DE3539667C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Spektrometer mit einer einen infraroten Lichtstrahl längs einer optischen Achse emit­ tierenden Lichtquelle, mit einem auf der optischen Achse ange­ ordneten Detektor, mit einem auf dieser optischen Achse zwischen Lichtquelle und Detektor angeordneten Spiegelelement, das zwei benachbarte, der Lichtquelle zugewandte und miteinander einen Winkel bildende, erste und zweite Spiegelflächen und zwei weitere benachbarte, dem Detektor zugewandte und ebenfalls miteinander einen Winkel bildende, dritte und vierte Spiegelflächen aufweist, mit ersten und zweiten optischen Mitteln zum Führen wenigstens eines Teiles des Lichtstrahles längs eines ersten bzw. zweiten optischen Pfades, von denen die ersten Mittel bewirken, daß der Lichtstrahl längs des ersten Pfades in einer ersten Stellung des Spiegelelementes auf eine Stelle der ersten Spiegelfläche auftrifft, von dort zu einer Meßprobe reflektiert wird, nach Durchlaufen bzw. Reflexion an der Meßprobe auf eine Stelle der dritten Spiegelfläche auftrifft und von dort auf den Detektor reflektiert wird, wogegen die zweiten Mittel be­ wirken, daß der Lichtstrahl längs des zweiten Pfades in einer zweiten Stellung des Spiegelelementes auf eine Stelle der zweiten Spiegelfläche auftrifft, von dort zu einer Referenzprobe reflektiert wird, nach Durchlaufen bzw. Reflexion an der Re­ ferenzprobe auf eine Stelle der vierten Spiegelfläche auftrifft und von dort auf den Detektor reflektiert wird, und mit einer Vorrichtung zum Überführen des Spiegelelementes von der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt.
Aus der DE-AS 12 07 113 ist zwar kein optisches Infrarot-Spek­ trometer, jedoch ein Photometer mit dem oben beschriebenen Aufbau bekannt. Es ist bekannt, beispielsweise in der Fourier-Transform- Infrarot-Spektrometrie, abwechselnd eine Meßprobe und eine Referenzprobe zu uintersuchen, um anhand der so normierten Werte die spezifischen Unterschiede der Meßprobe gegenüber der Referenzprobe zu ermitteln.
Beim Umschalten des Lichtstrahles von der einen Probe auf die andere tritt jedoch bei bekannten Spektrometern eine erhebliche Helligkeitsvariation am Ort des Detektors auf. Die bei derartigen optischen Spektrometern üblicherweise verwendeten Detektoren sind jedoch sehr empfindlich, um hochgenaue Messungen zu ermöglichen, was andererseits zu längeren Erholzeiten führt, die benötigt werden, um von einem Beleuchtungszustand auf einen anderen Beleuchtungszustand überzugehen.
Bei üblichen Lichtstärken und Detektoren, wie sie in der Infrarot- Spektrometrie verwendet werden, kann die Erholzeit zwischen einem Zustand "volles Licht" und einem Zustand "kein Licht" bzw. umgekehrt eine oder mehrere Sekunden dauern, so daß die Gesamt-Meßzeit durch diese "Erholzeiten" verdoppelt wird.
Bei dem aus der DE-AS 12 07 113 bekannten Photometer ist das Spiegelelement als um eine Achse drehbares Prisma bzw. drehbarer Kubus ausgeführt, der nur in einem engbegrenzten Winkelbereich einen von der Lichtquelle einfallenden Lichtstrahl auf jeweils einen der beiden Teilpfade und dann auf den Detektor lenkt, während im größeren übrigen Winkelbereich der einfallende Lichtstrahl aus der Apparatur ausgeblendet wird und den Detektor nicht erreicht. Eine Zwischenstellung, in der der einfallende Lichtstrahl auf beide Teilpfade aufgeteilt wird, ist bei der bekannten Anordnung nicht vorgesehen. Daher wird beim Hin- und Herschalten des einfallenden Lichtstrahls vom einen auf den anderen optischen Pfad in einer Zwischenstellung der Lichtstrahl jeweils vollkommen ausgeblendet, so daß die am Detektor an­ kommende Lichtintensität zwischen 0 und 100% geschaltet wird. Insbesondere bei schnellem Umschalten wird damit die Dynamik des Detektors oftmals überbeansprucht, so daß erst eine gewisse Zeit abgewartet werden muß, bis sich der Detektor an die neuen extremen Verhältnisse wieder angepaßt hat, und die Messung verzerrungsfrei fortgesetzt werden kann.
Schließlich ist aus dem DE-GM 68 09 367 ein Photometer bekannt, bei dem das von einer Lampe emittierte Licht mittels eines Strahlteilers auf zwei voneinander getrennte Detektoren gerichtet wird. Der Strahlteiler wird von einem Prisma mit zwei Spiegelflächen gebildet und ist senkrecht zur Richtung des auf ihn einfallenden Strahles verschiebbar, um dadurch die Verteilung des Lichtes auf die beiden Detektoren zu ändern. Insbesondere soll durch eine Schwingbewegung des Prismas eine Modulation der Intensität des auf jedem der beiden Detektoren einfallenden Teilstrahles erreicht werden. Eine solche Intensitätsmodulation ließe sich auch bei einem Photometer mit einem einzigen Detektor z. B. durch eine rotierende Lochscheibe erreichen. Dabei würde jedoch derjenige Teil des einfallenden Lichtes verlorengehen, der in einer Winkelstellung auf die Lochscheibe auftrifft, bei der sich gerade kein Loch der Lochscheibe auf der optischen Achse des Aufbaus befindet. Bei dem aus dem DE-GM 68 09 367 bekannten Aufbau wird daher durch die Bewegung des Spiegel­ elementes die Intensität des einfallenden Lichtstrahles derart aufgeteilt, daß x% der Gesamtintensität auf den einen Teilpfad und (1-x%) auf den anderen Teilpfad abgelenkt werden. Die Summe der auf beiden Detektoren auftreffenden Intensitäten ist daher gleich der einfallenden Intensität.
Wenn der Fachmann von dem nach dem DE-GM 68 09 367 bekannten Photometeraufbau ausgehend durch optische Mittel die beiden Teilstrahlen wieder zusammenführen und auf einen einzigen Detektor lenken würde, wäre eine Intensitätmodulation gar nicht möglich, sondern es ergäbe sich als auf den Detektor einfallende Intensität genau die Gesamtintensität des aus der Lichtquelle emittierten Lichtstrahles, die auf das Spiegelelement auftrifft. Die aus dem DE-GM 68 09 367 bekannte Anordnung so zu modifizieren, daß sie, wie die gattungsbildende Anordnung der DE-AS 12 07 113, nur noch einen Detektor enthielte, wäre daher von vornherein sinnlos.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein optisches Spektrometer der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der Detektor auch beim Umschalten zwischen einer Meßprobe und einer Referenzprobe keinen starken Hellig­ keitsschwankungen ausgesetzt wird, so daß in kurzer zeitlicher Folge vergleichende Messungen der genannten Art möglich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Detektor (31) ein hochempfindlicher IR-Detektor ist, der bei starken abrupten Helligkeitsschwankungen Erholzeiten im Sekunden­ bereich braucht, das Spiegelelement (12) zum Umschalten zwischen einer ersten Betriebsart zur Messung des IR-Spektrums der Meßprobe (28) und einer zweiten Betriebsart zur Messung des IR-Spektrums der Referenzprobe (32) in einer zur optischen Achse (11) senkrechten Richtung (23) geradlinig verschiebbar ist, so daß der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl (10) beim Übergang des Spiegelelementes (12) von der ersten zu der zweiten Stellung kontinuierlich von der ersten auf die zweite Spiegelfläche (13 bzw. 16) übergeht und in zwei Teile aufgespalten wird, von denen sich ein erster Teil (27a) längs des ersten Pfades und ein zweiter Teil (35a) längs des zweiten Pfades ausbreitet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird damit vollkommen gelöst.
Durch die Erfindung wird nämlich ein weiches Überblenden von der Meßprobe auf die Referenzprobe oder umgekehrt durch einfache Relativbewegung von Spiegel und Lichtstrahl erreicht, wobei auf diesem rein geometrisch/optischen Wege der Anteil des Licht­ strahles, der über die eine Probe auf den Detektor gelangt, in dem Maße abnimmt, wie er auf dem anderen Pfad, auf dem er über die andere Probe auf den Detektor gelangt, zunimmt. Abgesehen von den unterschiedlichen Transmissions- oder Reflexionseigen­ schaften der beiden Proben bleibt somit die resultierende Licht­ intensität am Orte des Detektors gleich. Vorteilhaft ist auch, daß nur eines der Teile bewegt werden muß, beispielsweise nur der Spiegel, um ein weiches Überblenden zu ermöglichen.
Da man jedoch, ggf. mit Hilfe sog. Graukeile oder derglei­ chen, in an sich bekannter Weise die Transmissions- oder Reflexionseigenschaften der Referenzprobe ähnlich denjenigen der Meßprobe einstellen kann, sind die so resultierenden Helligkeitsunterschiede beim Umschalten von der einen auf die andere Betriebsart sehr gering, so daß in der gewünsch­ ten Weise zeitlich schnell aufeinanderfolgende Messungen möglich sind.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung grenzen die Spiegelflächen entlang einer Kante aneinander.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß bei der Führung des Lichtstrahles und der Relativbewegung von Spiegel und Licht­ strahl keine übergroßen Anforderungen gestellt werden müs­ sen, weil der Übergangsbereich zwischen den beiden Spiegel­ flächen relativ groß ausgebildet ist.
Bei einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispieles ist der Spiegel entlang einer Achse senkrecht zur Kante verschieb­ bar.
Diese Maßnahme hat zunächst den Vorteil, daß durch die Bewegung des Spiegels bei ortsfestem Lichtstrahl nur ein kleiner Teil des Spektrometers beweglich gestaltet werden muß, so daß die Verwendung hochpräziser Führungen und Vor­ schübe möglich ist. Außerdem hat die lineare Verschiebung des Spiegels entlang einer Achse senkrecht zur Kante gegen­ über einer an sich auch möglichen Drehung des Spiegels um eine zur Kante parallele Achse den Vorteil, daß sich die Richtung der von den einzelnen Spiegelflächen reflektierten bzw. teilreflektierten Strahlen bei Verschiebung des Spie­ gels nicht ändert und somit die übrigen, ggf. erforderlichen Umlenkspiegel o. dgl. raumfest angeordnet sein können. Außer­ dem ist eine Konstanz des Ablenkwinkels während der Ver­ schiebung garantiert, während bei Drehbewegungen eine Refe­ renzmarke und ein Anschlag benötigt werden, bei denen Deju­ stierungen möglich sind. Die Konstanz des Ablenkwinkels ist vor allem für einen Abgleich der beiden Meßkanäle eines Zweistrahl-Spektrometers wichtig.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung grenzen die Spiegelflächen nur in einem Punkt aneinander und der Spiegel ist entlang einer Achse verschiebbar, die in den Ebenen der Spiegelflächen liegt und damit auch durch den Punkt geht.
Diese Maßnahme kann bei Anwendungsfällen vorteilhaft sein, bei denen eine Bewegung des Spiegels in einer bestimmten Raumrichtung aus Platzgründen bevorzugt ist. Vorteilhaft ist ferner, daß der Ablenkwinkel justierbar ist und daß keine Translation des Meßfokus bei der Umschaltung eintritt.
