DE3539667C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3539667C2 DE3539667C2 DE3539667A DE3539667A DE3539667C2 DE 3539667 C2 DE3539667 C2 DE 3539667C2 DE 3539667 A DE3539667 A DE 3539667A DE 3539667 A DE3539667 A DE 3539667A DE 3539667 C2 DE3539667 C2 DE 3539667C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- mirror
- detector
- light beam
- along
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 29
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 23
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 claims description 23
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/08—Beam switching arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853539667 DE3539667A1 (de) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Optisches spektrometer, insbesondere infrarot-spektrometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3539667A1 DE3539667A1 (de) | 1987-05-14 |
DE3539667C2 true DE3539667C2 (de) | 1993-07-29 |
Family
ID=6285494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853539667 Granted DE3539667A1 (de) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Optisches spektrometer, insbesondere infrarot-spektrometer |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4760258A (de) |
DE (1) | DE3539667A1 (de) |
GB (2) | GB8625361D0 (de) |
Families Citing this family (7)
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)
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 |
-
1985
- 1985-11-08 DE DE19853539667 patent/DE3539667A1/de active Granted
-
1986
- 1986-10-23 GB GB868625361A patent/GB8625361D0/en active Pending
- 1986-10-27 GB GB8625631A patent/GB2182785B/en not_active Expired
- 1986-10-28 US US06/924,067 patent/US4760258A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2182785A (en) | 1987-05-20 |
GB2182785B (en) | 1989-10-18 |
GB8625361D0 (en) | 1986-11-26 |
US4760258A (en) | 1988-07-26 |
DE3539667A1 (de) | 1987-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69103714T2 (de) | Spektralphotometer mit Mitteln zur gleichzeitigen Modulierung, Umschaltung und Wellenlängenauswahl einer Lichtquelle. | |
DE3014646A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur spektralanalyse | |
DE2637375C3 (de) | Optisches Oberflächenprüfgerät | |
DE2415049B2 (de) | Spektralphotometer zur Messung des Absoptionsvermögens von chromatographisch getrennten Flüssigkeiten | |
DE2731775A1 (de) | Interferenzfiltermonochromator | |
DE10141958A1 (de) | Röntgen-Diffraktometer | |
EP0146768A2 (de) | Interferometer | |
DE2147142A1 (de) | Photometrischer Analysator für zwei Wellenlängen zur quantitativen Analyse von Elementen in einer Lösung | |
DE3905730C2 (de) | Positionsmeßeinrichtung | |
DE2539183C2 (de) | Optisches Meßinstrument | |
DE3539667C2 (de) | ||
DE2828145C2 (de) | ||
DE19961908A1 (de) | Hochauflösendes Littrow-Spektrometer und Verfahren zur quasi-simultanen Bestimmung einer Wellenlänge und eines Linienprofils | |
DE587326C (de) | Interferenzrefraktometer | |
DE19521295A1 (de) | Lichtelektrische Positionsmeßeinrichtung | |
DE3532047A1 (de) | Einrichtung zum erfassen der radialen intensitaetsverteilung einer laserstrahlung | |
DE2948590C2 (de) | Vorrichtung zur Absorptionsmessung von Gasgemischen | |
DE4410036B4 (de) | Zweistrahl-Polychromator | |
DE3145987C2 (de) | "Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Strömungsvektoren in Gasströmungen" | |
DE102019001498A1 (de) | Vorrichtung zur optischen Vermessung und Abbildung eines Messobjekts sowie Verfahren | |
DE3446014A1 (de) | Interferometer nach dem michelson-prinzip | |
DE19612794A1 (de) | Fourier-Spektrometer | |
DE2753781A1 (de) | Optisches system | |
DE1673978C (de) | Photoelektrische Meßanordnung zum Be stimmen der gegenseitigen Verlagerung zweier Objekte | |
DE1473011C (de) | Vorrichtung zum Bestimmen der Lage einer Strichmarke |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BRUKER ANALYTIK GMBH, 76287 RHEINSTETTEN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |