DE613186C - Einrichtung zur Funkenspektralanalyse - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Funkenspektralanalyse Dem Patent 589 653 sowie dem Zusatzpatent 613 185 liegen bestimmte Gesichtspunkte zugrunde, die bei der Vornahme von quantitativen Spektralanalysen unter Benutzung von Funkenstrecken beachtet werden müssen. Insbesondere ist hierbei die Temperatur des an den Elektroden entstehenden Dampfes auf konstanter Höhe zu halten, denn von dieser ist in erster Linie der spektrale Charakter des emittierten Lichtes abhängig.
• Es ist auch in den genannten Patenten die Notwendigkeit betont, nach eingetretener Entladung die "Energie den Elektroden zu entziehen, damit diese durch Überlastung nicht zu heiß werden und dann den Entladungsvorgang unkontrollierbar beeinflussen.
• Als Mittel, eine solche Überlastung zu verhindern, wurde einerseits erkannt, daß eine zu schnelle Funkenfolge vermieden werden und daher eine Steuerung der Entladung durch elektrische oder mechanische Mittel erfolgen muß, und dann, namentlich b6i An=-wendung größerer Energiemengen, daß eine nur kurzzeitige Belastung der Elektroden mit der Entladungsenergie eintritt, beispielsweise durch Ankoppelung eines Sekundärkreises, in den die Hochfrequenzschwingungen übertreten und vernichtet werden. Die richtige Anwendung eines solchen Sekundärkreises ist-insofern nicht ganz einfach, als die beste Einstellung von dem Zustand der Elektroden in erheblichem Maße abhängt. Daher ist ein Nachstellen während des Betriebes oft nicht zu vermeiden.- Andererseits darf die Energie in Funken nicht unter eine untere Grenze herabgesetzt werden, weil sonst der spektrale Charakter, -der erforderlich ist, nicht erzielt werden kann. Läßt man aber die bei der Entladung entstehenden Hochfrequenzschwingungen ohne äußere Einwirkung ablaufen, so findet eine sehr erhebliche Erwärmung au den Elektroden statt, ganz abgesehen .davon, daß, wie in den genannten- Patentschriften schon ausgeführt, der Anfang der Hochfrequenzschwingungen einen.anderen spektralen Charakter hat wie der Schluß.
• Es hat sich nun ergeben, daß man durch Einschaltung von Dämpfungen in den Hochfreqüenzschwingungskreis die Wirkung des Sekundärkreises in sehr vollkommenem Maße ersetzen kann, wenn man berücksichtigt, daß eine solche Dämpfung nicht irgendeine beliebige Größe haben darf, sondern innerhalb ganz bestimmter Grenzen liegen muß. Am übersichtlichsten-ist es, wenn man von der erweiterten Thomsonschen Schwingungsgleichung ausgeht die bekanntlich lautet worin C- Kapazität L _--_ Induktivität R - Widerstand Wird in dieser Schwingungsgleichung so werden die Schwingungen gleich Null, d. h- man hat eine einmalige Entladung ohne sich anschließende Hochfrequenzschwingungen. Macht man den Widerstand wesentlich größer, als nach dieser Formel zu berechnen ist, so erhält man eine Entladung wesentlich längerer Dauer, die aber durch geringere Lichtstärke und Temperatur infolge Rückganges des Spitzenwertes der Stromstärke ausgezeichnet ist. Man würde also dadurch die gestellte Aufgabe nicht lösen können, beispielsweise Spektren mit betonter Funkencharakteristik herzustellen, denn hierzu sind hohe Temperaturen unbedingt erforderlich. Macht man umgekehrt den Widerstand kleiner, als nach dieser Formel berechnet wird, so bekommt man zwar eine stark gedämpfte Hochfrequenzentladung, die aber immer noch dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einer Folge von Entladungen besteht, deren spektraler Charakter von der Temperatur und anderen Zufälligkeiten abhängt. Es wird daher empfohlen, mit einem Widerstand zu arbeiten, der nur etwas .größer ist als der nach obiger Formel berechnete, um eine gewisse Sicherung zu haben, ohne jedoch durch zu starke Erhöhung des Widerstandes die Temperatur der Entladung unnötig herabzusetzen.
• Die Einschaltung des Widerstandes kann beispielsweise so erfolgen, wie es in der beiliegenden Abb. I dargestellt ist. Der speisende Wechselstrom tritt in die Unterspannungswicklung Tu des Hochspannungstransformators T ein und speist aus der Oberspannungswicklung To die Kapazität C über die Induktivität L. Durch den synchron rotierenden Unterbrecher U, angetrieben von dem Motor M, wird die Phasenlage und die Zahl der Entladungen pro Wechsel eindeutig festgelegt. Mit F sind die Untersuchungselektroden bezeichnet; der Widerstand W hat die Größe von etwa Es ist selbstverständlich, daß man an Stelle des Synchronunterbrechers U auch andere elektrische oder sonstige Apparate schalten kann, die die Entladungszahl und Phasenlage regulieren.
• Die verschiedenen Arten der Entladungen werden durch die Abb.2 bis q. dargestellt. Bei normaler geringer Dämpfung haben die Schwingungen einen Verlauf, wie es die Abb. 2 zeigt. Nach einigen von den äußeren Bedingungen abhängigen Hinundhergängen erlischt der Funkenübergang. Bei Einschaltung des Widerstandes in der Größe der aperiodischen Grenzen (Abb. 3) findet lediglich ein einziger Entladungsvorgang statt ohne jede Schwingung. Dabei ist die Spitzenstromstärke nicht wesentlich unter der bei normaler Hochfrequenzentladung. Wird schließlich der Widerstand kleiner gemacht, als die obige Formel angibt, so treten stark gedämpfte Schwingungen auf, wie sie etwa Abb. q. zeigt.
• Ein besonderer Vorteil der Entladung nach Abb. 3 ist noch der, daß nur eine Elektrode bei jeder Entladung Anode bzw. Kathode ist und daß man daher bei geeigneter Einstellung des Unterbrechers U es leicht erreichen kann, daß für alle Aufnahmen stets nur die eine Elektrode. Kathode, die andere Anode ist. Dies spielt namentlich dann eine wesentliche Rolle, wenn beide Elektroden aus verschiedenem Material bestehen, von denen nur das eine zur Untersuchung gelangen soll:

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: _-Einrichtung für spekträlanalytische Zwecke zur Ausübung des Verfahrens nach dem Patent 58j 653, dadurch gekennzeichnet, daß in den Entladungskreis ein besonderer Dämpfungswiderstand eingeschaltet ist, dessen ungefähre Größe durch die Beziehung gegeben ist.