-
Vorrichtung zur Auswertung von Spektren in der Spektralanalyse Während
die Spektralanalyse friiher fast nur für wissenschaftliche Untersuchungen verwendet
wurde, hat sie in den letzten zehn bis zwanzig Jahren in stets steigendem Maße Eingang
auch in technische UTntersuchungslaboratorien gefunden. Es hat sich gezeigt, daß
es durch Spektralanalyse möglich ist, insbesondere die qualitative Zusammensetzung
von Chemikalien, Legierungen oder anderen technisch verwerteten Stoffen mit erheblich
größerer Empfindlichkeit und wesentlich ,schneller äls mit den bisher üblichen chemischen
r~'ntersuchnngsmethoden zu bestimmen.
-
Die Analyse wird in der Weise durchgeführt, daß man das Spektrum
des zu unter suchenden Stoffes mit Hilfe eines Spektographen auf eine photographische
Platte aufnimmt und dieses dann mit Spektren reiner Stoffe vergleicht. Dabei ist
es notwendig, die Spektren genau zueinander auszurichten. Um dies zu erleichtern,
nimmt man neben dem Spektrum des zu untersuchenden Stoffes das Spektrum eines reinen
Elements, z. 13. von Eisen, auf und bringt danu die Eisenlinien zur Deckung mit
den entsprechenden I,inien des Eisenspektrums, das auf den die Vergleichsspektren
enthaltenden Tafeln mit aufgenommen ist. Für einen genaueren Vergleich: ist es notwendig,
mit etwa zehn- bis zwanzigfacher Vergrößerung zu arbeiten. Zu diesem Zweck wird
das zu untersuchende Spektrum mit dem daneben aufgenommenen Eisenspektrum auf eine
weiße Fläche in zehn- bis zwanzigfacher Vergrößerung projiziert. Die Testtafeln,
die zum Vergleich benutzt werden, enthalten im gleichen Maße vergrößerte Spektren.
-
Ein Nachteil dieser Xrbeitsweise besteht darin, daß für das vergrößerte
Vergleichsspektrum etwa zwanzig Tafeln vom Format
20 X 30 cm not5Ç-endig
sind. Größere Tafeln zu verwenden ist nicht möglich, da sich diese leicht verziehen
und außerdem die Dispersion des Spektralapparates schwankt, so daß höchstens Tafeln
von dieser Größe zu dem Pr&jektionsbild der Probeplatte ausgerichtet werden
können.
-
Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man schon vorgeschlagen, einen
Projektor mit zwei Projektionssystemen zu verwenden, wobei mittels des einen Systems
das Probenspektrum, mittels des anderen das Spektrum des zu vergleichenden Stoffes
projiziert wird.
-
Wenngleich es möglich ist, auf eine Testplatte die Spektren mehrerer
Vergleichsstoffe aufzunehmen, so ist es doch auch bei dieser Art der Auswertung
der Spektren notwendig. einegrößere Anzahl von Tesiplatten nacheinander zu der Probeplatte
auszurichten. Da dies sehr sorgfältig geschehen muß, erfordert es für jede Testplatte
verhältnismäßig,r viel Zeit; außerdem werden erfahrungsgemäß die Platten von den
Intersuchenden sehr leicht versvechselt, so daß ein wiederholtes Austauschen der
Platten, das besonders bei Verwendung von hochliegenden Plattentischen sehr ermfidend
ist, notwendig wird.
-
Es wurde nun gefundeii, daf man die Handhabung des Gerätes zur Auswertung
des Spektrums eines Stoffes erheblich vereinfachen und die Durchführung der Analyse
wesentlich beschleunigen kann, wenn man bei Projektoren mit zwei oder mehr Projektionssystemen
die die Vergleichsspektren tragenen Platten auf einem endlosen Band oder auf einer
Walze anordnet und diese in das Auswertungsgerät so einbaut, daß jede Platte durch
Bewegen des Bandes oder der Walze in die für die Projektion notwendige Stellung
gebracht werden kann. Bei dieser Anordnung der Testplatten braucht die Probeplatte
nur ein einzigesNIal zu einer der Testplatten ausgerichtet zu werden. Alle anderen
Testplatten sind dann ohne weiteres ebenfalls genau zur Probeplatte ausgerichtet.
-
Besonders geeignet für die feste Anordnung der Testplatten im Anzeigegerät
ist eine Walze, die aus einem regelmäßigen, um seine Symmetrieachse drehbaren Prisma
besteht.
-
Auf einer solchen Walze lassen sich, ohne daß sie eine beim praktischen
Gebrauch störende Größe erhält, bis zu sechzig Vergleichsspektren unterbringen.
Die Walze oder ein auf ihrer Achse befestigter Zylinder enthalten Aussparungen,
in die Federn eingreifen, um die Walze jeweils in der Stellung festhalten zu können,
in der sich das Probenspektrum und das zu vergleichende Testspektrum im Projektionsbil
d berühren.
