DE4413096A1 - Multielement-Atomabsorptionsspektrometer sowie Meßverfahren unter Nutzung eines solchen Atomabsorptionsspektrometers - Google Patents
Multielement-Atomabsorptionsspektrometer sowie Meßverfahren unter Nutzung eines solchen AtomabsorptionsspektrometersInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Multielement-Atomabsorptionsspektrometer mit wenigstens zwei jeweils
Linien wenigstens eines zu untersuchenden Elementes emittierenden
Lampen, einem die zu untersuchende Probe in den atomisierten Zustand
aufheizenden Ofen, wenigstens einem Dispersionselement mit einem
diesem vorgeschalteten Eintrittsspalt, Detektorelementen, sowie
Einrichtungen zum Leiten der von den Lampen kommenden Strahlung durch
den Ofen, den Eintrittsspalt und das Dispersionselement zu den
Detektorelementen sowie Meßeinrichtungen. Die Erfindung betrifft
gleichfalls Meßverfahren unter Verwendung eines
Atomabsorptionsspektrometers.
In der herkömmlichen Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) wird eine
Linienstrahlungsquelle in Verbindung mit einem Monochromator von
mäßiger Auflösung verwandt. Die Linienstrahlungsquelle emittiert ein
Spektrum, das charakteristisch für das zu untersuchende Element ist.
Die Spektrallinien werden bei relativ niedriger Temperatur und Druck
erzeugt, wodurch die Linienprofile Halbwertsbreiten in der
Größenordnung von weniger als 0,01 nm haben. Diese Halbwertsbreiten
sind beträchtlich schmaler als die Absorptionsprofile thermisch
atomisierter Atome. In diesem Fall besteht der Zweck des
Monochromators lediglich darin, eine Resonanzlinie auszuwählen und
das von dem Atomisierer emittierte Kontinuum auszublenden. Auf diese
Weise werden eine hohe Selektivität und Empfindlichkeit mit einem
relativ einfachen Geräteaufwand erreicht.
Besonders hohe Nachweisleistungen können erreicht werden, wenn die
Atomsabsorptionsspektrometrie mit einem halb geschlossenen
elektrothermischen Atomisierer kombiniert wird. In diesem Fall ist
jedoch eine Korrektur wegen der Dämpfung der Atomlinie durch Streuung
und Molekülabsorption wichtig. Eine auf der Grundlage des
Zeeman-Effekts basierende Korrektur hat sich als äußerst wirksam
erwiesen.
Ein Nachteil der Atomabsorptionsspektrometrie, insbesondere, wenn sie
mit der relativ zeitaufwendigen elektrothermischen Atomisiertechnik
verwandt wird, besteht darin, daß während jedes Meßzyklus nur ein
Element bestimmt wird. In den Jahren seit der Einführung dieser
Technik wurde eine Zahl von Versuchen unternommen, diesen Nachteil
auszuschalten.
So wurden gleichzeitige Multielement-Atomabsorptionsspektrometer
sowohl mit Flammen wie auch elektrothermischen Atomisierern
beschrieben, die eine Kontinuumquelle verwenden. Dies erfordert
jedoch, daß eine hohe Auflösung erreicht wird, um die Selektivität
des Atomabsorptionsspektrometers beizubehalten. Darüber hinaus bilden
die Strahlungsquellenintensität im kurzen UV-Wellenlängenbereich, die
Strahlungsquellenstabilität und Lebensdauer noch ungelöste Probleme.
Es kann auch das Linienspektrum mehrerer Elemente kombiniert werden,
während die Messung getrennt erfolgt, um auf diese Weise eine
Multielementbestimmung zu erreichen, wobei die Selektivität eines
Atomabsorptionsspektrometers beibehalten wird. Mehrere solcher
Versuche sind bereits beschrieben worden.
Es wurden auch konkave Gitter verwandt, um mehrere Wellenlängen zu
kombinieren, indem man die Lichtquellen hinter Spalten an geeigneten
Stellen, auf einem Rowland-Kreis eines Polychromators angeordnet hat.
Hierbei wurde ein Polychromator mit einem zweiten konkaven Gitter mit
Photomultipliern in der Austrittsebene und einer Reihe von
Resonanzzellen mit Photomultipliern zum Nachweis der
Resonanzfluoreszenz verwandt, um mit einer solchen Anordnung
Atomabsorptionsspektrometermessungen durchzuführen.
Auch wurde bereits ein Spektrometer mit zwei Wellenlängen, das
bewegliche Austrittsspalte und Photomultipliernachweisgeräte
verwendet, in Verbindung mit einer Multielementlampe als
Atomabsorptionsspektrometer verwandt.
Auch wurde bereits eine Reihe von Strahlteilern dazu verwandt, die
Strahlen von bis zu vier Linienstrahlquellen zu kombinieren. Es
wurden auch bereits neun Strahlungsquellen unter Verwendung eines
"Spiegelstapels" kombiniert. Bei solchen Anordnungen wird die Messung
mit Hilfe von direkt messenden Mehrfachspaltspektrographen
durchgeführt, bei denen hinter den Spalten einzelne Photomultiplier
angeordnet sind, oder in dem ein einziger Photomultiplier in
Verbindungen mit Einrichtungen zum Trennen der Strahlung in der Zeit
verwandt wird. Lundberg und Johansson (Anal. Chem. 48, 1922, (1976))
wandten einen solchen Aufbau an, indem sie ein Unterbrecherrad mit
Spaltkombinationen für eine Gruppe von Elementen verwandten. Salin
und Ingle (Appl. Spectrosc. 1978, 32, 579 (1978)) wandten eine
Zeitmultiplexschaltung der Linienstrahlungsquellen an und sammelten
das an mehreren Spalten austretende Licht durch einen Lichttrichter
auf einem einzigen Photomultiplier.
Es wurden bereits Flammen-Atomabsorptionsspektrometer beschrieben,
bei denen Strahlen von Strahlungsquellen unter Verwendung von
optischen Fasern kombiniert, durch den Atomisator geführt und
entweder unter Verwendung eines direkt messenden Polychromators oder
mit Hilfe der Modulation bei verschiedenen Frequenzen wieder
getrennt, sodann einzelnen Interferenzfiltern zugeführt und an einem
einzelnen Photomultiplier gemessen wurden. Die Elemente Ag und Cu,
die nahe beieinanderliegende Resonanzlinien aufweisen, wurden
bestimmt, indem gleichzeitig zwei Lampen im Zeitmultiplexbetrieb in
Verbindung mit einem einzigen Spalt und einem Photomultiplier
verwandt wurden.
Es wurde auch bereits die gleichzeitige Bestimmung von drei Elementen
beschrieben, indem individuell modulierte Kathoden einer einzigen
Strahlungsquelle in einem nicht dispergierenden System mit einem
gegen sichtbares Licht unempfindlichen Photomultiplier als Detektor
verwandt wurden.
In einer Zahl von Fällen wurden entweder
Multielementstrahlungsquellen oder die kombinierten Strahlen von mehr
als einer Lampe verwandt, wobei der Nachweis mit Hilfe eines
Vidikon-Kamerasystems in der Brennebene eines Monochromators geführt
wurde. Es wurden auch bereits Versuche durchgeführt, die Brennebene
eines im Handel erhältlichen Echelle-Spektrometers wieder auf die
empfindliche Fläche einer zweidimensionalen Vidikon-Kamera
abzubilden.
Im allgemeinen leiden Systeme, die Mehrfachspalte und/oder Filter mit
einem einzigen Detektor verwenden ebenso wie solche Systeme, die
Vidikons benutzen darunter, daß ein Kompromiß zwischen dem
erreichbaren Wellenlängenbereich und der spektralen Auflösung
gefunden werden muß. Darüber hinaus sind Systeme mit mehreren Spalten
sehr unflexibel und Elementkombinationen können nur mit Schwierigkeit
geändert werden. Direkt messende Systeme mit einer ausreichenden Zahl
von Kanälen, die eine ausreichende Flexibilität garantieren, wären
jedoch äußerst komplex und teuer. Das 2-D-Echelle-Vidikon-System
bietet im Prinzip einen verhältnismäßig breiten Wellenlängenbereich,
jedoch führt die notwendige Anpassung des Spektrometers an die Kamera
zu einem komplexen Aufbau und einem schlechten Lichtleitwert.
Bei allen oben beschriebenen Systemen wurde der Untergrundkorrektur
entweder nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt oder die Korrektur wurde
dadurch ausgeführt, daß entweder benachbarte, Nicht-Resonanzlinien
oder eine Kontinuumstrahlungsquelle auf Kosten eines Meßkanals
verwandt wurden.
Es ist auch ein quasi gleichzeitig arbeitendes
Atomabsorptionsspektrometer bekannt geworden, bei dem die Strahlung
einer von mehreren Linienstrahlungsquellen und die Wellenlänge, die
am Austrittsspalt gemessen wird, schnell mit Hilfe eines
galvanometrisch betriebenen Spiegels bzw. Gitters ausgewählt werden.
Dieses System leidet jedoch, wenn es für die Messung von zeitlich
vorübergehenden Signalen, die in einem elektrothermisch aufgeheizten
Ofen erzeugt werden, verwandt wird unter dem Nachteil einer
begrenzten zeitlichen Auflösung und verhältnismäßig langen Totzeiten
während der Abtastung, die das Signal/Rauschverhältnis nachteilig
beeinflussen.
Aus der EP-A-0 423 736 ist auch bereits ein
Multielement-Atomabsorptionsspektrometer bekannt geworden, das
bereits viele der für ein Multielement-Atomabsorptionsspektrometer
mit elektrothermischer Aufheizung geforderten Eigenschaften in sich
vereinigt. Bei dieser Anordnung werden die Strahlen von vier
Linienstrahlungsquellen unter Verwendung von vier fokussierenden
Spiegeln in einem Punkt vereinigt, der in einem zylindrischen
Graphitofen zur Atomisierung der Probe liegt. An dem Ofen liegt ein
konstantes magnetisches Feld an. Aufgrund des Magnetfeldes kann in
Kombination mit rotierenden Polarisatoren eine Untergrundkorrektur
mit Hilfe des Zeeman-Effektes durchgeführt werden. Der Meßstrahl
teilt sich sodann wieder und läuft über vier herkömmliche
Gittermonochromatoren, deren Parameter (Spalt-, Photomultiplier- und
Gittereigenschaften) entsprechend dem Element gewählt werden können,
das in der Lampe in der entsprechenden Stellung enthalten ist. Die
Lampen werden weiterhin mit unterschiedlichen Frequenzen moduliert,
um eine Trennung zwischen möglichen Überlappungen zu ermöglichen. Die
Hauptnachteile dieses Systems sind der komplexe Aufbau des optischen
Systems und der niedrigere Lichtleitwert im Vergleich zu einem System
mit einem einzigen Kanal, das denselben Monochromator verwendet.
Darüber hinaus führt eine gleichzeitige Messung von flüchtigen und
hitzebeständigen Elementen zu schwerwiegenden Kompromissen in bezug
auf die Empfindlichkeit.
