DE8415886U1

DE8415886U1 - Vorrichtung zur schnellen messung der strahlungsintensitaet

Info

Publication number: DE8415886U1
Application number: DE19848415886
Authority: DE
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1984-08-23

Description

Vorrichtung zur schnellen Messung der Strahlungsintensität

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur schnellen Messung der zeitlichen Änderung der Strahlungsintensität eines räumlich begrenzten Streuvolumens unter Erfassung der Winkelabhängigkeit, wobei das Streuvolumen mittels eines Bestrahlers beleuchtet und die Strahlungsintensität mittels Detektoren aufgenommen wird.

Im Hinblick darauf, daß die Streulichtwinkelabhängigkeit kleiner Partikel als Funktion schnell veränderlicher Parameter oder während sehr kurzer Zeitintervalle aufgenommen werden soll, ist es notwendig, eine schnelle Methode und ein einfaches Gerät dafür zu besitzen. Es ist aus der DE-OS 23 38 481 bereits eine schnelle ortsauflösende Vorrichtung bekannt. Dieses Streulichtphotometer v/eist jedoch zwischen dem Streuvolumen und einem ortsauflösenden Detektor ein optisches System auf, mit dem die Streustrahlung übertragen wirr¹.. Hierbei kann es sich um einen Lichtleiter-Transformator sowie ein fotografisches Objektiv handeln.

Die der Neueurng gestellte Aufgabe besteht nunmehr darin, eine Vorrichtung der e.g. Art derart auszugestalten, daß optische Übertragungselemente entbehrlich werden.

Die Lösung ist im kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 beschrieben.

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Die übrigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Neuerung wieder.

Die vorliegende Neuerung besteht demnach darin, einen oder mehrere orts auf lösende Detektoren direkt, d.h. ohne zwischengeschaltetes optisches System, um das Streuvolumen herum aufzustellen. Dadurch werden Vorteile er reicht, wie z.B. eine größere Lichtstärke und eine höhere Flexibilität bei der Wahl des spektralen Bereiches der Strahlung, z.B. dessen Ausdehnung ins Vakuumtraviolett

hinein, sowie darüber hinaus eine erhebliche Kostensenkung bei der Fertigung des Gerätes.

Die Neuerung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Fig. 1-3 näher beschrieben.

Ti3. 1 stellt eine schematische Anordnung dar.

Fig. 2 zeigt die Ansicht des Vielkanal-Radiometers und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Vielkanal-Radiometer.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 1 dargestellt. Vier kommerziell erhältliche CCD-Chips 1-4 sind unter den Winkelbereichen 0° - 45°, 90° - 135°, 180° - 225° und 270° - 315° angeordnet. Jeder einzelne Chip 1-4 überdeckt dabei einen Rereich von mindestens 45 . Bis auf Spezialfälle entspricht dies einer lückenlosen Abdeckung des Bereiches 0° - 180°. Die Länge L des lichtempfindlichen Bereiches auf dem Chip, die ca. 26,6 mm beträgt, legt den Radius r des Kreises fe&t, auf dem die Chips 1-4 angebracht sind und in dessen

Mittelpunkt sich das strahlende Volumen 5 befindet. Das Volumen 5 wird mittels des Laserstrahls 6 beleuchtet. Im vorliegenden Falle ergibt sich ein Radius r von cn. 32 mm. Die maximale Auflösung, die für verschwindende Ausdehnung des strahlenden Volumens 5 erreichbar ist, wird dann durch die Abmessung der einzelnen Bildelemente der CCD-Chips 1-4 festgelegt. Bei einer Länge eines Bildelementes von ca. 13 ,um ergibt sich die maximale Auflösung zu ca. 0.023 in die Mitte des Chips und zu ca. 0.027° am Rande. Die auf einem Chip gemessenen Inten-

2 ßitätswerte sind mit dem Korrekturfaktor l/cos (Θ - Θ.) zu multiplizieren, um der Abweichung der ebenen Chip-Oberfläche von der des Kreiszylinders Rechnung zu tragen; hierbei sind die Θ. die Mittenwinkel der Chips 1-4.

