits radiation supplied by a radiation source 22. The rod 2o is within a sample chamber 24, the can be made of Πlas, by means of end caps 26 and 28 and seals 3o and 3 2 attached. A flowable one Sample can be supplied to the sample chamber 2 4 via an inlet 3 4 and leaves the chamber via an outlet 36. The rod 2o is provided with conical end surfaces 38 and 4o.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Infrarot-Spektralphotoraeter kann es sich bei der Strahlungsquelle 22 um einen Heizdraht oder einen anderen Infrarotstrahler handeln. Der Stab kann aus einem infrarotdurchlässigen Werkstoff bestehen, beispielsweise aus Saphir, Diamant, Zinkselenid _f Zinksulfid, Germanium, Silizium, KRS-5 (einem Thallium-Bromid-Jodid-Kristalleutektikum), wobei die Werkstoffwahl so getroffen ist, daß der Werkstoff einen höheren Brechungsindex besitzt als die Probe, so daß innerhalb des Stabes 2o verlaufende Infrarotstrahlung in der dargestellten Weise mehrfach durch innere Totalreflexion reflektiert wird.In the infrared spectrophotometer shown in FIG. 1, the radiation source 22 can be a heating wire or another infrared radiator. The rod can consist of an infrared-permeable material, for example sapphire, diamond, zinc selenide _f zinc sulfide, germanium, silicon, KRS-5 (a thallium bromide iodide crystal eutectic), the choice of material being made so that the material has a higher refractive index possesses than the sample, so that infrared radiation running inside the rod 2o is reflected several times in the manner shown by total internal reflection.

Innere Totalreflexion als Oberflächenerscheinung beinhaltet, daß die Infrarotstrahlung in geringem Umfang in die den Stab 2o umgebende Probe eindringt. Eine bestimmte Menge der Infrarotstrahlung wird absorbiert,und diese Absorbtion kann in bekannter Weise gemessen werden.Total internal reflection as a surface phenomenon includes, that the infrared radiation to a small extent in the Rod 2o surrounding sample penetrates. A certain amount of infrared radiation is absorbed, and this absorption can can be measured in a known manner.

Das beim Stande der Technik auftretende zu lösende Problem besteht darin, eine bestmögliche Bestrahlung des Stabs zu erhalten, die größtmögliche Menge Strahlung in mehrfacher innerer Totalreflexion durch den Stab 2o passieren zu lassen und sodann die durch den Stab durchgetretene, in einem bestimmten Ausmaß von der Probe 42 absorbierte Strahlung zu sammeln. Zu diesem Zweck ist bei dem hier aufgezeigten Photometer zwischen der Strahlungsquelle und der konischen Endfläche 4o ein Paar sphärischer Spiegel 44 und 46 vorgesehen. Jeder Spiegel ist mit einer kreisrunden zentralen Öffnung versehen, die als Ganzes mit 48 und 5o bezeichnet sind.The problem to be solved in the prior art is to obtain the best possible irradiation of the rod To get the greatest possible amount of radiation to pass through the rod 2o in multiple total internal reflection and then the radiation that has passed through the rod and is absorbed by the sample 42 to a certain extent to collect. For this purpose is shown here Photometer between the radiation source and the conical End face 4o a pair of spherical mirrors 44 and 46 are provided. Each mirror has a circular central Provided opening, which are designated as a whole with 48 and 5o.

Die Strahlungsquelle 22 und die Spiegel 44 und 46 können auf übliche Weise innerhalb eines als Ganzes mit 5 2 bezeichneten Gehäuses angeordnet sein, das mit einem Austrittsfenster 54 aus infrarotdurchlässigem Werkstoff versehen ist, beispielsweise Bariumfluorid.The radiation source 22 and the mirrors 44 and 46 can in a conventional manner within an as a whole with 5 2 designated housing be arranged with an exit window 54 made of infrared-permeable material is provided, for example barium fluoride.