Es wurde auch bereits beschrieben, daß mit Hilfe eines Ofens, der
einerseits quer beheizt wird und andererseits eine integrierte
Plattform besitzt, die gleichzeitige Bestimmung eines weiten Bereichs
von Elementen vereinfacht wird und daß hierdurch die Kompromisse, die
bei der gleichzeitigen Messung mehrerer Elemente eingegangen werden
müssen, im Verhältnis zu einer optimierten Einzelelementanalyse
verringert werden können. Es wurde auch bereits ein System
beschrieben, bei dem die Strahlen mehrerer Linienstrahlungsquellen
unter Verwendung von Strahlteilern vereinigt werden und durch einen
derartigen Ofen zu dem Eintrittsspalt eines Echelle-Spektrometers
geführt werden. Bei dieser Anordnung waren in der Abbildungsebene
optische Fasern angeordnet, die mit einzelnen Photomultipliern
verbunden waren. Jedoch wie mit anderen direkt messenden Systemen
waren hierbei entweder eine große Zahl von Mulitpliern erforderlich
oder der Wechsel der Wellenlängen war äußerst umständlich. Darüber
hinaus war der Lichtleitwert, der durch den Durchmesser der Fasern
begrenzt war, sehr niedrig, so daß sich das System nur für die
Entwicklung von analytischen Methoden eignet.
Durch die DE-38 11 922 ist auch bereits ein Atomemissionsspektrometer
zur Multielementbestimmung von Elementen in einer Probe bekannt
geworden, bei dem die von der Atomsisierungsvorrichtung kommenden
Strahlen über ein aus einem Echelle-Gitter und einem
Dispersionsprisma bestehendes optisches Dispersionselement geleitet
und in einer Fläche als zweidimensionales Linienspektrum abgebildet
werden. In der Abbildungsebene sind Halbleiter-Fotodetektoren
angeordnet, die mit einer Auswerteschaltung verbunden sind.
Bei Analysen, die mit Hilfe der Atomabsorptionsspektrometrie
durchgeführt werden, sind die jeweils optimalen Geräte- und
Analysenparameter im allgemeinen von Element zu Element recht
verschieden. Bei der gleichzeitigen Bestimmung mehrerer Elemente
nebeneinander (simultane Mehrelementanalyse) führt dies bisher zu dem
Nachteil, daß für die Parameter Kompromißwerte gewählt werden müssen,
die zum Teil erheblich von den Werten abweichen, die für die
einzelnen Elemente optimal wären. Ein Ziel der Erfindung ist es
deshalb, ein simultanes Multielement-Atomabsorptionsspektrometer
anzugeben, das diesen Nachteil soweit wie möglich vermeidet und es
erlaubt, auch bei gleichzeitiger Bestimmung mehrerer Elemente jedes
Element im wesentlichen mit den dafür optimalen Parametern zu
verarbeiten. Insbesondere wird ein simultanes
Multielement-Atomabsorptionsspektrometer angestrebt, das im Betrieb
an die Art und Anzahl der nebeneinander zu bestimmenden Elemente
angepaßt werden kann, so daß im Grenzfall bei der Bestimmung eines
einzelnen Elementes die gleiche Ergebnisqualität wie bei einem
klassischen Einelement-Atomabsorptionsspektrometer erreicht wird.
Weiterhin wird insbesondere wegen der erwähnten grundsätzlichen
Nachteile eines Multielement-Atomabsorptionsspektrometers gegenüber
einem Einelementgerät ein simultanes
Multielement-Atomabsorptionsspektrometer angestrebt, das für jede
Aufgabenstellung ein optimales Signal/Rauschverhältnis bietet, aber
gleichzeitig die Spezifität und Selektivität der
Atomabsorptionsspektrometrie beibehält.
Gemäß der Erfindung wird nunmehr ein
Multielement-Atomabsorptionsspektrometer der eingangs erwähnten Art
vorgesehen, das sich dadurch auszeichnet, daß auswechselbare optische
Reflexionseinrichtungen vorgesehen sind, die wahlweise derart in den
Strahlengang der Lampen einbringbar sind, daß die Strahlung einer,
zweier oder mehrerer Lampen gleichzeitig durch den Ofen leitbar ist,
daß das Dispersionselement zum Erzeugen eines zweidimensionalen
Dispersionsspektrums ein Echelle-Gitter sowie ein Dispersionsprisma
umfaßt, und daß die Detektorelemente durch in einer Fläche
angeordnete Halbleiter-Fotodioden gebildet sind.
Durch die vorliegende Anordnung ist es möglich, auf einfache Weise
mit demselben Gerät beliebige Einelement- und Multielementmessungen
durchzuführen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor, die ausdrücklich in die Beschreibung mit einbezogen werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Meßverfahren unter Verwendung eines
Atomabsorptionsspektrometers der vorstehend genannten Art, bei dem
eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes in dem Ofen
vorgesehen ist und das sich dadurch auszeichnet, daß an der Probe
zyklisch während vorbestimmter Zeitabschnitte ein ansteigendes,
sodann konstant gehaltenes, abfallendes und anschließend konstantes
Null-Magnetfeld erzeugt wird, daß die Lampe oder Lampen
intermittierend jeweils während der Zeitabschnitte eines konstanten
Magnetfelds betrieben werden, daß die Höhe des Eintrittsspalts derart
eingestellt wird, daß sich die Linien kurzer Wellenlängen in den
Ordnungen nicht überlappen, daß vor einer Messung festgestellt wird,
ob sich für die Messung der zu messenden Elemente vorgesehene
Spektrallinien überlappen und daß in Abhängigkeit davon ob keine
Überlappung oder eine Überlappung vorliegt, die Lampen während der
Zeitabschnitte eines konstanten Magnetfelds kontinuierlich oder
einzeln und zeitlich voneinander getrennt betrieben werden.
Eine solche Vorgehensweise ermöglicht es, den Lichtleitwert der
Anordnung und damit auch die Intensität jeder zu messenden
Spektrallinie erheblich zu erhöhen, wodurch das Nachweisvermögen (die
Empfindlichkeit) jeder Messung auch bei gleichzeitiger Messung
mehrerer Element wesentlich verbessert wird.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Meßverfahrens sind in
den Unteransprüchen angegeben, die durch diese Bezugnahme mit in die
Beschreibung aufgenommen werden.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung
dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht eines nach der Erfindung
ausgebildeten Atomabsorptionsspektrometers,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer gemäß der Erfindung
ausgebildeten Anordnung zur Vereinigung der Strahlen zweier
Lampen, wobei eine dritte unterhalb der Zeichenebene liegende
und eine vierte oberhalb der Zeichenebene liegende Lampe in
der Zeichnung nicht dargestellt sind,
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Anordnung, mit der wahlweise
die Strahlung einer Lampe allein benutzt oder die Strahlung
zweier bzw. von vier Lampen miteinander kombiniert werden
können,
Fig. 4 eine Darstellung, die den Aufbau des erfindungsgemäßen
Atomabsorptionsspektrometer schematisch im Strahlengang nach
dem Ofen darstellt,
Fig. 5 eine schematische Darstellung, die die Anordnung von
Halbleiter-Fotodioden in der Abbildungsebene des
zweidimensionalen Disperionsspektrums zeigt,
Fig. 6 eine schematische Darstellung des zweidimensionalen
Dispersionsspektrums in der Abbildungsebene,
Fig. 7 den zeitlichen Verlauf mehrerer Parameter beim Betrieb einer
oder gleichzeitigen Betrieb mehrerer Lampen,
Fig. 8 und 9 ähnliche Darstellungen wie in Fig. 7, wobei zwei Lampen zu
unterschiedlichen Zeiten impulsweise betrieben werden,
Fig. 10 bis 13 ähnliche Diagramme wie in Fig. 7, wobei der zeitliche Ablauf
dargestellt ist, wenn vier Lampen zeitlich voneinander
getrennt im Pulsbetrieb betrieben werden,
Fig. 14 eine Darstellung ähnlich der Fig. 7, bei der das
Ausgangssignal des Ladungsverstärkers während einer Meßdauer
wiederholt abgetastet und zurückgestellt wird,
Fig. 15 eine schematische Darstellung der Meß- und Steuerschaltung,
und
Fig. 16 eine schematische Darstellung der Messung zur gleichzeitigen
Bestimmung der Elemente As und Cd.
Fig. 1 zeigt eine mit 1 bezeichnete schematische Allgemeindarstellung
des erfindungsgemäßen Atomabsorptionsspektrometers. Als
Strahlungsquellen sind zweimal vier Lampen vorgesehen, von denen
jeweils vier Lampen in einer ersten Kassette 2 und vier Lampen in
einer zweiten Kassette 3 gemeinsam gehaltert sind. Die Kassetten
können etwa in Form eines Revolvermagazins ausgebildet sein, die
beispielsweise jeweils um eine vorbestimmte Achse drehbar gehaltert
sein können. Usa jeweils eine Kassette in eine Betriebsstellung zu
bringen, können die beiden Kassetten etwa in einem Aufzug gehaltert
sein, oder sie können selbst in einem gemeinsamen Revolvermagazin
angeordnet sein, das durch Drehung um seine Achse jeweils eine der
beiden Kassetten in die Betriebsstellung bringt. Die Lampen enthalten
jeweils ein oder mehrere Elemente, deren Spektrallinien sie im
Betrieb ausstrahlen. Es ist zunächst vorgesehen, höchstens eins,
zwei, drei oder vier Lampen gleichzeitig bei einer Messung zu
betätigen. Es ist jedoch durchaus auch eine Anordnung denkbar und
liegt im Rahmen der Erfindung, bei der die Strahlung von bis zu acht
Lampen gleichzeitig kombiniert werden können. Hierauf soll noch
weiter unten eingegangen werden.
Die Strahlung der Lampen einer Kassette, die sich in der
Betriebsstellung befindet, werden durch einen Strahlvereiniger 4 zu
einem gemeinsem Strahlengang vereinigt. Die Strahlen von eins bis
vier Lampen werden durch eine zylindrische Öffnung eines Ofens 5
geleitet. Der Ofen ist vorzugsweise als ein quer beheizter
Graphitatomisierer ausgebildet. An dem Ofen wird über schematisch
dargestellte Polschuhe 6 und 7 ein in Längsrichtung des Durchgangs
des Ofen verlaufendes Magnetfeld 8 erzeugt. Die aus dem Ofen
austretende Strahlung wird auf einen Echelle-Polychromator 9 gegeben.
Der Echelle-Polychromator erzeugt ein zweidimensionales
Dispersionsspektrum. In der Abbildungsfläche des zweidimensionalen
Dispersionsspektrums sind eine Anzahl von Halbleiter-Fotodetektoren
in einer Anordnung 10 angeordnet. Die von den
Halbleiter-Fotodetektoren abgegebenen Signale sind einer Meß-
und Steuereinheit 11 zuführbar. Von der Steuereinheit 11 aus sind
über eine Leitung 12 sowohl die Stellung der Kassetten wie auch die
Stellung der einzelnen Lampen in einer Kassette steuerbar, wobei die
Lampen bevorzugt mit eingebauten Kodierungen derart versehen sind,
daß jede eingebaute Lampe eine Information an die Steuereinheit über
das in ihr enthaltene Element oder die Elemente abgibt. Ferner sind
durch die Steuereinrichtung die Betriebsparameter der Lampen, wie
Intensität und Einschaltphase, die Stellung der
Strahlvereinigungsvorrichtung, die Einstellung des
Echelle-Polychromators sowie der Magnet 80 und damit das Magnetfeld 8
und die Aufheizung des Ofens 5 steuerbar.
Bei den bisher bekannten Multielementatomabsorptionsspektrometern,
bei denen eine Anordnung zur gleichzeitigen Messung mit vier Lampen
vorgesehen war, bedeutete dies, daß der Raumwinkel für jede Lampe auf
ein Viertel im Verhältnis zu einer Anordnung, bei der lediglich eine
Lampe verwandt wird, verringert werden mußte. Damit sinkt aber auch
das Signal/Rauschverhältnis für jede Lampe auf ein Viertel im
Verhältnis zu einer Anordnung mit lediglich einer Lampe. Will man mit
dieser Anordnung weiter Verwendung lediglich einer Lampe ein einzelnes
Element bestimmen, so hat diese Anordnung den Nachteil, daß auch bei
der Messung mit einer Lampe das Signal/Rauschverhältnis um den Faktor
1/4 verringert ist. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung nunmehr
vermieden, indem eine Anordnung, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt
ist, verwandt wird.
