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Spektrallinienphotometer Die Erfindung bezieht sich auf Spektrallinienphotometer
zur quantitativen Spektralanalyse. Es ist' bekannt, zur qualitativen und quantitativen
Spektralanalyse Photometer, die lichtelektrische Zellen und damit verbundene in
der Meßtechnik gebräuchliche Anzeigeinstrumente enthalten, in der Weise zu benutzen,
daß Spektrallinienaufnahmen miteinander verglichen werden. Bei der qualitativen
Analyse kann dies beispielsweise so geschehen, daß die Spektrallinien eines bekannten
Mutterelementes und des zu untersuchenden fremden Elementes untereinander abgebildet,
gleichzeitig durchleuchtet und derartig auf ein Differentialphotoelement geworden
werden, daß sich die Spektrallinien des Mutterelementes mit den gleichen des fremden
Elementes kompensieren und nur die zusätzlichen Spektrallinien zur Anzeige kommen.
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Die quantitative Spektral analyse erfolgt in der Regel so, daß man
zur Ermittlung des Prozentgehaltes eines bestimmten Legierungsbestandteiles der
zu untersuchenden Legierung in der Spektralaufnahme dieser Legierung nacheinander
die Lichtdurchlässigkeiten einer von dem Legierungsbestandteil herrührenden Spektrallinie
und einer Spektrallinie des tirundmetalles mißt. Die gleichen Messungen müssen in
der Spektralaufnahme einer bekannen Legierung vorgenommen werden.
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Aus den Meßwerten werden Rechnungsgrößen ermittelt, die dann auf graphischem
Wege zur Feststellung des Prozentgehaltes des Legierungsbestandteiles ausgewertet
werden.
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Dieses Verfahren ist durch die Notwendigkeit der Ermittlung einer
Rechnungsgröße aus den einzelnen nacheinander zu gewinnenden Meßwerten sehr umständlich
und zeitraubend. Es erfordert zudem eine besondere Lichtquelle mit genau konstanter
Intensität.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile bei einem Spektrallinienphotometer
für quantitative Analyse, bei dem die Intensitäten der von den untersuchten Spektrallinien
einer Spektralaufnahme durchgelassenen Lichtes zur Anzeige gebracht werden, dadurch,
daß die von zwei zu vergleichenden Spektrallinien dureligelassenen Lichtstrahlen
einer gemeinsamen heliebigen Lichtquelle mittels einer entsprechend den abständen
der zu untersuchenden Spektrallinien ausgebildeten und verstellbaren Optik getrennt
voneinander gleichzeitig zwei Anzeigegeräten, z. B. durch lichtelektrische Zellen
betätigten Spiegelgalvanometern, die eine gemeinsame Anzeigemarke nach verschiedenen
Koordinaten nach )Niaßgabe der Lichtintensitäten verstellen, zugeführt
werden.
Auf diese Weise ist es möglich, die erwähnte Rechnungsgröße, die bisher aus den
gemeinsamen Einzelwerten rechnerisch ermittelt werden mußte, unmittelbar zur Anzeige
zu bringen, und zwar mit Hilfe einer Anzeigetafel o.dgl. mit entsprechenden Kurven,
deren Isoordinaten mit den Einstellkoordinaten der Anzeigemarke übereinstimmen.
Bei der Rechnungsgröße handelt es sich in der Regel um den Logarithmus des Quotienten
der Intensitäten des von den untersuchte Spektrallinien durchgelassenen Lichtes.
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Die Logarithmen des Quotienten der Intensitäten werden in dem Koordinatensystem
durch strahlenförmig vom Nullpunkt des Koordinatensystems ausgehende gerade Linien
dargestellt.
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Für die praktische Verwirklichung der Erfindung gibt es verschiedene
Möglichkeiten.
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Besonders einfach gestaltet sich der Aufbau des Gerätes bei der an
sich bekannten Verwendung von Spiegelgalvanometern als Anzeigemittel, bei welchen
die Drehspiegel der Galvanometer zueinander und zu der den Anzeigelichtstrahl erzeugenden
Lichtquelle der art angeordnet sind, daß der Lichtstrahl nacheinander von den beiden
Drehspielgeln in rechtwinklig zueinander liegenden Ebenen reflektiert wird.
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Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen des Spektrallinienphotometers
mit einer zur Anzeige geeigneten Kurventafel.
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Abb. I zeigt ein Photometer in schematischer Darstellung; Abb. 2
zeigt eine Ausführung eines Photometers im Schnitt; Abb. 3 zeigt das gleiche Gerät
in Aufsicht; Abb. 4 zeigt das Gerät im Schnitt nach Linie a-b; Abb. 5 zeigt eine
zur Anzeige benutzbare Kurventafel.
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Bei der in Abb. 1 gezeigten Darstellung werden zwei auf einer Spektrallinienaufnahme
I befindliche Spektrallinien 2, 3 von einer in einer Beleuchtungseinrichtung 4 befindlichen
Lichtquelle 5 durchleuchtet. Die schematisch dargestellte Projektionseinrichtung
6 führt das Licht der beiden Spektrallinien gleichzeitig getrennt voneinander zwei
Photozellen 7, 8 zu, mit denen Spiegelgalvanometer 9, 10 verbunden sind. Eine aus
der Beleuchtungseinrichtung 11 projizierte Anzeigelichtmarke 12 wird durch die Drehspiegel
13, 14 der Galvanometer entsprechend der Intensität des von den Spektrallinien durch
gelassenen Lichtes so in beide Koordinatenrichtungen der Anzeigetafel 15 gelenkt,
daß si. den Logarithmus des Quotienten der In-Intensitäten beider Spektrallinien
auf der Tafel 15 mit den Kurven I6 anzeigt.
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In Abb. 2 ist ein Spektrallinienphotometer dargestellt, bei dem das
Licht einer Lichtquelle zur Durchleuchtung der Spektrallinienaufnahme, zur Projektion
der Anzeigelichtmarke und zur Erhellung der Anzeigetafel benutzt wird. In dem Gehäuse
17 befindet sich eine Lichtquelle 18, die über Linsen und Spiegel 19, 20, 21 die
Spektrallinienaufnahme 22 durchleuchtet und über die Linsen 23, 24 und Spiegel 25
die Photozellen 26. 27 be einflußt. Die zwischen der Aufnahme und der lichtempfindlichen
Zelle befindlichen Linsen 23, 24 sind dem Abstand zu unter suchenden Spektrallinien
entsprechend gegenseitig verstellbar und so gestaltet, daß die optischen Achsen
der Linsen auch bei geringem Abstand der Spektrallinien über dieselben einstellbar
sind. Von den Photozellen werden die Spiegelgalvanometer 28, 29 gesteuert, die <las
Licht für eine Anzeigelichtmarke 30 von der Lichtquelle 18 über die Linsen 3I, 37.
38 und Spiegel 39 empfangen. Die Spiegel 33.
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34, 35 erleuchten von der Lichtquelle 18 aus durch eine Grünscheibe
36 eine in der Vorderwand des Gerätes angeordnete durchscheinende Anzeigetafel 37.
Abb. 5 zeigt eine für das Photometer verwendete Anzeigetafel.
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Die Koordinaten kennzeichnen die Intensitäten des von einer Spektrallinie
des Grunalmetalles und einer Spektrallinie des Zusatzmetalles durchgelassenen Lichtes,
während die Kurven die Logarithmen der Quotienten der Intensitäten versinnbildlichen.
In der Tafel ist die von dem Photometer kommende Anzeigelichtmarke eingezeichnet.