DE8210473U1 - Pruefkopf fuer ein spektrometer zur spektralanalytischen untersuchung von werkstuecken aus eisen- und stahllegierungen - Google Patents

Description

KLÖCKNER-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Klöcknerstraße 29, 41 Duisburg 1

Prüfkopf für ein Spektrometer zur spektralanalytischen Untersuchung, von Werkstücken aus Eisen- und Stahllegie-'rungen

Die Erfindung betrifft einen Prüfkopf zur spektralanalytischen Untersuchung von Werkstücken aus Eisen- und Stahllegierungen, indem der Prüfkopf eines Spektrometers auf das zu untersuchende Werkstück aufgesetzt, zwischen der Gegenelektrode des Prüfkopfes und dem Werkstück eine unipolare Entladung ausgelöst und auf das Gitter des Spektrometers abgebildet wird.

Spektrometer sind seit langem in der eisen- und stahlerzeugenden Industrie bekannt. Im allgemeinen werden Laborgeräte eingesetzt, die den Nachteil haben, daß von dem zu untersuchenden Werkstück Materialproben abgetrennt und in dem Spektrometer angeordnet werden müssen.

Im allgemeinen ist man jedoch bestrebt, ohne Abtrennung von Materialproben die Legierungsanteile von Werkstücken zu bestimmen. Aus diesem Grunde wurde vor Jahron von der Anmelderin erstmalig ein transportables Spektrometer auf dem Vergleichsprinzip entwickelt (DBP 25 13 266, 25 13 267, 25 13 358, 25 13 379), das an die zu untersuchenden Werkstücke herantransportiert wird. Dieses weist einen Prüfkopf auf, der auf die zu untersuchenden Werkstücke, z. B. auch auf Einzelstangen von gebündeltem Scangenmaterial, aufgesetzt wird. Zwischen der in dem Prüfkopf befindlichen Gegenelektrode und dem zu untersuchenden Werkstück wird eine

Entladung ausgelöst, die durch eine Austrittsöffnung bzw. ein Austrittsfenster, und zwar gegebenenfalls unter Verwendung eines Lichtleiters optisch auf ein Rowland-Gitter des Spektrometers abgebildet wird. Die Intensitäten der Spektrallinien der interessierenden Elemente werden in an sich bekannter Weise wie bei den ortsfesten Geräten ausgewertet. Daneben sind zwischenzeitlich noch andere, mit einem Prüfkopf arbeitende Spektrometer auf dem Markt, die nach diesem bzw. einem ähnlichen Prinzip arbeiten.

Während die Bestimmung des Kohlenstoffanteils von Eisen bzw. von Stahllegierungen mit den ortsfesten Geräten ohne weiteres möglich ist, zeigte es sich jedoch, daß bei den transportablen Geräten eine lange Zeit nicht deutbarer Effekte auftrat: Zusätzlich zu der bei den ortsfesten Geräten auftretenden C 1931.02-Linie des Kohlenstoffs treten noch zwei weitere Fe-Linien auf, die sich teilweise mit der Linie des Kohlenstoffs überlagern, so daß eine Auswertung der Kohlenstofflinie nicht mehr möglich ist. Es handelt sich um die Fe 1931.4- und Fe 1930.8-Linien des Eisens. Gravierend war vor allem, daß die Intensität dieser Linie beim gleichen Werkstück nicht konstant ist, so daß die üblichen elektronischen Mittel versagen. Diese Effekte konnten lange nicht gedeutet werden.

Langwierige Untersuchungen führten die Erfinder zu der Erkenntnis, daß die störenden Eisenlinien nur in unmittelbarer Nähre der Abfunkfläche des Werkstückes auftreten.

Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den aufsetzbaren Prüfkopf derart auszubilden, daß auch bei derartigen Spektrometern die Kohlenstoffbestimmung möglich ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur spektralanalytischen Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes mittels der Linie C 1931.02 der Prüfkopf eine an der Oberfläche der Materialprobe zur Anlage kommende Platte mit einer Bohrung für die Entladung zwischen der Gegenelektrode und den zu untersuchenden Werkstücken hat, die Platte eine parallel zur Materialprobe im Abstand verlaufende, in die Bohrung mündende Ausnehmung hat und in der Ausnehmung ein Lichtleiter angeordnet ist. Die verbliebene Dicke der Platte fungiert als Blende, wodurch der oberflächennahe Bereich der Entladung ausgeblendet wird.