In Fig. 2 sind zwei Lampen 20 und 21 dargestellt, die in einer nicht
näher gezeigten Kassette 2 bzw. 3 gehaltert sind. In der Kassette
sind neben den gezeigten Lampen noch zwei weitere Lampen gehaltert,
von denen eine unterhalb der Zeichenebene und eine weitere Lampe
oberhalb der Zeichenebene etwa derart angeordnet sind, daß alle
Lampen mit ihren Achsen auf den Ecken eines Quadrates liegen. Die
Kassette ist vorzugsweise derart gehaltert, daß sie um etwa die Achse
22 drehbar ist. Die Achse ist vorzugsweise so angeordnet, daß alle
Lampen mit ihrer Längsachse parallel zu dieser Achse und im gleichen
Abstand hierzu liegen. Die Strahlung der Lampen 20 und 21 fällt
jeweils auf einen Planspiegel 23 bzw. 24, von dem die Strahlung
jeweils auf eine Seite 25 bzw. 26 eines Vierkantprismas 27 gelenkt
wird. Die Strahlen der beiden nicht gezeigten Lampen werden in
ähnlicher Weise über entsprechende Planspiegel auf die beiden
verbleibenden Seiten des Vierkantprismas 27 gelenkt. Die vier
Strahlen werden auf den Konkavspiegel 28 gelenkt und fallen von hier
auf einen Planspiegel 29, der das Strahlenbündel sodann durch den
Ofen 5 in Fig. 1 leitet. Diese Anordnung eines Strahlvereinigers, wie
er in Fig. 1 mit 4 bezeichnet ist, wird vorgesehen, wenn Messungen
mit der Strahlung von vier oder drei Lampen ausgeführt werden soll.
In Fig. 3 ist nun eine gemäß der Erfindung ausgestaltete
Strahlvereinigeranordnung 4 näher dargestellt. Zunächst ist auf der
linken Seite eine Kassette 2 zu ersehen, in der vier Lampen gehaltert
sind, von denen lediglich zwei Lampen 30, 31 zu ersehen sind, während
die beiden anderen Lampen durch diese Lampen verdeckt sind. Den
Lichtaustrittsenden dieser Lampen liegt eine, um eine Achse parallel
zu der Zeichenebene und zu den Längsachsen der Lampen 30 und 31
verlaufende Achse drehbare Scheibe 33 mit Öffnungen zum Durchtritt
der Strahlung gegenüber. Auf der Scheibe sind auf der den Lampen
abgewandten Seite das Vierkantprisma 27, ein Dachkantprisma 38 sowie
ein Winkelprisma 39 derart angeordnet, daß sie durch eine Verdrehung
der Scheibe 33 um ihre Achse jeweils in eine Stellung gebracht werden
können, in der sich in Fig. 2 das Vierkantprisma 27 befindet. Die
Ausgestaltung des Dachkantprismas und des Winkelprismas ist so
getroffen, daß diese jeweils den vollen auftreffenden
Bündelquerschnitt erfassen und zweckmäßigerweise die gleiche
Grundfläche wie das Vierkantprisma 27 aufweisen. In Fig. 3 sind
ferner zwei Planspiegel 41 und 42 gezeigt, die den Lampen zugeordnet
sind, die gerade durch die Lampen 30 und 31 verdeckt werden. Die den
Lampen 30 und 31 zugeordneten Spiegel sind aus
Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 3 fortgelassen worden.
In der in Fig. 3 dargestellten Stellung der Scheibe 33 befindet sich
das Dachkantprisma 38 in der Betriebsstellung, wie sie aus Fig. 2 für
das Vierkantprisma 27 hervorgeht. Das Dachkantprisma 38 wird
verwandt, wenn lediglich die Strahlung von zwei Strahlungsquellen
kombiniert werden soll, während das Winkelprisma für die Messung mit
lediglich einer Strahlungsquelle dient.
Wie leicht ersichtlich, ermöglicht nun das Winkelprisma bei der
Messung mit lediglich einer Strahlungsquelle, was zumeist
gleichbedeutend ist mit der Bestimmung eines Elementes (eine
Strahlungsquelle kann jedoch auch mehrere Elemente enthalten) die
Ausnutzung des vollen Raumwinkels, wodurch Verhältnisse geschaffen
werden, die vergleichbar sind mit der Messung eines einzigen Elements
mit einem Monochromator. Bei der Verwendung des Dachkantprismas und
der Messung mit zwei Strahlungsquellen wird der zur Verfügung
stehende Raumwinkel lediglich halbiert, so daß insgesamt bei der
Messung mit einem Winkelprisma das Signal/Rauschverhältnis um bis zu
einen Faktor 4 und bei der Verwendung eines Dachkantprismas um einen
Faktor 2 gegenüber der Messung mit einem Vierkantprisma, d. h. der
gleichzeitigen Messung von mindestens vier Elementen, erhöht wird.
D.h., daß aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des
Strahlenvereinigers 4 mit dem für die gleichzeitige Messung von
mehreren Elementen ausgelegte Atomabsorptionsspektrometer auch eine
Messung nur eines Elements mit einem Lichtleitwert durchführbar ist,
der der Messung eines Einzelelements mit Monochromator entspricht.
Werden die Kassetten, wie bereits beschrieben, derart gehaltert, daß
sie um eine zu den Lampen parallele Achse gehaltert werden, so ist es
möglich, durch Drehung der Kassette jede einzelne Lampe etwa
gegenüber dem Winkelprisma anzuordnen, wenn sich dieses in seiner
Betriebsstellung befindet. Auf diese Weise kann jede Lampe im
Einzelbetrieb zur Bestimmung eines bestimmten Elementes verwandt
werden.
Anhand der Fig. 1 wurde beschrieben, daß eine oder auch mehrere
Kassetten mit jeweils bis zu vier Lampen vorgesehen sein können, die
vorzugsweise jeweils nur einzeln in eine Betriebsstellung gebracht
werden. Demgegenüber ist jedoch auch eine Anordnung denkbar, bei der
zwei Kassette mit jeweils vier Lampen gleichzeitig in eine
Betriebsstellung gebracht werden, indem jeder Kassette ein
Strahlvereiniger mit einem Dachkantprisma zugeordnet wird, und die
Strahlen von den beiden Dachkantprismen in geeigneter Weise vereinigt
und sodann gemeinsam durch den Ofen geleitet werden.
In Fig. 4 ist schematisch der Strahlenverlauf der aus dem Ofen
austretenden Strahlung 40 dargestellt. Das Lichtbündel 40 wird durch
einen in Fig. 4 waagerechten Hauptspalt 41 und einen dazu senkrechten
Querspalt 42 begrenzt. Das Lichtbündel 40 wird sodann von einem
Kollimatorspiegel 43 parallel gerichtet und durch ein
Dispersionsprisma 44 geleitet. Das durch das Dispersionsprisma 44
einmal spektral zerlegte Lichtbündel 45 fällt unter einem großen
Einfallswinkel sehr flach auf ein Echelle-Gitter 46. Durch das
Echelle-Gitter erfolgt durch Beugung eine spektrale Zerlegung des
Lichtbündels 22 in einer Richtung senkrecht zu der, in welcher die
Zerlegung durch das Dispersionsprisma 44 erfolgte, also in einer im
wesentlichen vertikalen Ebene in Fig. 4. Diese Beugung erfolgt in
hoher Ordnung. Dadurch ergibt sich eine sehr starke spektrale
Zerlegung, allerdings auch eine starke Überlappung der verschiedenen
Ordnungen. Das gebeugte Licht tritt wieder durch das
Dispersionsprisma 44 und wird von einem Kameraspiegel 47 in einer
Fokusebene 48 gesammelt.
In dieser Fokusebene 48 entsteht ein hoch aufgelöstes Spektrum mit
den Linien der einzelnen Elemente etwa in der Art, wie es in Fig. 6
dargestellt und mit 49 bezeichnet ist. Die verschiedenen Ordnungen
des Echelle-Gitters 46 sind durch das Dispersionsprisma 44 getrennt
und liegen in dem Spektrum nebeneinander. Die einzelnen Linien liegen
jeweils in senkrechten Spalten 150 bis 155. Aus
Übersichtlichkeitsgründen sind die weiteren Spalten von Linien, die
an sich zwischen den Spalten 151 und 152 einerseits und zwischen den
Spalten 153 und 154 liegen nicht dargestellt. Die Linien in den
Spalten 150, 151 entsprechen etwa den Wellenlängen um 200 nm und der
etwa 100ten Ordnung. Die Linien in den Spalten 152, 153 entsprechen
etwa den Wellenlängen um 300 nm in der etwa 80ten Ordnung; und die
Linien in den Spalten 154, 155 entsprechen etwa den Wellenlängen um
800 nm in etwa der 35ten Ordnung.
Die gegenseitigen Abstände zweier benachbarter Spalten 150 bis 155
hängen von der Höhe des Eintrittsspaltes 41 in Fig. 4 ab. Bei einer
Vergrößerung der Höhe dieses Eintrittsspaltes werden die Abstände
zwischen den Spalten zwischen den Spektrallinien größerer Wellenlänge
also etwa zwischen den Spalten 154 und 155 kontinuierlich kleiner und
die Spektrallinien überlappen sich zunehmend bei höher werdendem
Eintrittsspalt. Demgegenüber verändert sich der Abstand zwischen den
Spalten von Spektrallinien im kürzerwelligen Bereich (etwa den
Spalten 150 und 151) verhältnismäßig langsamer. In der Darstellung
der Fig. 6 ist die Höhe des Eintrittsspaltes gerade so gewählt, daß
sich die Spalten 154 und 155 gerade nicht überlappen.
In Fig. 5 ist schematisch die Lage von Spektrallinien in dem Spektrum
der Fokusebene 48 dargestellt. Dabei sind der Deutlichkeit halber nur
Spektrallinien für zwei Elemente angedeutet, die mit "A" und "B"
bezeichnet sind. In der Fokusebene ist ein Detektorträger 54
angeordnet. Auf diesem Detektorträger sitzen
Halbleiter-Fotodetektoren 55 jeweils am Ort einer zugeordneten
Spektrallinie. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist am Ort mehrerer
Spektrallinien jedes Elements je ein Halbleiter-Fotodetektor 55
angeordnet. In Fig. 5 sitzen Halbleiter-Fotodetektoren 55 A₁, 55 A₂
und 55 A₃ an den Orten der Spektrallinien A₁, A₂ bzw. A₃ des Elements
A. Entsprechend sitzen Halbleiter-Fotodetektoren 55 B₁, 55 B₂ und 55
B₃ an den Orten der Spektrallinien B₁, B₂ bzw. B₃ des Elements B. Die
Spektrallinie A₁ ist Hauptlinie des Elementes A und hat die höchste
Intensität verglichen mit den Intensitäten der anderen Spektrallinien
des Elements A. Die zweite Spektrallinie A₂ hat eine Intensität, die
um einige Größenordnungen kleiner ist als die Intensität der
Hauptlinie A₁. Die dritte Spektrallinie A₃ schließlich ist noch
wesentlich schwächer als die zweite Spektrallinie A₂. Entsprechend
sind die Verhältnisse bei den Spektrallinien des Elementes B. An den
Stellen der Spektrallinien 62 sind keine Detektoren angeordnet, weil
diese Linien etwa nicht für die Elementbestimmung benötigt werden.
Derartige freie Linien, - aber auch andere Linien -, könnten dennoch
etwa zur Bestimmung der Ofentemperatur verwandt und gemessen werden.