Schließlich können die beiden genannten Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß bevorzugt dadurch weitergebildet werden, daß der Spiegel beidseitig mit je einem Paar Spiegelflächen versehen ist und daß der Lichtstrahl in der ersten Betriebs­ art von einer Spiegelfläche des einen Paares Spiegelflächen über einen ersten Umlenkspiegel, die Meßprobe, einen zweiten Umlenkspiegel und eine Spiegelfläche des anderen Paares Spiegelflächen auf den Detektor geführt wird, während in der anderen Betriebsart der Lichtstrahl von der anderen Spiegel­ fläche des einen Paares Spiegelflächen über einen dritten Umlenkspiegel, die Referenzprobe, einen vierten Umlenkspie­ gel und die andere Spiegelfläche des anderen Paares Spiegel­ flächen auf den Detektor geführt wird.
Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß sämtliche optischen Elemente ebenso wie die beiden Proben und der Detektor auf sehr engem Raum angeordnet sein können, so daß kompakte Spektrometer mit mehrfach umgelenkter Strahlführung aufge­ baut werden können.
Schließlich können, wie dies bereits erwähnt wurde, Graukei­ le vorgesehen sein, um den durch die Meßprobe geführten Stahl bzw. Teilstrahl in Abhängigkeit von den optischen Eigenschaften der Meßprobe zu schwächen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich allein verwendet werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1a bis 1c ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spektrometers in der ersten Betriebsweise, einer Zwischenstellung sowie der zweiten Betriebsweise;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Signalintensität, aufgetragen über dem Verschiebeweg eines Spiegels;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spiegels, wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwen­ det werden kann.
In den Fig. 1a bis 1c bezeichnet 10 einen Eingangs-Licht­ strahl, der parallel und symmetrisch zu einer Achse 11 in ein erfindungsgemäßes optisches Spektrometer, insbesondere ein Infrarot-Spektrometer, einfällt. Der Eingangs-Licht­ strahl 10 fällt auf einen im ebenen Schnitt rhombisch ausge­ bildeten Spiegel 12, der eine erste Spiegelfläche 13, eine zweite Spiegelfläche 14, eine dritte Spiegelfläche 15 sowie eine vierte Spiegelfläche 16 aufweist. Die Spiegelflächen 13 bis 16 sind so angeordnet, daß jeweils ein Paar 13/16 bzw. 14/15 über eine Kante 17 bzw. 18 ineinander übergehen. Außerdem sind die Paare 13/16 bzw. 14/15 der Spiegelfläche klappsymmetrisch zur Achse 11 sowie einer dazu senkrechten Achse 23 angeordnet.
Der Spiegel 12 ist auf einem Umfang von einem ersten Umlenk­ spiegel 19, einem zweiten Umlenkspiegel 20, einem dritten Umlenkspiegel 21 sowie einem vierten Umlenkspiegel 22 umge­ ben. Die Umlenkspiegel 19 bis 22 sind ebenfalls symmetrisch zu den Achsen 11 und 23 angeordnet.
In Fig. 1a ist der Spiegel 12, wie mit einem Pfeil 24 ange­ deutet, etwas nach unten aus der punktsymmetrischen Lage, d. h. aus dem Schnittpunkt der Achsen 11, 23, herausbewegt.
Diese Position des Spiegels 12 hat zur Folge, daß der Ein­ gangs-Lichtstrahl 10 auf eine Spiegelfläche 13 fällt, von dort in einen Lichtstrahl 26 reflektiert wird, der auf den ersten Umlenkspiegel 19 fällt und von dort als Lichtstrahl 27 in Transmission durch eine Meßprobe 28 geführt wird und nach Durchlaufen der Meßprobe 28 auf den zweiten Umlenkspie­ gel 20 fällt. Von dort wird er als Lichtstrahl 29 reflek­ tiert, gelangt auf die zweite Spiegelfläche 14 und wird von dort als Lichtstrahl 30 auf einen Detektor 31 reflektiert, der sich im Bereich der Achse 11 befindet.