Erfindungswesentlich ist, daß nicht nur das Gitter die Materialoberfläche im Bereich der Entladung nicht "sieht", sondern daß der Abschnitt der Entladung nicht abgebildet wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein GitterSpektrum (Ausschnitt) mit der Kohlenstofflinie und den beiden Spektrallinien des Eisens, wie es bei den derzeit bekannten Spektrometern mit einem aufsetzbaren Prüfkopf gemessen wird,

Fig. 2 ein Gitterspektrum entsprechend der Darstellung in Fig. 1, und zwar mit dem erfindungsgemäßen Prüfkopf,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Prüfkopfes.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Spektrallinie C 1931.02 des Kohlenstoffes von den beiden Spektrallinien des Eisens teilweise überlagert ist.

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Fig. 2 zeigt das Spektrum mit einem erfindungsgemäßen Prüfkopf.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Prüfkopfes im Längsschnitt und in schematischer Darstellung. Mit 2 ist das Gehäuse des Prüfkopfes bezeichnet, das auf der ~zum Werkstück zeigenden Seite eine Platte 4 mit einer Bohrung 5 aufweist/ oberhalb derer in an sich bekannter Weise eine Gegenelektrode 6 in einem Isolierkörper 7 angeordnet ist. Die Platte 4 zeigt eine in vorgegebenem Abstand zur Materialoberfläche und parallel zu ihr verlaufende, nach Art einer Nut ausgebildete Ausnehmung 8 auf, die in die Bohrung mündet. In diese Ausnehmung 8 ist ein Lichtleiter 9 eingesetzt, der in an sich bekannter Weise zu dem nicht dargestellten, das Gitter aufweisenden Spektrometerteil führt. Das Gehäuse weist einen Einlaßstutzen 11 für Argon auf. Zwischen dem zu untersuchenden Werkstück und der Gegenelektrode wird in an sich bekannter Weise eine unipolare Entladung ausgelöst. Die als Blende 10 wirkende Restdicke der Platte blendet von der Entladung den Bereich in der Nähe der Oberfläche des Werkstückes aus. Die emittierende restliche Strahlung gelangt auf den Lichtleiter 9, wobei durch die gewählte Geometrie der Bereich der Entladung ausgeblendet ist, der die angeregten Eisenatoroe enthält.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist in überraschender Weise einem langjährigen Nachteil abgeholfen/ der bislang den Einsatz von transportablen Spektrometern ausschloß, falls gleichzeitig die Kohlenstoffbestimmung erfolgen sollte, da hierfür stets eine Materialprobe abgetrennt und mit einem stationären Spektrometer untersucht werden mußte.

Claims (1)

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   KLÖCKNER-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT Klöcknerstraße 29, 41 Duisburg 1

   Prüfkopf für ein Spektrometer zur spektralanalytischen Untersuchung von Werkstücken aus Eisen- und Stahllegierungen

   Schutzanspruch

   Prüfkopf für ein Spektrometer zur spektralanalytischen Untersuchung Von Werkstücken aus Eisen- bzw. Stahllegierungen, indem der Prüfkopf auf das zu untersuchende Werkstück aufgesetzt, zwischen der Gegenelektrode des Prüfkopfes und dem Werkstück in einer Argonatmosphäre eine unipolare Entladung ausgelöst und auf das Gitter des Spektrometers abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur spektralanalytischen Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes der Prüfkopf eine an der Oberfläche der Materialprobe zur Anlage kommende Platte (4) mit einer Bohrung (5) für die Entladung zwischen der Gegenelektrode (6) und den zu untersuchenden Werkstücken (3) hat, die Platte eine parallel zur Materialprobe im Abstand verlaufende, in die Bohrung mündende Ausnehmung (8) hat und in der Ausnehmung ein Lichtleiter (9) angeordnet ist.