Die Halbleiter-Fotodetektoren haben vorzugsweise eine Breite von 0,2
mm in Dispersionsrichtung; vorzugsweise werden Halbleiter-Fotodioden
eingesetzt. Vor einzelnen Fotodetektoren können auch zur besseren und
kostengünstigeren Selektierung körperlich schmale Schmalbandfilter
angeordnet werden. Diese haben sich insbesondere in Verbindung mit
solchen Fotodetektoren bewährt, die die Ofentemperatur messen und
insbesondere bei hohen Ofenemissionen. In Fig. 5 ist ein solches
Schmalbandfilter 64 in Form einer kleinen Kreisscheibe gezeigt, die
an der Stelle einer Spektrallinie 62 angeordnet ist. Die
Halbleiter-Fotodetektoren 55 sind mit einer Auswerteschaltung
verbunden, die in Fig. 4 als Block 56 bezeichnet ist. Die zu
untersuchenden Linien werden allerdings nicht nur nach der Höhe ihrer
Intensität ausgewählt, sondern meistens nach der Höhe ihrer
Absorptionsempfindlichkeit. Durch geeignete Auswahl kann der
dynamische Bereich wesentlich erweitert werden. Die Messungen können
gegebenenfalls auch noch dadurch erheblich verbessert werden, daß
Messungen an derselben Linie in verschiedenen Ordnungen mit Hilfe
verschiedener Fotodetektoren durchgeführt werden.
Das Gerät ist vorzugsweise zunächst derart fest eingestellt, daß die
jeweiligen Spektrallinien der einzelnen Elemente A, B jeweils an
derselben Stelle in der Fokusebene 48 liegen. An diesen Stellen
liegen auch die für die Messung einer entsprechenden Spektrallinie
vorgesehenen Fotodetektoren.
Entsprechend einer vorzugsweisen Ausführungsform sind 60
Halbleiter-Fotodetektoren vorgesehen, die es erlauben, 58
Spektrallinien getrennt zu messen, wobei auch Messungen an einer
Linie in getrennten Ordnungen jeweils gleichzeitig durchgeführt
werden können.
Bei den genannten 58 Spektrallinien handelt es sich um die für
Messungen üblicher Elemente meist verwandten Spektrallinien. Das
Gerät erhält jedoch dadurch einen wesentlichen größeren Meßbereich,
daß der Kameraspiegel um zwei zueinander gekreuzte Achsen 57, 58
verschwenkbar gehaltert ist. Hierzu sind lediglich schematisch
dargestellte Verstell- und Winkelmeßeinrichtungen 60, 61 auf den
betreffenden Achsen angebracht, die eine gesteuerte Verstellung des
Kameraspiegels um vorbestimmte Winkel ermöglichen. Auf diese Weise
kann erreicht werden, daß eine Verschiebung der Spektrallinien in der
Fokusebene 48 stattfindet und daß auf diese Weise Spektrallinien an
die Stelle der Halbleiter-Fotodetektoren gebracht werden können, die
nicht in den ursprünglichen 58 Spektrallinien umfaßt sind. Die
Verstell- und Winkelmeßeinrichtungen 60, 61 können durch einen
Mikroprozessor gesteuert werden. Hierbei sind in einem zugeordneten
Computer die Grundstellungen des Kameraspiegels 47 sowie die
Verstellkoordinaten gespeichert oder können bei Bedarf berechnet
werden, durch die der Kameraspiegel 47 derart gezielt verstellt
werden kann, daß vorbestimmte gespeicherte Spektrallinien auf
vorbestimmten Halbleiter-Fototdetektoren zu liegen kommen.
Aufgrund der Tatsache, daß gemäß der vorliegenden Erfindung der
Einsatz von Halbleiter-Fotodetektoren anstelle von Fotomultipliern
erfolgt, die im günstigsten Fall eine Quantenausbeute von 20% im
Maximum ihrer Empfindlichkeit von etwa 350 nm haben, kann nunmehr
eine Quantenausbeute bis 70% erreicht werden, wobei diese hohe
Quantenausbeute auch bis zu so niedrigen Wellenlänge wie 200 nm
erreicht wird, die für die Untersuchung hauptsächlich interessant
sind.
Die erreichbare Genauigkeit einer Messung hängt unmittelbar mit dem
möglichen Lichtdurchsatz des Atomabsorptionsspektrometers zusammen.
Stellt man die in der Praxis übliche Forderung, daß die kleinste
spektrale Spaltbreite 0,2 nm sein soll, so hat dies bei einem
typischen konventionellen Monochromator zur Folge, daß die
geometrische Spaltbreite 0,125 mm (bei praktischen Brennweiten) nicht
überschreiten darf. Aufgrund des gemäß der Erfindung verwandten
Polychromators in Form des Echelle-Gitters in Verbindung mit dem
Dispersionsprisma wird eine sehr hohe Dispersion erreicht, die
ungefähr das 16fache eines normalen Monochromators beträgt. Dies hat
zu Folge, daß die geometrische Spaltbreite auf 2 mm erhöht werden
kann, um dennoch die geforderte spektrale Spaltbreite zu erreichen.
Der hierdurch erreichte mögliche Vorteil einer erheblichen Erhöhung
des Lichtdurchsatzes kann jedoch dann nicht genutzt werden, wenn die
Spalthöhe des Eintrittsspaltes so gewählt wird, daß die anhand der
Fig. 6 gezeigten Spalten 150 bis 155 von Spektrallinien von den
niedrigsten zu den höchsten Wellenlängen jeweils in einem Abstand
voneinander liegen, also sich nicht überlappen. Gemäß der Erfindung
wird nun gerade mit einer solchen Einstellung der Höhe des
Eintrittsspaltes gearbeitet, daß sich lediglich die Spalten von
Spektrallinien entsprechend Fig. 6 bei kürzeren Wellenlänge, d. h. die
Spalten 150 und 151 nicht überlappen, während eine solche Überlappung
bei den Ordnungen der größeren Wellenlängen, d. h. den Spalten 154,
155, bewußt in Kauf genommen wird. Die hierbei erreichbare
Vergrößerung der Spalthöhe um den Faktor 5 führt insgesamt zu einer
Vergrößerung des Lichtdurchsatzes um einen Faktor 5 gegenüber einem
klassischen Monochromator. Bereits hier sei darauf verwiesen, daß die
Zahl der Spektrallinien bei der Atomabsorptionsspektrometrie klein im
Verhältnis zu der Zahl der Spektrallinien in der
Atomemissionsspektrometrie sind. Wird lediglich ein einziges Element
untersucht, so ist die Zahl der Linien verhältnismäßig klein. Die
Zahl der Linien steigt natürlich mit der Zahl der zu bestimmenden
Elemente. Betrachtet man in diesem Zusammenhang die Fig. 6, so
ersieht man, daß in allen aneinandergrenzenden Spalten von
Spektrallinien solche Konstellationen gegeben sind, daß sich bei
einer seitlichen Ausdehnung der Spalten derart, daß sich die Spalten
jeweils gegenseitig überlappen, dies dennoch für viele Spektrallinien
nicht zu einer unmittelbaren Überlappung mit einer anderen
Spektrallinie in der angrenzenden Spalte von Spektrallinien führt.
Diese Erkenntnis wird gemäß der Erfindung wie weiter unten noch
erläutert wird geschickt dazu benutzt, daß Messungen von insbesondere
Einzelelementen, bei denen keine Überlappungen der Spektrallinien
vorkommen, mit erheblich verbesserter Genauigkeit durchgeführt werden
können.
Der Aufbau der Auswerteschaltung 56 der Fig. 4 ist schematisch in
Fig. 15 dargestellt. Zunächst sind in der Fokusebene 48 an
vorbestimmten Stellen, die den Stellen entsprechen, an denen
Spektrallinien zu bestimmender Elemente bei der Standardbetriebsweise
des Gerätes zu liegen kommen, Halbleiter-Fotodetektoren angeordnet.
Die Fotodetektoren bestehen vorzugsweise aus Halbleiter-Fotodioden.
In dem gezeigten Beispiel sind 60 solcher Halbleiter-Fotodioden
vorgesehen. Jede dieser Halbleiter-Fotodioden ist mit einem
Ladungsverstärker mit einer vorbestimmten Ladungskapazität verbunden.
Diese 60 Ladungsverstärker bilden 60 parallele Eingänge oder
ankommende Detektorkanäle, die in Fig. 15 allgemein durch das
Blockschaltbild 70 bezeichnet sind. Für die gleichzeitige Messung
sind jedoch 8 parallele Kanäle 71 bis 78 vorgesehen, die als CH1 bis
CH8 bezeichnet sind. Für jede Messung können je nach dem zu
bestimmenden Element bzw. den zu bestimmenden Elementen Messungen mit
Hilfe vorbestimmter Spektrallinien ausgeführt werden. Dazu werden die
diesen Spektrallinien zugeordneten Ladungsverstärker mit einem der
Kanäle 71 bis 78 verbunden. Hierzu dienen in jedem Kanal 4
vorgesehene 16-Channel-Multiplexer, die eine Auswahl 1 aus 64 treffen
und den betreffenden Kanal mit dem gesuchten Ladungsverstärker
verbinden. Ein derartiger 1-aus-64-Multiplexer ist in jedem der
Kanäle 71 bis 78 vorgesehen und schafft für die Messung eine
feststehende Verbindung, so daß alle 8 Kanäle zeitlich parallel
betrieben werden können.
In Reihe mit dem in jedem Kanal vorgesehenen 1-aus-64-Multiplexer von
denen lediglich der Multiplexer 81 im Kanal 71 (CH1) gezeigt ist, da
die übrigen Kanäle jeweils gleich ausgebildet sind, ist jeweils eine
Schalteinrichtung 91 zu digitalen Steuerung des Offset und der
Verstärkung angeordnet. Die am Ausgang dieser Einheit erhaltenen
Analogsignale werden sodann in einem 14 Bit A/D-Wandler 101 in
digitale Signale umgewandelt, die über die Leitung 110 auf einen
allen Kanälen 71 bis 78 gemeinsamen Mikroprozessor 111 gegeben
werden. Der Mikroprozessor verarbeitet die erhaltenden Signale weiter
und steuert gleichzeitig über Leitungen 112, 113 bzw. 114 jeweils den
Multiplexer 81, die Schaltanordnung für die digitale Steuerung des
Offset und der Verstärkung 91 bzw. den A/D-Wandler 101 in jedem der
Kanäle getrennt.
Durch die Möglichkeit, alle Messungen über die genannten 8 Kanäle 71
bis 78 zeitlich parallel auszuführen, wird das
Signal/Rauschverhältnis erheblich verbessert im Verhältnis zur
zeitlich seriellen Abtastung der einzelnen Detektorkanäle.
Im folgenden wird anhand der Fig. 7 bis 14 das jeweils bevorzugte
Meßverfahren beschrieben, um eine weitere Optimierung bei der Messung
im allgemein und insbesondere bei der Messung eines oder weniger
Elemente im Verhältnis zu der Bestimmung einer Mehrzahl von
Elementen, zu erreichen.
In Fig. 7 sind die koordinierten zeitlichen Abläufe des Magnetfeldes
8 in Fig. 1 unter a), der Ein-Ausschaltzustand einer Lampe unter b),
das Ausgangssignal eines Ladungsverstärkers unter c) und die
zeitliche Abfolge von Resetsignalen in Verbindung mit der zeitlichen
Abfolge der jeweiligen A/D-Umwandlung unter d) dargestellt. Die Kurve
a) zeigt einen Zyklus des Magnetfeldes. Dieser besteht in einem
ersten Anstieg des Magnetfeldes in einer Zeit von 3 msec. Sodann
folgt eine Phase konstanten Magnetfeldes von etwa 6 msec. Darauf
folgt ein Abbau des Magnetfeldes, indem dieses abgeschaltet wird in
einer Zeit von 3 msec. Hieran schließt sich eine Phase von 6 msec an,
in der das Magnetfeld abgeschaltet ist, d. h. kein Magnetfeld anliegt.
Aufgrund der Messungen mit eingeschaltetem und nicht eingeschaltetem
Magnetfeld lassen sich in bekannter Weise durch Anwendung des
Zeeman-Effektes die Absorptionsmessungen verbessern. Während der
Zeiträume während der sich das Magnetfeld ändert, bleibt die Lampe
ausgeschaltet und in diesen Zeiträume wird somit an dem Ausgang des
Ladungsverstärkers lediglich eine Spannungsänderung aufgrund des
Dunkelstroms gemessen. Normalerweise wird die Lampe (unter b))
während der gesamten Zeit eingeschaltet, während der sich das
Magnetfeld im konstanten Zustand befindet, also zwischen der Zeit von
3 bis 9 und von 12 bis 18 msec. Entsprechend zeigt das Ausgangssignal
an dem Ladungsverstärker unter c) einen entsprechenden Anstieg des
Signals mit der Zeit. Der Ausgang des Ladungsverstärkers wird
entsprechend der Darstellung d) jeweils zu den Zeiten 0, 3, 9, 12
bzw. 18 msec, d. h. wenn jeweils eine neue Phase der
Magnetfeldeinstellung beginnt, durch einen Resetimpuls
zurückgestellt. Die Messung erfolgt dadurch, daß etwa in dem Zeitraum
eines konstanten Magnetfeldes zwischen 3 und 9 msec nach dem
Resetimpuls II zum Zeitpunkt des Pfeils 3 eine erste A/D-Umandlung
vorgenommen wird und eine zweite am Ende der Belichtungsphase vor
Eintreffen des Resetimpulses III, nämlich zum Zeitpunkt des Pfeils 4.
Als Signal wird die Differenz dieser beiden Messungen gewertet.
Wie bekannt ist, sind die Intensitäten der einzelnen Spektrallinien
äußerst unterschiedlich. Gemäß der Erfindung wird nunmehr durch zwei
Maßnahmen der dynamische Bereich verbessert. Da jeder für eine
Messung in Betracht gezogenen Spektrallinie ein Ladungsverstärker
zugeordnet ist, hängt das Meßverhalten im besonderen Maße von der für
den Ladungsverstärker verwandten Ladungskapazität ab. Werden
Ladekapazitäten mit niedriger Kapazität verwandt, so ergibt sich ein
empfindliches Ansprechen jedoch mit dem Nachteil, daß ein solcher
Ladungsverstärker sehr schnell in den Sättigungsbereich gelangt. Wird
dagegen eine größere Kapazität verwendet, so ergibt sich einerseits
der Nachteil, daß das Ansprechverhalten des Ladungsverstärkers
unempfindlicher wird, daß jedoch gegebenenfalls hierbei nicht der
Sättigungszustand erreicht wird. Gemäß der Erfindung wird nun jedem
Ladungsverstärker in Abhängigkeit von der zu erwartenden Intensität
der zugeordneten Spektrallinie eine unterschiedliche Kapazität
zugeordnet, die im Bereich von etwa 1 bis 10 pF liegen kann. Die
Zuordnung erfolgt vorzugsweise derart, daß in Verbindung mit
Spektrallinien geringster Intensität eine Kapazität von etwa 1 pF und
solchen mit zu erwartender höchster Intensität von etwa 10 pF und den
übrigen Spektrallinien entsprechende Werte zwischen diesen höchsten
und niedrigsten Werten der Kapazität zugeordnet werden. Weiterhin
wird entsprechend einer zusätzlichen Maßnahme nach der durch den
Computer getroffenen Auswahl der Spektrallinien der zu bestimmenden
Elemente und der diesen Spektrallinien zugeordneten
Ladungsverstärker, die entsprechend Fig. 15 sodann mit den festen
Kanälen 71 bis 78 verbunden werden, in einem ersten Set-Up-Schritt
eine Messung der Größe der jeweils zu erwartenden Signale
durchgeführt. D.h. es werden die zu erwartenden Aufladungen an den
Ladungsverstärkern überschlägig bestimmt. Ergibt sich dabei, daß zu
erwarten ist, daß einer der Ladungsverstärker durch das zu erwartende
Meßsignal in den Sättigungsbereich kommen würde, so wird durch den
Mikroprozessor eine Meßweise derart eingestellt, daß der Ausgang des
Ladungsverstärkers nicht erst am Ende der Beleuchtungsphase, wie etwa
zum Zeitpunkt des Pfeils 4 unter d) in Fig 7 abgetastet wird, sondern
daß eine mehrmalige Abtastung erfolgt, wie sie in Fig. 14 dargestellt
ist. Je nach der Größe des zu erwartenden Signals kann vorgesehen
werden, daß eine zweifache bzw. vierfache oder gegebenenfalls
achtfache Abtastung des Ausgangssignal erfolgt, indem etwa das
Zeitintervall, währenddessen die Lampe sich im eingeschalteten
Zustand befindet, entsprechend in Meßzeitintervalle von 1/2, 1/4 bzw.
1/8 des Lampeneinschaltzeitraums unterteilt werden. In der Fig. 14
sind die zeitlichen Abläufe wie in Fig. 7 dargestellt. Aus der
Darstellung unter c) ist die mehrmalige Abtastung und zwar im
vorliegenden Beispiel in Form einer viermaligen Abtastung des
Ausgangssignals des Ladungsverstärkers während eines
Einschaltzeitraums der Lampe zu ersehen. So erfolgt zwischen den
bereits in Fig. 7 gezeigten Resetimpulsen II und III jeweils eine
Rückstellung durch die Resetimpulse VI, VII und VIII, wobei eine
A/D-Umwandlung des vorliegenden Signals jeweils nach dem Auftreten
bzw. vor dem Auftreten des vorauslaufenden Reset- bzw. nachfolgenden
Resetsignals, nämlich zu den Zeitpunkten der Pfeile, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9 und 10 erfolgt. Das Gesamtsignal setzt sich sodann zusammen aus
einer Addition der jeweiligen Differenzen zwischen den Signalen zum
Zeitpunkt der Pfeile 4 - 3, 6 - 5, 8 - 7 und 10 - 9. Durch die
genannte Wahl der Größe der Kapazitäten der Ladungsverstärker
einerseits sowie der gegebenenfalls mehrfachen Messung während des
Einschaltzustandes einer Lampe kann der dynamische Bereich um
wenigstens einen Faktor 4 wesentlich erweitert werden.
Anhand der Fig. 6 und der Lage der Spektrallinien in den einzelnen
Ordnungen wurde erläutert, daß zur Erhöhung des Lichtleitwertes die
Höhe des Eintrittsspaltes vorzugsweise soweit erhöht wird, daß
lediglich keine Überlappung zwischen den Ordnungen bei niedrigen
Wellenlängen auftritt. Treten in diesem Fall bei der Bestimmung von
mehreren Elementen unter Verwendung von mehreren Lampen Überlappung
in einzelnen Spektrallinien, die von verschiedenen Lampen herrühren,
auf, so wird das Meßverfahren bevorzugt derart durchgeführt, daß die
Lampen, deren Spektrallinien zu einer Überschneidung führen, zu
zeitlich getrennten Zeiträumen gepulst betrieben werden. Die
Einschaltphasen der Lampen können sich aber auch überschneiden.
Insbesondere können auch die Einschaltphasen je nach den
Erfordernissen der Lampenbetriebsbedingungen und/oder der
Zusammensetzung des Rauschens bis in die "Dunkelphasen", d. h. die
zeitlichen Abschnitte mit sich änderndem Magnetfeld hineinreichen. In
den Fig. 8 und 9 sind die zeitlichen Abläufe entsprechend Fig. 7
dargestellt. Fig. 8 zeigt den Betrieb einer ersten Lampe und Fig. 9
den entsprechenden zeitlichen Ablauf für den Betrieb einer zweiten
Lampe. Lediglich zur Unterscheidung der Zeitdiagramme der Fig. 8 sind
in Fig. 9 die Zeitdiagramme mit e) bis h) bezeichnet, entsprechen
jedoch den zeitlichen Abläufen der Fig. 7. Wie aus dem Zeitdiagramm
von b) und f) hervorgeht, sind die Einschaltzeiten der beiden Lampen
jeweils gegeneinander versetzt und jeweils auf die Hälfte des
Zeitintervalls, während der sich das Magnetfeld in einem konstanten
Zustand befindet, reduziert. Die Darstellung c) und g) zeigen die
entsprechenden Ausgangssignale an dem Ladungsverstärker. Die
Einstellung der Lampenparameter, wie Intensitäten und
Einschaltphasen, erfolgt durch eine intelligente, automatische
Einstellung von dem Steuerrechner 11 in Fig. 1 aus. Die Berechnung
erfolgt auf der Basis von gespeicherten, klassifizierten Daten, wie
etwa den Werten von sich überlappenden, aber gleichzeitig zu
messenden Spektrallinien.
In den Fig. 10 bis 13 sind die entsprechenden Zeitdiagramme für den
Fall dargestellt, daß vier Lampen jeweils im Pulsbetrieb und zu
anderen Zeiten als die entsprechenden anderen Lampen betrieben
werden. In den Darstellungen b), f) j) und n) sind jeweils die
zeitversetzten Einschaltzeiten der vier Lampen gezeigt. Die
Einschaltzeiten der Lampen sind hierbei jeweils auf ein 1/4 der Zeit
des Zeitraums reduziert, in dem sich das Magnetfeld im konstanten
Zustand befindet. Die Zeitdiagramme c), g), k) und o) zeigen jeweils
die entsprechenden Ausgangssignale an den Ladungsverstärkern.
Aufgrund des Pulsbetriebes der Lampen zu voneinander
zeitlichgetrennten Zeiträumen können auch die sich überlappenden
Spektrallinien genau ausgemessen werden.
An sich wird bei einer Verkürzung der Schaltzeiten der Lampen das
Signal/Rauschverhältnis verringert. Diese Verringerung liegt bei etwa
der Reduzierung der Einschaltzeit der Lampe auf die Hälfte zwischen
einem Faktor von 1/√ und 1/2. Verwendet man jedoch elektrodenlose
Lampen, d. h. hochfrequente Induktionslampen, so ergibt sich hier der
wesentliche Vorteil, daß sie bei kurzen Einschaltzeiten mit höheren
Pulsleistungen gefahren werden können, ohne daß hierdurch die
Linieneigenschaften der Spektrallinien negativ beeinflußt werden.
Durch den Einsatz derartiger Lampen läßt sich das
Signal/Rauschverhältnis auch bei kürzeren Schaltzeiten der Lampen
konstant halten, da hier das Produkt aus Intensität und Meßzeit
gleich bleibt, d. h. sofern eine Lampe verwandt wird, die bei halber
Meßzeit mit doppelter Intensität betrieben wird.
Eine weitere Optimierung der Messung läßt sich gemäß der Erfindung
dadurch erreichen, daß geeignete Korrekturen in bezug auf eine
Änderung der Messung durch Dunkelstrom und Emission des Ofens sowie
durch Änderung der Nullinie durchgeführt werden. Dies wird durch eine
korrelierte Mehrfachabtastung erreicht. Dieses Verfahren soll
zunächst anhand der Fig. 7 erläutert werden und wird wie folgt
durchgeführt. Die Zeiträume, während der sich das Magnetfeld zu
voller Stärke aufbaut (im Bereich von 0 bis 3 msec) und in denen es
auf Null abgebaut wird (9 bis 12 msec), werden zur Messung des
Dunkelstroms und der Emission des Ofens verwandt. Die Lampen werden
lediglich währen der Zeitintervalle eingeschaltet, in denen das
Magnetfeld sich entweder auf einer konstanten Feldstärke (in der Zeit
von 3 bis 9 msec) oder auf der Feldstärke Null (12 bis 18 msec)
befindet. Die Darstellung c) zeigt die Ausgangsspannung des
Ladungsverstärkers für die Messung des Kanals, der der Lampe in der
Darstellung b) entspricht. Der Anstieg der Ausgangsspannung ist
während der Dunkelphase gering und während der Zeiten, in denen die
Lampe eingeschaltet ist, proportional der Lampenintensität. Der
Meßzyklus wird durch eine Reihe von Resetimpulsen in
Integrationsintervalle unterteilt. Diese Resetpulse und die
Analog/Digital-(A/D)-Umwandlungen sind in der Spur d) gezeigt.
Jeweils eine (oder bis zu vier) A/D-Umwandlungen werden an jedem mit
einem Pfeil bezeichneten Zeitpunkt durchgeführt. Die Umwandlung 1
wird kurz nach dem Resetpuls I für die vorausgehende Messung (mit
ausgeschaltetem Magnetfeld) und die Umwandlung 2 unmittelbar vor dem
Resetpuls II für die Dunkelmessung durchgeführt. Die Differenz
zwischen den Umwandlungen 1 und 2 gibt den in bezug auf das Offset
korrigierten Wert für die Intensität in Abwesenheit der Strahlung von
der Lampe. Analog gibt die Differenz zwischen den Umwandlungen 3 und
4 die Intensität der Lampe zusätzlich zu dem Dunkelstrom und der
Emission des Ofens bei der vollen Magnetfeldstärke. Die Differenz
zwischen den Umwandlungen 5 und 6 entspricht dem Dunkelstrom und der
Intensität der Emissionen des Ofens einen halben Zyklus nach den
Umwandlungen 1 und 2. Schließlich ist die Differenz zwischen den
Umwandlungen 7 und 8 proportional der Lampenintensität zusätzlich zu
dem Dunkelstrom und der Emission des Ofens bei abgeschaltetem
Magnetfeld. Für jeden Meßzyklus (j = 1 bis n, worin n die Zahl der
Zyklen bezeichnet) wird die Nettointensität der Lampe in Gegenwart
und in Abwesenheit des Magnetfeldes berechnet durch Subtrahieren der
Summe der beiden Werte für den Dunkelzustand, die den jeweiligen
Meßzeitraum zeitlich einfassen, von dem entsprechenden Wert bei
eingeschalteter Lampe. Für den in Fig. 7 dargestellten Zyklus ergeben
sich demnach die folgenden beiden Intensitätsmessungen:
I(j)(Magnetfeld EIN) = (AD4(j)-AD3(j))-(AD2(j)-AD1(j))-(AD6(j)-AD5(j))
I(j)(Magnetfeld AUS) = (AD8(j)-AD7(j))-(AD6(j)-AD5(j))-(AD2(j+1)-AD(j+1)).
Diese Meßweise betrifft die Standardsituation und der zeitliche
Ablauf ist für jede Lampe und bis zu vier Lampen und für jeden
Meßkanal und bis zu acht Meßkanälen identisch.
Sofern eine Überlappung von Spektrallinien vorliegt, wird der
Zeitablauf für die Lampen und die Meßkanäle so geändert, daß die
einzelnen Lampenintensitäten unabhängig voneinander gemessen werden
können. Der in den Fig. 8 und 9 dargestellte Zeitablauf kann etwa
angewandt werden, wenn sich z. B. eine Überlappung der
Arsenspektrallinie 228,812 nm mit der Cadmiumresonanzlinie mit der
Wellenlänge 228,802 nm ergibt. Auf dieses Beispiel soll später noch
anhand der Fig. 16 näher eingegangen werden. Der zeitliche Ablauf des
Magnetfeldes ist bei beiden Fig. (Spuren a und e) gleich. Wie
bereits erläutert werden die beiden Lampen getrennt eingeschaltet,
wobei jede Lampe während einer Hälfte jeder Phase eingeschaltet wird,
in der das Magnetfeld konstant ist. Die Dunkelmessungen sind für
beide Kanäle dieselben. Wie aus den Spuren d und h hervorgeht, sind
neben den Resetpulsen I bis IV, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind,
zusätzliche Resetimpulse vorgesehen, so daß die Differenzen zwischen
den A/D-Umwandlungen 3 und 4 und 7 und 8 für die beiden Kanäle den
Intensitäten der interessierenden jeweiligen Lampen entsprechen. Da
die Zeitintervalle für die Messung mit eingeschalteter Lampe in ihrer
Länge verringert sind, werden die gemessenen Werte vor der Korrektur
für Dunkelstrom und Ofenemission entsprechend angepaßt. Analog zu den
Ausführungen in bezug auf Fig. 7 ergeben sich als die korrigierten
Meßsignale die folgenden Intensitäten:
I(j)(Magnetfeld EIN) = (AD4(j)-AD3(j))·2-(AD2(j)-AD1(j))-(AD6(j)-AD5(j))
I(j)(Magnetfeld AUS) = (AD8(j)-AD7(j))·2-(AD6(j)-AD5(j))-(AD2(j+1)-AD1(j+1)).
Auf ähnliche Weise ergeben sich aus den Meßsignalen bei dem
pulsweisen getrennten Betrieb von vier Lampen, wie er anhand der Fig.
10 bis 13 erläutert wurde, die entsprechenden korrigierten Meßsignale
und entsprechenden Intensitäten.
Wird eine Meßweise mit Mehrfach-Abtastung wie in Fig. 14
durchgeführt, so ergeben sich die folgenden Nettolampenintensitäten
zu:
I(j)(Magnetfeld EIN) =
(AD4(j)-AD3(j))+AD6(j)-AD5(j))+(AD8(j)-AD7(j))+(AD10(j) -AD9(j))-(AD2(j)-AD1(j))-(AD12(j)-AD11(j))
(AD4(j)-AD3(j))+AD6(j)-AD5(j))+(AD8(j)-AD7(j))+(AD10(j) -AD9(j))-(AD2(j)-AD1(j))-(AD12(j)-AD11(j))
I(j)(Magnetfeld AUS) =
(AD14(j)-AD13(j))+(AD16j)-AD15(j))+(AD18(j)-AD17(j)) +(AD20(j)AD19(j))-(AD12(j)AD11(j))-AD2(j+1)-AD1(j+1)).
(AD14(j)-AD13(j))+(AD16j)-AD15(j))+(AD18(j)-AD17(j)) +(AD20(j)AD19(j))-(AD12(j)AD11(j))-AD2(j+1)-AD1(j+1)).
Anhand der Fig. 16 wird das Meßverfahren nochmals erläutert, wenn
zwei sich überlappende Spektrallinien vorkommen, was bei der
gleichzeitigen Bestimmung der Elemente As und Cd nebeneinander der
Fall ist. Für die Arsen-Bestimmung bedeutet diese Elementkombination
keine besondere Erschwernis, sie kann problemlos bei 193,7 nm
erfolgen. Anders ist dagegen die Situation bei Cadmium, das bei der
Cd-Spektrallinie 228,802 nm (Resonanzlinie des Cd-Spektrums) gemessen
wird. Diese Cd-Linie wird sehr stark überlappt von einer anderen
Linie des As-Spektrums bei 228,812 nm, die von den in der Probe
vorhandenen As-Atomen fast nicht absorbiert wird. Die beiden
Spektrallinien sind spektral so eng benachbart (Δ λ nur 0,01 nm),
daß sie für die Zwecke der Atomabsorption nicht mehr zu trennen sind.
Ein Spektralapparat, der die beiden Linien ausreichend trennen würde,
hätte notwendigerweise einen so geringen Lichtleitwert, daß eine
vernünftige Atomabsorptionsanalytik nicht mehr möglich wäre. Fig. 16
zeigt sechs Abb. 16a bis 16f, wobei die Abb. 16a, 16c
und 16e die Messungen an dem Kanal CH1 für die Arsenlinie 193, 7 nm
und die Abb. 16b, 16d, 16f die Messungen an dem Kanal CH2 für
die Cadmiumlinie 228,802 nm zeigen. Alle Abbildungen zeigen die
Absorbanz gegen die Zeit. Abb. 16a und 16b zeigen die
gleichzeitige Messung auf den beiden Kanälen, wobei jedoch die Lampe
für das Element Arsen abgedeckt ist. Die Abb. 16c und 16d
zeigen ebenfalls die gleichzeitige Messung auf den beiden Kanälen 1
und 2, wobei sowohl die Lampe für das Element Arsen wie die Lampe für
das Element Cadmium gleichzeitig einstrahlen. Die Abb. 16e und
16f zeigen eine Messung bei der, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist,
die Lampen für Arsen und für Cadmium zeitlich getrennt voneinander
gepulst werden.
Da in Abb. 16A die As-Lampe ausgeschaltet ist, zeigt die
Darstellung lediglich das Dunkelrauschen dieses Meßkanals
(Detektorrauschen, Verstärkerrauschen). Die Meßkurve 16b stellt
dagegen den zeitlichen Verlauf der optischen Absorbanz dar, die die
Cadmiumspektrallinie durch die Cadmiumatome erfährt, die während der
Atomisierungsphase im Strahlengang vorhanden sind.
Schaltet man nun entsprechend den Abb. 16c und 16d die As-Lampe
neben der Cadmiumlampe ein und versucht damit die Elemente As und Cd
nebeneinander zu bestimmen, so ergibt sich für die Absorbanz für As
entsprechend Abb. 16c das gleiche Aussehen wie bei einer
isolierten As-Bestimmung. Dagegen ändert sich die Meßkurve für
Cadmium, bei der sich jetzt bei der gleichen Probe wesentlich
geringere Werte für die Absorbanz ergeben. Ursache dafür ist die
spektrale Überlappung der Cd-Linie 228,802 nm durch die As-Linie
228,812 nm, die von dem Detektor gleichzeitig erfaßt wird.
In den Abb. 16e und 16f sind sodann die Absorbanzkurven
dargestellt, die sich ergeben, wenn die As-Lampe und die Cd-Lampe
voneinander getrennt betrieben werden. Hier zeigt sich in der
Abb. 16f für Cadmium wieder derselbe Absorbanzverlauf wie in
Abb. 16b, d. h. so als wenn das Element Cadmium allein bestimmt
wird.