Fig. 1b zeigt demgegenüber eine Position des Spiegels 12, in der sich dieser in exakt punktsymmetrischer Lage zu den Achsen 11, 23 befindet.
Da der Eingangs-Lichtstrahl 10 - wie bereits erwähnt - symmetrisch zur Achse 11 einfällt, wird er, da er nunmehr auch auf beiden Seiten der Kante 17 auf den Spiegel 12 auftrifft, gespalten, wobei Teilstrahlen 26a, 27a, 29a den zuvor beschriebenen Weg über den ersten Umlenkspiegel 19 durch die Meßprobe 28, über den zweiten Umlenkspiegel 20 und zurück auf die zweite Spiegelfläche 14 zum Detektor 31 gehen.
Entsprechende, hinsichtlich der Achse 11 zu den vor­ erwähnten Lichtstrahlen 26a, 27a, 29a klappsymmetrisch erlaufende Licht-Teilstrahlen 34a, 35a, 36a nehmen in entsprechender Weise ihren Weg über die vierte Spiegelfläche 16, den vier­ ten Umlenkspiegel 22, durch eine Referenzprobe 32 hindurch, über den dritten Umlenkspiegel 21 und die dritte Spiegelflä­ che 15 hin zum Detektor 31.
Man erkennt aus Fig. 1b deutlich, daß in der eingezeichneten Mittenstellung des Spiegels 12 sich ein Ausgangs-Licht­ strahl 30′ zu gleichen Teilen aus Teilstrahlen 29a, 36a zusammensetzt, die die Meßprobe 28 bzw. die Referenzprobe 32 durchlaufen haben.
Schließlich zeigt Fig. 1c noch die zweite Betriebsart des erfindungsgemäßen Spektrometers, bei der der Spiegel 12 in Richtung eines Pfeiles 37 nach oben gegenüber der Achse 11 verschoben wurde. Damit nimmt kein Teil des Eingangs-Licht­ strahles 10 mehr seinen Weg über die Meßprobe 28, sondern ausschließlich über die Referenzprobe 32 und die zuvor zu Fig. 1b erläuterten Teilstrahlen 34a, 35a, 36a sind nun als Strahlen 34, 35, 36 dem Eingangs-Lichtstrahl 10 bzw. einem Ausgangs-Lichtstrahl 30′′ entsprechend, wenn man einmal die Veränderung durch die Referenzprobe 32 außer Betracht läßt.
In den Fig. 1b und 1c ist noch mit 38 ein Graukeil angedeu­ tet, der über eine Wirkverbindung 39 mit dem Spiegel 12 verbunden ist.
Dieser Graukeil wirkt zusätzlich ausgleichend, wenn die Referenzprobe 32 wesentlich weniger Licht absorbiert als die Meßprobe 28. Durch die in den Fig. 1b und 1c veranschaulich­ te Mitnahme des Graukeiles 38 durch den Spiegel 12 wird dann nämlich erreicht, daß in dem Ausmaße, wie ein immer größerer Anteil des Eingangs-Lichtstrahles 10 seinen Weg über die weniger absorbierende Referenzprobe 32 nimmt, der Graukeil 38 in den Lichtstrahl 35 eingefahren wird, so daß die Inten­ sität des Ausgangs-Lichtstrahles von 30 in Fig. 1a über 30′ in Fig. 1b zu 30′′ in Fig. 1c insgesamt in definierter Weise nahezu konstant bleibt.
In Fig. 2 ist der Verlauf der Signalintensität S am Detek­ tor 31 über einem in den Fig. 1a bis 1c am rechten Rand aufgetragenen Verschiebeweg y aufgetragen.
