FI83138B - Enkel sjaelvkalibrerande spektrometer. - Google Patents

Description

83138

YKSINKERTAINEN ITSEKALI8R0ITUVA SPEKTROMETRI

Valon spektrin mittaaminen teollisuuden ja myös kaupan piirissä on jatkuvasti lisääntynyt. Suurin syy on automaation lisääntyminen, joka tekee tärkeäksi kaikki mittausmenetelmät varsinkin ne, joissa saadaan mittaustulos koskettamatta ja prosessia häiritsemättä.

5 Valon analysointi, kun se käsitetään laajimmillaan myös ulottamaan uitravioletti- ja infrapuna-alueiI le, tapahtuu yleensä spektrometrel1lä,'joissa valo yhdensuuntaistetaan ja sen jälkeen hajoitetaan eri aallonpituuskomponentteihinsa hilan tai prisman avulla. Kun halutaan lukea koko spektrin intensiteettiarvot aallon-10 pituuden vaihtuessa mittausalueen laidasta toi seen,1iikutetaan spektrometrissä jotain osaa esimerkiksi juuri prismaa tai hilaa käännetään ja paikallaan oleva ilmaisin mittaa intensiteetin aallonpituuden funktiona. Ilmaisimina usein käytetään puolijohteita, joiden sähkövirranvoimakkuus riippuu pinnalle oiuvan 15 valon intensiteetin suuruudesta. Nopein ja herkin ilmaisin foto-·; metriassa on valonmonistinputki, kun se vain käy halutulle aallon pi tuudelle.

Nykyiset spektrometrit ovat yleensä juuri tarkkuusmekanisminsa 20 takia isohkoja sekä kalliita ja niitä pitää kalibroida usein esimerkiksi mekaniikan lämpenemisen takia. On myös kehitetty spektrometrejä, joissa ei ole ollenkaan mekaanista liikettä.

Tämä voidaan nykyisin tehdä kahdella tavalla: Jaetaan hilan tai prisman spektri suoraan viivakameralle, jonka useista sadoista 25 jopa tuhansista alkioista luetaan suoraan tutkitun valon intensiteetti aallonpituuden funktiona. Menetelmä on jonkinverran kalliim-pi tavallista spektrometria, mutta usein siinä ei herkkyys riitä. Herkkyyttä voidaan lisätä jäähdyttämällä viivakameraelementtia, jolloin inns hinta nousee huomattavasti. Toinen tapa tehdä 30 spektrometri ilman liikkuvia osia, on johtaa tletyllätavälla *; polaroitu valo akusto-optisen kiteen läpi, muuttamalla kiteessä värähtelevää akustista taajuutta saadaan kiteen läpi haluttu aallonpituusalueen intensiteetti aallonpituuden funktiona mitatuksi. Menetelmässä voidaan käyttää ilmaisimena valomonistin- 2 83138 putkea ja sen mi ttausaallonpi tuutta on helppo kontrolloida, koska värähtelytaajuuksia voidaan mitata hyvin tarkasti halvoilla komponenteilla. Tämän menetelmän pahin huono puoli on hinta, joka kohoaa korkeaksi. Usein siis käytännön mittausten kannalta 5 ei ole vielä olemassa varmaa yksinkertaista tapaa mitata valon spektriä. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä päästään halvalla spektrometriin, joka kontrolloi sähkömekaanisesti spektrin intensiteetin mittauksen aikana aallonpituuden määrityksen.

10 Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jolle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty vaatimusosassa.

Keksinnön tärkeimpänä etuna on laatu/hinta-suhde, pystytään tekemään spektrometri hyvin halvalla, spektrometri kalibroituu 15 mittausten aikana ja sen ilamisimena voidaan käyttää myös herkkää ja nopeaa valomonistinputkea.

Tässä keksinnössä kehitetyn spektrometrin toiminta on seuraava (kuva 1): tuleva analysoitava valo (1) leikataan rajaajilla (2), 20 jotka ovat kapeita rakoja, yhdensuuntaiseksi valoksi (3).

Valo hajoitetaan kuvan tasoon viuhkamaiseksi joko hilalla tai prismalla (k). Valon intensiteetti mitataan tietokoneen levyaseman lukupään (5) liikkeen avulla. Tässä lukeminen on tehty valokuitujen avulla siten, että kultujen päät mittaavat intensi-25 teetin, kun lukupää (5) liikkuu ohjainta (7). myöten edestakaisin - lukiessaan tietolevyä (6). Valokuidut ohjataan yhdessä lukupään signaalin kanssa lukulaitteesta pois analysoitaviksi esimerkiksi herkkään valomonistinputkeen. Lukupäässä (5) voi olla myös peili ja intensiteetti luetaan muisti levyn ulkopuolelta tai lukupää 30 kääntää hilan tai prisman ja intensiteetti luetaan vakiopaikasta levyaseman ulkopuolelta. Mutta periaate näissä kaikissa ratkaisuissa on sama: käsketään lukupää lukemaan jotain määrättyä tietoa ja samalla luetaan valon intensiteetti. Intensiteetin ja levyn samanaikaista lukua voidaan tehdä peräkkäin useita kertoja 35 hyvin nopeasti ja ottaa mittauksen keskiarvo. Tässä siis sidotaan tiedon paikka tietyn aallonpituuden mittaamisesta aallonpituuden il 3 83138 määrittämiseen automaattisesti. Tarkoissa mittauksissa täytyy laite lämpötilakalibroida, mutta lämpötilan mittaus ja sen ottaminen huomioon ei nosta spektrometrin hintaa käytännöllisesti katsoen ollenkaan, ja samalla voidaan myös valvoa laitteen ylikuumenemista.

5

Spektrometrin mittausmenetelmän rakennetta ei rajata esitettyihin ratkaisuihin, vaan se voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

i

Claims (3)

4 83138

1. Valon spektrometrinen itsensä geometrisesta kalibroiva konstruktiomenetelmä, tunnettu siitä, että laitteessa spektrin mittaamiseen tarvittava liike, jonka avulla eri aallonpituuksien intensiteetit mitataan, saadaan aikaan 5 tietolevyn (6) lukupään (5) liikkeellä, joka lukupää lukee samalla kun mitataan tietyn tiedon muistilevyltä mittaus-geometrian samanaikaiseksi kontrolloimiseksi, näin jatketaan mittaamista lukemalla aina uusi paikka levyltä ja mittaamalla intensiteetti, jolloin saadaan mitatuksi haluttu 10 spektrialue piste pisteeltä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että valon spektriksi jakava osa (4) on paikallaan ja valon spektri mitataan liikkuvaan lukupäähän (5) 15 sijoitettujen optisten kuitujen avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittausjärjestelmän lämpötila mitataan ja menetelmään kuuluvien laitteiden lämpölaajenemisesta . 20 johtuva vääristymä korjataan mitatun lämpötilan mukaan. 5 83138