Claims (28)
1. Multielement-Atomabsorptionsspektrometer (1) mit wenigstens zwei
jeweils Linien wenigstens eines zu untersuchenden Elementes
emittierenden Lampen (20, 21; 30, 31) einen die zu untersuchende
Probe in den atomisierten Zustand aufheizender Ofen (5), wenigstens
einem optischen Dispersionselement (9) mit einem diesem
vorgeschalteten Eintrittsspalt (41, 42) Detektorelementen (55), sowie
Einrichtungen (4; 43, 47) zum Leiten der von den Lampen kommenden
Strahlung durch den Ofen, durch den Eintrittsspalt und das
Dispersionselement zu den Detektorelementen sowie Meßeinrichtungen
(10, 11; 56), dadurch gekennzeichnet, daß auswechselbare optische
Reflexionseinrichtungen (27, 38, 39) vorgesehen sind, die wahlweise
derart in den Strahlengang der Lampen einbringbar sind, daß die
Strahlung einer, zweier oder mehrerer Lampen gleichzeitig durch den
Ofen leitbar ist, daß das Dispersionselement zum Erzeugen eines
zweidimensionalen Dispersionsspektrums ein Echelle-Gitter (46) sowie
ein Dispersionsprisma (44) umfaßt, und daß die Detektorelemente durch
in einer Fläche angeordnete Halbleiter-Fotodioden gebildet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Elektromagnet zur Erzeugung eines Magnetfeldes (8) in dem Ofen (5)
vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zum wahlweisen Einkoppeln der Strahlung von einer, zwei oder vier
Lampen (20, 21; 30, 31) ein Winkelprisma (39), Dachkantprisma (38)
bzw. Vierkantprisma (27) vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Prismen auf einer gemeinsamen, gegenüber den Lampen verstellbaren
Halterung (33) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lampen an einer um eine Drehachse (22)
drehbaren Halterung (2) gehaltert sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sätze von jeweils bis zu vier,
jeweils an einer gemeinsamen Halterung (2) gehalterten Lampen
vorgesehen sind, und daß Einrichtungen (2, 3) zum auswechselbaren
Verstellen jeweils eines Satzes von Lampen in eine Betriebsstellung
vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils Lampen mit jeweils einer mit einer Lampe
verbundenen, das oder die in einer Lampe enthaltene(n) Element(e)
angebenden Kodierung vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem Detektorelement (55) in Abhängigkeit von
seiner Lage in der zweidimensionalen Halbleiter-Fotodiodenanordnung
(54) eine vorbestimmte Wellenlänge (A₁, A₂, A₃; B₁, B₂, B₃) aus einer
vorbestimmten Ordnung zugeordnet ist und daß in Abhängigkeit von den
zu erwartenden relativen Unterschieden in den Intensitäten bzw.
Absorptionsempfindlichkeiten dieser Wellenlängen die Größen der den
Halbleiter-Fotodioden zugeordneten Ladekapazitäten entsprechend in
einem Variationsbereich von etwa 1 : 10 gewählt werden derart, daß die
niedrigste Intensität bzw. Atomabsorptionsempfindlichkeit in etwa der
niedrigsten Kapazität und die höchste Intensität bzw.
Atomabsorptionsempfindlichkeit in etwa der höchsten Kapazität
zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ladekapazitäten im Bereich von 1 bis 10 pF gewählt werden.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein die von dem Echelle-Gitter kommenden Strahlen
auf die zweidimensionale Halbleiter-Fotodiodenanordnung abbildender
Spiegel (47) vorgesehen ist und daß dieser Spiegel zur Verschiebung
der Abbildung einer vorbestimmten Spektrallinie auf den Bereich einer
vorbestimmten Halbleiter-Fotodiode um zwei zueinander gekreuzte
Achsen (57; 58) verdrehbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
Vorrichtungen (60, 61) zum automatischen Abtasten und Verstellen des
Winkels für eine Verdrehung des Spiegels (47) um jeweils eine der
Achsen (57, 58) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstellung des Spiegels über einen Computer (11) steuerbar ist, in
dem die Lage ausgewählter Spektrallinien auf der zweidimensionalen
Halbleiter-Fotodiodenanordnung (54) gespeichert oder berechenbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine gegenüber der Zahl der Halbleiter-Fotodioden
kleinere Zahl von parallelen Meßleitungen (CH1 bis CH8) vorgesehen
ist, die jeweils mit einem oder einem gemeinsamen Meßdatenspeicher
(111) in Verbindung stehen und daß eine elektronische
Schalteinrichtung (81 bis 88) zum Verbinden der Meßleitungen mit
jeweils einer ausgewählten Halbleiter-Fotodiode vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Mikroprozessor (111) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von
ausgewählten, zu messenden Elementen die elektronische
Schalteinrichtung (81 bis 88) derart steuert, daß die Meßleitungen
mit vorbestimmten Halbleiter-Fotodioden verbunden werden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zahl die Meßleitungen (CH1 bis CH2) 8 beträgt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Meßleitung (CH1 bis CH8) über einen
Verstärker (91 bis 98) und A/D-Wandler (101 bis 108) mit dem oder den
Meßdatenspeichern und/oder einem Mikroprozessor (111) verbunden sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstärker (91 bis 98) über den Mikroprozessor (111) digital in bezug
auf Offset und Verstärkung steuerbar sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder A/D-Wandler (101 bis 108) ein wenigstens 14 Bit umfassender
A/D-Wandler ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine Halbleiter-Fotodiode zur
Bestimmung der Temperatur des Ofens aus der empfangenen Strahlung
vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halbleiter-Fotodioden eine Breite von etwa
0,2 mm in Dispersionsrichtung aufweisen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß vor wenigstens einer der Halbleiter-Fotodioden
ein Schmalbandfilter (64) angeordnet ist.
22. Meßverfahren unter Verwendung eines Atomabsorptionsspektrometers
nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Probe zyklisch
während vorbestimmter Zeitabschnitte ein ansteigendes, sodann
konstant gehaltenes, abfallendes und anschließend konstant auf Null
gehaltenes Magnetfeld erzeugt wird, daß die Lampe oder Lampen
intermittierend derart betrieben werden, daß ihre Einschaltphasen im
wesentlichen jeweils in den Zeitabschnitten des konstanten oder
abgeschalteten Magnetfelds liegen, daß die Höhe des Eintrittsspalts
derart eingestellt wird, daß sich die Linien kurzer Wellenlängen in
den Ordnungen nicht überlappen, daß vor einer Messung festgestellt
wird, ob für die Messung der zu messenden Elemente vorhergesehene
Spektrallinien sich überlappen, und daß in Abhängigkeit davon ob
keine Überlappung oder eine Überlappung vorliegt, die Lampen während
der Zeitabschnitte des konstanten und des abgeschalteten Magnetfeldes
kontinuierlich oder zeitlich versetzt mit gegebenenfalls zeitlicher
Überlappung betrieben werden.
23. Meßverfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lampen bei Vorliegen einer Überlappung von Spektrallinien jeweils
einzelnen und zeitlich voneinander getrennt betrieben werden.
24. Meßverfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei jeder
Halbleiter-Fotodiode jeweils ein vorbestimmter Ladungsverstärker
zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem
oder den zu untersuchenden Elementen vorbestimmte
Halbleiter-Fotodioden in Meßbereitschaft geschaltet werden, daß in
einem Set-Up-Schritt bei eingeschalteten Lampen festgestellt wird, ob
und in welchem Maße jeder Ladungsverstärker durch Aufladung während
eines für den Betrieb jeder Lampen vorgesehen Zeitintervalls in den
Sättigungsbereich gelangt, und daß beim Überschreiten des
Sättigungsbereichs eines Ladungsverstärkers in Abhängigkeit von der
gemessenen Stärke der Aufladung die üblicherweise am Ende eines
Zeitintervalls einer Lampe erfolgende Abtastung und Messung an dem
Ladungsverstärker in mehrere Abtast- und Meßschritte mit
nachfolgender Rückstellung nach jeweils kürzeren Zeitabschnitten
derart unterteilt wird, daß während jedes Zeitabschnitts das
Erreichen des Sättigungsbereichs verhindert ist.
25. Meßverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zeitabschnitte zu 1/2 oder 1/4 der Länge der Zeitintervalle gewählt
werden.
26. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei jeder
Halbleiter-Fotodiode jeweils ein vorbestimmter Ladungsverstärker
zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zu Anfang und zu
Ende eines Zeitabschnittes innerhalb dessen sich das Magnetfeld
ändert, ein Reset-Signal auf jeden Ladungsverstärker der für die
Messung eines oder mehrerer Elemente ausgewählten
Halbleiter-Fotodioden gegeben wird, daß in jedem Zeitabschnitt mit
konstantem Magnetfeld an jedem Ladungsverstärker zu Beginn und am
Ende der Dauer der auf die zugeordnete Halbleiter-Fotodiode
treffenden Strahlung das jeweilige Ausgangssignal gemessen wird und
hieraus die Differenz gebildet wird, daß in dem diesem Zeitabschnitt
mit konstanten Magnetfeld vorausgehenden und nachfolgenden
Zeitabschnitt mit sich änderndem Magnetfeld jeweils das
Ausgangssignal des Ladungsverstärkers nach dem Reset-Signal am Anfang
und vor dem Reset-Signal am Ende jedes dieser Zeitabschnitte
gemessen, für jeden Zeitabschnitt die Differenz aus dem zeitlich
nachfolgenden und zeitlich vorauslaufenden Meßsignal gebildet wird,
und daß diese beiden Differenzwerte von dem Wert der Differenz der
Signale während der Strahlung subtrahiert werden und hierdurch ein
korrigiertes Meßsignal gebildet wird.
27. Meßverfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einer Messung, bei der das Ausgangssignal der Ladungsverstärker
während der Dauer der auf die zugeordneten Halbleiter-Fotodioden
treffenden Strahlung mehrmals gemessen und durch ein nachfolgendes
Reset-Signal jeweils zurückgestellt wird, jeweils zunächst die
Differenz der Ausgangssignale vor Eintreffen des nachfolgenden
Reset-Signals und des nach dem vorauslaufenden Reset-Signal
gemessenen Ausgangssignal gebildet wird, diese Differenzwerte addiert
werden und die Summe der Differenzwerte als der Wert der Differenz
der sich während der Strahlung ergebenden Signale gesetzt wird.
28. Meßverfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Messung, bei der aufgrund des pulsweisen Betriebs der
Lampen die Dauer der auf eine Halbleiter-Fotodiode treffenden
Strahlung lediglich einen Bruchteil 1: n des Zeitabschnittes eines
konstanten Magnetfeldes beträgt, der Wert der Differenz der Signale
während der Strahlung mit dem Faktor n multipliziert wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4413096A DE4413096B4 (de) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | Multielement-Atomabsorptionsspektrometer sowie Meßverfahren unter Nutzung eines solchen Atomabsorptionsspektrometers |
US08/404,017 US5594547A (en) | 1994-04-15 | 1995-03-14 | Multielement atomic absorption spectrometer and measurement method using such an atomic absorption spectrometer |
JP09109695A JP3654537B2 (ja) | 1994-04-15 | 1995-04-17 | 多元素の原子吸光スペクトロメータおよびこの原子吸光スペクトロメータを用いた測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4413096A DE4413096B4 (de) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | Multielement-Atomabsorptionsspektrometer sowie Meßverfahren unter Nutzung eines solchen Atomabsorptionsspektrometers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4413096A1 true DE4413096A1 (de) | 1995-10-19 |
DE4413096B4 DE4413096B4 (de) | 2004-09-09 |
Family
ID=6515531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4413096A Expired - Lifetime DE4413096B4 (de) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | Multielement-Atomabsorptionsspektrometer sowie Meßverfahren unter Nutzung eines solchen Atomabsorptionsspektrometers |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5594547A (de) |
JP (1) | JP3654537B2 (de) |
DE (1) | DE4413096B4 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19707645A1 (de) * | 1997-02-26 | 1998-08-27 | Leybold Ag | Verfahren zur Schichtdickenanalyse und stofflichen Konzentrationsbestimmung dünner Schichten |
EP0866961A1 (de) * | 1996-09-16 | 1998-09-30 | Varian Australia Pty. Ltd. | Verbessertes spektrophotometer |
DE10055905B4 (de) * | 2000-11-13 | 2004-05-13 | Gesellschaft zur Förderung angewandter Optik, Optoelektronik, Quantenelektronik und Spektroskopie e.V. | Verfahren zur Auswertung von Echelle-Spektren |
WO2020160922A1 (de) | 2019-02-07 | 2020-08-13 | Analytik Jena Ag | Atomabsorptionsspektrometer |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AUPO551197A0 (en) * | 1997-03-07 | 1997-03-27 | Varian Australia Pty Ltd | Spectroscopic analysis method and apparatus |
DE10297062B4 (de) * | 2001-08-10 | 2015-02-12 | Gbc Scientific Equipment Pty. Ltd. | Atomabsorptionsspektrometer |
AU2007231772B2 (en) * | 2001-08-10 | 2009-12-03 | Gbc Scientific Equipment Pty Ltd | Atomic Absorption Spectrometer |
DE10203439C2 (de) * | 2002-01-28 | 2003-12-18 | Ges Zur Foerderung Angewandter Optik Optoelektronik Quantenelektronik & Spektroskopie Ev | Vorrichtung zur Bestimmung von Element-Konzentrationen in Proben mittels hochauflösender Spektrometer |
ES2264899B1 (es) * | 2005-07-12 | 2008-01-01 | Centro De Investigacion De Rotacion Y Torque Aplicada, S.L. | Filtro para capturar emisiones contaminantes. |
JP2011060866A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Optorun Co Ltd | 多元素同時レートモニターシステム、多元素同時レートモニター方法、成膜装置及び成膜方法 |
CN111183342B (zh) * | 2017-11-30 | 2023-05-02 | 安捷伦科技有限公司 | 多色仪系统和方法 |
Citations (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2741691A (en) * | 1952-02-18 | 1956-04-10 | Socony Mobil Oil Co Inc | Radiant energy source for infrared spectroscopy and the like |
GB1181163A (en) * | 1966-06-06 | 1970-02-11 | Philips Electronic Associated | Multi-Channel Absorption Spectrometer |
US4049353A (en) * | 1976-08-11 | 1977-09-20 | Spectrametrics, Incorporated | Spectrometric system and cassette |
US4253765A (en) * | 1978-02-22 | 1981-03-03 | Hitachi, Ltd. | Multi-wavelength spectrophotometer |
DE3419800A1 (de) * | 1983-06-06 | 1984-12-06 | N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven | Atomabsorptionsspektrophotometer |
DE3608468A1 (de) * | 1986-03-14 | 1987-09-17 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Lichtquellenoptik fuer ein spektrometer zur multielementanalyse |
DE3817739A1 (de) * | 1987-05-25 | 1988-12-08 | Hitachi Ltd | Atomabsorptionsspektrophotometer |
DE3906930A1 (de) * | 1988-03-04 | 1989-09-07 | Hitachi Ltd | Atomabsorptionsspektrometer und analyseverfahren dafuer |
EP0332211A2 (de) * | 1988-03-11 | 1989-09-13 | Becker-Ross, Helmut, Dr. | Echelle-Spektrometer zur Untersuchung hochaufgelöster Teilspektren eines Echelle-Spektrums |
DE3811922A1 (de) * | 1988-04-09 | 1989-10-19 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Atomemissions-spektrometer |
DE3811923A1 (de) * | 1988-04-09 | 1989-10-19 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Atomemissions-spektrometer mit untergrundkompensation |
DE3811446A1 (de) * | 1988-04-06 | 1989-10-19 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Einrichtung zur erzeugung eines magnetfeldes in einem atomabsorptions-spektrometer |
DE3902390A1 (de) * | 1988-04-08 | 1989-10-19 | Jenoptik Jena Gmbh | Anordnung zur simultanen multielementanalyse fuer atomabsorptionsspektrometer |
EP0355174A1 (de) * | 1988-08-17 | 1990-02-28 | Hewlett-Packard GmbH | Spektrometer mit Fotodiodenanordnung |
DE4021159A1 (de) * | 1989-07-03 | 1991-01-17 | Akad Wissenschaften Ddr | Anordnung zur simultanen messung mehrerer elemente in der atomabsorptionsspektrometrie |
EP0411481A2 (de) * | 1989-08-02 | 1991-02-06 | Hitachi, Ltd. | Atomabsorptionsspektrophotometer |
DE3538780C2 (de) * | 1985-10-31 | 1991-03-07 | Bodenseewerk Perkin-Elmer Gmbh, 7770 Ueberlingen, De | |
EP0423736A2 (de) * | 1989-10-18 | 1991-04-24 | Hitachi, Ltd. | Atomabsorptions-Spektralphotometer zum gleichzeitigen Nachweis mehrerer Elemente und Verfahren zum gleichzeitigen Nachweis mehrerer Elemente |
US5018856A (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Continuum source atomic absorption spectrometry |
US5116123A (en) * | 1989-05-20 | 1992-05-26 | Hewlett-Packard Company | Method for operating a photodiode array spectrometer and photodiode array spectrometer |
DE4130941A1 (de) * | 1991-09-14 | 1993-04-01 | Lange Gmbh Dr Bruno | Verfahren und vorrichtung zur aussteuerung des dynamikbereiches eines multiphotodioden-sensors |
US5235402A (en) * | 1990-11-21 | 1993-08-10 | U.S. Philips Corp. | Spectrometer |
DE4335592A1 (de) * | 1992-11-05 | 1994-05-11 | Gbc Scient Equip Pty Ltd | Spektrometer |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2165106C2 (de) * | 1971-01-05 | 1984-02-09 | Varian Techtron Proprietary Ltd., North Springvale, Victoria | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Atomspektren |
US4300833A (en) * | 1979-10-26 | 1981-11-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Method for background corrected simultaneous multielement atomic absorption analysis |
JPS6338139A (ja) * | 1986-08-04 | 1988-02-18 | Shimadzu Corp | 原子吸光分析装置 |
DE3809213A1 (de) * | 1988-03-18 | 1989-10-05 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Atomabsorptions-spektrometer |
US5135305A (en) * | 1991-03-01 | 1992-08-04 | Thermo Jarrell Ash Corporation | Spectroanalytical system |
US5412468A (en) * | 1993-03-09 | 1995-05-02 | The Perkin-Elmer Corporation | Grouping of spectral bands for data acquisition in a spectrophotometer |
-
1994
- 1994-04-15 DE DE4413096A patent/DE4413096B4/de not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-14 US US08/404,017 patent/US5594547A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-17 JP JP09109695A patent/JP3654537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2741691A (en) * | 1952-02-18 | 1956-04-10 | Socony Mobil Oil Co Inc | Radiant energy source for infrared spectroscopy and the like |
GB1181163A (en) * | 1966-06-06 | 1970-02-11 | Philips Electronic Associated | Multi-Channel Absorption Spectrometer |
US4049353A (en) * | 1976-08-11 | 1977-09-20 | Spectrametrics, Incorporated | Spectrometric system and cassette |
US4253765A (en) * | 1978-02-22 | 1981-03-03 | Hitachi, Ltd. | Multi-wavelength spectrophotometer |
DE3419800A1 (de) * | 1983-06-06 | 1984-12-06 | N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven | Atomabsorptionsspektrophotometer |
DE3538780C2 (de) * | 1985-10-31 | 1991-03-07 | Bodenseewerk Perkin-Elmer Gmbh, 7770 Ueberlingen, De | |
DE3608468A1 (de) * | 1986-03-14 | 1987-09-17 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Lichtquellenoptik fuer ein spektrometer zur multielementanalyse |
DE3817739A1 (de) * | 1987-05-25 | 1988-12-08 | Hitachi Ltd | Atomabsorptionsspektrophotometer |
DE3906930A1 (de) * | 1988-03-04 | 1989-09-07 | Hitachi Ltd | Atomabsorptionsspektrometer und analyseverfahren dafuer |
EP0332211A2 (de) * | 1988-03-11 | 1989-09-13 | Becker-Ross, Helmut, Dr. | Echelle-Spektrometer zur Untersuchung hochaufgelöster Teilspektren eines Echelle-Spektrums |
DE3811446A1 (de) * | 1988-04-06 | 1989-10-19 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Einrichtung zur erzeugung eines magnetfeldes in einem atomabsorptions-spektrometer |
DE3902390A1 (de) * | 1988-04-08 | 1989-10-19 | Jenoptik Jena Gmbh | Anordnung zur simultanen multielementanalyse fuer atomabsorptionsspektrometer |
DE3811923A1 (de) * | 1988-04-09 | 1989-10-19 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Atomemissions-spektrometer mit untergrundkompensation |
DE3811922A1 (de) * | 1988-04-09 | 1989-10-19 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Atomemissions-spektrometer |
EP0355174A1 (de) * | 1988-08-17 | 1990-02-28 | Hewlett-Packard GmbH | Spektrometer mit Fotodiodenanordnung |
US5116123A (en) * | 1989-05-20 | 1992-05-26 | Hewlett-Packard Company | Method for operating a photodiode array spectrometer and photodiode array spectrometer |
DE4021159A1 (de) * | 1989-07-03 | 1991-01-17 | Akad Wissenschaften Ddr | Anordnung zur simultanen messung mehrerer elemente in der atomabsorptionsspektrometrie |
EP0411481A2 (de) * | 1989-08-02 | 1991-02-06 | Hitachi, Ltd. | Atomabsorptionsspektrophotometer |
EP0423736A2 (de) * | 1989-10-18 | 1991-04-24 | Hitachi, Ltd. | Atomabsorptions-Spektralphotometer zum gleichzeitigen Nachweis mehrerer Elemente und Verfahren zum gleichzeitigen Nachweis mehrerer Elemente |
US5018856A (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Continuum source atomic absorption spectrometry |
US5235402A (en) * | 1990-11-21 | 1993-08-10 | U.S. Philips Corp. | Spectrometer |
DE4130941A1 (de) * | 1991-09-14 | 1993-04-01 | Lange Gmbh Dr Bruno | Verfahren und vorrichtung zur aussteuerung des dynamikbereiches eines multiphotodioden-sensors |
DE4335592A1 (de) * | 1992-11-05 | 1994-05-11 | Gbc Scient Equip Pty Ltd | Spektrometer |
GB2272286A (en) * | 1992-11-05 | 1994-05-11 | Gbc Scient Equip Pty Ltd | Atomic absorption spectrometer using zeeman background correction |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1-295135 A., P-1006,Febr.14,1990,Vol.14,No. 78 * |
58-10633 A., P- 189,April 6,1983,Vol. 7,No. 82 * |
JP Patents Abstracts of Japan: 3-63549 A., P-1211,June 5,1991,Vol.15,No.220 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0866961A1 (de) * | 1996-09-16 | 1998-09-30 | Varian Australia Pty. Ltd. | Verbessertes spektrophotometer |
EP0866961B1 (de) * | 1996-09-16 | 2008-11-19 | Varian Australia Pty. Ltd. | Verbessertes spektrophotometer |
DE19707645A1 (de) * | 1997-02-26 | 1998-08-27 | Leybold Ag | Verfahren zur Schichtdickenanalyse und stofflichen Konzentrationsbestimmung dünner Schichten |
DE10055905B4 (de) * | 2000-11-13 | 2004-05-13 | Gesellschaft zur Förderung angewandter Optik, Optoelektronik, Quantenelektronik und Spektroskopie e.V. | Verfahren zur Auswertung von Echelle-Spektren |
US7319519B2 (en) | 2000-11-13 | 2008-01-15 | Gesellschaft zur Förderung angewandter Optik, Optoelektronik, Quantenelektronik und Spektroskopie e.V. | Method for the analysis of echelle spectra |
WO2020160922A1 (de) | 2019-02-07 | 2020-08-13 | Analytik Jena Ag | Atomabsorptionsspektrometer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5594547A (en) | 1997-01-14 |
JP3654537B2 (ja) | 2005-06-02 |
JPH07301560A (ja) | 1995-11-14 |
DE4413096B4 (de) | 2004-09-09 |
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