Der Scheitelwinkel der kenischen Endfläche 4o ist Vorzugs weise gleich groß wie der Winkel des Kegels, der durch die zentralen oder mittleren Strahlen 56 und 53 gebildet wird. Dieser Winkel ist so gewählt, daß die Strahlen innerhalb des Stabs 2o sämtliche im Inneren mit einem Winkel totalreflektiert werden, der größer ist als der kritische Winkel, der sich aus dem Verhältnis zwischen Brechungsindex des Stabs 2o und Probe 42 ergibt. Die Wahl gleichgrosser Winkel für den Kegel der Strahlen 56 und 53 und den Scheitel der konischen Fläche 4o ergibt ein Höchstmaß an Strahlungsdurchlässigkeit in dem Stab 2o. Reflexion bei Winkeln, die so nahe wie nöglich bei dem kritischen Winkel liegen, ergeben größtmögliche Durchdringung in die Probe 42 hinein.The vertex angle of the Kenyan end face 4o is preferential equal to the angle of the cone formed by the central or middle rays 56 and 53 will. This angle is chosen so that the rays within the rod 2o all inside at an angle are totally reflected, which is greater than the critical angle, which results from the ratio between the refractive index of the rod 2o and sample 42 results. The choice of equal angles for the cone of rays 56 and 53 and the The apex of the conical surface 4o results in a maximum degree of radiation permeability in the rod 2o. Reflection at Angles as close as possible to the critical angle result in the greatest possible penetration into the sample 42.

Um zu verhindern, daß Strahlung unmittelbar von der Strahlungsquelle 22 in den Stab 2o eintreten und dort nicht im Innern total reflektiert werden könnte, v/as zur Erhöhung des Störgeräuschs im System beitragen würde, ist eine Abschirmung 6o vorgesehen, die vorzugsweise gerade den Kecjel zwischen den innersten, vom Spiegel 46 reflektierten Strahlen ausfüllt. Diese Abschirmung ist außerdem so nahe wie möglich der Fläche 4o benachbart angeordnet, beim Ausführungsbeispiel wie es Fig. 1 zeigt, am Austrittsfenster 54,um auch Streulicht zu blockieren.To prevent radiation coming directly from the radiation source 22 enter the rod 2o and there could not be totally reflected inside, v / as for exaltation would contribute to the background noise in the system, a screen 6o is provided, which preferably straight the Kecjel between the innermost rays reflected by mirror 46. This shield is also as close as possibly arranged adjacent to the surface 4o, in the exemplary embodiment as shown in FIG. 1, at the exit window 54 also to block stray light.

Für die Spektralanalyse ist eine Zerhackerscheibe 66 vorgesehen, siehe auch Fig. 2 und 3. Diese ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen 68, 7o, 72 und 7 4 versehen. Es könnten auch mehr öffnungen vorgesehen sein/ebenso wie weniger öffnungen, etwa 2 Öffnungen. In den öffnungen sind mindestens 2 Durchlassmedien angeordnet, die in Fig. mit JL ₁ und^. bezeichnet sind, wobei es sich vorzugsweise um Filter handelt, deren Bezugswellenlänge so geweihIt ist, daß sich fürA₁ eine geringe Beeinflussung durch den Stoff ergibt, der bei der Analyse ermittelt werden soll und sich fürJl~ eine sehr starke Beeinflussung durch den gesuchten Stoff ergibt. Die Scheibe ^6 wird durch einen Motor 76 (Fig. 1) und als Ganzes mit 73 bezeichnete Zahnräder in Drehung versetzt.A chopper disk 66 is provided for the spectral analysis, see also FIGS. 2 and 3. This is provided with a plurality of openings 68, 70, 72 and 74. More openings could also be provided / as well as fewer openings, for example 2 openings. In the openings at least 2 passage media are arranged, which in Fig. With JL ₁ and ^. are referred to, whereby it preferably being filters whose reference wavelength is geweihIt so that for A ₁ results in a small effect caused by the substance to be determined in the analysis and fürJl ~ a very strong influence is given by the wanted fabric. The disk ^ 6 is set in rotation by a motor 76 (FIG. 1) and gears designated as a whole by 73.

Zur Bestimmung nehr als eines in der Probe 42 enthaltenen Stoffs können alternativ zusätzliche Filter angevjendet werden. Um beispielsweise die Konzentration von 3 Bestandteilen der Probe zu bestimmen, können 4 Filter Verwendung finden, v?ie es in Fig. 5 mit Filtern Jx... ,A ₂' Λ ~> und_/\ . gezeigt ist.For the determination of more than one substance contained in the sample 42, additional filters can alternatively be used. For example, to determine the concentration of 3 constituents of the sample, 4 filters can be used, as shown in FIG. 5 with filters Jx ..., A ₂ '~> and _ / \. is shown.