Wenn der Verschiebeweg weniger als y1 beträgt und sich gemäß Fig. 1a die Kante 17 noch außerhalb des Eingangs- Lichtstrahles 10 befindet, ist die Signalintensität S kon­ stant und beträgt Sp, d. h. sie entspricht genau dem Meß­ wert der Meßprobe 28.
Vom Verschiebeweg y1 bis y2 durchläuft nun die Kante 17 in der in Fig. 1b gezeigten Weise quer den Eingangs-Licht­ strahl 10, so daß bei nunmehr angenommener größerer Absorp­ tion durch die Referenzprobe 32 die Signalintensität S kontinuierlich vom Wert Sp auf einen Wert Sr abnimmt, den Wert, der dem Signal der Referenzprobe 32 entspricht.
Aus Fig. 2 wird deutlich, daß ein sehr weicher Übergang zwischen Sp und Sr vorliegt, ohne daß wie beim Stand der Technik die Signalintensität S zwischen y1 und y2 auf Null abfällt. Der jeweils verwendete Detektor 31 muß daher beim Beispiel gemäß Fig. 2 lediglich die Signaldifferenz zwischen Sp und Sr verkraften, was bei einem relativ geringen Unterschied, gemessen am Absolutwert des Signales S, problemlos möglich ist und schnell aufeinanderfolgende Messungen gestattet.
Schließlich zeigt Fig. 3 noch ein weiteres Ausführungsbei­ spiel eines Spiegels 40, wie man ihn im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung verwenden kann.
Der Spiegel 40 weist in Richtung einer Hochachse 41 unter­ einander einen ersten Spiegelabschnitt 42 mit einer ersten Spiegelfläche 43 sowie einen zweiten Spiegelabschnitt 44 mit einer zweiten Spiegelfläche 45 auf. Die Spiegelflächen 43 und 45 sind gegeneinander um einen Winkel 46 angestellt, so daß sie sich lediglich in einem Punkt 47 berühren, durch den die Achse 41 läuft.
Man kann nun, ähnlich wie dies vorstehend zu den Fig. 1a bis 1c im einzelnen erläutert wurde, einen Eingangs-Lichtstrahl zunächst beispielsweise auf die erste Spiegelfläche 43 lenken, so daß durch deren Anstellung zur Richtung des Eingangs-Lichtstrahles ein erster optischer Weg, beispiels­ weise für die Meßprobe, definiert wird, woraufhin dann durch Verfahren des Spiegels 40 in der Höhe der Eingangs-Licht­ strahl sukzessive über den Punkt 47 auf die zweite Spiegel­ fläche 45 wandert und von dort seinen Weg über die Referenz­ probe nimmt.
Da der Eingangs-Lichtstrahl in diesem Falle zweckmäßigerwei­ se senkrecht auf die Achse 47 gerichtet ist, ergibt sich auf diese Weise ein vollkommener und ebenfalls weicher Übergang von dem einen optischen Weg auf den anderen.
Es versteht sich, daß zahlreiche Modifikationen und Abwand­ lungen im Rahmen der vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispiele möglich sind. Insbesondere ist die Erfindung nicht auf ein Infrarot-Spektrometer beschränkt, sondern kann auch bei anderen optischen Spektrometern Verwendung finden. Außerdem wurde in den Ausführungsbeispielen lediglich zum Zwecke der Anschaulichkeit eine Anordnung mit einer Trans­ mission der Proben erläutert, es ist jedoch selbstverständ­ lich auch möglich, Proben in Reflexionsanordnung oder in Mischformen hiervon zu messen, ohne von der Erfindung abzu­ weichen.