-
Damit bei jeder Stellung der Walze auch ohne genaueres Betrachten
der Linien sofort zu erkennen ist, welches Testspektrum projiziert wird, sind auf
der Achse oder auf einer mit dieser gekuppelten Vorrichtung Tafeln, auf denen der
jeweils zum Vergleich herangezogene Stoff bezeichnet ist. so angebracht, daß die
Bezeichnung bei der Projektion des Testspelitrums in einem Bildfenster erscheint
oder auf eine AIattscheibe projiziert wird.
-
Verwendet man Platten, auf die keine \;Vellenlängenskala aufgenommen
worden ist. so kann man am Transportschlitten eine z. 13. auf Glas aufgezeichnete
Skala so anbringen daß der dem projizierten Ausschnitt des Spektrums entsprechende
Teil der Skala oder ein Teil davon vergrößert in ein Bildfenster projiziert wird.
Durch Anbringen votl je einer Einstellmarke auf der Projektionsfläche und im Bildfenster
läßt sich die Wellenlänge jeder einzelnen Linie des Spektrums ablesen.
-
Gegebenenfalls, z. B. für Spel;tren großer Autokollimationsapparate
können auch zwei oder drei Skalen projiziert werden.
-
Die erwähnte einmalige Ausrichtung der Probeplatte zu einer der Testplatten
geschieht vorteilhaft mit Hilfe eines Drehtisches. Durch einfache Drehung des Tisches
ist es möglich die Spektren genau parallel zueinander auszurichten.
-
Statt auf Platten kann man die Proben- und Sergleichsspel;tren auch
auf Filme aufnehmen.
-
Durch geeignete Njaßnahmen ist dann dafür zu sorgen, daß die Filme
heim Projizieren glattliegen.
-
Gegebenenfalls kann man auch einen Projektor mit einem weiteren Projektionssystem
und einer weiteren Testwalze verwenden.
-
Eine beispielsweise Ausführungsform eines Auswertegerätes mit einer
die Testplatten tragenden Walze zeigen die Abbildungen.
-
Auf einer gußeisernen Grundplatte I sind neben dem Trägerrohr für
die Projektionslampe 2 Gleitschienen 3 für den Transportschlitten 4 angebracht.
Auf dem Transportschlitten befinden sich die Lagerböcke j für die Testwalze 6 sowie
zwei den Gleitschienen 3 genau parallele, schwächere und kürzere Gleitschienen 7
für den mikrometrisch verstellbaren Plattensdilitten 8.
-
Auf den Plattenschlitten ist oben der als Drehtisch ausgebildete
Plattenträger 9 aufgesetzt, auf den die Probeplatte mit den zu untersuchenden Spek-tren
aufgelegt wird. Die Ausbildung des Plattenträgers als Drehtisch gestattet eine besonders
rasche und leichte Ausrichtung zur Achse der Testwalze. Die Probeplatte wird mit
Hilfe einer Alikrometerschraube am Plattenschlitten zu einem und 3amit gleichzeitig
zu allen Testspektren der Walze in der Dispersionsrichtung ausgerichtet.
-
Der Plattenträger läßt sich in bekannter
Weise senkrecht
zur Dispersinonsrichtung bewegen, so daß jedes Spektrum der Probeplatte projiziert
werden kann.
-
Als Testwalze zur Aufnahme der Testspektren dient ein regelmäßiges
vielseitiges Prisma. das um seine Längsachse drehar- ist. Die Platten oder Filmstreifen
10 mit den Testspektren werden in kleine Metallrähmchen auf den entsprechend ausgeschnittenen
Prismenflächen eingesetzt. Auf eine Testwalze von z.B 30 cm Durchmesser lassen sich
bis zu sechzig Testspektren aufbringen. Um die Testwalze in bestimmten Stellungen
festhalten zu können, ist sie mit Aussparungen II versehen, in welche eine Feder
oder ein Führungsstift 12 eingreifen kann.
-
Auf die Drehachse der Testwalze ist ein weiteres regelmäßiges Prisma
gleicher Seitenzahl, das Anzeigeprisma 13, aufgesetzt. Die Flächen dieses Prismas
tragen Tafeln I4, auf denen die Stoffe, deren Spektren sich auf der Testwalze befinden,
angegeben sind. Das Anzeigeprisma ist so angeordnet, daß in einem Bildfenster I5
das Zeichen des Stoffes, dessen Spektrum -gerade projiziert wird, erscheint.
-
Die optischen Teile des Gerätes sind die üblichen. Das Licht der
Projektionslampe 2 wird mit Hilfe von Prismen und I(ondensoren so geführt, daß es
von unten auf die auf dem Drehtisch g befindliche Probeplatte und gleichzeitig durch
das hohle Lager der Testwalze von innen auf die obere horizontale Testplatte auftrifft.
Eine auf der Grundplatte I angebrachte Säule I6 trägt die Projektionsobjektime 17
und die Umlenkspiegel i8. Als Projektionsschirm für die Test- und Probenspektren
dient der mattweiß-gestrichene Teil rg der Grundplatte I.