nesortnelt wird die an der konischen Endfläche 3H des Stabs 2o austretende Strahlung mittels eines optischen Systems, das mit dem beleuchtenden optischen System identisch ist. Es weist dementsprechend kreisrunde Spiegel So und 32 auf, die den gleichen mit 84 bezeichneten Kegelwinkel von 6o bilden, der dem Kegelwinkel der konischen Fliehe 38 des Stabs 2o von 6o° angepasst ist. Die Spiegel 8o und 82 sind innerhalb eines als Ganzes mit 86 bezeichneten Gehäuses angeordnet, ebenso wie ein al:3 Ganzes mit 88 bezeichneter Infrarotdetektor. Eine Abschirmung 9o ist vorzugsweise innerhalb des Kegels angeordnet, der durch die innersten vom Spiegel 82 reflektierten Strahlen gebildet wird, wobei die Abschirmung 9ο mittels eines Halte-The radiation emerging at the conical end face 3H of the rod 2o is nesortnelt by means of an optical system which is identical to the illuminating optical system. It accordingly has circular mirrors So and 32, which form the same cone angle of 60 °, denoted by 84, which is adapted to the conical angle of the conical line 38 of the rod 2o of 60 °. The mirrors 8o and 82 are arranged within a housing denoted as a whole by 86, as is an infrared detector denoted by 88 as a whole. A shield 9o is preferably arranged within the cone which is formed by the innermost rays reflected by the mirror 82, the shield 9ο by means of a holding

• kreuzes 9 4 angebracht sein kann. Die Abschirmung 9o befindet sich nahe bei dem Detektor 88,um sowohl Streulicht als auch direkt aus dem Stab 2o austretende Strahlen abzuhalten. Alternativ kann die Abschirmung jedoch auch, wie bei 9 6 in Fig. 1 gezeigt,angeordnet sein, um lediglich Direktstrahlung abzuhalten, oder könnte in manchen Fällen auch gänzlich weggelassen v/erden.• Cross 9 4 can be attached. The shield is 9o close to the detector 88 to detect both stray light and also to prevent rays emanating directly from the rod 2o. Alternatively, however, the shield can also, as in 9 6 in Fig. 1, be arranged to keep direct radiation only, or in some cases could be omitted entirely v / earth.

Der Motor 76 gibt über eine Leitung 93 ein Synchronisierungssignal ab, das mit dem Detektorsignal, das in einer Leitung 1oo zur Verfügung steht (und aufgrund der Wirkung der Zerhackerscheibe 66 zeitlich schwankt) kombiniert wird, um die Konzentration von Bestandteilen der Probe 4 2 durch geeignete elektronische Mittel zu bestimmen.The motor 76 emits a synchronization signal via a line 93 starting with the detector signal that is available in a line 1oo (and due to the Effect of the chopping disk 66 fluctuates over time) is combined to the concentration of constituents of the sample 4 2 by suitable to determine electronic means.

Bei einem in Fig. 4 gezeigten abgewandelten Ausführungsbeispiel ist ein kreisrunder Stab 12o mit vertieften konischen Endflächen 122 und 124 versehen, deren Kegelwinkel im wesentlichen dem Winkel zwischen den auf der optischen Achse verlaufenden Strahlen 56 und 58 (siehe Fig. 1) entspricht. Der Stab 12o ist innerhalb der Probenkammer 24 mittels der Endkappen 26 und 23 sowie elastomerer Dichtungen 3o und 32 angebracht, die in der dargestellten Weise geformt sind. Die Endkappen 26 und 2 pressen die Enden der Probenkammer 24 etwas zusammen und presnan die elastomeren Dichtungen 3o und 32 an den Stab 12o an. Die Dichtungen 3o, 32 können aus einem Werkstoff wie Tetrafluoräthylen oder dgl. sein, der undurchlässig ist für den als Probe 42 vorgesehenen Stoff.In a modified embodiment shown in FIG a circular rod 12o is provided with recessed conical end surfaces 122 and 124, the cone angles of which are substantially corresponds to the angle between the rays 56 and 58 (see FIG. 1) extending on the optical axis. The rod 12o is attached within the sample chamber 24 by means of the end caps 26 and 23 and elastomeric seals 3o and 32, which are shown in FIG are shaped in the manner shown. The end caps 26 and 2 slightly compress and press the ends of the sample chamber 24 the elastomeric seals 3o and 32 to the rod 12o. The seals 3o, 32 can be made of a material such as tetrafluoroethylene or the like, which is impermeable to the substance provided as sample 42.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß das in geeigneter Weise innerhalb des Gehäuses 52 untergebrachte Beleuchtungssystem und das Sammlersystem, das in geeigneter Weise innerhalb des Gehäuses 36 untergebracht ist, Übertragungssysteme mit der Vergrößerung 1 sind. Dies bedeutet, daß sie ein Bild der EndflächeIt will be apparent to those skilled in the art that the lighting system suitably accommodated within housing 52 and the collector system, which is suitably within the Housing 36 is housed, transmission systems with the magnification 1 are. This means that they have a picture of the end face