Claims (6)

1. Optisches Spektrometer mit einer einen infraroten Lichtstrahl längs einer optischen Achse emittierenden Lichtquelle, mit einem auf der optischen Achse angeordneten Detektor, mit einem auf dieser optischen Achse zwischen Lichtquelle und Detektor angeordneten Spiegelelement, das zwei benachbarte, der Lichtquelle zugewandte und miteinander einen Winkel bildende, erste und zweite Spiegelflächen und zwei weitere benachbarte, dem Detektor zugewandte und ebenfalls miteinander einen Winkel bildende, dritte und vierte Spiegelflächen aufweist, mit ersten und zweiten optischen Mitteln zum Führen wenigstens eines Teiles des Lichtstrahles längs eines ersten bzw. zweiten optischen Pfades, von denen die ersten Mittel bewirken, daß der Lichtstrahl längs des ersten Pfades in einer ersten Stellung des Spiegelelementes auf eine Stelle der ersten Spiegelfläche auftrifft, von dort zu einer Meßprobe reflektiert wird, nach Durchlaufen bzw. Reflexion an der Meßprobe auf eine Stelle der dritten Spiegelfläche auftrifft und von dort auf den Detektor reflektiert wird, wogegen die zweiten Mittel bewirken, daß der Lichtstrahl längs des zweiten Pfades in einer zweiten Stellung des Spiegelelementes auf eine Stelle der zweiten Spiegelfläche auftrifft, von dort zu einer Referenzprobe reflektiert wird, nach Durchlaufen bzw. Reflexion an der Referenzprobe auf eine Stelle der vierten Spiegelfläche auftrifft und von dort auf den Detektor reflektiert wird, und mit einer Vorrichtung zum Überführen des Spiegelelementes von der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (31) ein hochempfindlicher IR-Detektor ist, der bei starken abrupten Helligkeitsschwankungen Erholzeiten im Sekundenbereich braucht, das Spiegelelement (12) zum Umschalten zwischen einer ersten Betriebsart zur Messung des IR-Spektrums der Meßprobe (28) und einer zweiten Betriebsart zur Messung des IR-Spektrums der Referenzprobe (32) in einer zur optischen Achse (11) senkrechten Richtung (23) geradlinig verschiebbar ist, so daß der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl (10) beim Übergang des Spiegelelementes (12) von der ersten zu der zweiten Stellung kontinuierlich von der ersten auf die zweite Spiegelfläche (13 bzw. 16) übergeht und in zwei Teile aufgespalten wird, von denen sich ein erster Teil (27a) längs des ersten Pfades und ein zweiter Teil (35a) längs des zweiten Pfades ausbreitet.
2. Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Spiegelflächen (13, 16) sowie auch die dritten und vierten Spiegelflächen (14, 15) jeweils längs einer Kante (17 bzw. 18) aneinandergrenzen, die auf der Richtung (23), in der das Spiegelelement (12) ver­ schiebbar ist, senkrecht steht.
3. Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Spiegelflächen (43, 45) sowie auch die dritten und vierten Spiegelflächen jeweils nur in einem Punkt (47) aneinandergrenzen und die Richtung (41), in der das Spiegelelement (40) verschiebbar ist, in den von den beiden jeweils aneinandergrenzenden Spiegelflächen (43, 45) gebildeten Ebenen liegt.
4. Spektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelflächen (13 bis 16) längs den Seiten einer Raute angeordnet sind und die ersten und zweiten optischen Mittel jeweils zwei fokussierende Umlenkspiegel (19, 20 bzw. 22, 21) aufweisen, von denen der jeweils erste Um­ lenkspiegel (19 bzw. 22) den an der ersten bzw. zweiten Spiegelfläche (13 bzw. 16) reflektierten Lichtstrahl (26 bzw. 34) auf die Meßprobe (28) bzw. Referenzprobe (32) richtet, wogegen der jeweils zweite Umlenkspiegel (20 bzw. 21) den die Meßprobe (28) bzw. die Referenzprobe (21) durchsetzenden Lichtstrahl (27 bzw. 35) auf den Detektor (31) richtet.
5. Spektrometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einen der optischen Pfade ein Graukeil (38) einschaltbar ist.
6. Spektrometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Graukeil (38) synchron mit dem Spiegelelement (12) bewegbar ist.
DE19853539667 1985-11-08 1985-11-08 Optisches spektrometer, insbesondere infrarot-spektrometer Granted DE3539667A1 (de)

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DE19853539667 DE3539667A1 (de) 1985-11-08 1985-11-08 Optisches spektrometer, insbesondere infrarot-spektrometer
GB868625361A GB8625361D0 (en) 1985-11-08 1986-10-23 Optical instrument board game
GB8625631A GB2182785B (en) 1985-11-08 1986-10-27 Spectrometer comprising a movable mirror for beam-switching
US06/924,067 US4760258A (en) 1985-11-08 1986-10-28 Optical instrument

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Publications (2)

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DE3539667A1 DE3539667A1 (de) 1987-05-14
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DE (1) DE3539667A1 (de)
GB (2) GB8625361D0 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3926090C2 (de) * 1989-08-07 1998-09-10 Bodenseewerk Perkin Elmer Co Zweistrahlphotometer
US5210412A (en) * 1991-01-31 1993-05-11 Wayne State University Method for analyzing an organic sample
CA2084923A1 (en) * 1991-12-20 1993-06-21 Ronald E. Stafford Slm spectrometer
GB9210674D0 (en) * 1992-05-19 1992-07-01 Gersan Ets Method and apparatus for examining an object
DE19545178B4 (de) * 1995-12-04 2008-04-10 Berthold Gmbh & Co. Kg Spektrometervorrichtung
US5774209A (en) * 1996-10-08 1998-06-30 Spectronic Instruments, Inc. Transmittance cell for spectrophotometer
GB2403288A (en) * 2003-04-11 2004-12-29 Crown Vision Systems Ltd Light emission assay apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1207113B (de) * 1963-05-29 1965-12-16 Hartmann & Braun Ag Photometer mit einem rotierenden Polygonspiegel
US3488122A (en) * 1965-01-25 1970-01-06 Oreal Process for determining the spectral composition of luminous radiation diffused by a colored surface,and apparatus for carrying out said process
DE6809367U (de) * 1968-11-30 1971-11-11 Eltro Gmbh Modulationssystem fuer mehrkanalfotometer.
CH564763A5 (de) * 1972-04-28 1975-07-31 Micromedic Systems Inc
GB1434304A (en) * 1973-05-16 1976-05-05 Ciba Geigy Ag Optical apparatus
FI51637C (fi) * 1974-02-22 1977-02-10 Innotec Oy Näytekanavan ja vertailukanavan suhteen symmetrinen analyysimittari.
DE2938742A1 (de) * 1979-09-25 1981-04-09 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa Strahlenteiler fuer optische, nach dem zweistrahlpri nzip arbeitende messgeraete fuer die stoffanalyse, insbesondere fuer optoakustische spektrometer
DE3025418A1 (de) * 1980-07-04 1982-01-28 Peerless Electronics Research Corp., Port Washington, N.Y. Vorrichtung zur bestimmung einer eigenschaft einer probe
US4371785A (en) * 1980-08-14 1983-02-01 Panametrics, Inc. Method and apparatus for detection and analysis of fluids
JPS582641U (ja) * 1981-06-29 1983-01-08 株式会社島津製作所 分光光度計
US4422766A (en) * 1981-07-27 1983-12-27 Ppg Industries, Inc. Method of and device for reducing apparatus response time during the testing for moisture content in moving spaced plastic sheets
AT376301B (de) * 1982-05-06 1984-11-12 List Hans Verfahren zur kontinuierlichen messung der masse von aeorosolteilchen in gasfoermigen proben sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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Publication number Publication date
GB2182785A (en) 1987-05-20
GB2182785B (en) 1989-10-18
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US4760258A (en) 1988-07-26
DE3539667A1 (de) 1987-05-14

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