Anstelle der CCD-Chips 1-4 können auch eine oder mehrere Bildverstärker-Platten mit Vorrichtungen zur ortsaufgelösten Auslesung des Anodenstroms, z.B. diskret spaltförmig angeordnete und individuell auslesbare Anoden, verwendet werden. Sie werden bevorzugt auf einem von 0°- 180° reichenden

Halbkreis oder nahezu um das gesamte Streuvolumen 5 herum aufgestellt.

Fig. 2 zeigt die geometrische Anordnung der optischen Elemente der neuerungsgemäßen Vorrichtung. Die Chips 1-4 sind auf einer Grundplatte 7 auf einem Kreis um das Streuvolumen 5 herum -gegeneinander und gegenüber der Grundplatte 7 justierbar- ausgerichtet. Das Streuvolumen 5 wird in einem Partikelstrom 8 mittels des

Laserstrahls 6 erzeugt, wobei der Laser 9 und ein ihm bzgl. des Streuvolumens 5 gegenüberliegender Lichtsumpf 10 ebenfalls auf der Grundplatte 7 befestigt sind. Senkrecht zur Grundplatte 7 ist der Partikelstrom 8 ausgerichtet.

Die Fig. 3 gibt einen besseren Überblick über den konstruktiven Aufbau der Vorrichtung. Die Grundplatte 7 bildet den Träger für die Chips 1-4, den Laser 9, den Lichtsumpf 10 sowie eine (evakuierbare) Haube 11, die über die Chips 1-4 gestülpt ist. Der Ein- und Austritt des r.aserstrahls 6 erfolgt über seitliche Blenden 12 und 13. Der Partikelstrom 8 ist auf einer Achse 14 ausgerichtet, die durch den Kreismittelpunkt geht, auf dem die Chips 1-4 angeordnet sind. Sie steht bevorzugt senkrecht auf der Grundplatte 7. Im Bereich des Kreismittelpunktes besitzt die Grundplatte 7 eine Öffnung 19, durch die der Partikelstrom 8 die Meßanordnung mit dem Streuvolumen 5 wieder verläßt und von einer Partikelfalle 15 aufgefangen wird. Diese Partikelfalle 15 ist mittels einer Halterung 16 an der Unterseite cor Grundplatte 7 befestigt und kann gekühlt v/erden. Der Partikelstrom 8 selbst wird in einer Quelle 17 erzeugt, die sich über der Haube 11, evtl. mit dieser fest verbunden, befindet. Der Partikelstrom 8 tritt durch eine Öffnung 18 in das Haubeninnere ein.

Claims

Kernforschungszentrum Karlsruhe, den 23.Mai 1984 Karlsruhe GmbH PLA 8429 Ga/he ANH 1002597 Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zur schnellen Messung der zeitlichen Änderung der Strahlungsintensität eines räumlich begrenzten

Streuvolumens unter Erfassung der Winkelabhängigkeit, ti
fe wobei das Streuvolumen mittels eines Bestrahlers be-

leuchtet und die Strahlungsintensität mittels Detektoren aufgenommen wird, gekennzeichnet durch die Anordnung von ortsauflösenden Detektoren (1 - 4) auf einer Grundplatte (7) im konstanten Abstand (r) um das Streuvolumen (5) nahezu lückenlos,oder auf diskrete Winkelbereiche beschränkt,herum.

2. Vorricntunq nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

■ daß auf der Grundplatte (7) der Strahler (9) und

j» ein Lichtsumpf (10) befestigt sind.

:

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich-

·-· net, daß senkrecht zur Grundplatte (7) auf einer Achse

(14) durch den Mittelpunkt des von den Detektoren (1-4) besetzten Kreises ein Teilchenstrahl (8) aus-

■■;. gerichtet ist, der vom Bestrahler (6, 9) im Bereich

y,· des Streuvolumens (5) erfaßt wird, und daß der Teil-

I chenstrahl (8) mittels eines Absorbers (15) , der an

ί der Grundplatte (7) befestigt ist, wieder aufgefangen

wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektoren (1-4) CCD-Kameras oder Bildverstärkerplatten verwendbar sind.