4ο des Stabs 2ο in der Strahlungsquelle 22 mit gleicher Bildgröße erzeugen und umgekehrt und daß in gleicher Weise ein Bild der Fläche 38 des Stabs 2o im Detektor 33 mit gleicher Bildgröße erzeugt wird und umgekehrt. Die Spiegel können bei einem Ausführungsbeispiel· einen Radius von 152,4 mm besitzen und sind zueinander ausreichend eng benachbart angeordnet, um su erreichen, daß ihre konjugierten Bildebenen außerhalb der Gehäuse 52 und 36 gelegen sind. Auf diese Weise können die Gehäuse 52 und 35 in sich geschlossen, vollständig abgedichtet und an ihren öffnungen 43 und 143 mit Fenstern aus infrarotdurchlässigem Werkstoff versehen sein.4ο of the rod 2ο in the radiation source 22 with the same image size and vice versa and that in the same Way, an image of the surface 38 of the rod 2o is generated in the detector 33 with the same image size and vice versa. the In one embodiment, mirrors can have a radius of 152.4 mm and are sufficiently close to one another arranged adjacent to achieve their conjugate image planes located outside of housings 52 and 36 are. In this way, the housing 52 and 35 can be self-contained, completely sealed and attached to their Openings 43 and 143 be provided with windows made of infrared-permeable material.

Für den Fachmann versteht es sich, daß ähnliche Systeme für den sichtbaren Spektralbereich vorgesehen sein können, wobei Saphir-, Kunststoff-, oder Diamantstäbe Verwendung finden. Bei Systemen für den Ultraviolettbereich können Saphi^stäbe zusammen mit für die gewählte Strahlung geeigneten Strahlungsquellen und Detektoren Verwendung finden. Es ist daher ersichtlich, daß mit dem aufgezeigten Photometer die oben besprochenen Probleme wirksam gelöst sind und daß demgegenüber mannigfache Abwandlungen und Weiterbildungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die hier besprochenen speziellen Beispiele sind lediglich zur Erläuterung ausgewählte Beispie-Ie, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt wäre.A person skilled in the art understands that similar systems can be provided for the visible spectral range, using sapphire, plastic or diamond rods Find. In systems for the ultraviolet range, sapphire rods can be used together with suitable for the selected radiation Find radiation sources and detectors use. It is therefore apparent that with the indicated Photometer effectively solved the problems discussed above and that, on the other hand, various modifications and developments are possible without the scope of the invention to leave. The specific examples discussed here are selected examples only for explanation, without the invention being limited thereto.

Claims

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Claims

I ₅ / Spectrophotometer with a radiation-transmitting circular rod which has conical end faces, with a radiation source and with a radiation detector, characterized in that an optical system arranged at one end of the rod (2o, 120) has two mutually facing spherical mirrors (44, 46; 3o, 82) with aligned circular central openings (43, 50; 148) in order to image a conical end surface (38, 4o; 122, 124) in the radiation source (22) or the detector (88).

2. Spectrophotometer according to claim 1, characterized in that that the optical system images the conical end surface (33, 40; 122, 124) with the magnification factor bins.

3. Spectrophotometer according to claim 1 or 2, characterized by a shield (60, 90, 96) which is in the optisehen The system is arranged to shield direct rays not reflected by the mirrors (44, 46, 80, 82).

4. Spectrophotometer according to claim 3, characterized in that the shield (50, 60, 90, 96) on the Area of the smallest cone of rays between the end face (38, 4o, 122, 124) of the rod (2o, 12o) and the mirror (46, 8o) furthest from the rod (2o, 12o).

5. Spectrophotometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mirror (44, 46, So, 32) in spaced such that the end faces (38, 40, 122, 124) and the image thereof are outside the mirror (44, 46; So, 82) are located.

3 227 A'5'6 "

6. Spectrophotometer according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mirrors (44, 46, 3o, 82) have the same radii.

7. Spectrophotometer according to one of claims 1 to 6, characterized by one at each end of the rod (2o, 12o) arranged optical system, which are both designed the same.

8. Spectrophotometer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the angle between the of the Mirrors (44, 46; So, 32) reflected central rays in the essentially the vertex angle of the conical end faces (33, 4o; 122, 124) corresponds.

9. Spectrophotometer according to one of claims 1 to 3, characterized in that one in the beam path between the radiation source (22) and detector (88) arranged chopper (66) has openings (63, 7o, 72, 74) in order from the source (22) To transmit radiation with at least two different spectra.

10. Spectrophotometer according to claim 9, characterized in that in the presence of η spectra at least 2n openings (6 8, 7i, 72, 74) are present for the alternating passage of the spectra.

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